[发明专利]立体表面相贯线剖面几何图形与空间折线展开法

权利要求书

1.立体表面相贯线剖面几何图形与空间折线展开法，其特征在于，利用立体平面与立体曲面的立体表面相贯线所在的剖面几何图形的性质与剖面几何图形的空间折线：剖面几何图形为简单的规则平面几何图形，则可直接使用几何图形的性质展开；剖面几何图形为复杂的平面几何图形，则可通过多次空间折线逐渐累积相贯线所在剖分面中的相贯线上的点，类似“点动成空间线”的微积分概念，进而形成完整的立体表面相贯线；

立体表面相贯线剖面几何图形与空间折线展开法，按如下步骤进行：

a.用AutoCAD在三维建模工作空间，使用AutoCAD中LINE“直线”命令分别在三维建模工作空间的UCS“世界坐标系”中的XYZ坐标系中按1:1比例几何尺寸要求创建各面平面且不垂直的六面体的其中一个面的各个棱，将该面各个棱使用REGION“面域”命令创建面积，再使用EXTRUDE“拉伸”命令，创建各面平面且不垂直的六面体的三维实体模型；

b.用AutoCAD在三维建模工作空间，使用AutoCAD中CIRCLE“圆”命令分别在三维建模工作空间的UCS“世界坐标系”中的XYZ坐标系中按1:1比例几何尺寸要求创建圆柱体的上、下圆底，将该圆底面圆使用REGION“面域”命令创建面积，再使用EXTRUDE“拉伸”命令，创建圆柱体的三维实体模型；

c.用AutoCAD在三维建模工作空间，使用AutoCAD中LINE“直线”命令分别在三维建模工作空间的UCS“世界坐标系”中的XYZ坐标系中按1:1比例几何尺寸要求创建各面平面且不垂直的六面体的各个面的各个棱，至此形成各面平面且不垂直的六面体的三维线框模型；

d.用AutoCAD在三维建模工作空间，使用AutoCAD中CIRCLE“圆”命令分别在三维建模工作空间的UCS“世界坐标系”中的XYZ坐标系中按1:1比例几何尺寸要求创建圆柱体的上、下圆底，圆柱体的长度可按其外侧圆底中心与六面体的内部且平行于圆柱体中心投影的长度，以图纸的定位尺寸给出，再使用LINE“直线”命令分别连接上、下圆底的四个象限点，至此形成由圆柱体圆底及其象限点连线组成圆柱体三维线框模型；

e.通过几何关系将圆柱体上、下底面圆的现象点的连线与其相连的六面体上的一个面上做出四个交点，并对称连线使其相互垂直形成轴线，使用UCS“世界坐标系”中3“3点”命令，将UCS“世界坐标系”的X轴、Y轴分别平行于轴线，再使用ELLIPSE“椭圆”命令，通过轴线上的四个交点创建相贯线的剖面椭圆，以后暂称为“剖面椭圆”；

f.将圆柱体三维线框模型的上、下底面圆通过与六面体棱相交的母线划分成两部分或按使用按需划分，并分别将上、下底面圆的两部分的周长使用DIV“定数等分”命令等分成相同份数，并使用点样式命令选择一种便于观察的点样式，再分别将上、下圆底周长等分点用LINE“直线”命令连接，连线与圆柱体中心线平行，本系列线暂称为“圆柱体剖面母线”；

g.圆柱体剖面母线与相贯线的剖面椭圆形成与DIV“定数等分”数量相等的交点，使用TRIM“修剪”命令或半径为0的FILLET“圆角”命令或距离为0的CHAMFET“倒角”命令去掉六面体内的圆柱体剖面母线与剖面椭圆，此时使用立体表面相贯线所在的剖面几何图形的性质即完成圆柱体与六面体形成相贯线的侧面展开图的三维线框模型；

h.重新创建相贯线的剖面椭圆，圆柱体剖面母线与剖面椭圆形成与DIV“定数等分”数量相等的交点，使用TRIM“修剪”命令或半径为0的FILLET“圆角”命令或距离为0的CHAMFET“倒角”命令去掉六面体内的剖面椭圆部分，使用COPY“复制”命令依次以交点为端点复制剖面椭圆的轴线，使其连线分别与六面体棱线形成交点，本系列交点暂称为“剖面棱交点”，再去掉向六面体内的轴线部分；

i.使用UCS“世界坐标系”中3“3点”命令，将UCS“世界坐标系”的X轴、Y轴分别平行于与六面体形成相贯线的含剖面交点棱的另一个面上的棱，然后使用LINE“直线”，依次分别通过剖面棱交点做直线，该系列直线与圆柱体剖面母线形成一系列交点，本系列交点暂称为“相贯线剖面交点”，使用PLINE“样条曲线”命令通过该系列相贯线剖面交点创建相贯线，去掉圆柱体外的直线，此时使用立体表面相贯线所在立体平面与立体曲面的立体表面相贯线所在的剖面几何图形的性质与剖面几何图形的空间折线即完成圆柱体与六面体形成相贯线的侧面展开图的三维线框模型；

j.将通过EXTRUDE“拉伸”命令创建的圆柱体与六面体的三维实体模型与上述c、d、e、f、g、h、i过程形成的圆柱体与六面体的三维线框模型的各自基准点重合，目视便可以察觉圆柱体与六面体三维线框模型中使用“立体表面相贯线剖面几何图形与空间折线”及SPLINE“样条曲线”命令创建的相贯线与圆柱体与六面体的三维实体模型中实体相交形成的相贯线的空间位置偏差，如果空间位置偏差不满足要求，需使用更多等分点重复上述步骤；

k.圆柱体与六面体三维线框模型中使用“立体表面相贯线剖面几何图形与空间折线”及SPLINE“样条曲线”命令创建的相贯线空间位置偏差满足要求后，使用LIST“列表显示”命令，依次统计所有圆柱体中保留的“圆柱体剖面母线”部分线段长度；

l.将统计的圆柱体中保留的“圆柱体剖面母线”部分线段长度及圆柱体中圆底周长的等分长度，以线段长代替圆弧长，在二维平面上依次按其相应长度及原空间几何垂直关系画出平面图形，使用SPLINE“样条曲线”命令将在二维平面上的圆柱体相交端相贯线侧面展开图中相贯线端的线段端点依次分别连接；

m.将在圆柱体相交端相贯线侧面展开图中各线段分别标注尺寸，并选择部分特殊位置点的线段作为预留卷制对齐线，以实现可手工在板材上1:1画大样及卷制校正对齐检验作用；

n.至此，一个圆柱体的轴线与一个各面平行且不垂直的六面体的两个面平行的立体相交形成两个不同面内的相贯线，圆柱体相交端相贯线侧面展开放样全部完成；可直接导入数控机床进行自动切割作业，也可在板材上按展开图所标注尺寸1:1比例画出大样或直接在管材上所标注尺寸1:1比例画出大样，手工切割作业；

o.将切割后的板材按预留卷制对齐线的定位检验要求卷制后，再按预留卷制对齐线组对焊接校正，即完成一个圆柱体的轴线与一个各面平行且不垂直的六面体的两个面平行的立体相交形成两个不同面内的相贯线，展开圆柱体相交端相贯线放样与制作作业。

2.根据权利要求1所述的立体表面相贯线剖面几何图形与空间折线展开法，其特征在于，所述立体表面相贯线剖面几何图形与空间折线展开法，不仅适用于立体平面与立体曲面形成的立体表面含相贯线的侧面展开，而且可以通过空间折线展开一部分立体曲面与立体曲面形成的立体表面含相贯线的侧面。