|
|
发表于 2007-4-22 16:03:31
|
显示全部楼层
来自： 中国四川资阳
抛砖引玉-用表达式搞定两端磨平的弹簧
在工作中实测一弹簧的参数为：两端磨平后自由高度H=195.5，簧径d=φ5.8（标准尺寸只有φ5.5和φ6，取d=φ6），大径（外径）D=φ80，并紧-两端各一圈，节距=46.5-6=40.5;在Ug NX4中建模过程如下：
9 U( g8 M# ~$ H5 G8 Z一. 依次选：主菜单【工具】→【表达式】，采取逐行输入的方式将下述表达式录入，或者按照下面格式建立文本文档，并将其后缀名改为exp，在【工具】→【表达式】中选择“从文件中导入表达式文件”，选中建立好的“*.exp”文件。7 R& z# ^- V8 n# l6 J7 [; d* A
注意事项：在录入表达式时，必须注意选择（定义）好每个参数的量纲，否则容易出现单位不匹配的错误提示，每种参数的定义和单位在UG中有自己的定义，可在表达式选项中查询。下面的输入中，后面汉字为注解，可不录入。
* q3 h- x, I$ j# _- ?5 }Middle_coils=4.75 定义弹簧中间有效圈数，无量纲常数
/ L B/ R0 C/ Y9 ^[mm]wire_dia=6 定义弹簧簧径，长度，单位mm( s0 y% u( p* L" I2 t; b
[mm]closed_height=wire_dia+0.01 定义闭合高度，并考虑并紧处有0.01mm间隙，长度，mm; G6 a4 _0 O/ b! T4 R4 g! @
dir=1 定义一个常量，用于表达式控制螺旋旋向，无量纲( P9 g/ v' X. h/ k& ~
[mm]free_length=195.5 定义自由高度，长度，mm；特注：两端不磨平，此自由高度=实际自由高度，
$ T: ]# x# [' k" X" Y 两端要磨平则此自由高度=实际自由高度=+簧丝直径wire_dia（假设簧丝末端+ R( w9 {' i6 _ R3 p) {4 Z* f
磨平至簧丝直径一半，如不是则另行换算）$ ^9 r) a. ?. o% C
[mm]outer_dia=80 定义弹簧外径，长度，mm5 c9 l: b$ R1 E+ k! X9 c& f
total_coils=6.75 定义弹簧总圈数，无量纲常数
& L+ c' V3 x& w# `" J, [+ ][mm]height=free_length-wire_dia-closed_height*2 中间有效圈数对应的高度，长度，mm
) d# ~, @$ ]5 {$ g* |% F[mm]pitch=height/Middle_coils 中间有效圈数对应的节距，长度，mm
0 H1 y4 b$ M# I9 b9 zexp=(pitch/closed_height*(total_coils-Middle_coils)/2) 指数，无量纲常数，用于建立两端并紧段的Z坐标规律
# a' l( J# o7 A7 V2 |[degrees]angle=360 定义一个计算系数，实质上是指明每1圈对应360°，角度，°
9 {! P7 K$ r3 O* E[degrees]angle_offset_init=(total_coils-Middle_coils)/2*angle 单边并紧端对应角度，°
. O4 d6 L/ A: F( {8 k[degrees]angle_offset=(total_coils-trnc(total_coils))*angle 非整圈对应角度，°
0 w n0 R3 x" S9 s2 Y[mm]radius=(outer_dia-wire_dia)/2 弹簧中径的半径，实际就是扫掠螺旋线的半径，长度，mm# F2 v( j" W0 m4 |
t=1 定义一个规律常数，无量纲
& Y) H# p/ E/ U2 }! y4 o! u[mm]xt=cos(dir*angle*Middle_coils*t+angle_offset_init)*radius 中间螺旋段X规律，mm( g- [' ~7 w/ H, [* |
[mm]xt1=cos(dir*angle*(total_coils-Middle_coils)/2*t)*radius 上部螺旋段X规律，mm
5 g4 n6 U! l. a y& ^[mm]xt2=cos(-dir*angle*(total_coils-Middle_coils)/2*t+angle_offset)*radius 下部螺旋段X规律，mm
+ P1 p& R1 ~$ A8 J1 n[mm]yt=sin(dir*angle*Middle_coils*t+angle_offset_init)*radius 中间螺旋段Y规律，mm7 K9 X+ v9 ~2 ~4 J$ q
[mm]yt1=sin(dir*angle*(total_coils-Middle_coils)/2*t)*radius 上部螺旋段Y规律，mm
) y6 _! C9 `" s: e I[mm]yt2=sin(-dir*angle*(total_coils-Middle_coils)/2*t+angle_offset)*radius 下部螺旋段Y规律，mm / \+ B7 `$ U' _; R/ s7 g& E
[mm]zt=t*height+closed_height+wire_dia/2 中间螺旋段Z规律，mm 5 C' K( k4 Q% S( o3 v
[mm]zt1=(t^(exp)*closed_height)+wire_dia/2 上部螺旋段Z规律，mm + C% n7 U( ]* r5 Y6 V' t% j3 H
[mm]zt2=(-t^(exp)*closed_height)+height+closed_height*2-wire_dia/2 下部螺旋段Z规律，mm
# |' z9 ^# n# y* R1 T二. 依次生成各段螺旋曲线/ R3 L1 f2 y1 t! Q; v
1. 生成中间段螺旋曲线：【曲线】→【规律曲线】：选【根据方程】，将会出现以下选择与操作
8 I; t5 T8 z8 V& P, O$ t规律曲线t，默认，点确定→出现“定义x”，系统默认xt，点确定→回到规律曲线选择方式介面，仍然选【根据方程】→规律曲线t，默认，点确定→出现“定义y”，系统默认yt，点确定→回到规律曲线选择方式介面，仍然选【根据方程】→规律曲线t，默认，点确定→出现“定义z”，系统默认zt，点确定；上述操作完成后，出现曲线定位方式的介面，选择“点”构造器，选“重置”，点“”确定“确定”，生产中间段的螺旋线；0 O7 Z3 x- R' O& j( X u' O6 z
2. 生成上部（+Z最大端）螺旋曲线：操作过程与上面相同，但是在定义x、y、z的时候要将系统默认的“xt、yt、zt”对应改为“xt1、yt1、zt1”，然后在定位曲线时仍然选择点构造器，定位点为（0，0，0）% ]. F7 @7 G3 L' x0 P
3. 生成下部（+Z最小端）螺旋曲线：操作过程与上面相同，但是在定义x、y、z的时候要将系统默认的“xt、yt、zt”对应改为“xt2、yt2、zt2”，然后在定位曲线时仍然选择点构造器，定位点为（0，0，+wire_dia）；
$ z0 e2 ^4 m9 v- @9 a: p' q0 y三. 生成实体弹簧：【插入】→【扫掠】→【管道】，或者通过选择成形特征工具栏的管道命令来操作，出现介面，选择外直径后面的下拉箭头，并选择“公式”，进入到表达式列表中，选中“wire_dia”双击确定退出表达式列表，输出类型选多段，点确定，选中上面做出来的螺旋曲线即可生成实体弹簧。
$ s4 F( I% D; I. |; l+ U四. 两端截去多余部分，以生成磨削平面
4 H( @ d& ~$ p7 {+ E: q1. 下部（+Z最小端）螺旋截面：选建立基准平面，在其中选择固定方法，并选择X-Y平面，方向为+Z向，偏置距离为+wire_dia/2（即过这端螺旋线端点），建立好基准平面；【插入】→【裁剪】→【修剪体】，目标体选择实体弹簧，修剪方式选平面并选中刚才建立的基准面，修剪方向为-Z向，偏置距离为0，确定即可；
) L" V4 i6 E& K+ S' S+ N/ p' p2. 下部（+Z最小端）螺旋截面：选建立基准平面，在其中选择固定方法，并选择X-Y平面，方向为+Z向，偏置距离为实际自由高度（即过这端螺旋线端点），建立好基准平面；【插入】→【裁剪】→【修剪体】，目标体选择实体弹簧，修剪方式选平面并选中刚才建立的基准面，修剪方向为-Z向，偏置距离为0，确定即可； d+ }) A4 b& {8 p& \" w
( N: D$ h2 M0 u- g/ {% B注：按上述方法建立起弹簧实体模型后，以该文件做为模板备用，另存后，只需改动弹簧参数，即可得到不同的弹簧，但是有可能压缩（受载）端（即+Z方向端）的截面要重新进行修改。把零件复制到装配图中，将高度参数减去一个压缩变形量即可，同样这一端的截面要进行修改。对于末端不需磨平的弹簧就更简单了。 |
|
发表于 2007-2-13 20:57:45