SolidWorks的三維模型轉二維工程圖的標準化問題

SolidWorks將三維造型技術與二維繪圖融為一體,可以將零件環境、裝配環境中生成的各類零件、裝配件等實體進行投影,生成二維工程圖。SolidWorks是目前的三維軟件中支持國家標準(GB)最好的一種,大部分二維工程圖能滿足GB的要求,但SolidWorks生成的二維工程圖是純粹的實體投影,有些地方並不符合國家標準《機械製圖》中的規定,所以必須對模型所生成的工程圖進行標準化處理。本文根據在使用SolidWorks模型生成工程圖的過程中遇到的一些問題,提出一些解決的辦法和建議。

  1 滾動軸承的表達

  按照《機械製圖一滾動軸承表示法》(GB,T4459.7-1998),滾動軸承有通用、特徵和規定3種畫法,如圖1所示。SolidWorks工程圖中滾動軸承投影剖視圖與規定畫法比較接近,見圖2。

SolidWorks的三維模型轉二維工程圖的標準化問題

  

  按實際工況,在SolidWorks裝配體中滾動軸承為不完全約束,可繞軸旋轉,因此在生成滾動軸承的剖視圖時,剖切面並不一定會通過軸承滾動體的中心軸,從而導致軸承投影與規定畫法相異,需要對工程圖進行處理,如圖2。針對以上問題,提出以下解決方法(以深溝球軸承為例進行說明):

  (1)在深溝球軸承建模過程中,建立2個配置“實際模型”和“簡化模型”。在“實際模型”中滾動體模型與實際相符,採用圓球,如圖3(a);在“簡化模型”中採用一圓環來代替圓球,圓環截面圓直徑與“實際模型”中圓球直徑相等,且圓環特徵與軸承內、外圈不合並實體,如圖3(b);

  

SolidWorks的三維模型轉二維工程圖的標準化問題

  (2)在使用該軸承裝配時,增加一個“工程圖用”的配置,在“默認”配置中軸承採用“實際模型”,在“工程圖用”配置中採用“簡化模型”配置;

  (3)在工程圖中,將視圖屬性中“配置信息”選為“使用命名的配置”並選擇“工程圖用”配置,得到軸承工程圖如圖4(a)所示;

  (4)對軸承工程圖進行處理:去掉圓環實體上的剖面線,加中心線,得到如圖4(b)所示的工程圖。

  

SolidWorks的三維模型轉二維工程圖的標準化問題

  通過以上處理,得到的工程圖已符合軸承的規定畫法,且裝配體中採用“實際模型”,對軸承的質量及後續的仿真分析等不會產生影響。採用以上方法,也可以對圓柱滾子軸承、調心球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承等進行處理,得到符合標準的工程圖。

  2 齒輪的表達

  根據《機械製圖一齒輪表示法》(CB/T4459.2-2003)規定,在齒輪的工程圖中一般用2個視圖來表示齒輪的結構形狀;在與齒輪軸線平行的投影視圖中,一般採用剖視圖(全剖、半剖、局部剖)來表達齒輪的結構,對於斜齒和人字齒圓柱齒輪,則不宜採用全剖視圖,而宜採用半剖和局部剖;在剖視圖中,齒頂線和齒根線用粗實線繪製,分度線用細點畫線繪製,其他結構按常規繪製。在與齒輪軸線垂直的投影視圖中,一般採用局部視圖來表達齒輪的軸孔和鍵槽。如圖5所示為Solidworks中一直齒圓柱齒輪及其投影出的工程圖,由圖可以看出,此工程圖並不符合齒輪的規定畫法,必須對工程圖進行處理。

  

SolidWorks的三維模型轉二維工程圖的標準化問題

  (1)在齒輪模型中增加“工程圖用”的配置,在此配置中將齒輪的齒形壓縮掉,並添加一個與齒根圓直徑相等圓柱,並不合併實體,如圖6所示,以此來保證與齒輪軸線平行的投影視圖中能剖切出2條齒頂線和齒根線;

  

SolidWorks的三維模型轉二維工程圖的標準化問題

  (2)將齒輪模型在工程圖中投影,將主視圖屬性中“配置信息”選為“使用命名的配置”並選擇“工程圖用”配置,並將主視圖全剖,得到如圖7所示工程圖;

  

  (3)點取圖7中1區,去掉剖面線並應用到實體;運用工程圖的草圖功能畫出兩條在徑向完全約束的分度線,並把工程圖中不需要的約束尺寸隱藏;添加尺寸及粗糙度、中心線等註釋,得到如圖8所示的工程圖;

SolidWorks的三維模型轉二維工程圖的標準化問題

  

  通過以上處理的工程圖,符合國家標準的要求,通過實踐,斜齒輪、錐齒輪等也可以通過以上方法進行處理,得到滿意的工程圖。

  3 剪裁視圖應用

  當機件的主體形狀已由一組基本視圖表達清楚,而未表達清楚的局部結構還需要表達,但又沒有必要畫出其完整的基本視圖,此時可採用局部視圖,如圖8中左視圖。

SolidWorks的三維模型轉二維工程圖的標準化問題

  SolidWorks工程圖中有創建“局部視圖”的命令,但那是創建“局部放大”視圖,並不能滿足要求。對於比較簡單的機件,可以通過隱藏邊線的方法來生成局部視圖,但對於像上文中齒輪一樣較複雜的機件(見圖7),通過上述方法就比較麻煩.在SolidWorks中可以採用創建“剪裁視圖”與隱藏邊線相結合的方法來解決上述問題。如圖8所示。在左視圖中繪製一包含所要描述特徵的閉合草圖輪廓,就可以生成裁剪視圖,在生成裁剪視圖之後,還可以在剪裁視圖內點擊鼠標右鍵對剪裁視圖進行編輯和移除。

  當機件上有傾斜於基本投影面的結構時,要採用斜視圖來表達傾斜部分的實形,其他部分用波浪線或折線斷開。如圖9(a)所示為某SolidWorks零件模型在工程圖中採用投影視圖和輔助視圖生成的工程圖,由此可見生成的視圖並不符合要求。圖9(b)為採用剪裁視圖處理過的圖紙,經過此處理的圖紙不僅符合要求,而且更加美觀。

  

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  4 結語

  三維設計是未來的必然趨勢,隨之而來的就是三維轉二維後的標準化問題。目前市場上大部分的三維軟件是國外的產品,對GB並不完全支持,在圖紙標準化過程中會遇到很多麻煩。本文所提的方法已在企業中得到應用,且效果良好,但義會增加設計人員的工作量,因此,有必要開發完全支持GB的三維軟件或修改現行GB以符合三維轉化成二維圖紙後的要求。


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