SolidWorks在3D造型中的應(yīng)用

2013-05-24 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的提高,更多的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件中三維零部件造型設(shè)計(jì)的功能也在不斷加強(qiáng),solidworks就是目前應(yīng)用越來越廣泛的一種機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件。通過利用該軟件時(shí)工業(yè)螺桿泵中螺桿的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)研究,片螺桿泵生產(chǎn)企業(yè)有著非常重要的意義,會(huì)大大地縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期,降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。

SolidWorks是典型基于特征的三維機(jī)械零部件設(shè)計(jì)軟件,它可以通過形狀特征定義和組合實(shí)現(xiàn)零部件的三維實(shí)體設(shè)計(jì)。

使用SolidWorks可以很方便地通過拉伸、掃描、放樣等完成各種機(jī)械零部件的實(shí)體造型。使用SolidWorks構(gòu)建模型的過程主要包括:(1)分析零件形體結(jié)構(gòu);(2)構(gòu)建基體特征;(3)生成孔特征;(4)生成陣列特征;(5)生成過渡圓角及倒角特征等。此研究使用了SolidWorks 2005生成螺桿泵行業(yè)中的單頭與多頭螺桿的造壘方法。實(shí)現(xiàn)螺桿的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì),對(duì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)螺桿泵產(chǎn)品或其他類似螺旋形零件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有著重要的應(yīng)用意義。

    1螺桿實(shí)體生成方法

分析螺桿結(jié)構(gòu)可知,螺桿由圓柱體和螺旋特征組成。生成螺桿可以有兩種方法,一是在圓柱體上增料的方法,即在圓柱體上增加螺旋掃描特征生成螺桿;二是除料的方法,即從圓柱休上做螺旋切除掃描生成螺桿。第一種方法生成的螺桿是兩個(gè)實(shí)體的組合體,會(huì)給將來螺桿的虛擬移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)帶來不便。而第二種方法生成的螺桿是一個(gè)整體。因此第二利方法優(yōu)于第一種方法,我們采用第二種方法。

    2單頭螺桿的生成

我們通過螺旋型線的軸面坐標(biāo)數(shù)值生成螺桿。首先要通過插人"通過XYZ點(diǎn)的曲線"的方法讀人坐標(biāo)文件(.txt文件)作出掃描截面的螺旋型線。插人"通過XYZ點(diǎn)的曲線"命令的執(zhí)行可以在特征生成模式下點(diǎn)擊"插人"菜單,選擇"曲線"二級(jí)菜單下的"通過XYZ點(diǎn)的曲線",這時(shí)彈出"曲線文件"對(duì)話框,如圖1所示。

SolidWorks在3D造型中的應(yīng)用有限元分析培訓(xùn)課程圖片1

這時(shí),通過"瀏覽"按鈕找到并讀入坐標(biāo)文件,點(diǎn)擊""插人"即生成了通過XYZ點(diǎn)的曲線,如圖2所示。

SolidWorks在3D造型中的應(yīng)用有限元分析培訓(xùn)課程圖片2

這時(shí)生成的曲線是空間曲線,要將它轉(zhuǎn)化為平面曲線1在草圖繪制模式下,使用"草圖繪制"里的,"轉(zhuǎn)換實(shí)體引用"就可以實(shí)現(xiàn)將空間曲線轉(zhuǎn)化到掃描截面所在的平面上。經(jīng)"轉(zhuǎn)換實(shí)體引用"將空間曲線轉(zhuǎn)化到平面上后,曲線以黑色顯示。在這之后通過鏡像作出截面另一側(cè)的型線曲線,再連接成封閉截面輪廓即作出了掃描截面,如圖3所示。

SolidWorks在3D造型中的應(yīng)用有限元分析培訓(xùn)課程圖片3

這樣我們就可以從一個(gè)己生成的圓柱體上作切除螺旋掃描得到單頭螺桿實(shí)體造型。如圖4所示。

SolidWorks在3D造型中的應(yīng)用有限元分析培訓(xùn)課程圖片4

    3多頭螺桿實(shí)體造型的生成

在生成了單頭螺桿的基礎(chǔ)上,可以重復(fù)單頭螺桿生成的過程,作出多條螺旋線和多個(gè)螺旋掃描截面,多次進(jìn)行切除螺旋掃描就可以生成多頭螺桿實(shí)體,要生成幾頭的螺桿就將上述過程重復(fù)幾次,可以依次生成2,3,4,…頭螺桿實(shí)體造型。

上述生成多頭螺桿的方法很容易理解.也很容易想到,但實(shí)際實(shí)現(xiàn)起來就比較煩瑣,多次重復(fù)同一過程很乏味,也很容易出錯(cuò)。因此我們不采用上述方法。

SoiidWorks 2005有特征陣列的功能,可以對(duì)已有特征進(jìn)行線性陣列或圓形陣列。我們可以對(duì)單頭螺桿中的切除螺旋掃描特征進(jìn)行圓形陣列,將上述重復(fù)的過程交給計(jì)算機(jī)來做,要做幾頭螺桿就作幾個(gè)陣列,這樣從單頭螺桿只作一個(gè)圓形特征陣列就可以得到多頭螺桿,非常簡(jiǎn)單方便。用這種方法生成的6頭螺桿如圖5所示。

SolidWorks在3D造型中的應(yīng)用有限元分析培訓(xùn)課程圖片5

    4結(jié)論

在榷個(gè)螺桿設(shè)計(jì)造型過程中,關(guān)鍵是要將已知的螺旋曲線的坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)換成掃描截面的螺旋型線,然后形成掃描截面,做切除螺旋掃描。對(duì)于多頭螺桿則可在已生成的單頭螺桿基礎(chǔ)上對(duì)掃描特征進(jìn)行圓形陣列。

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才