Solidworks雙曲面攪拌機設計

2013-08-07 by:廣州有限元培訓實踐中心來源:仿真在線

Solidworks雙曲面攪拌機設計

使用槳狀輪來攪拌水體或其他混合體時,多數(shù)只能形成單向層流,難以攪拌均勻。雙曲面攪拌機的雙曲面葉輪類似于洗衣機的葉輪,能夠對混合體進行更好的攪拌,且具有循環(huán)水流大,能耗低的優(yōu)點,得到廣泛應用。

本實例將講解使用SolidWorks設計雙曲面攪拌機的關鍵零件——葉輪的操作。在設計的過程中將主要用到SolidWorks的投影曲線、掃描和陣列特征。

主要流程

創(chuàng)建葉輪的關鍵是攪拌翼肋的建模過程,在創(chuàng)建的過程中,需要使用投影曲線,在葉輪的表面生成曲線,并創(chuàng)建截面曲線,然后使用這些曲線進行掃描處理,得到攪拌翼肋。葉輪的其他部分可通過旋轉、拉伸和陣列操作得到。

需要注意的是,在實際使用雙曲面攪拌機攪拌混合體時,在攪拌機的上部接近電動機的位置要搭建固定電動機的平臺或支架(如攪拌池底部平整,也可將電動機和葉輪做成一體,使用框架一起固定到攪拌池的底部,只是此時應當增設固定電纜的浮標)。

另外,雙曲面攪拌機的葉輪可通過一次鑄造成型,也可以通過拼接多塊鋼板焊接而成,攪拌翼肋也可進行拼焊,只是在拼焊之前應做好焊接點的規(guī)劃工作。

實施步驟
步驟1 新建一零件類型的文件,在“前視基準面”中繪制草繪圖形,然后單擊“曲面”工具欄中的“旋轉曲面”按鈕 ,選擇繪制的草繪圖形旋轉出葉輪的雙曲面。

步驟2 選擇“插入”>“凸臺/基體”>“加厚”菜單,選擇步驟1 創(chuàng)建的曲面為“要加厚的面”,加厚方式設置為“加厚側邊2”(內(nèi)側),厚度為10mm,單擊“確定”按鈕,創(chuàng)建葉輪實體。

步驟3 單擊“曲面”工具欄中的“平面區(qū)域”按鈕 ,選擇葉輪上部內(nèi)側的邊界線創(chuàng)建一平面(也可在此處創(chuàng)建基準面,實際生產(chǎn)的過程中,此處可通過焊接工藝將葉輪與下面要創(chuàng)建的實體焊接起來)。

步驟4 在步驟1創(chuàng)建的平面上繪制與上部外邊緣全等的圓,并向上執(zhí)行拉伸操作,拉伸距離為50mm。

步驟5 在“上視基準面”中繪制草繪圖形(主要參數(shù)用于定義圓弧線的位置和大小,圓心位于水平中心線上)。

步驟6 在“上視基準面”中繪制的草繪圖形(注意此圖形中弧線的兩個端點位于步驟5 所繪制圓弧的邊界線上,且與步驟5中所繪圓弧的兩個端點的距離分別為0.5mm和5mm,圓心不必位于水平中心線上)。

步驟7 在“上視基準面”中繪制草繪圖形(同樣令弧線的兩個端點位于步驟5所繪制圓弧的邊界線上,且與步驟5中所繪圓弧的兩個端點的距離分別為2mm和20mm(處于步驟5所繪圓弧的另外一側)。

步驟8 單擊“曲線”工具欄中的“投影曲線”按鈕 ,打開“投影曲線”對話框,選擇步驟5繪制的草圖為“要投影的草圖”,選擇葉輪上表面為“投影面”,以“面上草圖”方式創(chuàng)建投影線。

步驟9 通過與步驟8相同的操作,分別選擇步驟6和步驟7創(chuàng)建的草繪圖形,在葉輪的上表面執(zhí)行投影曲線操作。

步驟10 單擊“特征”工具欄中的“基準面”按鈕,以經(jīng)過步驟5所繪制草圖的一個端點,且垂直于步驟5所繪制圓弧的方式,創(chuàng)建一基準面。

步驟11 在步驟10創(chuàng)建的基準面中繪制如圖4-29所示的草繪圖形,注意令圖形底部的兩個端點“穿透”兩側的投影線,并為右側邊添加“豎直”約束,為中間虛線添加到底部邊的“相等”約束。

步驟12 單擊“特征”工具欄中的“掃描”按鈕,打開“掃描”對話框,以步驟11創(chuàng)建的圖形為輪廓線,以中間投影線為路徑,兩側投影線為引導線,執(zhí)行掃描實體操作。

    步驟13 單擊“特征”工具欄中的“圓周陣列”按鈕 ,選擇步驟12創(chuàng)建的掃描特征為“要陣列的特征”,掃描個數(shù)設置為8,以360°的等間距方式,以頂部圓柱面的中心軸為旋轉軸,執(zhí)行“陣列”操作。
    步驟14 單擊“特征”工具欄中的“異形孔向導”按鈕 ,創(chuàng)建“ISO”標準的“螺紋孔”,大小為M16,終止條件等使用系統(tǒng)默認值,通過添加約束定義孔的位置,完成葉輪的創(chuàng)建。
    知識點詳解

結合實例,下面介紹一下在SolidWorks中創(chuàng)建“投影曲線”、“分割線”、“組合曲線”、“通過XYZ點的曲線”和“通過參考點的曲線”的技巧,具體如下。

1.投影曲線

單擊“曲線”工具欄中的“投影曲線”按鈕 ,可通過兩種方式創(chuàng)建3D曲線:一種是將基準面中繪制的草圖曲線投影到某一面上從而生成一條3D曲線;另外一種方法是在兩個相交的基準面上分別繪制草圖,兩個草圖各自沿著所在平面的垂直方向進行投影得到一個曲面,兩個曲面的交線即為3D曲線。

在上面實例中,講述了“從草圖到面”方式創(chuàng)建投影曲線的操作,實際上“從草圖到草圖”方式創(chuàng)建投影曲線的操作與其基本相同:單擊“曲線”工具欄中的“投影曲線”按鈕 ,在“投影曲線”屬性管理器中選擇“草圖上草圖”單選鈕,然后分別選擇兩個草繪圖形,單擊“確定”按鈕,即可生成“草圖上草圖”的投影曲線。
2.分割線

    分割線是將草圖投影到模型面上所生成的曲線,分割線可以將所選的面分割為多個分離的面,進而可以單獨選取每個面。共有3種創(chuàng)建分割線的方式,具體如下。
    投影:將草圖投影到曲面上,并將所選的面分割。
    輪廓:在一個圓柱形零件上生成一條分割線(即生成分模方向上的最大輪廓曲線),并將所選的面分割。
    交叉:生成兩個面的交叉線,并以此交叉線來分割曲面。

實際上分割線主要用于在進行面操作時將面切割,并將多余的面刪除,或者在進行放樣曲面操作時令放樣的邊能夠相互對應。

創(chuàng)建“分割線”的操作與創(chuàng)建“投影曲線”的操作相似:使用“輪廓”分割類型時,需選擇“拔模方向”和“要分割的面”;使用“投影”分割類型時,需要選擇“要投影的草圖”和“要分割的面”;使用“交叉點”分割類型時,需要選擇“分割實體/面/基準面”和“要分割的面”。

3.組合曲線

組合曲線就是指將所繪制的曲線、模型邊線或者草圖曲線等進行組合,使之成為單一的曲線,組合曲線可以作為放樣或掃描的引導線。

生成“組合曲線”的操作非常簡單,單擊“曲線”工具欄中的“組合曲線”按鈕,打開“組合曲線”屬性管理器,然后順序選擇要生成“組合曲線”的曲線、直線或模型的邊線(注意,這些線段必須連續(xù)),單擊“確定”按鈕即可。

4.通過XYZ點的曲線

通過XYZ點的曲線是指通過輸入XYZ的坐標值建立點后,再將這些點使用樣條曲線連接成的曲線。在實際工作中,此方法通常應用在逆向工程的曲線生成上,此時會由三維向量床CMM或激光掃描儀等工具對實體模型進行掃描取得三維點的資料,然后再將這些掃描數(shù)據(jù)代入軟件中,從而創(chuàng)建出需要的曲線。

可通過如下操作創(chuàng)建“通過XYZ點的曲線”:單擊“曲線”工具欄中的“通過XYZ點的曲線”按鈕 ,打開“曲線文件”對話框,然后在此對話框中連續(xù)輸入曲線文件的多個坐標值(或單擊“