SolidWorks掃描之挪移心法教學(xué)資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。SolidWorks掃描之挪移心法-SolidWorks掃描之挪移心法SolidWorks掃描之挪移心法（一）前言心法之說，只是為引起大家興趣而已。由于SW的幫助太過簡單，而公開的出版物中一般也僅作幾個例子，至于為什么幾乎很少提及，使學(xué)習(xí)者很難掌握掃描之要領(lǐng)。本人也是由于覺得放樣和掃描總不能得心應(yīng)手，于是乎下決心鉆研一下，恰巧在論壇上看到有幾個題目確有意思，通過反復(fù)試作，反復(fù)驗(yàn)證，終于有一天可以長嘆一口氣自語道“原來如此”。論壇上有人說這像是武林絕學(xué)。哈哈！絕學(xué)沒有，因?yàn)閽呙璐蠹叶冀?jīng)常在使用，只是各有方

2、法罷了。但是，絕招還是有的，因?yàn)橛行┓椒ㄖ辽俚侥壳盀橹?，我還沒有在論壇上看到過。下面例子中的做法不一定是最簡單的，只是為了說明方法而已，有更好的做法歡迎大家一起討論。由于心法實(shí)際上只是自己的一些摸索和體會，難免有錯誤或不當(dāng)之處，希望能得到大家的指正?；靖拍顠呙璧娜貟呙栌腥兀喞?、路徑和引導(dǎo)線。輪廓和路徑是必須的，引導(dǎo)線是選用的。輪廓是“模板”，是在一個草圖平面上的開口或閉口的實(shí)線（不是構(gòu)造線），掃描過程中的截面形狀由此“模板”決定，開口的輪廓只能用于曲面掃描，只有閉合的輪廓線才能用于實(shí)體的掃描特征。路徑是“驅(qū)動器”和“軌道”，路徑驅(qū)動輪廓草圖上一個特定的點(diǎn)在掃描過程中的沿著指定的軌道

3、移動，這個點(diǎn)就是路徑與草圖平面的交點(diǎn)。（注意路徑不一定是輪廓線的掃描路線。）由此可見路徑必須與輪廓草圖相交（不一定垂直），開口路徑的起點(diǎn)必須在輪廓草圖平面上。引導(dǎo)線是“控制器”，它強(qiáng)制草圖平面上的一個特定的點(diǎn)在掃描過程中沿著引導(dǎo)線移動，直接或間接地控制著草圖輪廓線在掃描過程中形狀和位置的變化（即我說過的百變心法和挪移心法）。輪廓草圖平面在掃描過程中不斷的改變著位置，路徑和引導(dǎo)線在掃描過程中始終保持在原有位置上不動。輪廓草圖平面的位置變化在掃描過程中，輪廓草圖平面的位置在不斷的變化，以使用最多的隨路徑變化的方向/扭轉(zhuǎn)類型為例，其變化的規(guī)則是：1、掃描前路徑與輪廓草圖平面的交點(diǎn)在整個掃描過程中始終

4、在路徑上；2、輪廓草圖平面與路徑切線方向的相對位置在掃描過程中沒有變化（這句話可能比較抽象，只能在后面的例子中去體會）。輪廓形狀和位置的變化在掃描過程中，輪廓在輪廓草圖平面中的形狀和位置可以不變，這是普通的掃描，此時也不需設(shè)置引導(dǎo)線。對于復(fù)雜的掃描，我們希望輪廓的形狀或位置能夠變化，這就必須引入引導(dǎo)線。引導(dǎo)線控制掃描的原理如下：1、應(yīng)保證在掃描過程中引導(dǎo)線與輪廓草圖平面始終有交點(diǎn)；2、輪廓草圖平面上由一個點(diǎn)（草圖上的點(diǎn)實(shí)體或其它實(shí)體中的特定點(diǎn)）與引導(dǎo)線有一個穿透點(diǎn)的約束關(guān)系，以保證在掃描過程中草圖上的該點(diǎn)能始終在引導(dǎo)線上；3、在掃描過程中，按引導(dǎo)線的形狀和位置使上述的點(diǎn)在輪廓草圖平面中的位置產(chǎn)

5、生變化，通過該點(diǎn)與草圖輪廓之間的直接或間接的約束關(guān)系（必要時應(yīng)建立輔助的構(gòu)造線），使草圖輪廓的形狀或位置得到改變。我們可以想象這樣一種情景。草圖平面上的一部分實(shí)體（或?qū)嶓w上的點(diǎn)）因與草圖平面基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)點(diǎn)的直接或間接的約束，忠實(shí)地跟隨著草圖運(yùn)動；而另一部分實(shí)體（或?qū)嶓w上的點(diǎn)）因與穿透點(diǎn)直接或間接的約束，隨著穿透點(diǎn)位置的變化而變化。這張變化著的草圖就是心法的靈魂和奧秘。如果一條引導(dǎo)線不夠，我們可以使用兩條、三條例一變徑變距彈簧普通彈簧只要一個圓形輪廓的草圖和一個螺旋掃描線，對于變徑變距彈簧就必須引入引導(dǎo)線，這根引導(dǎo)線目前取作在上視基準(zhǔn)面上的一個圓。為了達(dá)到控制的目的，在輪廓草圖平面上增加了一些控

6、制線。（見下圖）在草圖中被鼠標(biāo)拖動的是將來的穿透點(diǎn)，可以看出當(dāng)該點(diǎn)向下移動時（相當(dāng)于草圖平面在路徑的驅(qū)動下向上移動，而穿透點(diǎn)停留在上視平面）圓形輪廓也跟著同時在水平和垂直方向移動。水平移動是由左邊的一根樣條曲線控制，其決定了掃描時的直徑變化，樣條曲線上移動著的一個點(diǎn)設(shè)置有與穿透點(diǎn)的水平約束和與輪廓圓心的豎直約束。垂直移動是由右邊一根樣條曲線控制，其決定了掃描時螺距的變化，沿著樣條曲線移動的一條水平短線的右端與曲線重合左端與坐標(biāo)原點(diǎn)豎直，并且該線段與穿透點(diǎn)重合，與輪廓中心到輪廓平面橫坐標(biāo)的距離等長，右面一條曲線的斜率與螺距的增量相對應(yīng)。最后設(shè)置穿透約束，變形變距彈簧就完成了。我們還可以改變樣條曲

7、線的形狀，彈簧的形狀也就隨著改變。注意：1、我們看到輪廓沒有嚴(yán)格按路徑運(yùn)動，可見路徑有時候只是一個驅(qū)動器。2、穿透點(diǎn)約束在編輯掃描特征前最后設(shè)置，該約束未設(shè)置前穿透該點(diǎn)不要布置在有任何特殊關(guān)系的位置，以免無意中引入不必要的約束。3、輪廓草圖上的所有實(shí)體，因分別與草圖基準(zhǔn)和穿透點(diǎn)建立關(guān)系，切不可過約束，在一般性況下也盡可能不要欠約束，以免在掃描過程中發(fā)生不可預(yù)知的變形。4、輪廓草圖中的實(shí)體應(yīng)盡可能的少和簡潔，能用簡單線條的不用復(fù)雜線條，能用點(diǎn)的盡量不用線。例二波形彈性墊圈在此題中，為了保證墊圈的法向厚度一致（不是軸向厚度），所以用先形成一個波形曲面，再加厚成墊圈的方法。關(guān)鍵是怎樣形成正弦模板和怎

8、樣由模板生成波形實(shí)體。在這里是用螺旋線在輪廓草圖平面上的投影產(chǎn)生正弦曲線，用曲面掃描生成波形曲面。掃描的路徑是一個圓，為了在圓形掃描過程（角度變化）中直接讀取正弦曲線相應(yīng)位置（直線變化）上的值，就要有一個角度線性轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過反復(fù)研究，我找到了一個方便的轉(zhuǎn)換器就是螺旋線和蝸旋線。在此題中將引導(dǎo)線設(shè)為一個蝸旋線。在草圖中被鼠標(biāo)拖動的是將來的穿透點(diǎn)，當(dāng)該點(diǎn)左右移動時輪廓線跟著上下擺動，事實(shí)上該輪廓同時在圓形掃描線的驅(qū)動下作繞Z軸的轉(zhuǎn)動，掃描出一個波形的圓面。在草圖中正弦曲線上由一個點(diǎn)，該點(diǎn)與將來的穿透點(diǎn)豎直，與輪廓線的左端點(diǎn)水平，輪廓線與原點(diǎn)重合。由于引導(dǎo)線是一個蝸旋線，在蝸旋線上移動的點(diǎn)其掃過的角

9、度與其半徑的增量成正比，而此半徑在輪廓草圖平面上對應(yīng)的就是穿透點(diǎn)到Y(jié)軸的距離，由此就保證了穿透點(diǎn)在草圖平面上的移動與草圖平面掃過的角度成正比。注意：蝸旋線是角度轉(zhuǎn)換成位移量的方便的轉(zhuǎn)移器SolidWorks掃描之挪移心法（二）2008-01-0706:05:48作者：HYPERLINK/?userid=10544t_blankfmcax管理團(tuán)隊(duì)來源：HYPERLINK/comment/?keyid=phpcms-content-title-1448&verify=843e9742b13c88f8a180d8e880a152e2網(wǎng)友評論0條例三環(huán)面蝸桿我們可以假象此蝸桿由車刀車成，此車刀的切削刃

10、在草圖平面上，在車削過程中車刀繞一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動速度與蝸桿轉(zhuǎn)動速度相適應(yīng)（按定比速率轉(zhuǎn)動），草圖平面通過蝸桿軸。顯然，路徑是一個螺旋線，但是不能是一個變徑或變距的螺旋線，因?yàn)閺那懊婊靖拍钪兄溃趻呙柽^程中輪廓平面與路徑切線的相對位置不變，以變徑或變距的螺旋線為路徑必將破壞輪廓平面通過蝸桿軸線的條件。幸好我們前面已知道路徑可以只是個驅(qū)動器，實(shí)際的輪廓運(yùn)動形態(tài)可由引導(dǎo)線來控制。為了保證輪廓在草圖平面中繞一個中心轉(zhuǎn)動，我們可以作一個垂直于蝸桿軸線的圓為引導(dǎo)線，該圓的中心在蝸桿軸上，當(dāng)我們將輪廓的轉(zhuǎn)動中心作為引導(dǎo)線的穿透點(diǎn)時，該輪廓的轉(zhuǎn)動中心在蝸桿的軸向位置被固定。還有一個關(guān)鍵問題是怎樣將輪廓

11、的轉(zhuǎn)動與掃描過程建立一個聯(lián)系，讓我們來看一下輪廓草圖從圖中我們看到在掃描過程中，輪廓及其轉(zhuǎn)動中心受引導(dǎo)線約束不動，被鼠標(biāo)拉動的一點(diǎn)隨著螺旋掃描路徑向前移動，在等長約束的作用下蝸旋線有一個線段也在移動，再利用平行約束條件帶動掃描輪廓轉(zhuǎn)動。因?yàn)槲佇€處的線段長度與轉(zhuǎn)角成正比，因此保證了掃描輪廓草圖平面隨螺旋線路徑的轉(zhuǎn)動與輪廓在草圖平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角呈正比關(guān)系。注意：1、蝸旋線是螺旋運(yùn)動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)移器；2、引導(dǎo)線可以是閉合的，它相當(dāng)于一條無限長的引導(dǎo)線。例四漸開線漸開線有用放樣方法制作，比用掃描方法簡潔，此處用掃描方法只是便于理解挪移心法而已。由于用漸開線定義作圖，其輪廓、基圓、及作圖平面必須在同一平

12、面上，所以路徑必須與該平面相交，可以采用螺旋線或垂直于輪廓平面的直線，此處路徑采用較簡單的后一種路徑。本漸開線基圓直徑100，引導(dǎo)線是由基圓生成的帶有外張錐度的螺旋線，螺旋線外張的角度使當(dāng)一點(diǎn)沿螺旋線轉(zhuǎn)一周時該點(diǎn)徑向外移100。在草圖中可以看出當(dāng)穿透點(diǎn)沿螺旋線移動時，該點(diǎn)在草圖平面按蝸旋線方式移動，其螺距為100，因此該點(diǎn)在移動過程中的徑向增量與移過的基圓弧長相等，圖中我們在切線和螺旋線徑向增量之間添加有一個等長約束，顯見切線長等于基圓弧長，這就是漸開線的定義。注意到在反映螺旋線徑向增量值和切線長度值的線段處各增長了5mm，是為了避免在初始點(diǎn)出現(xiàn)零長度的線段。掃描作出的是一個三維曲面，其外邊線

13、在上視面的投影即是漸開線。注意：1、在帶有外張錐度的螺旋線上運(yùn)動的穿透點(diǎn)具有軸向、徑向、切向移動皆成正比的特性，是一個很理想的轉(zhuǎn)移器，2、要盡量避免產(chǎn)生零長度的線段，否則容易產(chǎn)生掃描失敗，或掃描不穩(wěn)定現(xiàn)象例五擺線齒輪在這里，我們作的是一個短肢外擺線，見下圖圖中一個直徑為10的小圓在一個直徑為180的大圓上純滾動（在滾動時，大小圓走過的弧長相等，即圖中的弧長9.77），在小圓內(nèi)部的一點(diǎn)（此處距小圓中心3）的軌跡即是擺線。因小圓與大圓外切故稱外擺線，反之稱內(nèi)擺線。生成軌跡的基點(diǎn)在小圓內(nèi)稱短肢外擺線，反之稱長肢外擺線。擺線的形成過程好像行星圍繞太陽公轉(zhuǎn)的同時又有自轉(zhuǎn)一樣，俗稱行星運(yùn)動。由于該過程比較

14、復(fù)雜，整個擺線齒輪輪廓一次掃描出來誤差會越來越大，為了減少誤差采用的辦法是先掃描一段輪廓線，選出一個齒的輪廓，再用草圖陣列作出整個齒輪的輪廓來。掃描線是一條垂直于輪廓的直線。引導(dǎo)線是一條有外漲錐度的螺旋線，當(dāng)輪廓草圖平面眼掃描線移動時草圖的布置如下圖，圖中公轉(zhuǎn)控制蝸旋線的螺距是穿透點(diǎn)在有外漲錐度的螺旋線轉(zhuǎn)一圈時其徑向增量的19倍。所以在掃描過程中，“與小圓心共線”的線段與含穿透點(diǎn)的線段的轉(zhuǎn)角比為1:19，而含穿透點(diǎn)的線段又與短肢線（3mm長的線）平行，這樣就實(shí)現(xiàn)了公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。10mm長的實(shí)線將掃出一個空間曲面，其外邊線在上視面的投影就是外擺線。注意：1、使用螺旋線/蝸旋線也能將直線路徑轉(zhuǎn)換出像行星運(yùn)動這么復(fù)雜的掃描軌跡，可見螺旋線/蝸旋線真正是一個非常強(qiáng)大的轉(zhuǎn)換器；2、在此題的