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1、 第 1 页 共 14 页 TopSolid 螺旋展开外形的建模螺旋展开外形的建模 前面在讲复杂零件的建模的时候，举的例子是 D07Q0 弹簧上支座，其中图纸上注明的 是 ab 段沿圆周展开的升程，但是我们实际画的时候没有严格按照圆周展开来做，而是直 接使用的直纹面简单处理的，因为这里的 ab 段实际上只是一个几何过渡的区域，没有什 么实际的用途， 但如果是定位面或者装配面涉及到圆周展开的情况， 那我们就必须严格按照 圆周展开的方式来做了。我们看下面的例子（D07Q0 弹簧座） ： 首先，去除细节特征考虑，我们可以认为它的几何结构如下： = DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007
2、 第 2 页 共 14 页 + + 第一个裁减的圆环， 就是用一个带导程的环面裁减得到的。 中间一个裁减的圆柱实际上 也是螺旋展开面裁减的，不过为了好看一些，而且中间的形面也没有具体的尺寸要求，所以 裁减曲面先光顺了一步。下面介绍具体的操作过程： 一、圆环部分一、圆环部分 首先在根据图纸要求创建如下的轮廓（沿圆周展开的轮廓） ： 接下来选择“曲线其它曲线卷动线”命令，选择“当前坐标系”选项，输入 156 （展开圆的直径） ，回车，再选择“当前坐标系”选项，然后提示选项改成“缠绕曲线=绕 Y 轴” ，选择上面创建的橙色轮廓，就得到我们的卷动线，如下： 然后使用“直线”命令，选择“级轴线”选项，角
3、度输入 180，长度输入 20（只要大 于（156-131）/2 都可以） ， “点或曲线”选择卷动线上的 0点。类似，在卷动线的其它几 个角度点上也创建与之对应角度的极轴线，结果如下： DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 3 页 共 14 页 然后使用“外形其它外形扫掠面” ，选择中间一个“一条导引向线多条截面线”模 式，扫掠模式选择“法向” ，导引线选择卷动线，垂直方向选择“Z+” ，截面线依次选择先前 创建的 5 条极轴线，虎克点全部选择“相交处的虎克点”选项， “确定” ，得到如下曲面： DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 4 页 共 14
4、页 注意，前面出现了个小失误，图纸上的展开线角度是按顺时针方向计算的，而我们直接 选择的默认坐标系方向是根据右手法则（逆时针方向）绕的，所以有点点不对。如果要改过 来可以修改最早画的轮廓线的角度，比如说 141位置改成 360-141，以此类推。但是有个 更简单的方法：使用“外形其它操作变换”命令，在下拉框选择变换类型为“镜像” ， 对称平面选择“ZX”平面选项，然后要变换的外形选择刚得到的扫掠面就可以了。 在当前坐标系画一个156 的圆（为了便于观察，先将颜色切换成白色） ，然后将圆往 内等距 20（只要大于（156-131）/2，但小于或等于前面的级轴线长度 20 就可以） 。然后沿 Z+
5、方向拉伸这两个圆，高度只要大于 17 便可。这样得到一个环体，再使用先前的创建的扫 掠面裁减环体，裁减模式用“根据外形” ，得到结果如下： （如果需要，过度的尖角适当倒圆） 二、中间型面部分二、中间型面部分 先将当前层次切换为 1 层，并将 0 层关闭，根据图纸要求，绘制如下轮廓： 由于正好这条轮廓 0180与 180360之间是对称的， 我们就只画了前面的一半， 然后使用“曲线阵列”命令，要阵列的曲线选择上图中的橙色轮廓，阵列方式在下拉框里 选择“单镜像” ，对称平面选择“通过点”选项，再选择轮廓的右端点，然后选择“ZY”平 面选项，就得到了我们的整条轮廓线。 接下来与上面圆环部分一样，使用
6、“曲线其它曲线卷动线”命令，先选择“当前坐 标系”选项，输入直径 131，再选择“当前坐标系”选项，然后选择刚阵列出来的轮廓，得 到的结果如下： DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 5 页 共 14 页 然后使用“编辑关联复制”命令，将中心点（坐标原点位置）向 Z+方向平移 2.5mm （如上图中蓝色点） 。然后使用“外形其它外形直纹面”命令， “截面线”选择上图中 的橙色卷动线， “第二条截面线曲线或顶点”选择中间刚复制的点，得到的结果外形如下： 使用“外形其它操作光顺”命令，要光顺的面选择上图中的所有面，然后“确定” ， 参考平面选择“XY”平面选项，U、V 方向的点
7、数可以就给默认的 10， “确定” ，计算结果 如下： DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 6 页 共 14 页 注意：这里 U、V 方向的点数对计算的结果右很大的影响，点数给得越多，光顺结果与 原来的外形就越接近，点数越少，得到的结果外形就越光顺。但是点数太多，计算量会变得 非常大，计算时间就会需要的越长。计算量是随点数的增加成几何级数倍增加的，所以不宜 给得太多。 然后再当前坐标系画一个131 的圆，沿 Z+方向拉伸，高度超过 30 就可以了。然后用 先前光顺得到的面向裁减圆柱，得到结果如下： 三、右侧倾斜圆柱三、右侧倾斜圆柱 将当前层次切换到 2 层， 同时打开 0
8、 层和 1 层。 选择 “工具坐标系” 命令， 选择 “ZX” 选项，就在原始坐标系的 ZX 平面创建了一个新的坐标系， “设置为当前” 。并绘制如下图所 示的基准线和等距线（平行线） ： 上图中，橙色的是角度为 10的通过 5.5 和 6.15 等距线交点的基准线，红色的是角度 为 101的通过 31.5 和 7 等距线的交点的基准线。 使用“工具坐标系”命令，然后在坐标系图标栏选择“曲线和点定义坐标系”图标， 参考曲线选择上图中红色的基准线，原点选择红色基准线和 12 等距线的交点， “设置为当 DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 7 页 共 14 页 前” ，结果如
9、下（蓝色坐标系） ： 在上图坐标系原点位置画一个58 的圆，沿 Z方向拉伸，高度 60（只要完全超出另 两个外形就可以） ，如下图： DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 8 页 共 14 页 四、布尔操作四、布尔操作 使用“布尔加”命令，先将前两个外形加在一起，然后选择“局部操作”选项， “要修 改的外形”选择刚加在一起的外形， “要使用的刀具外形”选择上图中蓝颜色的圆柱， “要排 除的刀具面或边” （ “选向=排除” ）选择圆柱的下底面，结果如下： 五、其它细节五、其它细节 得到上面的零件雏形以后，剩下的就是细节特阵了。 根据图纸要求加上两个凸台，再圆角、抽壳、裁减中间
10、的孔，结果如下（未裁减） ： 注意：抽壳的时候开放面应该选底面、侧面和上面的圆面，但是直接抽壳计算不出来， 因为现在的凸缘最薄处刚好 3mm，需要将下底面拉伸一定高度，然后再加在上面，也就是让 DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 9 页 共 14 页 抽壳前凸缘的厚度至少大于 3，然后再抽壳就可以了。具体的方法是： “拉伸”命令，点一 下“面”选项，选择底面，输入拉伸高度（任意大小） ，得到一个拉伸体，然后用“布尔加” 命令，将刚得到的拉伸体加到前面需要抽壳的外形上，然后抽壳。 另一个将底面增加一定厚度的方法： 直接使用 “外形其它操作等距” 命令， 输入 “全 局距离=
11、0” ，选择外形作为等距外形， “特定面的等距”输入 2（任意值，注意箭头方向，可 以输入负值） ，回车，选择底面， “确定” ，这样底面就增加了 2mm 厚度。然后再抽壳就可以 了。 六、规则导程六、规则导程 对于螺旋线规则的导程，就不需要使用卷动线命令了，而直接用螺旋线就可以了，如 B22Q0 弹簧压套。 具体的建模方法如下：具体的建模方法如下： 1、 使用“曲线其它曲线螺旋线”命令， “中心点”直接回车捕捉坐标圆点，然后输入 参数：直径=103，P1=10.5，P2=0，角度=360，右旋。然后如下图拉伸一张面，将螺 旋线多余的 6mm 裁减掉。 （画一条 0基准线，然后用原点裁减掉左边
12、一半，向下等距 6mm，然后拉伸等距线，高度大于 10.5 就可以。接下来裁减螺旋线，在命令提示行的下 拉框选择“裁减模式=面” ，然后选择“生成裁减” ，这时候就完成裁减了。注意，必须 点一下“生成裁减”选项，不然就并没有裁减掉） 。 （下图的隐藏/显示模式为显示） DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 10 页 共 14 页 2、 使用“直线”命令，选择“级轴线”选项，角度 180，长度 20， “点和曲线”选择螺 旋线的起点。然后使用“外形其它外形扫掠面”命令，选择第一个“一条导引线一 条截面”模式，扫掠模式选择“法向” ，导引线选择螺旋线，垂直方向为“Z+” ，截面
13、线 选择刚画的级轴线，结果如下（隐藏/显示模式为显示） ： 3、 接下来使用“外形其它外形直纹面”命令，截面线先后选择刚才的扫掠面的两条直 线边，得到一张直纹面，然后使用“外形其它操作延伸”命令，选择刚建的直纹面 DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 11 页 共 14 页 为要延伸的面，延伸长度就给默认的 10（实际上有个 2mm 就足够了，只是为了保证后 面的裁减能完全裁减掉） ，选择直纹面的左右两边各延伸 10。最后将扫掠面和直纹面缝 合在一起（ “外形其它操作缝合”命令） ，结果如下： 4、 接下来使用“编辑关联复制”命令，将上图的外形沿 Z+方向平移 8mm 复制
14、一个，并 使用“外形其它操作变换”命令，将复制的外形绕 Z+旋转 6，得到结果如下： 5、 将当前层次切换到 1 层，在原点画一个103 的圆，然后向内偏直 20，再拉伸两个圆， 拉伸高度 20（只要超过上图中复制的面就可以） ，结果如下图： DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 12 页 共 14 页 6、 然后使用裁减命令，用前面的两张面裁减刚拉伸的圆环体，裁减模式选择“根据外形” ， 结果如下： 7、 使用“外形拔模”命令，模式选择“法向” ，输入拔模角度 5，选择圆柱面为要拔 模的面，选择“计算拔模”选项，参考平面选择“XY-”平面选项，结果如下： DCity 重庆
15、长安减震器有限公司 8/7/2007 第 13 页 共 14 页 8、 根据图上要求倒圆角，如下图： 9、 使用“外形其它操作等距”命令， “全局距离”输入 0，要等距的外形选择上图中 的外形， “特定面等距”输入 2（注意箭头方向，可以为负值） ，选择圆锥面（原来的圆 柱面拔模后就成圆锥面了）和朝向 Z-方向的底面，得到的结果如下： 10、在原点位置画一个64 和一个83 的圆，然后使用“曲线变换”命令将64 的圆沿 Z-方向平移 16，再拉伸64 的圆，沿 Z+方向，高度 7。同样使用“曲线变换”命令 将83 的圆沿 Z+方向平移 10.5，然后使用“外形其它外形直纹面”命令，截面分 别选择变换后的83 的圆和64 的圆柱下边圆 （朝 Z+方向） ，“类型=实体” ， 结果如下： 11、使用“布尔加”命令，将上图中的 3 个实体加在一起，然后根据图纸要求，倒所有圆角， 结果如下： 12、最后就是抽壳和挖中间25 的孔了。抽壳的时候要特别注意开方面的选择，所有下面 DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007 第 14 页 共 14 页 的面都要选择为开方面（下图中红颜色的所有面） 最后的结果如下图所示： 有任何疑问，欢迎电邮至： DCity 重庆长安减震器有限公司 8/7/2007