Solidworks双曲面搅拌机设计

2013-08-09 by:广州SolidworksUGCatia培训中心来源:仿真在线

Solidworks双曲面搅拌机设计

使用桨状轮来搅拌水体或其他混合体时,多数只能形成单向层流,难以搅拌均匀。双曲面搅拌机的双曲面叶轮类似于洗衣机的叶轮,如图4-16所示,能够对混合体进行更好的搅拌,且具有循环水流大,能耗低的优点,得到广泛应用。

本实例将讲解使用SolidWorks设计双曲面搅拌机的关键零件——叶轮的操作,如图4-17所示。在设计的过程中将主要用到SolidWorks的投影曲线、扫描和阵列特征。

主要流程

创建叶轮的关键是搅拌翼肋的建模过程,如图4-18所示,在创建的过程中,需要使用投影曲线,在叶轮的表面生成曲线,并创建截面曲线,然后使用这些曲线进行扫描处理,得到搅拌翼肋。叶轮的其他部分可通过旋转、拉伸和阵列操作得到。

需要注意的是,在实际使用双曲面搅拌机搅拌混合体时,在搅拌机的上部接近电动机的位置要搭建固定电动机的平台或支架(如搅拌池底部平整,也可将电动机和叶轮做成一体,使用框架一起固定到搅拌池的底部,只是此时应当增设固定电缆的浮标)。

另外,双曲面搅拌机的叶轮可通过一次铸造成型,也可以通过拼接多块钢板焊接而成,搅拌翼肋也可进行拼焊,只是在拼焊之前应做好焊接点的规划工作。

实施步骤
步骤1 新建一零件类型的文件,在“前视基准面”中绘制所示的草绘图形,然后单击“曲面”工具栏中的“旋转曲面”按钮,选择绘制的草绘图形旋转出叶轮的双曲面。

步骤2 选择“插入”>“凸台/基体”>“加厚”菜单,选择步骤1 创建的曲面为“要加厚的面”,加厚方式设置为“加厚侧边2”(内侧),厚度为10mm,单击“确定”按钮,创建叶轮实体。

步骤3 单击“曲面”工具栏中的“平面区域”按钮,选择叶轮上部内侧的边界线创建一平面(也可在此处创建基准面,实际生产的过程中,此处可通过焊接工艺将叶轮与下面要创建的实体焊接起来)。

步骤4 在步骤1创建的平面上绘制与上部外边缘全等的圆,并向上执行拉伸操作,拉伸距离为50mm。

步骤5 在“上视基准面”中绘制如图4-23所示的草绘图形(主要参数用于定义圆弧线的位置和大小,圆心位于水平中心线上)。

步骤6 在“上视基准面”中绘制如图4-24所示的草绘图形(注意此图形中弧线的两个端点位于步骤5 所绘制圆弧的边界线上,且与步骤5中所绘圆弧的两个端点的距离分别为0.5mm和5mm,圆心不必位于水平中心线上)。

步骤7 在“上视基准面”中绘制如图4-25所示的草绘图形(同样令弧线的两个端点位于步骤5所绘制圆弧的边界线上,且与步骤5中所绘圆弧的两个端点的距离分别为2mm和20mm(处于步骤5所绘圆弧的另外一侧)。

步骤8 单击“曲线”工具栏中的“投影曲线”按钮,打开“投影曲线”对话框,选择步骤5绘制的草图为“要投影的草图”,选择叶轮上表面为“投影面”,以“面上草图”方式创建投影线。

步骤9 通过与步骤8相同的操作,分别选择步骤6和步骤7创建的草绘图形,在叶轮的上表面执行投影曲线操作。

步骤10 单击“特征”工具栏中的“基准面”按钮,以经过步骤5所绘制草图的一个端点,且垂直于步骤5所绘制圆弧的方式,创建一基准面。

步骤11 在步骤10创建的基准面中绘制如图4-29所示的草绘图形,注意令图形底部的两个端点“穿透”两侧的投影线,并为右侧边添加“竖直”约束,为中间虚线添加到底部边的“相等”约束。

步骤12 单击“特征”工具栏中的“扫描”按钮,打开“扫描”对话框,以步骤11创建的图形为轮廓线,以中间投影线为路径,两侧投影线为引导线,执行扫描实体操作。

    步骤13 单击“特征”工具栏中的“圆周阵列”按钮,选择步骤12创建的扫描特征为“要阵列的特征”,扫描个数设置为8,以360°的等间距方式,以顶部圆柱面的中心轴为旋转轴,执行“阵列”操作。
    步骤14 单击“特征”工具栏中的“异形孔向导”按钮,创建“ISO”标准的“螺纹孔”,大小为M16,终止条件等使用系统默认值,通过添加约束定义孔的位置,效果如图4-32所示,完成叶轮的创建。
    知识点详解

结合实例,下面介绍一下在SolidWorks中创建“投影曲线”、“分割线”、“组合曲线”、“通过XYZ点的曲线”和“通过参考点的曲线”的技巧,具体如下。

1.投影曲线

单击“曲线”工具栏中的“投影曲线”按钮,可通过两种方式创建3D曲线:一种是将基准面中绘制的草图曲线投影到某一面上从而生成一条3D曲线,如图4-33a所示;另外一种方法是在两个相交的基准面上分别绘制草图,两个草图各自沿着所在平面的垂直方向进行投影得到一个曲面,两个曲面的交线即为3D曲线。

在上面实例中,讲述了“从草图到面”方式创建投影曲线的操作,实际上“从草图到草图”方式创建投影曲线的操作与其基本相同:单击“曲线”工具栏中的“投影曲线”按钮,在“投影曲线”属性管理器中选择“草图上草图”单选钮,然后分别选择两个草绘图形,单击“确定”按钮,即可生成“草图上草图”的投影曲线。

2.分割线

    分割线是将草图投影到模型面上所生成的曲线,分割线可以将所选的面分割为多个分离的面,进而可以单独选取每个面。共有3种创建分割线的方式,具体如下。
    投影:将草图投影到曲面上,并将所选的面分割。
    轮廓:在一个圆柱形零件上生成一条分割线(即生成分模方向上的最大轮廓曲线),并将所选的面分割。
    交叉:生成两个面的交叉线,并以此交叉线来分割曲面。

实际上分割线主要用于在进行面操作时将面切割,并将多余的面删除,或者在进行放样曲面操作时令放样的边能够相互对应。

创建“分割线”的操作与创建“投影曲线”的操作相似:使用“轮廓”分割类型时,需选择“拔模方向”和“要分割的面”;使用“投影”分割类型时,需要选择“要投影的草图”和“要分割的面”;使用“交叉点”分割类型时,需要选择“分割实体/面/基准面”和“要分割的面”。

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