案例 09 / 10

足球(截角二十面体)

从一张图反求截角二十面体,32 片平面面板合入球壳,面数账 213 全部对上。

SolidWorks图片反求程序化建模
足球(截角二十面体)的渲染图
等轴测(12 黑五边形 + 20 白六边形)

概览

参考图里球面是平面面板拼的、黑块全是正五边形、白块全是正六边形、每个顶点恰好三面交汇。这几条合起来唯一指向截角二十面体:只要把 12 个五边形中心放在正二十面体的 12 个顶点方向上,剩下的排布、每五边形邻 5 个六边形、所有棱等长,全是数学必然,可调的只剩两个比例。

先对图定标:球轮廓做最小二乘圆拟合,Ø416.2 px 定为 Ø220 mm,得 1 px = 0.5286 mm;再按黑五边形面积反算可见棱长 43.1 至 43.6 mm,与模型的 42.211 mm 差 2 至 3%。最后用一张 R110 旋转曲面把 32 个棱柱裁成球壳,面数账(20 + 120 + 12 + 60 + 1)正好 213。

参数与规模

脚本
4 个,共 1438 行(含几何推导与独立复检)
结构
12 正五边形(黑)+ 20 正六边形(白)= 32 面板;60 顶点 / 90 棱
实测
1 实体 / 213 面 / 外径 Ø219.945(目标 Ø220)
比例
棱长 44.3903(棱长比球径 20.2%)、缝宽 3.0(单侧内缩 1.5)
特征树
152 项:35 基准面 + 34 草图 + 32 三维草图 + 32 拉伸

怎么做的

  1. 从图读特征

    平面面板、黑五边形、白六边形、顶点三面交汇、接缝有深度,逐条转成建模决策。

  2. 图像定标

    最小二乘圆拟合定球径,再由五边形面积反算棱长,确认图示比例与本模型一致。

  3. 搭 32 片面板

    每片用三维草图定点、过三点建基准面、二维草图选边转换实体引用,两侧对称拉伸后合入 R108 内胆。

  4. 裁成球壳

    用 R110 旋转曲面作裁剪工具,把 32 个棱柱裁成 R108 至 R110 的壳,再删掉残留曲面色体。

  5. 逐面着色

    213 个面逐个赋色:六边形白、五边形黑、缝槽侧壁暗灰、内胆黑。

  6. 复检与出图

    复检脚本重新打开文件核对面分类、外径与材质,然后三视角出图。

细节

前视
前视
俯视
俯视

用到的接口

  • SelectByID2 x12
  • InsertSketch x10
  • FeatureExtrusion3 x4
  • SketchUseEdge x3
  • GetMaterialPropertyValues2 x3
  • CreatePlane x2
  • RotateAboutCenter x2
  • DeleteBody x2
  • FeatureRevolve2
  • InsertCutSurface
  • InsertRefPlane
  • SaveAs x6