淺析水暖五金產品實體建模的實現

程文明 張紅星

摘? ? 要：水暖五金包含建筑物所有的供排水系統、采暖系統和衛生間所采用的的五金件。包括水嘴、淋浴器、花灑、閥門等衛生間其他五金件，是家庭生活的必備用品。在生產水暖五金產品的過程中，從工程圖開始進行產品設計，三維實體模型設計符合整個設計流程。本文簡單分析了水暖五金產品中規則曲面的造型方法和實體建模方法。

關鍵詞：水暖五金產品;實體建模;實現

1? 前言

目前，針對產品機械設計和制造，最先進的設計技術就是三維設計，采用全新自適應體系結構的第三代三維設計系統Autodesk Inventor，以及在AutoCAD體系結構上的三維設計系統Mechanical Desktop（MDT），以及I-DEAS等。其中水龍頭的零部件由規則曲面和不規則曲面構成，本文以產品造型實例，對利用Inventor、MDT、Rhino方法對簡單模型的創建進行探討。

2? 分析各類造型方法

Inventor：是三維可視化實體模擬軟件，它包括Autodesk Inventor三維設計軟件;在AutoCAD平臺基礎上開發的二維機械制圖和詳圖軟件AutoCAD Mechanical;加入了用于纜線和束線設計、管道設計及PCB IDF文件輸入的專業功能模塊，采用了分段式數據庫引擎和自適應造型技術的全新第三代CAD系統，它是設計工作者較為理想的工具，一個集成的解決設計方案完整的產品線。它具備自適應建模和大型部件裝配等先進功能，擁有簡單直觀的造型，適合形狀相對規則模型的建立，并且可以很方便的觀察到渲染效果。

MDT是Autodesk三維機械設計軟件，是對AutoCAD的擴展，包含了最完整的二維繪圖工具集，還提供非參數化實體造型、基于約束的裝配造型、實體與曲面融合等先進的三維設計功能及工具，有效融合2D與3D繪圖和造型技術，擁有很優良的功能特性，比如說，能將實際工程背景充分展示出來，讓模型與視圖能夠雙向隨變，變量與尺寸驅動實體模型，它完全采用了AutoCAD的界面風格，便于使用者操作[1]。

Rhino是強大的專業3D造型軟件，它被廣泛應用在三維動畫制作、工業制造、科學研究以及機械設計等領域，幾乎適用于所有的3D軟件，對增強整個3D工作團隊的模型生產力有明顯效果。它是專為工業產品及場景設計師所開發的概念設計與模型建構工具，將CAD的精確性與以曲線為基礎的模型建構技術的彈性完美結合，它所建構出的對象是平順的NURBS曲線及曲面，而不是直線的區段或多邊形的網格面，可利用相接曲面為邊界來構建實體[2]。

通過對各類造型系統的比較分析，以水暖五金產品模型的具體特點和實際情況為基礎，我們可以采取以下方法建模：Inventor具有較強的造型功能，并能對實體模型投影，便于我們只做零部件的工程圖，所以對于外形簡單的模型，我們直接采用Inventor系統建模形成工程圖。對于復雜曲面模型，我們不能通過Inventor系統直接實現，需要采用Rhino創建曲面，然后調入到MDT生成并加工完善出工程圖。以下僅以創建簡單模型舉例。

3? 造型方法--創建簡單模型為例

如圖1所示閥芯，各個曲面為規則曲面，它是由規則曲面構成的零部件模型。我們將采用Inventor系統，創建簡單模型。方法簡單，基于不同特征創建命令，給出稍微復雜一點的創建模型思路。如圖2所示水龍頭手把模型。

據圖1所示閥芯模型和圖2所示手把模型可知，組成手把的曲面為不規則曲面，不能直接用特征命令來創建，那么建模步驟如下：

（1）分析手把模型結構。

（2）根據手把模型的形狀和尺寸，在各個工作平面內分別建立草圖，按照要求繪制出草圖輪廓并進行放樣操作。

（3）對模型頂端尖角進行切除，在底面建立草圖，并對其操作切除模型頂端尖角，如圖3所示。

（4）一般情況下，使用抽殼命令形成空腔模型，因某些原因不能導致抽殼，如果模型內部要求不嚴格，那可再次進行放樣操作。如圖4所示。

（5）其他內部結構可利用創建規則模型的方法來順利完成，如圖2所示。

（6）借助Inventor系統投影，完成工程圖。

4? 結語

在進行實體造型前，我們要了解所建模型的特點，再對造型系統靈活選擇。對于創建簡單的實體模型，我們可采用Inventor系統來實現，這樣更加快捷，同時，根據特征，靈活下達命令，幫助達到更為理想的效果。

參考文獻：

[1] 樊炳揮，李云江.MDT三維參數化特征造型機械CAD[M].北京：清華大學出版社，1999.

[2] 韓涌.犀牛之舞用Rhino構建工業產品模型[M].北京：人民郵電出版社，2001.