陶瓷潔具CAD造型設計

李滿喜 賈 軍

(咸陽陶瓷研究設計院 陜西咸陽 712000)

陶瓷潔具CAD造型設計

李滿喜 賈 軍

(咸陽陶瓷研究設計院 陜西咸陽 712000)

前言

計算機造型設計在各行各業的應用均十分廣泛,大到飛機、汽車、小到珍寶手飾。而在衛生陶瓷的造型設計中,人們卻很少采用計算機設計,究其原因,主要是沒有一個經濟適用的終端設備,使采用計算機設計的產品可以加工出來。咸陽陶瓷研究設計院經過多年的生產實踐和理論研究,目前開發出了適合衛生陶瓷企業使用的終端設備——專利產品,一種陶瓷潔具石膏試驗模具數控加工機。使用該設備,可以將計算機設計的陶瓷潔具模具準確地加工出來,使多年來全部采用手工造型的生產工藝,可以用計算機設計所取代。該設備極大地豐富了陶瓷潔具的產品造型,并可遠程進行交互式產品設計,使陶瓷潔具模具設計與生產同其它行業一樣,進入計算機時代。

1 一個典型的陶瓷潔具造型設計范例

1)創建一個文件,用來存放你的設計文件。運行p ro/E設計軟件,設置工作目錄到你剛才建立的文件。單擊菜單中“文件”→“新建”;選擇“零件”→“實體”;輸入零件的名稱(或就用系統缺省文件名)→去除“使用缺省模板”的復選框,單擊“確定”;在彈出的菜單中選公制模板,進入零件設計界面。

2)單擊基準面工具圖標,選Front為基準,偏距為55mm,單擊“確定”,建立新的輔助基準面,名稱為缺省;單擊草圖工具圖標,選新建基準面為草繪平面,繪制草圖(其橢圓長軸為290 mm,短軸170 mm,圓半徑為170mm)單擊完成工具圖標,完成草圖。單擊基準面工具圖標,建立輔助基準平面,以FRON T為基準,偏距為205mm,按“確定”按鈕完成,單擊草繪工具圖標以剛建立的基準面為草繪平面,繪制如圖1所示。

圖1

選中樣條曲線按鼠標右鍵,在彈出的菜單中選擇“修改”;選擇多邊形修改曲線。其修改結果見圖1。

3)創建造型曲線1,在工具條上單擊造型圖標,進入造型界面,單擊“造型曲線”圖標,創建造型曲線四條。對所建曲線進行編輯,各端點的切線設為FRON T基準面的法向,其切線長度為80 mm和20 mm,最長一條為30 mm和20 mm,單擊完成圖標,完成造型曲線。

圖2

4)單擊邊界混合圖標(或“插入”→“邊界混合”菜單命令),進入“邊界混合”界面,第一方向,選擇草圖1和草圖2,第二方向依次選擇4條造型曲線。單擊完成圖標,完成混合曲面的創建如圖2所示。

5)選擇剛創建的混合曲面,單擊菜單:“編輯”→“加厚”命令。選擇加厚方向為向內,厚度為9 mm,單擊完成圖標完成“實體化1”特證。

圖3

6)創建造型曲線2。單擊造型圖標進入造型界面,設置TOP基準面為活動平面。創建平面曲線CF -11,在編輯狀態下,選中曲線CF-11,單擊右鍵,在彈出的菜單中選擇“添加點”。推動該控制點,使曲線變形,編輯兩端的切線,使其為基準面FRON T的法向,調整其切線長度為30～35 mm,調整控制點的位置,如圖3所示,完成曲線CF-11的編輯。同理,依次創建曲線CF-13和曲線CF-16,其切線為FRON T的法向,長度為30mm,并使其端點調整到如圖3所示位置,完成編輯。單擊完成圖標,完成“造型曲線2”特征的創建。

7)“類型4”(造型曲面1)的創建。進入造型界面,單擊造型曲面圖標,進入造型曲面界面,先選擇內邊,再依次選中相鄰的兩曲線,完成曲面FS-24的建立,同理,建立另外的幾個曲面(FS-25、FS-26、FS-27、 FS-28),單擊完成圖標,退出造型界面,完成“造型曲面1”的創建。

8)創建“類型3”(造型曲線3)。創建如圖所示曲線。其端點切線均為FRON T基準面的法向,切線長度為(曲線CF-18):45 mm和35 mm,曲線CF-21切線長度為40 mm,將曲線調整到如圖4所示。退出“造型”界面。

圖4

9)“復制曲面”為了把兩曲面合并為一個曲面。選擇兩曲面之間的環型曲面,單擊復制工具圖標,再單擊粘貼工具圖標,完成對所選曲面的復制及粘貼,創建“復制曲面1”。

10)創建“類型5”(造型曲面2)。進入造型界面后,單擊造型曲面圖標,進入造型曲面建立界面依次選擇外邊和“造型曲線3”中的相鄰曲線,建立曲面SF-29、SF-30、SF-31、SF-32。如圖5所示。單擊完成圖標,退出造型界面。

圖5

11)合并曲面。選中“復制曲面”,“造型曲面1”和“造型曲面2”,合并曲面。

12)把合并的曲面實體化。選中合并的曲面,打開“編輯”菜單→“實體化”。單擊完成圖標,完成實體化?？梢杂肨OP基準面切開剛才完成的特征,觀測完成的特征是否為實體。

13)創建“拉伸1”特征。單擊拉伸工具圖標,進入拉伸創建界面,單擊“放置”選擇“草繪”,進入草繪界面(或在繪圖區單擊右鍵,在彈出的菜單中,選擇“內部草圖”)。單擊基準面圖標,選擇FRON T基準面為基準,偏距為56mm,創建基準面DTM 3;以DTM 3平面為繪圖平面,進入草繪界面,依次單擊邊距和偏距圖標,偏距為55mm,創建草圖,整理完成草圖?；氐嚼旖缑?調整拉伸方向,拉伸高度為56 mm,完成“拉伸1”特征的建立。

14)創建“拉伸2”特征。進入拉伸界面,繪制如圖6所示草圖,調整拉伸方向,輸入拉伸高度為16 mm,完成“拉伸2”特征的建立。

15)創建“拉伸3”特征。以FRON T為基準,創建輔助基準面DTM 4,進入拉伸特征界面,以DTM 4平面為草圖平面,繪制草圖,返回拉伸界面,調整拉伸方向,輸入拉伸距離為16mm,完成“拉伸3”特征創建。

圖7

16)創建“掃描曲面1”特征。以FRON T為基準,偏距為390 mm,創建輔助平面D TM 5。以top為草繪平面,繪制草圖如圖7所示。

打開菜單“插入”→“掃描”→“曲面”,調出曲面掃描菜單:在菜單管理器中依次選取“掃描軌跡”單擊“選取軌跡”→“依次”→“選取”,選取剛剛建立的“草圖3”特征作為掃描軌跡。返回“曲面,掃描”菜單界面,定義“屬性”為“開放端”選取“截面”→“定義”,進入截面草繪界面,繪制直徑為60mm的園為掃描截面。完成草繪,完成“曲面掃描”特征的建立,如圖8所示。

建立曲面“復制2”特征,同掃描曲面相交,生成閉合曲線特征“交截”。用“交截”曲線對掃描曲面進行修剪,生成“修剪1”特征。

圖8

17)創建“拉伸4”特征,在位伸界面下,進入草繪界面建立草圖;橢圓為270 mm、140 mm;切邊高為95 mm。調整拉伸方向,輸入拉伸距離為30 mm,完成“拉伸4”特征的創建。

創建“復制2”特征,對掃描曲面進行修剪,生成“修剪2”特征。

18)創建“拉伸5”特征。將RIGH T基準面偏距70,創建D TM 6輔助基準面進入拉伸界面,繪制草圖;其半圓直徑為60 mm作為拉伸截面圖,拉伸距離為160mm。調整方向,完成拉伸特征(草圖直徑同掃描曲面截面相同直徑為60mm)。

19)選中掃描曲面進行實體化,生成“實體化2”特征的創建。

20)“旋轉1”特征建立。進入旋轉特征建立界面,進入草繪界面,用邊距的方法繪制草圖,返回“旋轉”特征創建界面,調整方向,角度為90°,完成“旋轉1”特征的創建。

21)創立特征“拉伸6”。進入拉伸界面,以D TM 5輔助基準面為草繪平面,用邊距方式繪制草圖,(偏距為25mm)完成草圖,調整拉伸方向,拉伸距離為15 mm,單擊圖標,完成“拉伸6”特征的建立。

22)創建特征“拉伸7”。平行于RIGH T基準平面,并過A-1軸,建立輔助基準平面DTM 7。在拉伸界面下,以DTM 7為草繪平面繪制草圖(圓直徑為70mm),調整拉伸方向,輸入拉伸距離為160 mm,選擇拉伸為曲面,單擊完成圖標,完成“拉伸7”的創建。

選中曲面,單擊復制圖標工具,再單擊粘貼圖標工具,生成“復制4”特征。用“復制4”曲面對“拉伸7”曲面進行裁剪,生成“修剪3”特征。

23)創建“旋轉2”特征。以D TM 7為草繪平面,繪制旋轉截面草圖,半圓直徑為70 mm,退出草圖,在旋轉特征創建界面下,調整旋轉方向,輸入旋轉角度為90°,完成“旋轉2”特征的創建。

選中“修剪3”特征,打開菜單“編輯”→“實體化”,調整方向,完成“實體化”的創建。

圖9

24)創建“倒圓角1”、“草繪4”、“草繪5”特征:對“拉伸4”特征做“倒圓角”,輸入圓角半徑為10 mm,選擇倒角的邊,單擊完成圖標,完成“倒圓角”特征。以“拉伸4”特征上表面為草繪平面,用“邊距”的方式, (偏距為55 mm,另兩直線距RIGH T基準面10和15),繪制草圖。完成“草圖4”、“草圖5”的特征創建。

25)創建“投影1”特征。選擇如圖所示曲面為投影曲面,“草圖5”為投影草圖,“復制3”曲面為投影曲面,建立如圖10所示投影曲線,單擊完成圖標,完成“投影1”特征的創建。

26)創建“類型6”特征。進入造型界面,單擊曲線圖標,進入曲線創建界面,創建曲線CF-33。經過編輯后使CF-33曲線兩端位于“草圖4”和“投影1”相對應的角。按同樣的方法,創建曲線CF-35、CF-37、CF-39,單擊完成圖標,“類型6”特征創建完成。

27)創建“邊界混合2”特征對“復制3”特征用“草繪4”進行修剪,分別得到“修剪4”、“修剪5”特征。

進入“邊界混合”界面,第一方向選中“投影1”和“草繪4”的各一條曲線;第二方向依次選中“類型6”中的四條曲線。如圖10所示,單擊完成圖標完成該特征的建立。

28)“類型7”特征的創建。隱藏“類型6”和“邊界混合2”特征,進入造型界面,創建4條曲線,編輯調整其端點,使其位于“投影1”和“草圖4”外邊曲線相對應的四個角,單擊完成圖標完成“類型7”特征的創建。

29)“邊界混合3”的創建:進入邊界混合曲面界面,第一方向分別選取“草圖4”、“投影1”中的外邊曲線。第二方向依次選取“類型7”的4條曲線,單擊完成圖標完成“邊界混合3”曲面的創建。

30)“實體化4”特征創建。將曲面“修剪5”、“邊界混合2”、“邊界混合3”合并。選中此合并曲面,進行實體化,調整方向,單擊完成圖標,完成“實體化4”特征的創建。

圖11

31)“交截2”、“交截3”曲線的創建。選中如圖11所示曲面,單擊工具條上的“復制”、“粘貼”圖標,建立“復制5”特征;以TOP基準面為參照,分別偏距5和-5,創建輔助基準面D TM 8和D TM 9。

選中基準面DTM 8,打開菜單“編輯”→“相交”在“參照”曲面中添加“復制5”曲面,完成“交截2”的創建,同樣選中DTM 9、“復制5”曲面,完成“交截3”特征的創建。

圖12

32)“類型8”特征創建。進入造型界面,分別選擇“交截2”、“交截3”曲線,創建CF-48、CF-50、CF-52、CF-54四條曲線,經編輯調整后,如圖13所示。單擊完成圖標,完成“類型8”特征的創建。

33)“填充1”特征的創建。打開菜單“編輯”→“填充”,調出右鍵菜單→“內部草圖”,進入草圖繪制界面,繪制如圖13草圖。退出草圖繪制,單擊完成圖標,完成“填充1”特征。

圖13

圖14

34)“填充2”、“填充3”特征創建。進入“填充”界面,調出右鍵菜單,選擇“內部草圖”以DTM 8為草繪平面,選擇“交截2”曲線,用“邊距”方式,繪制如圖14所示曲線、單擊完成圖標,完成草圖,單擊完成圖標完成“填充2”。用同樣方法,完成“填充3”特征(選DTM 9、交截3)。

35)創建“類型9”特征。進入“造型”界面,單擊創建曲面圖標(以邊界曲線創建曲面),依次選擇“類型8”所創建的四條曲線,完成“類型9”曲面的創建。如圖15。

圖15

36)“實體化5”特征創建。合并“填棄1”、“填充2”、“填充3”、及“類型9”四個曲面。選中合并曲面,打開菜單“編輯”→“實體化”、創建“實體化5”特征。

圖16

圖17

37)創建“填充4”、“類型10”、“填充5”三個曲面并合并,將其實體化。

“填充4”創建:進入“填充”界面,以DTM 8為草繪平面,選擇“交截2”一條曲線,以邊距方法,繪制草圖。完成草圖,完成“填充4”,如圖16所示。創建“填充5”:進入“填充”界面,以DTM 9為草繪平面,選擇“交截3”的一條曲線,以邊距的方法,繪制填充草圖。完成草圖,完成填充;創建“類型10”進入“造型”界面,選擇“交截3”曲線,繪制CF-59、CF-61兩條曲線,編輯調整:單擊創建曲面圖標,依次選擇4條曲線。

圖18

單擊完成圖標,完成“類型10”的創建,如圖17所示?！疤畛?”創建。進入“填充”界面,以TDM 9為草繪平面,選擇“交截3”曲線,用“邊距”的方法,繪制草圖,完成草圖,完成“填充5”曲面的創建。

依次選中“類型10”、“填充4”、“填充5”曲面,并將其合并,選中合并后的曲面,將其“實體化”,完成“實體化6”特征。至此,坐便器造型基本完成。如圖18所示。

2 結語

綜上所述,使用現有的CAD技術,可以很輕松地進行陶瓷潔具產品造型設計。通過使用咸陽陶瓷研究設計院的專利產品——陶瓷潔具石膏試驗模具數控加工機,可以使衛生陶瓷的新產品開發從傳統的手工工藝,一躍而提升為計算機設計,計算機制造,計算機仿真的新工藝。