多型号丝锥的Pro／E参数化与族表联合建模方法

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丝锥是-种常用加工内螺纹刀具，在实际生产中，由于内螺纹型号的不同，丝锥的规格抑为多种。因此对于从事丝锥刀具的研究人员，需要经常建立各种不同规格的三维丝锥模型。由于丝锥的规格较多，设计参数较多，建模过程也较复杂，如果采用非参数化设计软件进行丝锥的三维建模，需要对每种规格的丝锥模型重新建立，导致设计效率低下 J。Pro/E软件能够利用其强大的参数化和族表功能，通过简单的操作快速生成各种不同规格的丝锥模型2 Pr0/E三维模型特点Pro/Engineer(简称 Pro/E)是美国 PTC公司旗下的-款集 CAD/cAM/cAE-体化 的三维软件，它是目前 国际上最流行的三维设计软件之-l2 J。

Pro/E三维模型的特点有：(1)Pro/E具备三维模型自动转化成二维工程图的功能，且其二维工程图可以保存为dwg或 dxf格式，再导入至 AutoCAD中继续完善。(2)Pro/E能与多种有限元分析软件实现无缝连接，Pro/E零件可以保存为 igs或 stp通用格式导人至几乎全部的有 限元软件中。其 中ANSYS有限元软件能内嵌至 Pro/E中，即通过设基金项目：山西省 自然科学基金资助项 目(No.2010011022)收稿 日期 ：2012年 11月置后可在 Pro/E的菜单栏 中出现-个名为AN。

SYS”的菜单 ，通过该菜单可以直接对 Pro/E的三维模型划分网格进行有限元分析。(3)Pro/E拥有强大的三维参数化建模和族表功能，对于形状类似尺寸不同的模型，只需要改变相关参数就能生成新的模型；对于常用的不同规格的零件 (或组件)的集合亦可建立成-个族表，以便今后直接调用3 丝锥参数化与族表联合建模3.1 丝锥的 Pr0/E建模思路螺旋槽丝锥的螺纹部建模过程较为复杂，其主要建模思路为：(1)通过拉伸命令生成丝锥螺纹部圆柱棒料，再通过螺旋扫描-切口”命令切除丝锥圆柱棒料形成丝锥螺旋切削槽，如图 1所示。(2)通过扫描混合-实体、移除材料”命令切除形成丝锥螺旋容屑槽，再以圆心轴为基准轴对容屑槽进行圆周阵列，得到四刃螺旋槽丝锥 ，如图2所示。图2中曲线 1为昆合扫描轨迹线，曲线 2为所沿面 1，曲线3为所沿面2。(3)通过旋转命令切除形成丝锥刃切削缘主偏角K ，再通过拉伸命令切除形成丝锥柄方头，如图3所示 。

3.2 丝锥模型的参数化方法由文献[4]可知，常用的丝锥按其类型可分为机用和手用丝锥(GB/T 3464.1-1994)、挤压丝锥(JB/T 7428-J994)、螺 母 丝 锥 (GB/T 967-1994)、螺旋槽丝锥 (GB/T 3506-1993)等十种；2013年第47卷 No.3图10 多层丝锥零件族表以螺旋槽丝锥(粗牙、M7-M33)的族表建立过程为例进行介绍。点击工具 -族表”菜单，在族表对话框中插入列，在添加项目中点击尺寸”(不必点击参数”去驱动丝锥模型的变动)，直接把需要变动的尺寸添加至族表中，如图 9所示。

图中公用名称与表 1中代号依次对应(如 d11代表 d，dl0代表 P，d12代表 L等)。对于所有常用的各种规格丝锥，可 以建立-个多层丝锥零件族表，如图 10所示。

4 结语(1)Pro/E建立的三维丝锥模型，能自动生成二维工程图，用来指导实际生产；也能直接导入至多种有限元软件中，研究刀具的耐用度等特性。

(2)Pro/E具备强大的参数化和族表功能，可以将不同规格丝锥需要变化的尺寸参数化；也可以将常用型号的丝锥建立成族表，这样便可以通过简单的操作快速生成各种不同规格的丝锥。