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CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆

2014-12-31    作者:未知    来源:网络文摘    浏览:1648

8.1 阿基米德蜗杆

    在桌面上双击CATIA的快捷方式图标,进入CATIA系统的“product1”界面。或者从【开始】菜单中选择CATIA命令,运行该软件。单击“Start(开始)”下拉菜单,依次选择“Mechanical Design(机械设计)”→“Part Design(零件设计)”命令,进入零件设计模块。

    单击“View(视图)”下拉菜单,依次选择“Tree Expansion(展开模型树)”→“Expand Second Level(展开二层模型树)”命令,将目录树展开,如图8.1所示。或者在进入零件设计模块后,在左边的模型树中逐一单击“+”号,将目录树展开,如图8.2所示。

CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆

图8.1  模型树二层树展开

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图8.2  单击“+”号展开模型树

    阿基米德蜗杆是实际应用最广泛的一种蜗杆形式。这种蜗杆在其轴面内的形状为直线齿廓的齿条,与垂直轴线的平面的交线为阿基米德螺旋线。

    产生成形特征后的阿基米德蜗杆外形如图8.3所示。其建模操作步骤如下:

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图8.3  阿基米德蜗杆

1.产生蜗杆本体

(1)选择yz平面,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(草图绘制)工具,进入草图绘制模块。在轮廓工具栏中,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(中心线)工具,画水平中心线,作为形成蜗杆本体的旋转轴线。单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(折线)工具画折线,绘制完成的草图如图8.4所示。单击约束工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(约束)工具,标注尺寸,再双击尺寸线修改尺寸,结果如图8.5所示。

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图8.4  绘制草图

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图8.5  修改尺寸

(2)草图绘制完成后,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(退出)工具,退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(旋转成形)工具,在窗口绘图区中显示如图8.6所示的旋转成形预览画面,并显示如图8.7所示的对话框。在对话框中设置“First angle(旋转角度)”为360°,单击“OK(确定)”按钮,完成旋转成形操作,结果如图8.8所示。

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图8.6  旋转成形预览画面.

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图8.7  “旋转成形”对话框

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图8.8  旋转成形结果

(3)用鼠标选择欲产生倒角的棱边,如图8.9所示。单击特征工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(倒角)工具,在窗口中显示如图8.10所示的对话框,在对话框中选择“Mode(模式)”为“Length1/Angle(长度/角度)”,“Length1(长度)”为9mm,“Angle(角度)”为30°,选中“Reverse(反向)”选项可调整倒角方向,单击“OK(确定)”按钮,完成30°倒角设计。用同样的方法选择另一侧边线,完成30°倒角设计,结果如图8.11所示。注意30°倒角存在倒角的方向问题,两侧不能同时选择进行倒角。完成倒角特征的蜗杆本体如图8.12所示。

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图8.9  选择需倒角的棱边

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图8.10  “倒角”对话框

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图8.11  在另一侧产生倒角

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图8.12  完成倒角特征的蜗杆本体

 

 

2.形成蜗杆螺旋面

(1)单击如图8.13所示的“Insert(插入)”下拉菜单,在其中选择“Axis System(轴系统)”命令,系统显示如图8.14所示的对话框,单击“OK(确定)”按钮,以默认值插入坐标系。

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图8.13  “插入”下拉菜单

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图8.14  “坐标系定义”对话框

(2)单击参考元素工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(点)工具,绘制螺旋曲线的起始点,在窗口显示的对话框中输入x坐标为0、y坐标为173mm、z坐标为26mm,如图8.15所示,单击“OK(确定)”按钮。设定的螺旋曲线起始点如图8.16所示。

(3)在“Start(开始)”下拉菜单中,依次选择“Mechanical Design(机械设计)”→“Wireframe and Surface Design(线框和曲面设计)”命令,进入曲面设计模块。单击线框工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(螺旋曲线)工具,系统显示如图8.17所示的“螺旋曲线定义”对话框。对话框中的“Start point(起始点)”参数通过单击所绘的起始点选定,选择“Axis(轴)”参数为y坐标轴,设定螺旋曲线螺距为12.56mm、长度为100mm、然后单击“OK(确定)”按钮,即产生如图8.18所示的螺纹曲线。

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图8.15  “点定义”对话框

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图8.16  设定螺旋曲线起始点

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图8.17  “螺旋曲线定义”对话框

 

 

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图8.18  产生的螺纹曲线

     

(4)在模型树上选择yz平面,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(草图绘制)工具,进入草图绘制模块。在轮廓工具栏中,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(折线)工具绘制草图,双击鼠标左键完成断面形状草图的绘制,结果如图8.19所示。单击约束工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(约束)工具,标注并修改尺寸,结果如图8.20所示。

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图8.19  绘制断面草图

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图8.20  标注并修改调整尺寸

(5)草图绘制完成后,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(退出)工具,退出草图绘制模块。在“Start(开始)”下拉菜单中,依次选择“Mechanical Design(机械设计)”→“Part Design(零件设计)”命令,进入零件设计模块。单击特征工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(扫描切割)工具,系统显示“扫描切割”对话框,在“Profile(断面)”选项框中选择扫描断面,在“Center curve(扫描导线)”选项框中选择螺旋曲线,在“Profile control(轮廓控制)”选项栏的选项框中选择“Keep angle(保持角度)”进行扫描切割,可保证所形成的螺旋面轴向剖面内为直线齿廓形状。然后再选择水平Y轴作为扫描切割参考中心线,即完成扫描切割的设定,如图8.21所示。扫描切割预览画面如图8.22所示,此时系统将自动生成扫描切割实体,成形的蜗杆螺旋面如图8.23所示。

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图8.21  “扫描切割”对话框

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图8.22  扫描切割预览画面

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图8.23  成形的蜗杆螺旋面

 

3.修补切削

(1)产生基准面1平行于zx平面。首先在模型树中单击zx平面,以zx平面作为基准面,然后单击参考元素工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(参考平面)工具,系统显示如图8.24所示的对话框,在“Offset(偏移距离)”文本框中输入170mm,预览画面如图8.25所示,单击“OK(确定)”按钮,完成的基准面1就是一个相对zx坐标平面偏置的平面。

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图8.24  “参考平面”对话框

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图8.25  预览画面

(2)在如图8.26所示的模型树上选择平面1作为绘图平面,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(草图绘制)工具,进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(圆)工具画圆。单击约束工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(约束)工具,标注尺寸,再双击尺寸线修改尺寸,结果如图8.27所示。

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图8.26  选择平面1

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图8.27  画圆并修改尺寸

(3)单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(退出)工具,退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(拉伸切割)工具,系统显示如图8.28所示的预览画面,并在窗口中显示如图8.29所示的对话框。在“Type(类型)”选项框中选择“Dimension(特定距离)”,在“Depth(深度)”文本框中输入8mm,单击“OK(确定)”按钮,完成拉伸切割操作。

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图8.28  拉伸切割预览画面

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图8.29  “拉伸切割”对话框

(4)产生基准面2平行于zx平面。首先在模型树中单击zx平面,以zx平面作为基准面,然后单击参考元素工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(参考平面)工具,系统显示如图8.30所示的对话框,在“Offset(偏移距离)”文本框中输入276mm,预览画面如图8.31所示,单击“OK(确定)”按钮,完成的基准面2就是一个相对zx坐标平面偏置的平面。

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图8.30  “参考平面”对话框

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图8.31  预览画面

(5)在模型树上选择平面2作为绘图平面,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(草图绘制)工具,进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(圆)工具画圆。单击约束工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(约束)工具,标注并修改尺寸,结果如图8.32所示。使用特征工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(拉伸切割)工具完成蜗杆另一端面的修补切削,结果如图8.33所示。

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图8.32  标注并修改尺寸

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图8.33  修补切削结果

(6)在“Tools(工具)”下拉菜单中,依次单击“Hide(隐藏)”→“All Curves(所有曲线)”命令隐藏螺旋线,结果如图8.34所示。

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图8.34  隐藏螺旋线

4.键槽的形成

(1)产生基准面3平行于yz平面。首先在模型树中单击yz平面,以yz平面作为基准面,然后单击参考元素工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(参考平面)工具,系统显示如图8.35所示的对话框,在“Offset(偏移距离)”文本框中输入8.5mm。预览画面如图8.36所示,单击“OK(确定)”按钮,完成的基准面3就是一个相对yz坐标平面偏置的平面。

 

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图8.35  “平面定义”对话框

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图8.36  预览画面

(2)在模型树上选择基准面3作为绘图平面,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(草图绘制)工具,进入草图绘制模块。单击轮廓工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(折线)工具,从坐标原点开始画垂直、水平线。在如图8.37所示的草图绘制工具栏中,单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(相切圆弧)工具,绘制如图8.38所示的草图。单击约束工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(约束)工具,标注尺寸,再双击尺寸线修改尺寸,结果如图8.39所示。

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图8.37  选择相切圆弧工具

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图8.38  绘制草图

CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆

图8.39  标注并修改尺寸

(3)单击CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(退出)工具,退出草图绘制模块。单击特征工具栏中的CATIA空间曲面类零件建模实例:蜗杆(拉伸切割)工具,系统显示如图8.40所示的预览画面,并在窗口中显示如图8.41所示的对话框。在“Type(类型)”选项框中选择“Up to next(成形至下一面)”,单击“OK(确定)”按钮,完成切除键槽造型设计,结果如图8.42所示。

 

 

 

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图8.40  拉伸切割预览画面

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图8.41  “拉伸切割”对话框

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图8.42  完成切除键槽造型

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