在日常生活中,我們隨處可見具有螺旋特征的產品,UG作為主流的CADCAM軟件可以輕松實現對這些產品從設計到制造的全過程。對于三角螺紋、梯形螺紋這兩種規則的螺旋特征,可以通過UG中的“螺紋”命令直接繪出。而對于其它螺旋特征,我們必須先作出螺旋線,再通過后續操作來完成。不過UG“螺旋線”命令只能繪制螺旋線(圓柱螺旋線)、半徑規律變化的螺旋線(如阿基米德螺旋線等)。那么如何在UG中繪制變螺距螺旋線呢?本文以下圖為例,說明在UG(NX6.0版本)中繪制變螺距螺旋線的方法。
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二、在UG中繪制變螺距螺旋線的方法
1、用“表達式”
先建立此變螺距螺旋線的參數方程,再通過“規律曲線”調用該方程,從而繪出變螺距螺旋線。
參數方程的建立可以直接在“表達式”對話框中輸入;亦可先用“記事本”輸入參數方程,并保存為“.exp”文件,再通過“表達式”直接調用。
以下內容為該變螺距螺旋線的參數方程,“//”后為注釋。“t”為系統默認的變量(0≤t≤1)。因為變螺距螺旋線在XY平面的投影是圓,所以其X、Y的變化規律為圓的參數方程。而Z值變化規律則用拉格朗日插值算法確定。
Start_pitch=10
End_pitch=50
Turns=5
rad=50
mean_pitch=(Start_pitch+End_pitch)/2
height=Turns*mean_pitch
t=0
xt=rad*cos(360*Turns*t)
yt=rad*sin(360*Turns*t)
x=t*height
x1=0
x2=mean_pitch
x3=height-mean_pitch
x4=height
z1=0
z2=Start_pitch
z3=height-End_pitch
z4=height
zt1=(((x-x2)*(x-x3)*(x-x4)/((x1-x2)*(x1-x3)*(x1-x4))))*z1
zt2=(((x-x1)*(x-x3)*(x-x4)/((x2-x1)*(x2-x3)*(x2-x4))))*z2
zt3=(((x-x1)*(x-x2)*(x-x4)/((x3-x1)*(x3-x2)*(x3-x4))))*z3
zt4=(((x-x1)*(x-x2)*(x-x3)/((x4-x1)*(x4-x2)*(x4-x3))))*z4
zt=zt1+zt2+zt3+zt4
2、用“纏繞/展開曲線”
把螺旋線展開至一平面,得到的是一段直線。根據螺旋線的這一特性,我們可以通過“纏繞”逆向求得此變螺距螺旋線。
首先做一個φ100×150的圓柱體(定位點在原點,軸向為Z軸,作為被纏繞體,控制了變螺距螺旋線的直徑、高度),然后創建一個與圓柱體相切且與X軸垂直的基準平面,用“草圖”在此基準面上繪制變螺距螺旋線的展開曲線(水平尺寸為每圈螺旋線的圓周長,垂直尺寸為每圈螺旋線的高度)。如圖2所示。
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最后用“纏繞/展開曲線”得到變螺距螺旋線。
3、用“掃掠”
以原點為起點作兩條直線,一條平行于Z軸(長度150mm,作為引導線),一條平行于X軸(長度50mm,作為截面線)。
在“掃掠”對話框中的“截面選項”中設置,方位為“角度規律”,規律類型為“沿脊線的線性”。在引導線上依次選擇6個特殊位置(在掃掠過程中,截面線從起始到每圈螺旋線結束,螺旋線的高度),并定義截面線從起始位置掃掠至此的角度。其相關設置如圖3所示。
掃掠的結果是一個片體(圖4),其外邊緣就是我們所需要的變螺距螺旋線,通過“抽取”可以得到它。
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4、用“規律延伸”
以原點為起點作一條平行于Z軸的直線(長度150mm)。
使用“規律延伸”命令,設置類型為“矢量”,選擇直線作為“基本輪廓”,指定參考矢量為“+X”,在直線上依次選擇6個特殊位置(從起始到每圈螺旋線結束,螺旋線的高度),并定義參考方向上的長度、角度規律。其相關設置如圖5所示。
規律延伸的結果和方法三中掃掠的結果一樣,都得到如圖4所示的一個片體,其外邊緣是我們所需要的變螺距螺旋線,通過“抽取”外邊緣可以得到它。
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