一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法与流程

1.本发明涉及工业产品三维设计领域，尤其涉及一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法。


背景技术：

2.在产品在做数字模型设计管道设计时，管道的扩口缩口是常见的设计方法，先根据设计管道的直径，查找标准扩口缩口的设计直径，确保可加工性，根据扩缩口的数据手工创建草绘，旋转特征，生成实体，一个扩口或缩口需要2-5分钟操作，在批量设计时，耗费大量人工，时间，还有可能设计错误，而且都是重复操作，效率低，严重影响产品设计周期，目前都是靠人工创建。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法。
4.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法，包括以下步骤：s101：选择管道截面：管道截面是工程师设计管道数字模型，管道的横截面，有两个圆形组成，大圆为管道外径，小圆为管道内径；s102：获取截面信息：获取截面的圆心，获取管道外径的大小，管道内径大小，计算出管道的壁厚；s103：匹配扩缩口数据：扩缩口数据存储在配置表中，根据s102获取的管道的外径和管道壁厚的大小获取配置表中的匹配的数据，找到允许扩缩口的数据信息，并将匹配到的数据写入到显示界面的下拉选项框中；s104：选择扩缩口的直径：工程师根据需要选择扩缩口的直径以及扩缩口的长度；s105：创建扩缩口特征：s01：根据s101选择的管道截面，获取截面的中心原点，并且获取截面的法向；s02：通过中心原点做一个垂直于截面的基准面；s03：根据s103和s104提供的数据，在所述基准面上绘制管道的草绘截面；s04：用s03的绘制的截面以管道的中心轴为旋转轴创建旋转特征，生成管道扩口或缩口特征，生成管道实体。
5.优选地，s02包括以下步骤：s021：用截面的法向当做z轴，取截面上其中点当做x轴，用叉乘计算出y轴，构造出一个矩阵；
s022：沿x轴旋转s021构造的矩阵90度，得到草绘的矩阵，定义草绘矩阵的xy面为基准面；优选地，所述扩缩口数据是指标准的管道设计端口时，根据加工工艺和加工方法的限制要求，得出的可加工性的合理数据；所述扩缩口数据包括扩缩口的直径，扩缩口的长度，所述扩缩口的直径包括扩缩口的外径和扩缩口的内径。
6.优选地，绘制草绘截面的具体步骤为：首先根据s103和s104获取的数据计算草绘截面的点，然后将这些点连接起来，绘制成草绘截面。
7.优选地，所述草绘截面是6条线，6个点，连接起来构成；具体步骤为：先计算点p1，p2，p3，p4，p5，p6；各点用坐标进行表示：p1=(x1,y1) ，其中x1=管道内径/2，y1=0；p2=(x2,y2)，其中x2=管道外径/2，y2=0；p3=(x3,y3)，其中x3=扩缩口内径/2, y3=绝对值[(扩缩口内径-管道内径)/2]；p4=(x4,y4)，其中x4=扩缩口外径/2, y4=绝对值[(扩缩口外径-管道外径)/2]；p5=(x5,y5)，其中x5=扩缩口内径/2,y5=扩缩口长度；p6=(x6,y6)，其中x6=扩缩口外径/2,y6=扩缩口长度；接着用两点连线的方法连接各点：p1,p2连线；p2,p4连线；p4,p6连线；p6,p5连线；p5,p3连线；p1,p3连线；形成草绘截面。
[0008]
优选地，截面信息是指管道设计过程中，管道的横截面信息。
[0009]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）当在工程师做数字化模型管道设计，管道扩口或缩口时，选择管道的截面，获取管道的尺寸，根据管道尺寸在配置表中查找适配的扩口或缩口的尺寸数据，根据设计需求修改调整设计数据，最后生成扩口或缩口，创建带有标准数据的扩口或缩口特征；同时，能够批量处理所有管道截面，提升工程师管道设计的效率。（2）依据本发明的建模方法，在设计管道扩口缩口的时候，选择一个或多个管道截面，再下拉选择扩口或缩口的直径，批量创建扩口缩口特征；本发明方法简化了管道端口设计的操作步骤，免去了查找扩缩口标准数据的步骤，快速创建扩口缩口特征模型，省略了多步骤创建模型特征，改进了数字化管道设计方法，提升创建管道设计的建模效率。
附图说明
[0010]
图1为本发明一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法的步骤流程图；图2为本发明一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法的配置表；图3为本发明一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法的显示界面；图4为本发明一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法的步骤s105的建模过程的流程图；
图5为本发明一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法的s03构成的草绘截面示意图。
具体实施方式
[0011]
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
[0012]
一种数字化模型管道扩口缩口快速建模的方法包括以下步骤：s101：选择管道截面管道截面是工程师设计管道数字模型，管道的横截面，有两个圆形组成，大圆为管道外径，小圆为管道内径。
[0013]
s102：获取截面信息截面信息是指管道设计过程中，管道的横截面信息，根据所述s101选取的管道截面，获取截面的圆心，获取管道外径的大小，管道内径大小，计算出管道的壁厚；管道壁厚=（管道外径-管道内径）/2s103：匹配扩缩口数据扩缩口数据是指标准的管道设计端口时，根据加工工艺和加工方法的限制要求，得出的可加工性的合理数据。扩缩口数据包括允许扩口的直径，允许缩口的直径，扩缩口的长度等。所述扩缩口的直径包括扩缩口的外径和扩缩口的内径。
[0014]
扩缩口数据存储在配置表中，根据s102获取的管道的直径（外径）和管道壁厚的大小获取配置表中的匹配的数据，找到允许扩缩口的直径、长度等数据信息，并将匹配到的数据写入到显示界面的下拉选项框中，保证数据以下拉的方式显示在界面中。通过匹配数据信息，能够灵活快速的找到扩缩口数据，并将允许扩缩口的直径、长度通过下拉选项框的方式进行显示，方便工程师根据需要直接选择扩缩口数据，使用起来简单快捷，缩短了现有技术中查表的时间，提高了建模效率。
[0015]
s104：选择扩缩口的直径根据s103匹配到的数据，工程师根据需要选择扩缩口的直径以及扩缩口的长度。提高了建模效率，无需工程师人工查找数据，降低了工程师的工作强度。
[0016]
s105：创建扩缩口特征包括以下步骤：s01：根据s101选择的管道截面，获取截面的中心原点，中心原点为获取截面的圆心，并且获取截面的法向；s02：通过原点做一个垂直于截面的基准面；s021：用截面的法向当做z轴，取截面上其中点当做x轴，用叉乘计算出y轴，构造出一个矩阵；s022：沿x轴旋转s021构造的矩阵90度，得到草绘的矩阵。
[0017]
定义草绘的矩阵的z=0面为垂直于截面的基准面，简单的说，这个基准面就是草绘矩阵的xy平面。通过定义草绘的矩阵xy面为基准面，方便将基准面用矩阵来进行定义，并能够将基准面通过计算机语言自动实现，方便后续在该基准面上绘制管道扩口或者缩口截面，并进行旋转生成管道实体。
[0018]
s03：根据s103和s104提供的数据，在所述基准面上绘制管道的扩口或缩口截面，扩口截面或缩口截面也称草绘截面；绘制草绘截面的具体步骤为：首先根据s103和s104获取的数据计算草绘截面的点，然后将这些点连接起来，绘制成一个封闭的二维图形，该二维图形即为草绘截面。
[0019]
如图5：草绘截面是6条线，6个点，连接起来构成；先计算点p1，p2，p3，p4，p5，p6；各点用坐标进行表示。
[0020]
p1=(x1,y1) ，其中x1=管道内径/2，y1=0；p2=(x2,y2)，其中x2=管道外径/2，y2=0；p3=(x3,y3)，其中x3=扩缩口内径/2, y3=绝对值[(扩缩口内径-管道内径)/2]；p4=(x4,y4)，其中x4=扩缩口外径/2, y4=绝对值[(扩缩口外径-管道外径)/2]；p5=(x5,y5)，其中x5=扩缩口内径/2,y5=扩缩口长度；p6=(x6,y6)，其中x6=扩缩口外径/2,y6=扩缩口长度；接着用两点连线的方法连接各点：p1,p2连线；p2,p4连线；p4,p6连线；p6,p5连线；p5,p3连线；p1,p3连线；形成草绘截面。
[0021]
现有技术中的草绘截面都是通过手动绘制画出来的，耗时费力，本发明的方法通过计算草绘截面的各点位置，通过连线构建二维草绘截面的数字模型，使得草绘截面的绘制简单方便，精确度高，无需人工手绘，提高了绘制二维草绘截面的效率；同时，能够批量处理所有管道截面，提升工程师管道设计的效率。
[0022]
s04：用s03的绘制的草绘截面以管道的中心轴为旋转轴创建旋转特征，生成管道扩口或缩口特征，生成管道实体。
[0023]
本发明方法简化了管道端口设计的操作步骤，免去了查找扩缩口标准数据的步骤，快速创建扩口缩口特征模型，省略了多步骤创建模型特征，改进了数字化管道设计方法，提升创建管道设计的建模效率。
[0024]
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。