[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

说明书

立体表面相贯线剖面几何图形与空间折线展开法，本发明涉及立体表面相贯线展开放样制作方法。其步骤包括：分别创建三维实体模型与三维线框模型；通过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，使用剖面几何图形的性质展开，或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，“点动成线”形成完整的立体表面相贯线。将三维线框模型中线段在二维平面内依次画出立体侧面展开图，导入数控机床切割，或画出大样手工切割作业；将切割后的钢板卷制后组对焊接。本发明可以填充传统三种展开放样方法不适用的区域范围，通过剖面几何图形与空间折线，提供一套简单明确、加工精确、安全可靠、易学易会的立体表面相贯线展开放样方法。

技术领域

本发明涉及立体表面相贯线展开放样制作方法。具体是一种运用使用“AutoCAD二/三维制图”（其他二/三维软件亦可）、“剖面几何图形”、“空间折线”、“空间向量与立体几何”、“定积分”、“数控切割”（可选）、进行立体表面相贯线展开放样制作方法。

背景技术

在目前立体表面相贯线展开放样采用如下方法进行放样和加工：

①在传统展开放样中，受当时放样制图环境条件、放样人员本身知识储备、先前的放样方法的限制，立体表面的展开放样方法往往采用：平行线展开法、放射线展开法、三角形展开法等三种方法，但此三种方法将立体表面的展开放样是将立体实物转化成立体各平面投影处理展开（即从三维立体转化为二维平面图形），对于非规则型立体表面，不但放样工艺复杂、要求数据计算繁多、容易出错，而且在组装成型前不易检验其正确性，容易将配合尺寸切割过大，造成焊接组焊破口尺寸过大，不符合规范，严重影响质量；

②平行线展开法：展开原理是将立体的表面看作无数条相互平行的素线组成，取两相邻素线及其两端点所围成的微小面积作为平面，只要将每一小平面的真实大小，依次顺序地画在平面上，就得到立体表面的展开图. 平行线展开法适用于立体表面素线或棱线是相互平行的几何形体；

③放射线展开法：展开原理是将锥体表面用发射线分割成共顶的若干三角形小平面，求出其实际大小后，仍用放射线形式依次将它们划在同一平面上，即得所求锥体表面的展开图。放射线法适用于立体表面的素线相交于一点的锥体；

④三角形展开法：展开原理是将立体表面分割成一定数量的三角形平面，然后求出各三角形每边的实长，并把它的实形依次画在平面上，从而得到整个立体表面的展开图。三角形展开法适用于平行线展开法、放射线展开法及其他不适合前两种展开法的立体的几何形状；

⑤此三种方法的传统方法采用一般的立体三视图投影规则“主俯长对正、主左高平齐、俯左宽相等”来描述展开放样，用二维平面图形来描述三维立体实体，但对于立体表面相贯线所在平面几何形状为非直线形、非圆形、非椭圆形的立体明显受限于投影规则无法准确、简单、高效的描述和绘制；

⑥此三种方法在立体表面展开后，对立体表面的展开形状与实际形状存在较大的空间误差，而且实践证明立体的几何尺寸越大、几何形状越复杂，产生的空间位置误差就越越大，对于工期要求紧，特别是空间尺寸过大需分体制作及现场组焊的制作的实物工件不适用；

⑦此三种方法对于立体表面相贯线所在平面的几何形状不规则时（非直线形、非圆形、非椭圆形）则不能进行精确展开。按照近似替换法展开的形状与实际形状必然存在较大的空间误差，而且随立体几何尺寸及几何形状的复杂度越大，形成的空间位置误差就越越大。

发明内容

在发明旨在填充上述传统三种展开放样方法不适用的区域范围，通过现有的技术手段总结上述三种传统放样方法及剖面几何图形与空间折线的创新性思维，最终形成准确有效的适用范围更广的立体表面相贯线展开放样的理论方法，从而提供一套简单明确、加工精确、安全可靠、易学易会的立体表面相贯线展开放样制作新方法。

本发明所解决所述问题采用的技术方案是：