2010-03-10 作者: 來源:
葉輪是泵類產(chǎn)品中比較核心的零件,其中葉片部分是一個(gè)比較復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)。如何快速、準(zhǔn)確的利用三維設(shè)計(jì)軟件繪制水泵葉輪模型是泵類產(chǎn)品工程師所面臨的一個(gè)難題,利用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)及CAXA電子圖板軟件就可以輕松解決這個(gè)難題。
葉輪設(shè)計(jì)思路
水泵葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一般都是通過一些輔助設(shè)計(jì)軟件來進(jìn)行,由軟件輸出一些葉片的相關(guān)參數(shù),再由工程師來完成二維的工程圖。在葉輪的工程圖中,一般有葉輪的外殼尺寸及葉片的工作面、背面參數(shù)表。參數(shù)表中主要有角度及相應(yīng)角度下葉輪中心軸到葉片工作面或背面的距離,其實(shí)也就是多個(gè)特征點(diǎn)的極坐標(biāo)列表。
我們可以將極坐標(biāo)通過三角函數(shù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)特征點(diǎn)的直角坐標(biāo),輸入到實(shí)體設(shè)計(jì)中繪制三維曲線,再生成曲面;也可以直接利用極坐標(biāo)來繪制三維曲線再生成曲面。下面主要介紹直接利用極坐標(biāo)來繪制水泵葉輪。
設(shè)計(jì)葉輪步驟
1、 在CAXA電子圖板中利用葉輪工程圖輸出葉輪外殼草圖,在CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)中通過旋轉(zhuǎn)特征讀取外殼草圖生成葉輪外殼模型。
注意:在電子圖板中可通過“拾取過濾設(shè)置”來快速選取葉輪截面及中心線,然后進(jìn)行調(diào)整以便輸出草圖,草圖定位點(diǎn)為葉輪中心線的交點(diǎn);在實(shí)體設(shè)計(jì)中“旋轉(zhuǎn)特征”時(shí)草圖平面要調(diào)整為X—Z平面,即旋轉(zhuǎn)軸要與Z軸同向,然后通過“工具”下的“運(yùn)行外部加載工具”來讀入電子圖板輸出的葉輪外殼草圖。(草圖的輸出也可以利用電子圖板的“部分存儲”功能,然后在“旋轉(zhuǎn)特征”的草圖界面中點(diǎn)右鍵直接輸入。)
2、 以葉輪外殼中間空白部分的邊界為草圖旋轉(zhuǎn)95度做一個(gè)輔助實(shí)體。
注意:做輔助實(shí)體的過程與做葉輪外殼相似,“旋轉(zhuǎn)特征”的草圖平面仍為X—Z平面,并且草圖中心點(diǎn)位置為(0,0,0)。
3、 將葉片的極坐標(biāo)參數(shù)轉(zhuǎn)移到Excel表格中??梢岳肅AXA電子圖板的二次開發(fā)小程序快速實(shí)現(xiàn)(二次開發(fā)小程序→編輯表格文字→表格編輯)。
4、 對Excel中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,將其整理成標(biāo)準(zhǔn)的X,Y,Z直角坐標(biāo)值。其中各點(diǎn)X坐標(biāo)值直接輸入極坐標(biāo)中各點(diǎn)的半徑值;Y坐標(biāo)全部設(shè)置為“0”;“0,1,2,3,4”五個(gè)等高面的Z坐標(biāo)值分別為“-12,0,12,24,36”,“a,b”兩點(diǎn)的Z坐標(biāo)值即葉片示意圖中各角度面與“a,b”兩邊的交點(diǎn)到“1”等高面的距離,需要用尺寸標(biāo)注命令從圖中量出來。(“1”等高面與上面繪制葉輪外殼時(shí)的草圖定位點(diǎn)在同一平面內(nèi),是模型的基準(zhǔn)面,所以Z坐標(biāo)值為“0”。為保證精度,通過尺寸標(biāo)注量取“a,b”兩點(diǎn)的Z坐標(biāo)值時(shí)可將尺寸標(biāo)注的精度調(diào)高。)
5、 將Excel中的數(shù)據(jù)復(fù)制到txt文本中,再讀入到實(shí)體設(shè)計(jì)中生成三維曲線。(每個(gè)角度下的7個(gè)點(diǎn)為一組數(shù)據(jù),每次復(fù)制一組數(shù)據(jù)生成一條曲線,為方便起見可將前面繪制的葉輪外殼及輔助實(shí)體壓縮。)
6、 因?yàn)樗刑卣鼽c(diǎn)的Y坐標(biāo)都為0,所以生成的曲線全部在0角度面上,我們可以通過三維球?qū)⒚織l曲線調(diào)整到對應(yīng)角度面上。用三維曲線將每條曲線的同一端連接起來,組成完整的網(wǎng)格線。
7、 利用網(wǎng)格面命令繪制葉片工作面及背面曲面,利用曲面延伸功能將工作面及背面曲面的每條邊都延伸5mm,將輔助實(shí)體解壓縮。
8、 利用分裂零件命令,用葉片工作面及背面曲面將輔助實(shí)體分割開,刪除多余部分,即得到完整葉片模型。
9、 將葉輪外殼模型解壓縮,挖鍵槽,再將葉片進(jìn)行陣列,然后將葉片和外殼進(jìn)行布爾運(yùn)算即得到葉輪的完整零件模型。
通過以上幾個(gè)步驟,我們就繪制出一個(gè)水泵葉輪三維模型??v觀整個(gè)過程,我們所運(yùn)用的都是CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)最基本的功能,通過數(shù)據(jù)整理,讓參數(shù)變的直觀、簡潔,更方便快速輸入到實(shí)體設(shè)計(jì);這也反映出CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件易學(xué)易用、快捷高效的特點(diǎn)。
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