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        基于SolidWorks的零件三維造型

        2015-12-31 00:00:00何建新
        基層建設(shè) 2015年15期

        廣東省燕達(dá)橡塑制品廠 廣東廣州 510540

        摘要:SolidWorks軟件是一個非常優(yōu)秀的三維設(shè)計軟件,包括了零件設(shè)計、鈑金設(shè)計和裝配等功能,而且集成和兼容了Windows系統(tǒng)的卓越功能。其三維實體建模系統(tǒng)相對Pro/E來說有更直觀、易學(xué)、易用的特點,其按鈕功能使用如AutoCad一樣方便。本文就利用軟件參數(shù)化特征,有針對性地對解決一些實際工作問題進(jìn)行探討。

        關(guān)鍵詞:管狀零件;掃描特征;旋轉(zhuǎn)特征;放樣特征

        SolidWorks軟件是一個非常優(yōu)秀的三維設(shè)計軟件,包括了零件設(shè)計、鈑金設(shè)計和裝配等功能,而且集成和兼容了Windows系統(tǒng)的卓越功能。其三維實體建模系統(tǒng)相對Pro/E來說有更直觀、易學(xué)、易用的特點,其按鈕功能使用如AutoCad一樣方便。SolidWorks有著功能強(qiáng)大的參數(shù)化特征建模工具,下面就利用其參數(shù)化特征研究零件三維造型中的一些問題。

        1 管狀零件的造型方法

        1.1 利用掃描特征的零件造型分析

        所謂掃描,就是將一個輪廓或一個截面線沿著一條路徑移動生成機(jī)體、凸臺、切除等特征。掃描特征建模有幾個值得注意的幾個問題:

        (1)如果生成基體或凸臺掃描特征,則輪廓必須是封閉的。

        (2)不論是哪一種特征,路徑線可以為封閉的也可以是不封閉的。

        (3)路徑的起點必須位于輪廓的基準(zhǔn)面上。

        (4)不論是截面線、路徑線或所形成的實體,均不能出現(xiàn)自相交叉的情況。

        在實際生產(chǎn)設(shè)計過程中,可以利用SolidWorks中的掃描特征,根據(jù)零件的特點,合理地進(jìn)行設(shè)置,再結(jié)合“簡單掃描”和“使用引導(dǎo)線掃描”兩種生成方法進(jìn)行三維實體繪制。

        1.2 利用掃描特征的零件造型方法

        以下通過具體的零件,闡述利用SolidWorks中的掃描特征進(jìn)行造型的方法,在闡述過程中,只對主要和關(guān)鍵的步驟進(jìn)行描述,對其它具體的操作方法不再祥述。

        1.2.1 簡單管狀零件的三維造型

        以圖1(上圖為標(biāo)準(zhǔn)平面三視圖)所示的管狀零件為例,其輪廓如三視圖所示,從平面視圖可以看出,這個管狀零件內(nèi)、外徑都是一樣大小,也就是說其截面形狀是一致的,并且其端面與端面間有一定的空間角度,如果用先作一實體,再慢慢用除料的方法來繪制,將是很費時費力的。因此,以管體截面作掃描平面,管體中心線作為掃描路徑,就可以非常方便地生成管體三維造型。以管體截面輪廓進(jìn)行掃描的操作步驟如下:

        (1)使用3D草圖命令繪制管體的中心線,尺寸與平面圖的一致。此中心線在SolidWorks中須為實線,并且須一次繪出。

        (2)在中心線的一端畫出一個同心圓,大小與三視圖一致,并且圓中心與端點重合。

        (3)利用掃描特征,選擇同心圓作為掃描輪廓,中心線為掃描路徑進(jìn)行掃描,就可得出管體零件維的三維造型。

        圖1 普通管狀零件三維造型

        該管體零件也可以使用旋轉(zhuǎn)特征命令生成,操作步驟如下:

        (1)使用3D草圖命令繪制管體的中心線,尺寸與平面圖的一致。此中心線在SolidWorks中須為實線,并且須一次繪出。

        (2)畫出管體外徑邊線,以中心線作為旋轉(zhuǎn)中心,得出外徑與管體零件的實心棒體。

        (3)畫出管體內(nèi)徑邊線,以中心線作為旋轉(zhuǎn)中心,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切割,原實心的棒體就變?yōu)榭招牡墓荏w了。

        1.2.2 使用引導(dǎo)線管狀零件的三維造型

        在以上例子中,掃描特征適用于截面完全相等的零件,例如截面為圓形、方形的規(guī)則圖形,但如果對截面規(guī)則、但各不相等的零件,那就要建立一條引導(dǎo)線來進(jìn)行掃描。以圖2(左面為剖視圖)所示管狀零件為例,介紹一下使用引導(dǎo)線進(jìn)行掃描繪制管狀零件,其操作步驟如下:

        (1)使用草圖命令繪制管體的中心線,此中心線在SolidWorks中須為實線。

        (2)在中心線的一端畫出一個同心圓,大小與剖視圖一致,并且圓中心與中心線成穿透關(guān)系。

        (3)按剖視圖外輪廓尺寸繪制一曲線,曲線起點與(2)中所畫圓的圓周為重合關(guān)系。

        (4)利用掃描特征,選擇同心圓作為掃描輪廓,中心線為掃描路徑進(jìn)行掃描,再選擇曲線為引導(dǎo)線進(jìn)行掃描,得出管狀實體。

        (5)最后利用抽殼特性,選擇要求的壁厚就可以繪制出如圖2所示的管狀零件三維造型了。

        圖2 帶波紋的管狀零件三維造型

        2放樣特征

        有些管狀零件非常不規(guī)則,其截面尺寸不相等,形狀也不相似,這就需要使用引導(dǎo)線放樣特征來進(jìn)行繪制。以圖3(左面為剖視圖)為例,介紹使用引導(dǎo)線放樣特征繪制管狀零件,其步驟如下:

        圖3 非規(guī)則截面的管狀零件三維造型

        (1)首先分析零件的截面特征,在一基準(zhǔn)平面上繪制一圓。

        (2)建立三個需要的基準(zhǔn)面,在這里基準(zhǔn)面與原基準(zhǔn)面平行(在其它情況不一定平行),并(3)在每個基準(zhǔn)面上分別畫上一個圓,兩個矩形。

        (4)分別選取兩個圓及矩形的上下中心點,畫出兩條曲線。

        (5)利用放樣曲面特征,選擇兩個圓及兩個矩形作為掃描輪廓,兩個矩形為引導(dǎo)線進(jìn)行掃描,得出管狀實體。

        (6)最后利用抽殼特性,選擇要求的壁厚,再選取兩端的圓面及矩形面作為移除端面,就可以繪制出如圖3所示的管狀零件三維造型了。

        3鈑金零件的造型方法

        3.1 利用繪制折彎特征的零件造型分析

        由展開零件轉(zhuǎn)換成鈑金,方法是首先由封閉草圖拉伸成薄平板零件,然后將其轉(zhuǎn)換成鈑金零件,并添加折彎特征。繪制折彎特征建模有幾個值得注意的幾個問題:

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