覃 群

（江漢大學(xué)智能制造學(xué)院，湖北 武漢 430056）

0 引言

在三維機(jī)械設(shè)計(jì)中有很多結(jié)構(gòu)要素，結(jié)構(gòu)類似但尺寸不同，對(duì)于這類零件結(jié)構(gòu)的造型，操作較簡(jiǎn)單但是重復(fù)性大，影響設(shè)計(jì)效率[1]。在Solidworks 中可以利用設(shè)計(jì)庫(kù)的功能來(lái)完成。

Solidworks 中的設(shè)計(jì)庫(kù)專門提供了存儲(chǔ)、調(diào)用那些重復(fù)性設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的空間[2]。退刀槽是軸類零件上的常見結(jié)構(gòu)，在三維造型中結(jié)構(gòu)類似，尺寸不同。

1 拉伸切除生成退刀槽

1.1 建立退刀槽草圖基準(zhǔn)面

首先運(yùn)行“拉伸凸臺(tái)”命令拉伸一個(gè)圓柱體，尺寸可以自定。

然后創(chuàng)建繪制退刀槽的草圖基準(zhǔn)面。具體方法如下：選擇圓柱左端面，創(chuàng)建基準(zhǔn)面，選擇“平行”選項(xiàng)，距離值可以自定，本文定的60 mm，如圖1 所示。

圖1 草圖基準(zhǔn)面的建立

1.2 繪制退刀槽草圖

繪制切除拉伸退刀槽的草圖圓，如圖2 所示。本文并不是直接在基準(zhǔn)面上以1 點(diǎn)為圓心來(lái)繪制這個(gè)圓，因?yàn)槿绻苯永L制，那么就和圓心1 點(diǎn)有參照關(guān)系，設(shè)計(jì)者每次調(diào)用這個(gè)設(shè)計(jì)庫(kù)繪制退刀槽的時(shí)候，就會(huì)提示選取草圖參照點(diǎn)，使用較煩瑣。本文具體的方法如下：

圖2 草圖基準(zhǔn)面的建立

首先選取最左端面的圓輪廓，然后運(yùn)行“草圖-轉(zhuǎn)換實(shí)體引用”命令后，運(yùn)行“等距實(shí)體”，輸入一個(gè)等距的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值即為退刀槽的深度值。本文輸入5 mm。

這樣設(shè)置，則退刀槽的草圖圓就只和左端面圓輪廓有參照關(guān)系。

1.3 反向拉伸切除生成退刀槽

草圖圓繪制好后，運(yùn)行“草圖-拉伸切除”命令，給定切除深度即為退刀槽的寬度，選擇“反側(cè)切除”的選項(xiàng)，如圖3-1 所示，確定后得到退刀槽如圖3-2所示。

圖3 拉伸切除生成退刀槽

2 旋轉(zhuǎn)切除生成退刀槽

2.1 繪制建立基準(zhǔn)面的草圖

第一，拉伸一個(gè)階梯軸，尺寸自定。

第二，選擇大圓柱左端面為基準(zhǔn)面，在此面上任意繪制一個(gè)草圖圓，如圖4-1 所示，這個(gè)圓的圓心不能和1 點(diǎn)重合，否則，圓和1 點(diǎn)就有約束關(guān)系，后面使用設(shè)計(jì)庫(kù)時(shí)，需要指定草圖參考點(diǎn)，會(huì)較麻煩。

圖4 繪制建立基準(zhǔn)面的草圖

第三，在草圖圓上過(guò)圓心繪制一條構(gòu)造線，并在圓邊線上繪制一個(gè)點(diǎn)。

第四，給定該構(gòu)造線水平約束，圓邊線上的點(diǎn)和該構(gòu)造線重合約束，如圖4-1 所示。

第五，選中草圖圓和圖中虛線圓，給定約束“使全等”，如圖4-2 所示，那么，草圖圓和虛線圓就同心了且大小相等，如圖4-3 所示。這樣就能保證，不管這個(gè)圓直徑多少，使用庫(kù)特征的時(shí)候，都可以保證以這個(gè)圓為基礎(chǔ)做成退刀槽。即這個(gè)時(shí)候的參照就是這個(gè)虛線圓，而不是其他的點(diǎn)、線、面。

2.2 建立基準(zhǔn)面

選中圓弧和邊線上的點(diǎn)，如圖5 所示，建立一個(gè)水平基準(zhǔn)面。之所以這樣選擇，也是為了保證這個(gè)基準(zhǔn)面是基于這個(gè)圓邊的，跟別的實(shí)體要素?zé)o關(guān)。

圖5 建立基準(zhǔn)面

2.3 旋轉(zhuǎn)切除生成退刀槽

首先，在基準(zhǔn)面上繪制一個(gè)矩形，矩形的長(zhǎng)和寬分別為退刀槽的深度和寬度，這時(shí)可以自定尺寸。

其次，給定矩形右上角頂點(diǎn)和圓邊上點(diǎn)重合的約束。這里之所以選與圓邊上的點(diǎn)而不是其他投影輪廓等實(shí)體要素重合，也是為了后面使用設(shè)計(jì)庫(kù)參考的單純好用。

最后，過(guò)圓的中心繪制一條構(gòu)造線作為旋轉(zhuǎn)軸，如圖6 所示和右端面中心的重合約束一定要?jiǎng)h掉，否則，會(huì)和上面的原點(diǎn)產(chǎn)生參考關(guān)系，會(huì)增加使用設(shè)計(jì)庫(kù)的復(fù)雜程度。運(yùn)行“特征-旋轉(zhuǎn)切除”命令，即可生成退刀槽。

圖6 旋轉(zhuǎn)切除矩形草圖

3 添加設(shè)計(jì)庫(kù)

上面兩種方法，所選參考基準(zhǔn)面不同，退刀槽的成型方法不同，但是添加到庫(kù)的方法是相同的，具體如下：

單擊“設(shè)計(jì)庫(kù)-添加到庫(kù)”圖標(biāo)命令，在“添加到庫(kù)”編輯框中輸入設(shè)計(jì)庫(kù)名，選擇入庫(kù)特征，選擇文件的類型為.sldlfp，確定后，在設(shè)計(jì)樹中的相關(guān)特征名前面有“L”符號(hào)，設(shè)計(jì)庫(kù)圖標(biāo)下面添加了剛才的設(shè)計(jì)庫(kù)名，表示添加庫(kù)成功。

雙擊設(shè)計(jì)庫(kù)名，可以打開設(shè)計(jì)庫(kù)中的退刀槽圖形，在設(shè)計(jì)樹中的尺寸下面，雙擊尺寸名可以修改尺寸的名字，例如改成槽寬、槽深等，將尺寸移到“找到尺寸”中，這些尺寸是使用設(shè)計(jì)庫(kù)時(shí)可以編輯修改的尺寸。其他不需要改變的尺寸移到“內(nèi)部尺寸”中。

4 兩種方法的應(yīng)用舉例

把設(shè)計(jì)庫(kù)名拖動(dòng)到臺(tái)階面上時(shí)，兩種方法都只需要選擇邊線，當(dāng)選擇了臺(tái)階面上的小圓邊線時(shí)，方法一，可以輸入定位尺寸，即離邊線的距離值，如10 mm，即可以生成離邊線10 mm 的退刀槽，如圖7-1 所示；而方法二直接在邊線處生成退刀槽，如圖7-2 所示。

圖7 應(yīng)用舉例1

如果選擇左邊小圓柱的端面圓為邊線，則方法一可以輸入定位尺寸而生成退刀槽，如圖8 所示；方法二則直接報(bào)錯(cuò)“不能以所選參考生成庫(kù)特征”。

圖8 應(yīng)用舉例2

5 結(jié)語(yǔ)

制作設(shè)計(jì)庫(kù)最核心和關(guān)鍵的是制作過(guò)程中的草圖參考的選擇，如果參考選擇不當(dāng)，在使用的時(shí)候，會(huì)提示選擇很多的參考點(diǎn)、線、面后才能生成，失去了設(shè)計(jì)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)。本文選用的兩種方法參考都較簡(jiǎn)單，只需要選擇一條邊線。方法一可以生成與邊線一定距離值的退刀槽，但是不能在邊線上直接生成退刀槽；方法二可以在邊線上直接生成退刀槽，但是不能在兩邊的端面上生成跟邊線一定距離的退刀槽。兩種方法各有利弊，可以在實(shí)際應(yīng)用中靈活選擇使用。