新型石制壁炉的三维设计

徐 庆 张修路

（沈阳城市学院机械设计制造及其自动化系，辽宁 沈阳 110112）

1 引言

SolidWorks 作为一款机械设计专业的建模软件，具有赋予机械零部件可视化、信息化、细部化等特点，使机械设计参与者能够在模型中获取所有参数信息的一款软件[1]。

石材壁炉到现在已经有很长一段历史了，其最早的发展史，应该追溯到罗马时代和希腊时代在近数千年的历史发展演变过程中，它经过了中世纪风貌、文艺复兴、后巴洛克风貌共同新古典主义，以及洛可可风格在各个时代不同阶段各个深层次上的深远影响。现如今的石材欧式壁炉已经化繁为简，主要包括了纯欧式和简欧式二类。在日常生活中则基本均是简欧式格调，但整体偏好白色调[2]。

本文主要使用SolidWorks_2018三维建模软件进行石制炉壁进行三维设计，所设计出的模型在结构上更加清晰，外观有了较明显的改善，并且极大地缩短设计周期，为今后石制炉壁的生产提供了极大便利性，同时也为石制炉壁设计和加工智能化建立了一个应用基础[3]。

2 新型石制炉壁三维造型设计过程[4]

2.1 石制炉壁顶梁三维造型

打开SolidWorks_2018，在主页对话框中点击【零件】，是否创建空模板，点击确定，鼠标单击【草图】，点击“前视基准面”开始草绘。使用【直线】以及【圆弧】，以【前视基准面】所在平面的原点为初始点绘制炉壁的背面，尺寸如图2所示，点击完成。

单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】，【终止条件】中选取【两侧对称】，如图2所显示，然后单击确认。

图2 特征创建

点击顶梁的背面，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。使用【直线】以及【圆弧】，以该平面的右上角的点为初始点绘制炉壁的修饰部分，尺寸图3所示，点击完成。

图3 草图绘制

点击【特征】工具栏中的【拉伸切除】，【终止条件】中选择【完全贯穿】，最后预览如图4所显示，然后单击确认。

图4 特征创建

选择刚才完成的【切除】特征，点击【特征】中的【镜像】，并选择右视基准面，如图5所示，点击确定。

图5 镜像特征

2.2 石制炉壁底座三维造型

单击【特征】中的【参考几何体】，然后单击【基准面】，选定顶梁特征中的底面作为参照平面，单击确定，建立了基准面一。选择右视基准面，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。使用【直线】以及【圆弧】，以该平面的原点为初始点，以刚才所建基准面一为底面绘制草图，尺寸如图6所示。

图6 草图绘制

单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】，【终止条件】中选取【两侧对称】，如图7所显示，然后单击确认。

图7 特征创建

点击底座的背面，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。使用【直线】以及【圆弧】，以该平面的右上角的点为初始点绘制炉壁的修饰部分，尺寸图8所示，点击完成。

图8 草图绘制

单击【特征】工具栏中的【拉伸切除】，【终止条件】中选取【完全贯穿】这一选项，如图9所显示，然后单击确认。

图9 特征创建

选择刚才完成的【切除】特征，点击【特征】中的【镜像】，并选择右视基准面，如图10所示，点击确定。

图1 草图绘制

图10 镜像特征

2.3 石制炉壁圆柱三维造型

单击【特征】中的【参考几何体】，然后单击【基准面】，再选中底座特征中的背面为参照面，点击确定，建立基准面二。选择基准面二，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。点击【中心线】确定位置，使用【直线】以及【圆弧】，以中心线为定位线绘制草图，尺寸如图11所示。

图11 草图绘制

在【特征】工具栏中选取【旋转凸台/基体】，并以左侧的中心线为主轴进行凸台转动，如图12所示。

图12 特征创建

选择上一步所建特征的顶面，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。使用【中心线】以及【圆弧】，以该平面的圆心为初始点绘制草图，尺寸如图13所示。

图13 草图绘制

选择基准面二，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。点击【中心线】确定位置，使用【直线】，以圆心为初始点绘制草图，尺寸如图14所示。

图14 路径绘制

选中上一次所绘制草图，先单击在【特征】中的【扫描】，然后再单击所建路线，在【选项】中的【方向/扭矩控制】选中【沿路线扭转方向】，【定义方式】则选中【旋转方向】，【角度】定为1。如图15所示。

图15 特征创建

选择基准面二，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。点击【中心线】确定位置，使用【直线】以及【圆弧】，以中心线为定位线绘制草图，尺寸如图16所示。

图16 草图绘制

从【特征】工具栏中选择【旋转凸台/基体】，将以左侧的中心线为主轴的凸台旋转，如图17所示。

图17 特征创建

点击【特征】工具栏中的【参考几何体】，然后单击【基准面】，选择基准面二为参照面，选择【角度】，夹角为45°。如图18所示，单击确认，建立基准面三。

图18 基准面建立

选择基准面3，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。点击【中心线】确定位置，使用【样条曲线】，以中心线为定位线绘制草图，尺寸如图19所示。

图19 草图绘制

单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】，在【终止条件】中选取【两侧对称】，如图20所显示，然后单击确认。

图20 特征创建

点击【特征】中的【圆角】，选择上一步所建特征的两边线，如图21所示，点击确定，进行圆角处理。

图21 圆角处理

选择上一步所建特征，点击【特征】中的【圆周阵列】，选择与该圆面垂直并过圆心的线为轴，如图22所示，点击确定。

图22 圆周阵列

单击【特征】工具栏中的【参考几何体】，再点击【基准面】，选择基准面二为参考面，选择【角度】，夹角为90°。将第二参考选取为上步阵列所用基准轴，使其在新建基准面内。如图23所示，点击确定，建立基准面四。

图23 基准面建立

选择基准面四，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。点击【中心线】确定位置，使用【直线】以及【样条曲线】，以中心线为定位线绘制草图，尺寸如图24所示。

图24 草图绘制

单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】，然后在【终止条件】中选取【两侧对称】，如图25所显示，然后单击确认。

图25 特征创建

选择基准面四，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。点击【中心线】确定位置，使用【样条曲线】，以中心线为定位线绘制草图，尺寸如图26所示。

图26 草图绘制

单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】，在【终止条件】中选取【两侧对称】，如图27所显示，然后单击确认。

图27 特征创建

点击【特征】中的【圆角】，选择上一步所建特征的两面，如图28所示，点击确定，进行圆角处理。

图28 圆角处理

选择刚才完成的圆柱特征，点击【特征】中的【镜像】，并选择右视基准面，如图29所示，点击确定。

图29 镜像特征

选择顶梁底面，使用快捷键Ctrl+8使该平面正视于我们，点击【草图】，开始草绘。使用【直线】，选择右上角为起始点绘制草图。

单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】，其次在【终止条件】中我们选取【成形到一面】这一选项，点击底座的顶面，如图30所示，点击确定，最终效果图如图31所示。

图30 特征创建

图31 最终效果

3 结论

通过上述过程可以看出SolidWorks 2018软件对新型石制壁炉进行三维建模的全过程，以及对其进行分析、修改与优化的流程。

使用SolidWorks_2018软件完成的石制壁炉产品设计，由于操作简单且简介易懂，三维产品设计效果也比较生动形象，从而使人更加易于掌握，大大缩短了产品设计周期，有效促进了新产品的生产与开发。