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QUICKSURFACE 知识库

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螺线

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(影片录制后软件版本/汉化若经更新,界面、命令与操作方式可能有所不同,请以最新版本为准)

本节教程介绍 QUICKSURFACE 的螺线功能,并配合扫掠工具进行螺牙建模。

由于逆向工程主要进行特征的复刻,因此创建螺牙/螺纹时考虑的参数与正向设计时有所不同,以下图工件为例:

QUICKSURFACE 中的螺纹紧固件工件扫描参考网格

观察外型可知其为典型的公螺牙造型,上方起点依顺时针以固定牙距向下形成螺牙。起点型式为收敛 (缩小进入本体),终点型式为延伸 (保持不变进入本体)。知道这些参数细节后即可画出螺线,进而创建螺牙。

制图前需将工件轴心与系统座标轴 (或自订参考线) 对齐,本例中为 Z 轴。对齐步骤请参考座标系对齐教程。

一、制作螺牙横断面轮廓草图

创建一螺牙截面草图如下:

QUICKSURFACE 中使用 2D 草图创建螺牙横断面轮廓的画面

一般来说螺牙横断面以直线 + 弧线绘制即可,可向内延伸多画一些,供稍后布尔运算使用。

二、创建螺线

点击工具列中的曲面工具 > 螺线

QUICKSURFACE 工具例「曲面工具」中的「螺线」功能

螺线工具窗口如下:

QUICKSURFACE 的「螺线」工具窗口

1. 轴向

指定螺线轴向,本例中即 Z 轴。

2. 测量牙距

牙距是螺线最重要的参数,在此依「先测量,后微调」原则,逐步找出最优值。

先点按测量牙距按钮,此时鼠标变为手形。

点击任一螺牙最顶部 (牙峰),然后再点击邻近的牙峰,即可测出大致牙距。

QUICKSURFACE 的「螺线」功能中测量牙距的演示动图

选定轴向后,软件仅会针对该轴向进行测量 (本例为 Z 方向) ,可免除点击位置在其他方向分距离的干扰。

该数值在当前仅充当初始参考值,后续将进行微调。

3. 指定绕行方向

依工件实际情况,在方向中指定螺纹为顺时针或逆时针绕行。

QUICKSURFACE 「螺线」工具窗口中选择螺线绕行方向的选项

4. 指定起点与终点

依序点按两个选取按钮,在网格的牙峰上分别指定螺线起点 (S) 与终点 (E)。

本例中起点部位由于逐渐收敛进入本体消失,所以需点击尚未开始收敛之处。终点则点击接近本体处即可。

QUICKSURFACE 的「螺线」功能中指定螺线起点的演示 QUICKSURFACE 的「螺线」功能中指定螺线终点的演示

5. 调整牙距与倾角

指定起终点后,软件便会使用当前牙距绘出螺线。由于测量和点击过程存在的误差,该螺线终点 (黑点) 和指定终点 (绿点) 一般会存在偏离。

QUICKSURFACE 「螺线」工具窗口中指定起终点后,依当前牙距生成的螺线与指定终点产生偏差的画面

此时可对牙距进行微调 (手动输入数值后按下套用),尽量使螺线终点向指定终点靠拢,并均等分布于实际牙峰位置。实作中可从模型侧面观察,然后调整牙距直至螺线落于每个牙峰的相同位置,如下图:

QUICKSURFACE 「螺线」工具窗口中微调牙距使螺线落于每个牙峰相同位置的画面

也可考虑使用「自动调整」按钮,它将完全依照指定的起点和终点来计算牙距。后续再以此为基础进行微调即可。

QUICKSURFACE 的「螺线」功能中以指定螺 起点与终点来自动调整牙距的演示

市面上多数螺纹紧固件为固定直径,但少数工件为锥形 (如下图例),此种情况下可指定螺纹的倾角,或按下「自动调整」,使用指定的起点与终点来计算倾角。

QUICKSURFACE 「螺线」工具窗口中的「倾角」设置例图

6. 延伸起点与终点

至此螺线已大致完成,最后再设置起点与终点的延伸型式即可。此例中的终点延伸进入本体,设置较为单纯,仅需勾上「延伸终点」并从清单中选择自然延伸,延伸程度 100% (多走一圈) 便足够。

QUICKSURFACE 「螺线」工具窗口中的「延伸终点」设置例图

本例中的起点需选择向内收敛,收敛百分比可尝试不同数值直符合网格外型为止 (50% 相当于自然延伸,一般工件收敛值约为 45-48%)。

QUICKSURFACE 「螺线」工具窗口中的「延伸起点」设置例图

按下「确定」后即完成螺线绘制,物件浏览器中会新增一螺线物件。后续需要重新改动螺线参数时双击该物件即可。

QUICKSURFACE 完成螺线创建后在物件浏览器中新增的螺线物件

三、扫掠成型

有了螺牙横断面轮廓螺线后,即可轻松画出螺牙。点按曲面工具 > 扫掠

QUICKSURFACE 工具列中「曲面工具」里的「扫掠」 命令

先选中扫掠路径 (螺线),再选中轮廓曲线 (螺牙横断面轮廓草图) 即完成螺牙建模。勾上「实体」让模型两端会封闭以便进行实体布尔运算。

QUICKSURFACE 曲面工具中的「扫掠」功能演示

按下「确定」,物件浏览器中即新增一扫掠实体物件 (下图蓝色部份)。

QUICKSURFACE 完成「扫掠」后在物件浏览器中创建的螺牙特征实体

最后将该物件与本体进行需要的合并或切割,完成整个螺纹紧固件的制作。

QUICKSURFACE 完成布林运算后在物件浏览器中创建的完整螺纹紧固件实体

从螺线、扫掠,直至布尔运算,参与各步骤的原始物件会标示为斜体字,表示它们已参与并从属于后续其他物件。且由于参数式的特性,编辑各原始物件时,最终模型亦会随之更新。

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