本發(fā)明涉及立體表面展開放樣制作方法。具體是一種運用使用“AutoCAD二/三維制圖”、“三角形展開法”、“空間向量與立體幾何”、“定積分”、“數(shù)控切割”（可選）、進(jìn)行立體表面展開放樣制作方法。

背景技術(shù)：

目前立體表面展開放樣采用如下方法進(jìn)行放樣和加工：

在傳統(tǒng)展開放樣中，受當(dāng)時放樣制圖環(huán)境條件、放樣人員本身知識儲備、先前的放樣方法的限制，立體表面的展開放樣方法往往采用：平行線展開法、放射線展開法、三角形展開法等三種方法，但此三種方法將立體表面的展開放樣是將立體實物轉(zhuǎn)化成立體各平面投影處理展開（即從三維立體轉(zhuǎn)化為二維平面圖形），對于非規(guī)則型立體表面，不但放樣工藝復(fù)雜、要求數(shù)據(jù)計算繁多、容易出錯，而且在組裝成型前不易檢驗其正確性。

平行線展開法：展開原理是將立體的表面看作無數(shù)條相互平行的素線組成，取兩相鄰素線及其兩端點所圍成的微小面積作為平面，只要將每一小平面的真實大小，依次順序地畫在平面上，就得到立體表面的展開圖. 平行線展開法適用于立體表面素線或棱線是相互平行的幾何形體。

放射線展開法：展開原理是將錐體表面用發(fā)射線分割成共頂?shù)娜舾扇切涡∑矫妫蟪銎鋵嶋H大小后，仍用放射線形式依次將它們劃在同一平面上，即得所求錐體表面的展開圖。放射線法適用于立體表面的素線相交于一點的錐體。

三角形展開法：展開原理是將立體表面分割成一定數(shù)量的三角形平面，然后求出各三角形每邊的實長，并把它的實形依次畫在平面上，從而得到整個立體表面的展開圖。三角形展開法適用于平行線展開法、放射線展開法及其他不適合前兩種展開法的立體的幾何形狀。

此三種方法的傳統(tǒng)方法采用一般的立體三視圖投影規(guī)則“主俯長對正、主左高平齊、俯左寬相等”來描述展開放樣，用二維平面圖形來描述三維立體實體，但對于立體表面幾何形狀為非直線邊棱、非圓形邊棱的立體明顯受限于投影規(guī)則無法準(zhǔn)確、簡單、高效的描述和繪制。

此三種方法在立體表面展開后，對立體表面的展開形狀與實際形狀存在較大的空間誤差，而且實踐證明立體的幾何尺寸越大、幾何形狀越復(fù)雜，產(chǎn)生的空間位置誤差就越越大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在填充上述傳統(tǒng)三種展開放樣方法不適用的區(qū)域范圍，通過現(xiàn)在的技術(shù)手段結(jié)合三種傳統(tǒng)放樣方法的形成高度優(yōu)化統(tǒng)一有效的新展開方法理論，從而提供一套簡單明確、加工精確、安全可靠、易學(xué)易會的立體表面展開放樣制作新方法。

本發(fā)明所解決所述問題采用的技術(shù)方案是：

一種立體表面三角形展開法的展開放樣制作新發(fā)明方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行（以簡單的上、下底面平行的橢圓錐臺體側(cè)表面展開放樣制作為例）：

1.用AutoCAD在三維建模工作空間，使用AutoCAD中ELLIPSE“橢圓”命令分別在三維建模工作空間的UCS“世界坐標(biāo)系”中的XYX坐標(biāo)系中按1:1比例幾何尺寸要求創(chuàng)建橢圓錐臺體的上、下橢圓底，再使用LOFT“放樣”命令，創(chuàng)建橢圓錐臺體的三維實體模型；

2.用AutoCAD在三維建模工作空間，使用AutoCAD中ELLIPSE “橢圓”命令分別在三維建模工作空間的UCS“世界坐標(biāo)系”中的XYX坐標(biāo)系中按1:1比例幾何尺寸要求創(chuàng)建橢圓錐臺體的上、下橢圓底，再使用LINE“直線”命令分別連接上、下橢圓底的四個象限點，至此形成由上、下橢圓底及其象限點連線組成橢圓錐臺體三維線框模型；

3.將橢圓錐臺體三維線框模型的上、下橢圓底的周長使用DIV“定數(shù)等分”命令等分成相同份數(shù)（因使用圖形的象限點便于定位，所有份數(shù)一般為4的整數(shù)倍，可使用字母數(shù)字標(biāo)記等分點以便區(qū)分），并使用點樣式命令選擇一種便于觀察的點樣式；

4.將橢圓錐臺體三維線框模型上、下橢圓底周長等分點按一一對應(yīng)關(guān)系畫橢圓錐臺體素線；

5.將橢圓錐臺體三維線框模型上、下橢圓底周長等分點錯開一個等分點后按一一對應(yīng)關(guān)系連線，至此形成由素線、上橢圓底周長等分點連線（弦長）、下橢圓底周長等分點連線（弦長）、上下橢圓底周長等分點的錯開點連線組成的數(shù)個依次毗鄰的空間三角形（類似傳統(tǒng)“三角形展開法”），實現(xiàn)橢圓錐臺體三維線框模型中各個空間三角形線段端點的空間定位；

6.將通過LOFT“放樣”命令創(chuàng)建的橢圓錐臺體的三維實體模型與上述過程形成的橢圓錐臺體三維線框模型的各自基準(zhǔn)點重合，目視便可以察覺橢圓錐臺體三維線框模型中各線段與橢圓錐臺體的三維實體模型的空間位置偏差，如果空間位置偏差不滿足要求，需使用更多等分點重復(fù)上述步驟；

7.橢圓錐臺體三維線框模型中各線段空間位置偏差滿足要求后，使用LIST“列表顯示”命令（或其他方式）依次統(tǒng)計所有橢圓錐臺體三維線框模型中線段長度；

8.將橢圓錐臺體三維線框模型中各個空間三角形的三條線段（分別使用上、下底橢圓周長等分點間橢圓弧的弧長代替弦長）在二維平面上依次按其相應(yīng)長度畫出三角形（按傳統(tǒng)“三角形展開法”展開）；

9.使用SPLINE“樣條曲線”命令將在二維平面上的橢圓錐臺體側(cè)面展開圖中每側(cè)橢圓弧弧長的線段端點依次分別連接；

10.將在橢圓錐臺體側(cè)面展開圖中各線段分別標(biāo)注尺寸（每側(cè)橢圓弧弧長的線段可各標(biāo)注一組），并選擇部分特殊位置點的線段作為預(yù)留卷制對齊線，以實現(xiàn)可手工在板材上1:1畫大樣及卷制校正對齊檢驗作用；

11.至此，橢圓錐臺體側(cè)面展開放樣完成。可直接導(dǎo)入數(shù)控機床進(jìn)行自動切割作業(yè)，也可在板材上按展開圖所標(biāo)注尺寸1:1比例畫出大樣，手工切割作業(yè)；

12.將切割后的板材按預(yù)留卷制對齊線的定位檢驗要求卷制后，再按預(yù)留卷制對齊線組對焊接校正，即完成橢圓錐臺體表面展開放樣與制作作業(yè)。

附圖說明：

圖1是步驟a所述的上、下底面平行的橢圓錐臺體的三維實體模型俯視圖及側(cè)視圖。

圖2是步驟a所述的上、下底面平行的橢圓錐臺體的三維線框模型俯視圖及側(cè)視圖

圖3是步驟c、d、e所述的上、下底面平行的橢圓錐臺體的三維線框模型各線俯視圖及側(cè)視圖

圖4是步驟g所述的上、下底面平行的橢圓錐臺體的三維實體模型表面與三維線框模型各線對比圖

圖5是步驟e、f、h所述的上、下底面平行的橢圓錐臺體的側(cè)面的三維線框模型俯視圖與側(cè)面展開圖

具體實施方法：

以下結(jié)合附圖及實施例詳述本創(chuàng)新發(fā)明。

參照附圖，本實施所述一種立立體表面三角形展開法的展開放樣制作新發(fā)明方法，按如下步驟進(jìn)行：

1.如圖1所示，按照要展開橢圓錐臺體的具體幾何參數(shù)，采用AutoCAD在三維空間建立體模型。如圖2所示，在三維坐標(biāo)空間中建立簡單的三維線框模型；

2.將橢圓錐臺體三維線框模型的上、下橢圓底周長等分（DIV命令），周長等分?jǐn)?shù)量應(yīng)盡可能多，用以實現(xiàn)“定積分”中“以直代曲”的概念（保證上、下橢圓底的總周長不變。周長等分份數(shù)太少會造成最終展開圖“失真”現(xiàn)象；周長等分份數(shù)越多，最終展開圖越逼真，展開復(fù)雜度越大），設(shè)置“點樣式”命令將等分點顯示出，再將橢圓錐臺體三維線框模型的上、下橢圓底周長等分點用線段分別連接，使用LIST命令將各線段的長度統(tǒng)計出。

3.如圖3，將三維立體模型與三維線框模型的各自基準(zhǔn)點使其重合，觀察三維線框模型上各線段位置與三維立體模型的相互吻合關(guān)系。如果吻合較好，則可繼續(xù)展開；否則返回上述，重新選擇等分點。

4.按照統(tǒng)計的各線段長度，依照傳統(tǒng)三角形展開法的展開畫法，將橢圓錐臺體三維線框模型中各線段依次畫在二維平面中，全部畫完后，再使用“樣條曲線”將在二維平面中展開的橢圓錐臺體上、下底橢圓等分點依次連接，用以形成平滑過渡的外輪廓（注意：展開圖外輪廓各定位點相互位置應(yīng)依次遞增或遞減平滑過渡，各定位點相互位置出現(xiàn)劇烈波動即可能出現(xiàn)失誤）。

5.將橢圓錐臺體側(cè)面展開圖的各線段長度分別標(biāo)注尺寸，并在線段中選擇部分預(yù)留卷制對齊線，以實現(xiàn)可手工在板材上1:1畫大樣及卷制校正對齊檢驗，以期調(diào)整橢圓錐臺體不同橢圓弧半徑的要求。

6.可將橢圓錐臺體側(cè)面展開圖導(dǎo)入數(shù)控機床控制系統(tǒng)進(jìn)行自動切割作業(yè)，也可在板材上按展開圖所標(biāo)注尺寸1:1等比例畫出大樣，手工切割作業(yè)

7.將切割完成后板材按預(yù)定的定位線分段分次卷制。待校正后將鋼板對接焊接，即完成橢圓錐臺體表面展開放樣與制作。