Solidworks雙曲面攪拌機(jī)設(shè)計(jì)

2013-08-07 by:廣州有限元培訓(xùn)實(shí)踐中心來(lái)源:仿真在線

使用槳狀輪來(lái)攪拌水體或其他混合體時(shí),多數(shù)只能形成單向?qū)恿?難以攪拌均勻。雙曲面攪拌機(jī)的雙曲面葉輪類(lèi)似于洗衣機(jī)的葉輪,能夠?qū)旌象w進(jìn)行更好的攪拌,且具有循環(huán)水流大,能耗低的優(yōu)點(diǎn),得到廣泛應(yīng)用。

本實(shí)例將講解使用SolidWorks設(shè)計(jì)雙曲面攪拌機(jī)的關(guān)鍵零件——葉輪的操作。在設(shè)計(jì)的過(guò)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(guān)鍵是攪拌翼肋的建模過(guò)程,在創(chuàng)建的過(guò)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(jìn)行掃描處理,得到攪拌翼肋。葉輪的其他部分可通過(guò)旋轉(zhuǎn)、拉伸和陣列操作得到。

需要注意的是,在實(shí)際使用雙曲面攪拌機(jī)攪拌混合體時(shí),在攪拌機(jī)的上部接近電動(dòng)機(jī)的位置要搭建固定電動(dòng)機(jī)的平臺(tái)或支架(如攪拌池底部平整,也可將電動(dòng)機(jī)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(shí)應(yīng)當(dāng)增設(shè)固定電纜的浮標(biāo))。

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

實(shí)施步驟
步驟1 新建一零件類(lèi)型的文件,在“前視基準(zhǔn)面”中繪制草繪圖形,然后單擊“曲面”工具欄中的“旋轉(zhuǎn)曲面”按鈕 ,選擇繪制的草繪圖形旋轉(zhuǎn)出葉輪的雙曲面。

步驟2 選擇“插入”>“凸臺(tái)/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(shè)置為“加厚側(cè)邊2”(內(nèi)側(cè)),厚度為10mm,單擊“確定”按鈕,創(chuàng)建葉輪實(shí)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?jī)?nèi)側(cè)的邊界線創(chuàng)建一平面(也可在此處創(chuàng)建基準(zhǔn)面,實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中,此處可通過(guò)焊接工藝將葉輪與下面要?jiǎng)?chuàng)建的實(shí)體焊接起來(lái))。

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(zhǔn)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(zhǔn)面”中繪制的草繪圖形(注意此圖形中弧線的兩個(gè)端點(diǎn)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(gè)端點(diǎn)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(zhǔn)面”中繪制草繪圖形(同樣令弧線的兩個(gè)端點(diǎn)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(gè)端點(diǎn)的距離分別為2mm和20mm(處于步驟5所繪圓弧的另外一側(cè))。

步驟8 單擊“曲線”工具欄中的“投影曲線”按鈕 ,打開(kāi)“投影曲線”對(duì)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(guò)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(zhǔn)面”按鈕,以經(jīng)過(guò)步驟5所繪制草圖的一個(gè)端點(diǎn),且垂直于步驟5所繪制圓弧的方式,創(chuàng)建一基準(zhǔn)面。

步驟11 在步驟10創(chuàng)建的基準(zhǔn)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(gè)端點(diǎn)“穿透”兩側(cè)的投影線,并為右側(cè)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(kāi)“掃描”對(duì)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(cè)投影線為引導(dǎo)線,執(zhí)行掃描實(shí)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(gè)數(shù)設(shè)置為8,以360°的等間距方式,以頂部圓柱面的中心軸為旋轉(zhuǎn)軸,執(zhí)行“陣列”操作。
    步驟14 單擊“特征”工具欄中的“異形孔向?qū)А卑粹o ,創(chuàng)建“ISO”標(biāo)準(zhǔn)的“螺紋孔”,大小為M16,終止條件等使用系統(tǒng)默認(rèn)值,通過(guò)添加約束定義孔的位置,完成葉輪的創(chuàng)建。
    知識(shí)點(diǎn)詳解

結(jié)合實(shí)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(guò)XYZ點(diǎn)的曲線”和“通過(guò)參考點(diǎn)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(guò)兩種方式創(chuàng)建3D曲線:一種是將基準(zhǔn)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(gè)相交的基準(zhǔn)面上分別繪制草圖,兩個(gè)草圖各自沿著所在平面的垂直方向進(jìn)行投影得到一個(gè)曲面,兩個(gè)曲面的交線即為3D曲線。

在上面實(shí)例中,講述了“從草圖到面”方式創(chuàng)建投影曲線的操作,實(shí)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(gè)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(gè)分離的面,進(jìn)而可以單獨(dú)選取每個(gè)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(gè)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(gè)面的交叉線,并以此交叉線來(lái)分割曲面。

實(shí)際上分割線主要用于在進(jìn)行面操作時(shí)將面切割,并將多余的面刪除,或者在進(jìn)行放樣曲面操作時(shí)令放樣的邊能夠相互對(duì)應(yīng)。

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(lèi)型時(shí),需選擇“拔模方向”和“要分割的面”;使用“投影”分割類(lèi)型時(shí),需要選擇“要投影的草圖”和“要分割的面”;使用“交叉點(diǎn)”分割類(lèi)型時(shí),需要選擇“分割實(shí)體/面/基準(zhǔn)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(jìn)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(dǎo)線。

生成“組合曲線”的操作非常簡(jiǎn)單,單擊“曲線”工具欄中的“組合曲線”按鈕,打開(kāi)“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(guò)XYZ點(diǎn)的曲線

通過(guò)XYZ點(diǎn)的曲線是指通過(guò)輸入XYZ的坐標(biāo)值建立點(diǎn)后,再將這些點(diǎn)使用樣條曲線連接成的曲線。在實(shí)際工作中,此方法通常應(yīng)用在逆向工程的曲線生成上,此時(shí)會(huì)由三維向量床CMM或激光掃描儀等工具對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行掃描取得三維點(diǎn)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(guò)如下操作創(chuàng)建“通過(guò)XYZ點(diǎn)的曲線”:單擊“曲線”工具欄中的“通過(guò)XYZ點(diǎn)的曲線”按鈕 ,打開(kāi)“曲線文件”對(duì)話框,然后在此對(duì)話框中連續(xù)輸入曲線文件的多個(gè)坐標(biāo)值(或單擊“瀏覽”按鈕,選擇坐標(biāo)值文件,此文件的值比較多,其意義詳見(jiàn)下面提示),單擊“確定”按鈕即可生成三維曲線。
5.通過(guò)參考點(diǎn)的曲線

“通過(guò)參考點(diǎn)的曲線”就是利用定義點(diǎn)或已存在的端點(diǎn)作為曲線型值點(diǎn)而生成的樣條曲線。單擊“曲線”工具欄中的“通過(guò)參考點(diǎn)的曲線”按鈕 ,打開(kāi)“通過(guò)參考點(diǎn)的曲線”屬性管理器,選中“閉環(huán)曲線”復(fù)選框,然后依次選擇多個(gè)三維點(diǎn),單擊“確定”按鈕即可創(chuàng)建“通過(guò)參考點(diǎn)的曲線”。

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