锥形弹簧的SolidWorks三维建模

    本文以为平台介绍了锥状螺旋弹簧建模方法：以具有螺旋特征的3D草图为扫描路径的弹簧建模。

一、建模分析

    弹簧是机械设计中的一种常用件，在机械设备、仪表、日用电器以及生活器具上都使用着各式各样的弹簧(类弹簧)元件。它利用材料的弹性和结构特点，在工作时产生变形，把机械功或动能转变为变形能(位能)，或把变形能(位能)转变为机械功或动能。

    1.弹簧的种类：

    弹簧应用广泛，类型繁多，具有螺旋特征的弹簧分为圆柱螺旋弹簧与非圆柱弹簧，以及从外形上不具有螺旋特征的弹性元部件如蝶形、橡胶弹簧等。其中以普通圆柱螺旋弹簧应用较多。根据 弹簧的材料断面形状及节距情况又可分 为圆截面、矩形截面、扁截面、多股、 等节距和变节距等多种形式。本文主要对具有圆柱螺旋特征的弹簧进行建模研究。

    2.锥状螺旋弹簧的几何参数

    锥状螺旋弹簧，其几何形状呈锥状螺旋形。以弹簧材料中心线形成螺旋线的基本参数，其螺旋线形状为锥形，即弹簧小口外径D1，大口外径为D2，螺旋弹簧的材料直径为d，α为螺旋线的升角，即弹簧的螺旋角，螺旋线的节距为t。弹簧的总圈数是中部的工作有效圈数与两端的支承圈数之和。H为弹簧的自由高度，它由有效圈数、支承圈数及节距确定。

二、建模步骤

    采用特征造型技术和参数化设计技术。每个零件的建模造型过程都是基于草图(二维或3D草图)生成特征，建模过程是生成拉伸(拉伸切除)、旋转(旋转切除)、扫描(扫描切除)等特征以生成材料(或去除材料)的过程。对特征的操作包括阵列、镜像等。若干特征在三维空间中有机组合，保证各个特征间相对位置的正确而形成零件模型。扫描是通过轮廓(截面)沿着一条路径移动来生成基体、切除或曲面的主要特征工具。根据螺旋弹簧的结构特点，中弹簧建模的基本方法是以螺旋弹簧外形形状决定的3D草图为路径，以弹簧材料断面形状决定的断面草图(如圆、矩形等)作为轮廓进行扫描形成的(轮廓与路径之间要有穿透的约束关系)。下面是建模的具体步骤：

    1.在草图中创建螺旋线，并设定螺旋线参数

    的曲线工具中提供多种3D曲线类型，如投影曲线、组合曲线、分割线、螺旋线和涡状线等形式。螺旋线和涡状线可用来生成弹簧的3D曲线。如图1所示：