SolidWorks丝锥实体造型

基于SolidWorks的M24丝锥实体造型 来源：网络 2009-8-3 9:14:36 引言 丝锥是一种常用的切削刀具。许多中小尺寸螺纹孔的粗精加工都离不开它。实际生产中，丝锥的耐用度比较低，为了使用有限元方法探索提高其耐用度的途径，必须建立精确的丝锥模型。但因其切削角度较多，螺旋线生成复杂，Autocad等普通软件无法实现，丝锥规格较多时，每一种规格都要重新绘制，效率低下。SolidWorks实体设计软件具有独特的实体扫描、放样功能，能够实现复杂零件的智能化设计。利用其尺寸驱动的强大特点，只需在某一型号基础上，通过相关参数的更改就可以快速形成新的零件，实体设计效率大为提高。 1 SolidWorks软件特点 该软件是美国SolidWorks公司的产品，相对于二维CAD软件来说，有许多优点。其中之一就是它能真正体现出设计者的设计意图，摆脱了二维CAD软件纯粹绘图的作用，是目前机械设计的发展方向1。在SolidWorks中，无论是草图、特征或者装配中的尺寸，都是驱动的作用，是所标注对象的几何数据库的内容，而不是对所标注对象的注释。而且驱动尺寸始终与标注对象关联2。 SolidWorks有很强的三维造型功能。它利用拉伸、旋转、扫描、放样和加厚度等特征造型技术生成形体3；通过系列零件设计表，可实现系列零件设计；通过三维和二维设计之间的全相关设计特点，可自动生成已有零件和部件的工程视图。使得设计人员可以更加专注于构思和设计。 2 M24丝锥实体造型过程 2.1 M24丝锥结构分析及实体造型构思 由于丝锥切削部分主要由螺旋切削刃构成。为了排屑方便，同时形成适宜的切削角度-前角，通过在轴向均匀分布的圆弧槽构成容屑槽，同时产生前角。因此该刀具的切削刃是断续的螺旋线。切削刃后部是圆柱形柄部。为了加工时机床或者手动夹持方便，通常具有方头尾部。 从上述结构特点可见：切削部分的造型是整个造型的难点，必须充分考虑螺旋线和容屑槽的生成过程及顺序。为了降低造型难度，先通过扫描的方式生成螺旋槽，然后在端面上构建容屑槽断面草图，并进行带引导线的放样、圆周阵列，最后生成比较简单的柄部及尾部。 2.2 M24丝锥造型过程 首先通过拉伸的方式建立切削部位初始圆柱面。在圆柱面上创建螺旋线草图以及螺纹槽剖面草图，如图1所示。扫描轮廓垂直于扫描路径并且位于扫描路径的起点。据此参数完成切削部螺旋槽，如图2。 图1 扫描路径及轮廓图2 螺旋槽形成图在已经生成的切削部分的端面上根据容屑槽尺寸建立图3所示草图，并且经拉伸切除操作后，得到一条容屑槽。 图3 丝锥容屑槽的生成 选择圆柱面的轴心建立基准轴1，对容屑槽进行圆周阵列，得到图4所示切削部位模型。 图4 丝锥切削部分 切削部位完成后，通过进一步的拉伸操作建立柄部以及尾部特征，中间穿插完成容屑槽在柄部的自然过渡，该过程采用放样特征实现，如图5所示。 图5 放样生成柄部容屑槽 最终完成的丝锥模型如图6所示。 图6 完整丝锥模型 3 公称直径变化后丝锥模型的创建方法 上述创建过程是完全按照M24丝锥的各部尺寸创建的，如果有限元分析过程中，需要其他尺寸的丝锥模型，仅需要退回到建模的起点位置设置相关的参数，更改相关草图尺寸以及拉伸、切除、扫描、放样等特征参数值，即可比较容易的满足设计要求。如果为了创建刀具库等标准化、大规模的操作，则可以使用SolidWorks为用户开放的二次开发接口VBA以及参数化设计方法，编制一个简单的程序，在需要某种规格时输入相应的参数即可实现。 4 结语 利用SolidWorks软件进行丝锥实体设计，方便快捷。对于外形相似、规格不同的丝锥，可谓一劳永逸，对于所有复杂刀具设计、制造行业来说，提供了一种便捷的解决方案；对于实现CAD/CAM/CAE等一体化工程，也提供了可靠的、一致性较强的模型。