一種基于top-down的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型及其制備方法，具體是基于TOP-DOWN設(shè)計方法學(xué)，應(yīng)用Pro/TOP-DOWN設(shè)計系統(tǒng)，針對機(jī)件表達(dá)方法的學(xué)習(xí)需要在裝配模式下設(shè)計機(jī)件的頂層三維骨架模型，根據(jù)學(xué)習(xí)不同類型的機(jī)械零件表達(dá)方法的需要，由頂層三維骨架模型拆分出多個機(jī)械零件三維模型，再將機(jī)械零件三維模型進(jìn)行剖切，得到29個單體三維模型，29個單體三維模型可以組裝成30種機(jī)械零件三維模型，主要包括齒輪類、軸套類、支座類、支架類和閥體類等機(jī)械零件三維模型?；赥OP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型及其制備方法符合產(chǎn)品設(shè)計與制造過程、便于實現(xiàn)產(chǎn)品并行設(shè)計與協(xié)同制造、并為機(jī)件表達(dá)方法理論知識的學(xué)習(xí)提供實用的三維模型。
【專利說明】-種基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型及其制備 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，具體為基 于TOP-DOWN設(shè)計方法學(xué)設(shè)計供機(jī)件表達(dá)方法理論知識學(xué)習(xí)的三維模型。

【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)件表達(dá)方法的三維模型主要用于機(jī)械制圖、機(jī)械零件測繪和計算機(jī)繪圖等理論 與實踐課程的教學(xué)，市場上主要有立體示教模型和零件測繪模型，一般采用工程塑料、木 材、鋼材制作，主要特點是種類繁多、結(jié)構(gòu)單體、價格昂貴。
[0003] 傳統(tǒng)的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法一般采用B0TT0M-UP設(shè)計方法，一般是 先設(shè)計好各個零件，然后將這些零件拿到一起進(jìn)行裝配，如果在裝配過程中發(fā)生零件干涉 或不符合設(shè)計意圖時就要對零件進(jìn)行修改。這樣，不斷重復(fù)這個修改過程，直到設(shè)計滿意為 止。由此可見，如果在設(shè)計階段沒有做出很好的規(guī)劃，沒有一個全局考慮，使設(shè)計過程重復(fù) 工作很多，造成時間和人員的浪費，工作效率降低。這種方法也不能完全利用三維數(shù)字化設(shè) 計技術(shù)進(jìn)行機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本發(fā)明旨在提供一種基于TOP-DOWN的機(jī)件 表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，基于TOP-DOWN設(shè)計方法學(xué)設(shè)計多個單體三維模型，各所述 單體三維模型的配合端面設(shè)有容納孔，所述容納孔中安裝有磁鐵，不同單體三維模型之間 通過所述磁鐵相互裝配成多種不同的三維模型。三維模型用于機(jī)械制圖、機(jī)械零件測繪和 計算機(jī)繪圖等專業(yè)課程的理論與實踐教學(xué)，不僅能有效地激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣，而且 可以提高機(jī)件表達(dá)方法的學(xué)習(xí)效果，即根據(jù)機(jī)件的結(jié)構(gòu)和形狀特點，靈活選擇合適的表達(dá) 方法，將機(jī)件正確、完整、清晰地表達(dá)出來，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的工程圖形表達(dá)能力和三 維數(shù)字化建模能力。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法， 基于三維數(shù)字化技術(shù)設(shè)計三維數(shù)字化模型。首先應(yīng)用Pr 〇/T0P-D0WN設(shè)計系統(tǒng)，針對機(jī)件表 達(dá)方法的學(xué)習(xí)需要在裝配模式下設(shè)計機(jī)件的頂層三維骨架模型，然后根據(jù)學(xué)習(xí)不同類型的 機(jī)械零件表達(dá)方法的需要，由對頂層骨架三維模型進(jìn)行拆分，拆分出單體三維模型，再使用 所創(chuàng)建的單體三維模型組裝成機(jī)械零件模型，考慮不同零件之間的裝配，在零件配合端面 合理位置開若干cp3.5X2.5孔，然后在.cp3.5 X 2.5孔里面采用AB膠安裝X 2小磁鐵。通 過磁鐵實現(xiàn)不同零件之間的裝配。
[0006] 本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，提供了 一種基于 TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其特征在于，所述設(shè)計方法包括以下步驟， SS1.基于三維數(shù)字化技術(shù)的TOP-DOWN設(shè)計方法，在裝配模式下設(shè)計機(jī)件的頂層三維骨架 模型；SS2.根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)件表達(dá)方法時要有不同表達(dá)方法需要，由頂層三維骨架模型拆 分出多個機(jī)械零件三維模型，再將機(jī)械零件三維模型進(jìn)行剖切得到29個單體三維模型，不 同的單體三維模型可以組合成齒輪類、軸套類、支座類、支架類和閥體類30個機(jī)械零件三 維模型；SS3.然后將各個模型的3D模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入至3D打印機(jī)，分別制作各個機(jī)械零件的 3D打印模型；SS4.再將小磁鐵裝配在3D打印模型里，根據(jù)教學(xué)需要組合成機(jī)械制圖教學(xué)模 型，來滿足機(jī)械制圖課程中機(jī)件表達(dá)方法的教學(xué)需求。
[0008] 創(chuàng)建整體三維模型的三維裝配模型，在模型中建立產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)，直觀反映裝配 模型的裝配關(guān)系和層次關(guān)系等信息。在Pro/ENGINEER系統(tǒng)中，使用公制模板新建鼠標(biāo)裝配 體文件，構(gòu)建該產(chǎn)品的裝配模型。
[0009] 針對機(jī)件表達(dá)方法的學(xué)習(xí)需要在裝配模式下設(shè)計機(jī)件的頂層三維骨架模型，頂層 三維骨架模型是零件，它可包含特征，關(guān)系，層及視圖等。頂層三維骨架模型的作用是捕捉 并定義設(shè)計意圖和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，建立裝配設(shè)計的三維空間布局，構(gòu)成產(chǎn)品各個子裝配體及零 部件之間的拓?fù)潢P(guān)系及其主要運動功能，并將重要設(shè)計信息傳遞至產(chǎn)品子裝配體或零部件 中，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的管理及設(shè)計變更的控制。在裝配模式下創(chuàng)建頂層三維骨架模型文件，再 在頂層三維骨架模型中，應(yīng)用三維建模工具創(chuàng)建頂層三維骨架模型的所有特征。
[0010] 創(chuàng)建單體三維模型是基于設(shè)計意圖和設(shè)計信息，用詳細(xì)設(shè)計的零件或者子裝配來 充實整個產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)，由于頂層三維骨架模型具備了足夠的設(shè)計信息，依賴于所定義組 元的屬性及與周邊裝配的關(guān)系，直接在裝配環(huán)境中建立組元，即可以通過發(fā)布幾何特征來 收集設(shè)計參照信息，復(fù)制幾何特征來創(chuàng)建實體零件中的幾何信息，使零件組元與骨架模型 之間的信息實現(xiàn)最有效交流傳遞。
[0011] 單體三維模型的設(shè)計變更可以快速實現(xiàn)，可以直接在頂層三維骨架模型中完成主 要的產(chǎn)品設(shè)計更改，然后藉助于裝配關(guān)系所建立的零部件之間的約束或連接裝配關(guān)系進(jìn)行 設(shè)計變更。由于尺寸的驅(qū)動和父子關(guān)系的繼承，頂層三維骨架模型的變更會完全反映到每 個相關(guān)三維零件模型上，從而達(dá)到了以一個主模型來控制產(chǎn)品設(shè)計和變更的目的，實現(xiàn)了 具有真正創(chuàng)新意義的Top-Down設(shè)計。在裝配機(jī)械零件模型的過程中，我們在發(fā)現(xiàn)單體三維 模型組裝過程中存在干涉問題、裝配定位問題、尺寸不吻合等實際問題時，在在頂層三維骨 架模型中完成主要的產(chǎn)品設(shè)計更改，單體三維模型也將隨之變更，從而保證3D打印模型的 裝配要求。
[0012] 機(jī)件表達(dá)方法的三維模型包括多個單體三維模型，其特征在于，各所述單體三維 模型的配合端面設(shè)有容納孔，所述容納孔中安裝有磁鐵，不同單體三維模型之間通過所述 磁鐵相互裝配成多種不同的三維模型。
[0013] 本發(fā)明的三維模型中，所述單體三維模型為基本機(jī)械結(jié)構(gòu)體。
[0014] 本發(fā)明的三維模型中，所述容納孔的尺寸為tp3.5X2.5mm，磁鐵的尺寸為午3 X 2 mm〇
[0015] 本發(fā)明的三維模型中，所述機(jī)械制圖教學(xué)模型包括29個單體三維模型，所述多種 不同的機(jī)械制圖教學(xué)模型包括齒輪類、軸套類、支座類、支架類和閥體類機(jī)械制圖教學(xué)模 型。
[0016] 本發(fā)明的三維模型中，所述29個單體三維模型分別為上底座零件a、上底座零件 b、上底座零件c、上底座零件d、上底座零件e、上底座零件f、上底座零件g、斜齒輪零件、上 底座零件h、上底座零件i、上底座零件j、上底座零件k、下底座零件a、下底座零件b、下底 座零件c、三通管零件a、三通管零件b、三通管零件c、三通管零件d、左法蘭零件a、左法蘭 零件b、右法蘭零件a、右法蘭零件b、連接軸套零件a、連接軸套零件b、連接軸套零件c、連 接軸套零件d、三通管塞零件、直齒輪零件。
[0017] 本發(fā)明的三維模型中，所述的29個單體三維模型全部組裝在一起，形成一單體閥 體零件。
[0018] 本發(fā)明效果是：
[0019] 本發(fā)明的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計及其制備方法符合產(chǎn)品 設(shè)計過程。設(shè)計初期考慮的是產(chǎn)品應(yīng)實現(xiàn)的功能，最后才考慮實現(xiàn)這些功能的零部件的幾 何結(jié)構(gòu)、拓?fù)潢P(guān)系和裝配關(guān)系。便于實現(xiàn)協(xié)同并行設(shè)計。在概念設(shè)計階段將產(chǎn)品的主要功 能、裝配關(guān)系等重要信息確定下來，再將關(guān)鍵設(shè)計信息傳遞給產(chǎn)品各子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)才能 保證其和頂級系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性和一致性。為面向裝配和制造的設(shè)計提供基礎(chǔ)。將設(shè)計前期的 重要信息傳遞到后續(xù)設(shè)計階段，在后續(xù)設(shè)計中就可根據(jù)前期設(shè)計信息和要求進(jìn)行可行性 評價，從而實現(xiàn)面向裝配的設(shè)計和面向制造的設(shè)計。
[0020] 在機(jī)械制圖"機(jī)件表達(dá)方法"一章中，結(jié)合機(jī)械零件三維模型可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)全剖視 圖、半剖視圖、局部剖視圖、階梯剖視圖、旋轉(zhuǎn)剖視圖、復(fù)合剖視圖、斷面圖等機(jī)件表達(dá)方法， 使得學(xué)生根據(jù)機(jī)件的結(jié)構(gòu)和形狀特點，能夠靈活選擇合適的表達(dá)方法，將機(jī)件正確、完整、 清晰地表達(dá)出來。同時也可以培養(yǎng)學(xué)生掌握典型機(jī)械零件圖樣的畫法，正確分析零件的結(jié) 構(gòu)，合理、靈活地運用各種表達(dá)方法來表達(dá)零件結(jié)構(gòu)。
[0021] 在機(jī)械零件測繪教學(xué)中，本教學(xué)模型不僅可以大大降低教學(xué)模型的購置成本，為 學(xué)生提供多樣化的教學(xué)模型進(jìn)行測繪。學(xué)生通過自己動手組裝不同類型的零件模型，可以 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對零件模型的感性認(rèn)知，從而更有效地培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械零件測 繪能力和工程意識。
[0022] 在計算機(jī)繪圖教學(xué)中，教學(xué)模型可以輔助AutoCAD機(jī)械制圖、PRO/ENGINEER、UG NX、Solidworks等三維數(shù)字化技術(shù)軟件的教學(xué)，傳統(tǒng)計算機(jī)繪圖課程僅注重根據(jù)二維零件 圖紙進(jìn)行三維數(shù)字化建模和二維工程圖繪制，而本教學(xué)模型可以直觀地提供給學(xué)生進(jìn)行實 物測繪，并根據(jù)測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行三維數(shù)字化建模，然后再應(yīng)用三維模型來實現(xiàn)二維工程圖的 繪制。本教學(xué)模型實現(xiàn)了三維數(shù)字化技術(shù)與機(jī)械制圖理論知識教與學(xué)的有機(jī)融合，這樣不 僅可以加深學(xué)生對機(jī)件表達(dá)方法、零件圖、組合體等機(jī)械制圖理論知識的理解和掌握，而且 可以培養(yǎng)學(xué)生的三維數(shù)字化建模能力和二維工程圖的表達(dá)能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的基于TOP-DOWN設(shè)計的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型；
[0024] 圖中：1-上底座零件a;2_上底座零件b;3_上底座零件c;4_上底座零件d; 5_斜齒輪零件；6-k底座零件e;7_上底座零件f;8_上底座零件g;9_上底座零件h;10_連 接軸套零件a; 11-三通管零件a; 12-三通管零件b; 13-右法蘭零件a; 14-右法蘭零件b; 15-連接軸套零件b; 16-下底座零件a; 17-下底座零件b; 18-下底座零件c; 19-連接軸套 零件c;20_三通管零件c;21_左法蘭零件a;22_左法蘭零件b;23_三通管零件d;24_三 通管塞零件；25-連接軸套零件d;26_直齒輪零件；27-上底座零件i;28_上底座零件j; 29-上底座零件k。
[0025]圖2 (a)、（b)、（c)與（d)為本發(fā)明三維模型單體三維模型組裝的支座類零件。
[0026]圖2(e)、（f)、（g)與圖3(h)為本發(fā)明三維模型單體三維模型組裝的三通管、四通 管類零件。
[0027]圖2 (h)為本發(fā)明三維模型單體三維模型組裝的板類零件。
[0028] 圖2 (i)、（j)為本發(fā)明三維模型單體三維模型組裝的軸套類零件。
[0029] 圖2(k)、（1)為本發(fā)明三維模型單體三維模型中的直齒輪、斜齒輪零件。
[0030]圖3 (a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)與（g)為本發(fā)明三維模型單體三維模型組裝的閥 體類零件，圖3(h)為本發(fā)明三維模型單體三維模型組裝的四通管類零件。
[0031] 圖4(a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)、（g)、（h)為本發(fā)明三維模型單體三維模型組裝 的支座類零件。
[0032]圖5 (a)、（b)為本發(fā)明三維模型單體三維模型組裝的支架類零件。
[0033]圖6(a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)是圖4(a)所示的閥體零件的機(jī)件表達(dá)方法，根據(jù) 機(jī)件的結(jié)構(gòu)和形狀特點，該閥體零件分別采用局部剖視圖A-A、B-B、D-D，階梯剖視圖C-C、 旋轉(zhuǎn)剖與局部剖的復(fù)合剖視圖E-E，局部剖視圖F-F等機(jī)件表達(dá)方法。
[0034]圖7(a)、（b)、（c)、（d)、（e)是圖4(b)所示的閥體零件的機(jī)件表達(dá)方法，根據(jù)機(jī) 件的結(jié)構(gòu)和形狀特點，該閥體零件分別采用局部剖視圖A-A、B-B，階梯剖視圖C-C，斜剖視 圖D-D，旋轉(zhuǎn)剖視圖E-E等機(jī)件表達(dá)方法。

【具體實施方式】
[0035] 本發(fā)明的具體實施過程是：基于TOP-DOWN設(shè)計方法學(xué)，應(yīng)用Pro/TOP-DOWN設(shè)計 系統(tǒng)，針對機(jī)件表達(dá)方法的學(xué)習(xí)需要在裝配模式下設(shè)計機(jī)件的頂層三維骨架模型，根據(jù)學(xué) 習(xí)不同類型的機(jī)械零件表達(dá)方法的需要，由頂層三維骨架模型拆分出多個機(jī)械零件三維模 型，再將機(jī)械零件三維模型進(jìn)行剖切，得到29個單體三維模型，然后將各個模型的3D模型 數(shù)據(jù)導(dǎo)入至3D打印機(jī)，分別制作各個機(jī)械零件的3D打印模型。再將小磁鐵裝配在3D打印 模型里，根據(jù)教學(xué)需要組合成機(jī)械制圖教學(xué)模型，來滿足機(jī)械制圖課程中機(jī)件表達(dá)方法的 教學(xué)需求。同時，也可以作為機(jī)械識圖、組合體教學(xué)、零件圖教學(xué)、機(jī)械零件測繪、計算機(jī)繪 圖課程的教學(xué)模型。所述的29個單體三維模型如圖1所示依次為1-上底座零件a;2_上 底座零件b; 3-上底座零件c;4-上底座零件d;5-斜齒輪零件；6-上底座零件e; 7-上底座 零件f;8_上底座零件g;9_上底座零件h; 10-連接軸套零件a; 11-三通管零件a; 12-三 通管零件b; 13-右法蘭零件a; 14-右法蘭零件b; 15-連接軸套零件b; 16-下底座零件a; 17-下底座零件b;18_下底座零件c;19_連接軸套零件c;20_三通管零件c;21_左法蘭零 件a;22_左法蘭零件b;23_三通管零件d;24_三通管塞零件；25-連接軸套零件d;26_直 齒輪零件；27-上底座零件i;28_上底座零件j;29_上底座零件k。
[0036] 本發(fā)明所述的基于TOP-DOWN設(shè)計的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型，主要由29個單體 三維模型組成，各個模型分別使用ABS工程塑料，通過3D打印機(jī)熔融沉積工藝制作。
[0037] 圖2(a)由圖1中的上底座零件al、上底座零件b2、上底座零件c3、上底座零件 d4、斜齒輪零件5、上底座零件e6、上底座零件f7、上底座零件g8、上底座零件h9、直齒輪零 件26、上底座零件i27、上底座零件j28、上底座零件k29組裝而成。
[0038] 圖2(b)由圖1中的下底座零件al6、下底座零件bl7、下底座零件cl8組裝而成。
[0039] 圖2(c)由圖1中的右法蘭零件al3、右法蘭零件bl4組裝而成。
[0040] 圖2(d)由圖1中的連接軸套零件alO與連接軸套零件d25組裝而成。
[0041] 圖2(e)由圖1中三通管零件bl2與三通管零件c20的組裝而成。
[0042] 圖2 (f)由圖1中的三通管零件al1與三通管零件d23組裝而成。
[0043] 圖2(g)由圖1中的左法蘭零件a21與左法蘭零件b22組裝而成。
[0044] 圖2(h)由圖1中的上底座零件al、上底座零件f7、上底座零件h9與上底座零件 i27組裝而成。
[0045] 圖2 (i)由圖1中的連接軸套零件alO與連接軸套零件d25組裝而成。
[0046] 圖2 (j)由圖1中的連接軸套零件bl5與連接軸套零件cl9組裝而成。
[0047] 圖3(a)由支座零件圖2(a)與支座零件圖2(d)組裝而成。
[0048] 圖3(b)由支座零件圖2(b)與支座零件圖2(c)組裝而成。
[0049] 圖3(c)由支座零件圖2(b)與支座零件圖2(d)組裝而成。
[0050] 圖3(d)由支座零件圖2(a)與支座零件圖2(c)組裝而成。
[0051] 圖3(e)由支座零件圖2(a)與支座零件圖2(g)組裝而成。
[0052] 圖3(f)由支座零件圖2(a)與支座零件圖2(b)組裝而成。
[0053] 圖3(g)由支座零件圖2(b)與支座零件圖2(g)組裝而成。
[0054] 圖3(h)由圖1中的三通管零件all、三通管零件bl2、三通管零件c20與三通管零 件d23組裝而成。
[0055] 圖4 (a)、圖4(b)與圖4(c)均為圖1中的所有29個零件模型組裝而成，如圖4(a) 所示的閥體零件中的圖2(c)法蘭零件繞三通管零件bl2大圓筒的軸線逆時針旋轉(zhuǎn)45°而 得到如圖4(b)所示的閥體零件。
[0056] 如圖4(c)所示的閥體零件是如圖4(b)所示的閥體零件去除掉三通管塞零件24 而得到。
[0057] 圖4(d)所示的閥體零件是由圖4(a)所示的閥體零件去除掉如圖2(a)所示的支 座零件而得到。
[0058] 圖4(e)所示的閥體零件是由圖4(b)所示的閥體零件去除掉如圖2(a)所示的支 座零件而得到。
[0059] 圖4(f)所示的閥體零件是由圖4(a)所示的閥體零件去除掉如圖2(b)所示的支 座零件而得到。
[0060] 圖4(h)所示的閥體零件是由圖4(d)所示的閥體零件去除掉三通管塞零件24而 得到。
[0061] 圖5(a)所示的支架零件是由圖2(h)所示的座板零件、上底座零件b2、上底座零 件c3、斜齒輪零件5、上底座零件e6、上底座零件g8、直齒輪零件26、上底座零件j28、上底 座零件k29、圖2(d)所示的支座零件與圖2(c)所示的支座零件組裝而成。
[0062] 圖5(a)所示的支架零件中圖2(c)所示的支座零件繞圖2(d)所示的支座零件的 軸線順時針旋轉(zhuǎn)45°，得到圖5(b)所示的支架零件。
[0063]圖6(a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)是圖4(a)所示的閥體零件的機(jī)件表達(dá)方法，根據(jù) 機(jī)件的結(jié)構(gòu)和形狀特點，該閥體零件分別采用局部剖視圖A-A、B-B、D-D，階梯剖視圖C-C、 旋轉(zhuǎn)剖與局部剖的復(fù)合剖視圖E-E，局部剖視圖F-F等機(jī)件表達(dá)方法。
[0064] 圖7(a)、（b)、（c)、（d)、（e)是圖4(b)所示的閥體零件的機(jī)件表達(dá)方法，根據(jù)機(jī) 件的結(jié)構(gòu)和形狀特點，該閥體零件分別采用局部剖視圖A-A、B-B，階梯剖視圖C-C，斜剖視 圖D-D，旋轉(zhuǎn)剖視圖E-E等機(jī)件表達(dá)方法。
[0065] 此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名 稱等可以不同。凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包 括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施 例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本 權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其特征在于，基于 TOP-DOWN設(shè)計方法學(xué)，應(yīng)用Pro/TOP-DOWN設(shè)計系統(tǒng)，創(chuàng)建整體三維模型的三維裝配模型， 針對機(jī)件表達(dá)方法的學(xué)習(xí)需要在裝配模式下設(shè)計機(jī)件的頂層三維骨架模型，根據(jù)學(xué)習(xí)不同 類型的機(jī)械零件表達(dá)方法的需要，由頂層三雛骨架模型拆分出多個機(jī)械零件三維模型，再 將機(jī)械零件三維模型進(jìn)行剖切，得到29個單體三維模型，各所述單體三維模型的配合端面 設(shè)有容納孔，所述容納孔中安裝有磁鐵，不同單體三維模型之間通過所述磁鐵相互裝配成 多種不同的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其特征 在于，創(chuàng)建整體三維模型的三維裝配模型，在模型中建立產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)，直觀反映裝配模型 的裝配關(guān)系和層次關(guān)系等信息。在Pro/ENGINEER系統(tǒng)中，使用公制模板新建鼠標(biāo)裝配體文 件，構(gòu)建該產(chǎn)品的裝配模型。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其 特征在于，針對機(jī)件表達(dá)方法的學(xué)習(xí)需要在裝配模式下設(shè)計機(jī)件的頂層三維骨架模型，頂 層三維骨架模型是零件，它可包含特征，關(guān)系，層和視圖，頂層三維骨架模型的作用是捕捉 并定義設(shè)計意圖和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，建立裝配設(shè)計的三維空間布局，構(gòu)成產(chǎn)品各個子裝配體及零 部件之間的拓?fù)潢P(guān)系及其主要運動功能，并將重要設(shè)計信息傳遞至產(chǎn)品子裝配體或零部件 中，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的管理及設(shè)計變更的控制；在裝配模式下創(chuàng)建頂層三維骨架模型文件，再 在頂層三維骨架模型中，應(yīng)用三維建模工具創(chuàng)建頂層三維骨架模型的所有特征。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其 特征在于，創(chuàng)建單體三維模型是基于設(shè)計意圖和設(shè)計信息，用詳細(xì)設(shè)計的零件或者子裝配 來充實整個產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)，由于頂層三維骨架模型具備了足夠的設(shè)計信息，依賴于所定義 組元的屬性及與周邊裝配的關(guān)系，直接在裝配環(huán)境中建立組元，即可以通過發(fā)布幾何特征 來收集設(shè)計參照信息，復(fù)制幾何特征來創(chuàng)建實體零件中的幾何信息，使零件組元與骨架模 型之間的信息實現(xiàn)最有效交流傳遞。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其特征在 于，單體三維模型的設(shè)計變更可以快速實現(xiàn)，可以直接在頂層三維骨架模型中完成主要的 產(chǎn)品設(shè)計更改，然后藉助于裝配關(guān)系所建立的零部件之間的約束或連接裝配關(guān)系進(jìn)行設(shè)計 變更；由于尺寸的驅(qū)動和父子關(guān)系的繼承，頂層三維骨架模型的變更會完全反映到每個相 關(guān)三維零件模型上，從而達(dá)到了以一個主模型來控制產(chǎn)品設(shè)計和變更的目的，實現(xiàn)了具有 真正創(chuàng)新意義的Top-Down設(shè)計。在裝配機(jī)械零件模型的過程中，我們在發(fā)現(xiàn)單體三雛模型 組裝過程中存在干涉問題、裝配定位問題、尺寸不吻合等實際問題時，在在頂層三維骨架模 型中完成主要的產(chǎn)品設(shè)計更改，單體三維模型也將隨之變更，從而保證3D打印模型的裝配 要求。
6. 如權(quán)利要求5所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其特征在 于，所述單體三維模型為基本機(jī)械結(jié)構(gòu)體。所述容納孔的尺寸為v3.5X2.5mm，磁鐵的尺寸 為tp3X2 mm。所述機(jī)械制圖教學(xué)模型包括29個單體三維模型，所述多種不同的機(jī)械制圖 教學(xué)模型包括齒輪類、軸套類、支座類、支架類和閥體類機(jī)械制圖教學(xué)模型。
7. 如權(quán)利要求5所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其特征在 于，所述29個單體三維模型分別為上底座零件a、上底座零件b、上底座零件c、上底座零件 d、上底座零件e、上底座零件f、上底座零件g、斜齒輪零件、上底座零件h、上底座零件i、上 底座零件j、上底座零件k、下底座零件a、下底座零件b、下底座零件c、三通管零件a、三通 管零件b、三通管零件c、三通管零件d、左法蘭零件a、左法蘭零件b、右法蘭零件a、右法蘭 零件b、連接軸套零件a、連接軸套零件b、連接軸套零件c、連接軸套零件d、三通管塞零件、 直齒輪零件。
8. 如權(quán)利要求3所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其特征在 于，所述的29個單體三維模型采用ABS工程塑料，通過3D打印機(jī)的熔融沉積制成。
9. 如權(quán)利要求3所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計方法，其特征在 于，所述的29個單體三維模型全部組裝在一起，形成一單體閥體零件。
10. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的基于TOP-DOWN的機(jī)件表達(dá)方法的三維模型設(shè)計 方法制備的三維模型。
【文檔編號】G06F17/50GK104346491SQ201410209409
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】陳鵬 申請人:宜春學(xué)院