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摘要：基于CATIA软件下，介绍使用“螺旋线”命令和“展开”命令拟合螺旋线变种曲线，并浅析两种方式拟合螺旋线曲线的优劣，以及探讨后续使用两种命令在建模中使用的前景。
关键词：螺旋线；螺距；曲线拟合；建模
1引言
螺旋面是工程中应用十分广泛的一类曲面，针对不同的应用场合，其端面型线也不一样，一般端面型线可由渐开线，摆线、圆弧等组成。常规机加下，螺旋曲面较为复杂，在缺乏专用刀具、小批量加工情况下，很难精确加工出螺旋曲面。而采用数控加工的方式则可很好解决解决小批量零件螺旋面的精确加工问题。
针对上述问题，本文主要以某机型零件为例，阐述了基于CATIA下对包含螺旋面曲面数模的两种建模方法，并浅析其优劣。
2螺旋面的基础数学特征
定义一段螺旋曲面需要螺纹内径、螺纹外径、螺距、导程这四个定义。螺纹内径（Φ1）与螺纹外径（Φ2）表达了螺纹曲面所在的圆柱面的几何尺寸；而螺距（P）则表达螺纹线在圆柱面上旋转一周后在中径线上对应亮点点的轴向距离；导程（S）指同一螺旋线上两点间的轴向距离。根据定义可知S=nP,其中n是相邻亮点在螺线上相差的周数。
以图1某机型零件为例：
图2 最终数模结果
4利用“展开”命令生成螺旋面
本文提出新的创建方法，主要应用 “展开”命令，将在草图做好的螺旋线展开线投影在圆柱面上，一次形成螺旋线。省却了利用“螺旋线”命令等后续的“旋转”、“阵列”等步骤，以下介绍的是利用“展开”命令创建螺旋面的详细命令：
4.1创建螺旋线展开草图
拾取任意平面创建草图，平面的选取与最终的展开结果无影响。将螺旋线的展开图绘制在草图中。
4.2 创建螺旋线
点击“展开”命令，按图6中所示：“要展开的线”栏中选取上步创建的草图展开线；“支持面”栏中点选提取的毛胎面圆柱面的外表面，需要注意的是，这里的表面应尽量提取的大些，否则容易计算错误，无法正确展开；“支持面上的原点”栏中点选螺旋线起点。最终展开计算结果如图所示：
5浅析两种方法优劣
通过“螺旋线”命令和预先绘制螺旋线展开线使用“展开”命令都可以得到规则的圆柱面的螺旋线。但因所选零件示例的螺旋曲面是由一段螺旋线阵列所得，使用螺旋线命令后还需后期处理；而使用“展开”命令可处理形状较为复杂的螺旋线展开线，展开后，既可得到所需的螺旋线。
“螺旋线”命令适宜用于处理规则的螺旋线，螺距，导程，外径等因素明晰，可一步生成所需螺旋线；而“展开”命令适宜处理较为复杂的螺旋线，可通过提前在草图中根据尺寸绘制的螺旋线展开草图，再投影到支持面上，既可较为快捷的得到螺旋线。
6结束语
本文介绍的两种基于CATIA绘制螺旋线的方式各有自己使用比较便捷的情境，但“螺旋线”命令应用情境比较单一，只能绘制螺旋线这一种曲线，对本文中的螺旋线变种的曲线需要后期处理，而“展开”命令使用的情境会更多，可以通过在草图绘制展开线达到生成复杂曲面上曲线的效果，后续的应用前景更为广阔，对“展开”命令的研究也是后续的研究方向。
论文作者:肖书剑
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/9
标签：螺旋线论文; 命令论文; 螺旋论文; 草图论文; 曲面论文; 螺距论文; 螺纹论文; 《防护工程》2018年第17期论文;