集成块CAD系统的剖视图生成和自动标注技术研究

　　集成式液压系统的核心单元是液压系统集成块,它是安装各类液压元件替代管路的复杂功能块,是整个液压系统的关键零件^[1]。其结构紧凑、安装维护方便、振动小、泄漏少,利于实现典型液压系统的集成化和标准化,因此国内外许多研究机构和高校都对集成块的自动化设计进行了研究,也取得了一些成果^[2-5]。但大多数研究成果不能直接得到液压集成块生产用的工程用图,仍需要手工绘制二维工程图。本文立足于这些研究现状,探讨了液压集成块CAD系统中二维工程图的剖视图自动生成和自动标注技术,为液压集成块参数化绘图奠定了基础。

　　1 集成块体三维模型的构成及其数学描述

　　对于一个液压系统集成块来说,其内部结构复杂,难以进行设计,但组成其三维模型的基本实体比较少,一般只有三种基本实体:长方体、圆柱体和圆锥体,而在实体造型中所有的液压系统集成块的三维模型都是这三种基本实体经过交、差、并等一系列的布尔运算来完成的。所以在程序中要想用函数来表达清楚集成块的三维实体模型,只需编写三类基本实体的三维函数,然后根据组成集成块的三维实体模型具体的基本实体调用不同参数值就可以完全地表达清楚。针对描述不同基本实体的三维函数,笔者进行了以下分析。

　　(1)长方体

　　集成块三维模型的外轮廓为一长方体,故描述集成块三维模型中的长方体为实体长方体,其数学描述的主要参数为长方体的2个顶点,若设长方体的2个顶点的坐标分别为(X₁, Y₁,Z₁)和(X₂, Y₂,Z₂),则长方体的三维函数为:

　　在编程中就可以通过该长方体的2个顶点的参数把该实体在空间中描述出来。

　　(2)圆柱体

　　集成块三维模型的内部为许多孔道,而描述集成块三维模型中的圆柱孔为其它实体与圆柱体的差,故集成块中圆柱孔的数学描述应为圆柱体补的数学描述。由于集成块空间中存在三种方向的孔,所以其三维函数应有三类。若设某孔道起始圆心坐标为(X₁,Y₁,Z₁),孔道半径为R,孔道长度为L,则三类孔道的三维函数分别为:

　　在编程中就可以通过孔道的参数和类型把孔道在三维空间中描述出来。

　　(3)圆锥体

　　集成块三维模型中的圆锥孔为集成块孔道加工中钻头在实体内部的加工痕迹,故其投影的两母线夹角一般为60°。而描述集成块三维模型中的圆锥孔为其它实体与圆锥体的差,故集成块中的圆锥体的数学描述也应为圆锥体补的数学描述。同样由于集成块空间中也存在三种方向的圆锥孔,所以其三维函数也应有三类。若设某圆锥孔起始圆心坐标为(X₁, Y₁,Z₁),孔道半径为R,则三类圆椎孔的三维函数分别为: