本站原创【摘 要】利用CATIA软件绘制曲面的网格图形,并测量网格图,通过AUTOCAD软件绘制网格图的展开图形,最终将复杂曲面展开.
【关 键 词 】复杂曲面,展开,catia cad
0.前言
为了创造出能激发客户购写的产品,各企业设计者们会使用PROE、UG、CATIA、SolidWorKS等软件对产品的外形进行设计,设计出不规则的复杂曲面.通过曲面展示产品的外在力量.于是各种曲面的测量加工成型就成为机械加工技术中不断被讨论的话题.
1.零件分析
本文讲的零件为通过CATIA制作的一个对称不规则曲面（见图一曲面）.此曲面需要用1.2mmQ195钢板加工（伸长率δ5/%：≥33）.加工方法为制作阴阳模具,展开曲面,按照展开图形切割零件胎板,最后将胎板冲压成型.本文主要讲零件的展开及误差判断.
图一 曲面三维图形
2.测量曲面
为得到此曲面的外形数据,同样利用CATIA软件,按照曲面被两个有夹角的平面上下相剪切得到的特点,将曲面在夹角范围内通过三个平面再四等分.
通过软件绘制出三个平面与曲面相交而得的曲线.
绘制中间的曲线上等距的23个点,制作通过以上23个点且与中间曲线垂直的23个平面.
绘制23个平面与曲面的5条曲线相交得到的点.
最终绘制出曲面的网格图（见图一 网格）.
3.四制作曲面
通过测量得到曲面的网格尺寸如下：
第一层（A）尺寸为17.15、22.43、22.33、17.47、22.91、22.98、17.80、23.25、23.50、18.14、23.44、23.87.
第二层（B）16.95、22.27、21.93、17.25、22.55、22.78、17.58、22.70、23.42、17.93、22.73、23.97.
等等直到第十二层.
通过以上数据,利用AUTOCAD2010软件中的尺寸及几何约束绘制曲面网格图形的单元图形（见图二A）.
再将单元格图形拼接成初步胎板形状（见图）.
将拼接出的图形中每层X轴方向尺寸相加,再通过绘制出每一层中Y轴的平均高度,得到曲面的展开图形的一半（见图二C）.
图二 曲面展开
4.精度测量
测量三维图形及胎板中每层之间可测量相对应点之间的距离并相加得到对比尺寸.
曲面第一条线总长178.28.网格第一条线总长184.49,相对曲面变化量3.5％.
曲面第二条线总长74.60.网格第二条线总长75.64,相对曲面变化量0.014.
曲面第三条线总长121.80.网格第三条线总长121.06,相对曲面变化量-0.006.
曲面第四条线总长77.22.网格第四条线总长76.13,相对曲面变化量-0.014.
曲面第五条线总长187.71.网格第五条线总长186.39,相对曲面变化量-0.007.
5.结论
通过对比尺寸可以发现尺寸最大变化量为3.5％远远小于材料的伸长率33％.符合加工要求.
此方法较为复杂,但是可以有效对精度要求不高但形状复杂的曲面的展开.并可测量出展开图形相对于原曲面在不同部位的变化量.
【参考文献】
［１］曾正明.机械工程材料手册【金属材料】（第7版）.机械工业出版社,2010-10-01.
［２］胡海龙.CATIA V5R18基础设计.清华大学出版社,2010-07-01.
［３］董庆华.钣金展开计算法及应用实例.化学工业出版社,2010-01-01.