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发表于 2007-4-22 16:03:31
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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：+ s. x1 P8 B( N
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。
1 v8 L7 L7 j" B7 F' k1 m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。
! d. t$ M2 `2 L- g! p9 @0 _4 d- v* j, AMiddle_coils=4.75 定义弹簧中间有效圈数，无量纲常数" P9 o [- V+ H( m
[mm]wire_dia=6 定义弹簧簧径，长度，单位mm
2 T9 c* D5 ]9 Z- B0 L: |[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
: Q: h% i& ^! T( `dir=1 定义一个常量，用于表达式控制螺旋旋向，无量纲2 @& ?1 ?; `* X9 K" Y
[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，
# h/ O9 J, l; U 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4 J# w- {6 W$ g# f5 v6 U3 X
磨平至簧丝直径一半，如不是则另行换算）. H3 M) f) X" ]' e+ V7 n
[mm]outer_dia=80 定义弹簧外径，长度，mm# r, z+ t, O: }
total_coils=6.75 定义弹簧总圈数，无量纲常数1 I" G; [. U. D
[mm]height=free_length-wire_dia-closed_height*2 中间有效圈数对应的高度，长度，mm6 i- B8 Z9 Z# A" L
[mm]pitch=height/Middle_coils 中间有效圈数对应的节距，长度，mm
& D0 \. ?9 y4 V4 N8 S; Jexp=(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6 v1 H0 g" \! [" L
[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，°
+ {, u4 P& a0 h& \! z* M% T9 W[degrees]angle_offset_init=(total_coils-Middle_coils)/2*angle 单边并紧端对应角度，°
! D% P2 H7 z" F w: B) O& g[degrees]angle_offset=(total_coils-trnc(total_coils))*angle 非整圈对应角度，°
: L u# X! B8 [4 ^6 I[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
3 a. C! T5 j( R& S3 Bt=1 定义一个规律常数，无量纲, m! w! B* }# o( B
[mm]xt=cos(dir*angle*Middle_coils*t+angle_offset_init)*radius 中间螺旋段X规律，mm$ \; G3 c6 x( q4 K! i
[mm]xt1=cos(dir*angle*(total_coils-Middle_coils)/2*t)*radius 上部螺旋段X规律，mm * A& I' {/ w$ w# ]+ J$ B4 y
[mm]xt2=cos(-dir*angle*(total_coils-Middle_coils)/2*t+angle_offset)*radius 下部螺旋段X规律，mm * g( {3 M5 h9 r# q X) V
[mm]yt=sin(dir*angle*Middle_coils*t+angle_offset_init)*radius 中间螺旋段Y规律，mm3 c" V+ g/ q2 V8 P: ^3 ~
[mm]yt1=sin(dir*angle*(total_coils-Middle_coils)/2*t)*radius 上部螺旋段Y规律，mm
: N; G' B$ }5 r3 [[mm]yt2=sin(-dir*angle*(total_coils-Middle_coils)/2*t+angle_offset)*radius 下部螺旋段Y规律，mm 8 H6 R9 F' p3 W
[mm]zt=t*height+closed_height+wire_dia/2 中间螺旋段Z规律，mm
+ S! `, q# A4 W) l/ t[mm]zt1=(t^(exp)*closed_height)+wire_dia/2 上部螺旋段Z规律，mm + `/ A. ^2 {: h! T: p
[mm]zt2=(-t^(exp)*closed_height)+height+closed_height*2-wire_dia/2 下部螺旋段Z规律，mm
~5 @2 j2 Y7 G2 k( @二. 依次生成各段螺旋曲线
9 U- H7 w. N0 E E- V1. 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
1 v( o& R7 [: o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；
7 I8 C0 _" g" x4 c5 W/ d+ j2. 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）
; J" f$ _' U4 N$ v3. 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）；
- Z! x$ v) D$ L3 [: {- B8 O) V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。
+ r# H* Q4 d' O9 {9 _四. 两端截去多余部分，以生成磨削平面, @( r$ B. }4 g1 p* J/ n
1. 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；
7 X- U; |: M9 d0 c9 ~6 w. n2. 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；
- O6 d6 E: _9 \- z+ ?% h( U
1 u- k8 E' M" f. i% j+ }! {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。 |
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发表于 2007-2-13 20:57:45