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1、(矿用)挖掘机斗齿的三维建模方法研究李乐内蒙古科技大学机械学院内蒙古包头摘要：本文针对挖掘机斗齿的外形特点提出一个斗齿正向建模的思路，着重说明了一般形状的斗齿在Pro/ENGINEER下的三维参数化建模方法,为斗齿的数字化设计与制造提供依据。关键词：挖掘机斗齿；参数化建模；Pro/ENGINEERAbstract:Inthispaper,madeaideaofmodelingpositivefromtheshapeofthebuckettooth,highlightedthethree-dimensionalparametricmodelingmethod
2、inPro/EoftheusuallyshapeoftheExcavatorbucketteeth,providedthebasisofBucketTooth’sdigitaldesignandmanufacturers.Keywords:Excavatorbucketteeth;parametricmodeling;Pro/ENGINEER1.引言挖掘机斗齿是挖掘过程中消耗最多的部件，本文的研究主要用于以下用途：1）对挖掘机斗齿外形的变更和性能的改进；2）斗齿铸造模具的设计；3）逆向设计中的三维建模。挖掘机斗齿的外形一般较为复杂，大多数具有内腔，且几乎没
3、有多个可以直接使用的几何平面作基准。Pro/ENGINEER作为一种功能强大的可用于系列CAX（计算机辅助技术）三维实体建模的高端软件系统，应用极其广泛。本文主要研究了图1所示工程图中的斗齿在Pro/ENGINEER下的三维建模方法。图1斗齿工程图2.挖掘机斗齿的形状特点挖掘机斗齿是机械制造行业的产品,外形特征一般都是由基本几何形状构成的。图2为斗齿的形状特征:图2斗齿的一般外形图2中所示的挖掘机斗齿轮廓明显属于对称图形,外部轮廓特征明显,多数特征的表面都和基准平面有垂直或水平关系,一般这样简单的形状在CAD软件中可以直接使用简单的拉伸生成。图2中所示的主
4、要特征已经分为如下几部分:1．外部特征：1）主要特征---12）侧边槽特征---23）尖部斜面特征---34）工艺凸台特征---45）孔特征---52．内壁特征6）内腔特征---67）内腔工艺槽---78）多处倒圆角1.特征的创建思路及步骤1)基础工作平面的建立。建模开始时，首先要建立基础平面。之后通过此平面绘制草图生成三维实体特征。本实例利用软件在生成零件时自动建立的三个平面（Front、Top和Right）作为平面参照进行绘图。2)主要特征1的生成。后续的特征生成时的视图方向全部参照于图1。主要特征可以从图1主视方向或俯视方向用该方向的轮廓草图直接拉伸
5、而成。几何特点:主视图方向上下表面都与Front平面有垂直关系,前后两个侧面都与Top平面有垂直关系。特征的生成:从主视方向的拉伸方法有两种:拉伸到固定深度后,用俯视方向的轮廓除料拉伸。创建通过侧表面的平面或曲面,将主视图轮廓拉伸到对应的平面或曲面。若用俯视图轮廓拉伸,由于上下表面由多个曲面相接,拉伸之后使用主视图轮廓除料拉伸的方式最简单。由于特征4的上下部分的几何形状同样对称,所以可以直接包含在Front面的草图中。根据图1中主视图的主要轮廓尺寸参数绘制出草图，结果如图3左图，拉伸结果如图2右图所示。图3根据尺寸参数绘制的草图及拉伸结果1)特征2的生成。
6、由于特征3是建立在特征2的基础上的,所以首先要生成特征2。几何特点:特征2有两个由多个曲面组成的特征面。特征的生成:根据其几何的特点,需要使用拉伸到对象的方式来实现两个复杂曲面特征,同时由于两个复杂曲面分别与Front和Top平面有垂直关系,故可以在Front或Top方向的主要特征外的位置创建特征形状草图,再创建与Top或Front平面垂直的曲面,最后将草图拉伸到对应的曲面。由于不能直接拉伸到多个曲面,所以必须将形状草图按对应曲面的投影分割为多个草图,再分别拉伸到对应的曲面,如果该方向的曲面越多,过程越繁琐,所以应该尽量选择曲面较少的方向。2)特征3的生成
7、。几何特点:特征3的主要特征是平面,并与主要特征和特征2相交。特征的生成:根据其几何特点,应该首先建立特征所在的平面,之后在某个方向上创建特征形状在该方向上的投影草图,再拉伸到该平面。创建平面的方法有很多,简而言之,只要有满足建立平面的元素就可以创建,如3个点,直线或点,两直线,平面和偏距,穿过确定的直线和夹角等。本实例中已经存在确定该平面的3个点，可以直接创建平面，如图4。如果元素不足以创建平面,则需要通过投影或其他方法找到对应的元素。图4通过三个点确定基准平面1)特征4的生成。几何特点:特征4的主要面平行于主要特征的侧面,并且与特征5相交,由于特征5需
8、要贯穿,所以特征4要在特征5之前生成。特征的生成:生成该特征的主要
