掃描之挪移心法——教程（轉(zhuǎn)載）

浪卷云

本人初學(xué)SW，有幸找到了點好東西，拿來和大家共享！

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浪卷云

前言
心法之說，只是為引起大家興趣而已。由于SW的幫助太過簡單，而公開的出版物中一般也僅作幾個例子，至于為什么幾乎很少提及，使學(xué)習(xí)者很難掌握掃描之要領(lǐng)。本人也是由于覺得放樣和掃描總不能得心應(yīng)手，于是乎下決心鉆研一下，恰巧在論壇上看到有幾個題目確有意思，通過反復(fù)試作，反復(fù)驗證，終于有一天可以長嘆一口氣自語道“原來如此”。
論壇上有人說這像是武林絕學(xué)。哈哈！絕學(xué)沒有，因為掃描大家都經(jīng)常在使用，只是各有方法罷了。但是，絕招還是有的，因為有些方法至少到目前為止，我還沒有在論壇上看到過。
    下面例子中的做法不一定是最簡單的，只是為了說明方法而已，有更好的做法歡迎大家一起討論。由于心法實際上只是自己的一些摸索和體會，難免有錯誤或不當(dāng)之處，希望能得到大家的指正。
基本概念
掃描的三要素
掃描有三要素，輪廓、路徑和引導(dǎo)線。輪廓和路徑是必須的，引導(dǎo)線是選用的。
輪廓是“模板”，是在一個草圖平面上的開口或閉口的實線（不是構(gòu)造線），掃描過程中的截面形狀由此“模板”決定，開口的輪廓只能用于曲面掃描，只有閉合的輪廓線才能用于實體的掃描特征。
路徑是“驅(qū)動器”和“軌道”，路徑驅(qū)動輪廓草圖上一個特定的點在掃描過程中的沿著指定的軌道移動，這個點就是路徑與草圖平面的交點。（注意路徑不一定是輪廓線的掃描路線。）由此可見路徑必須與輪廓草圖相交（不一定垂直），開口路徑的起點必須在輪廓草圖平面上。
引導(dǎo)線是“控制器”，它強制草圖平面上的一個特定的點在掃描過程中沿著引導(dǎo)線移動，直接或間接地控制著草圖輪廓線在掃描過程中形狀和位置的變化（即我說過的百變心法和挪移心法）。
輪廓草圖平面在掃描過程中不斷的改變著位置，路徑和引導(dǎo)線在掃描過程中始終保持在原有位置上不動。
輪廓草圖平面的位置變化
在掃描過程中，輪廓草圖平面的位置在不斷的變化，以使用最多的《隨路徑變化》的《方向/扭轉(zhuǎn)類型》為例，其變化的規(guī)則是：
1、掃描前路徑與輪廓草圖平面的交點在整個掃描過程中始終在路徑上；
2、輪廓草圖平面與路徑切線方向的相對位置在掃描過程中沒有變化（這句話可能比較抽象，只能在后面的例子中去體會）。
輪廓形狀和位置的變化
在掃描過程中，輪廓在輪廓草圖平面中的形狀和位置可以不變，這是普通的掃描，此時也不需設(shè)置引導(dǎo)線。對于復(fù)雜的掃描，我們希望輪廓的形狀或位置能夠變化，這就必須引入引導(dǎo)線。引導(dǎo)線控制掃描的原理如下：
1、應(yīng)保證在掃描過程中引導(dǎo)線與輪廓草圖平面始終有交點；
2、輪廓草圖平面上由一個點（草圖上的點實體或其它實體中的特定點）與引導(dǎo)線有一個《穿透點》的約束關(guān)系，以保證在掃描過程中草圖上的該點能始終在引導(dǎo)線上；
3、在掃描過程中，按引導(dǎo)線的形狀和位置使上述的點在輪廓草圖平面中的位置產(chǎn)生變化，通過該點與草圖輪廓之間的直接或間接的約束關(guān)系（必要時應(yīng)建立輔助的構(gòu)造線），使草圖輪廓的形狀或位置得到改變。
我們可以想象這樣一種情景。草圖平面上的一部分實體（或?qū)嶓w上的點）因與草圖平面基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)點的直接或間接的約束，忠實地跟隨著草圖運動；而另一部分實體（或?qū)嶓w上的點）因與穿透點直接或間接的約束，隨著穿透點位置的變化而變化。這張變化著的草圖就是心法的靈魂和奧秘。
如果一條引導(dǎo)線不夠，我們可以使用兩條、三條……

浪卷云

例一  變徑變距彈簧
普通彈簧只要一個圓形輪廓的草圖和一個螺旋掃描線，對于變徑變距彈簧就必須引入引導(dǎo)線，這根引導(dǎo)線目前取作在上視基準(zhǔn)面上的一個圓。為了達(dá)到控制的目的，在輪廓草圖平面上增加了一些控制線。（見下圖）

圖片附件: 變徑變距草圖.gif (2006-4-30 22:36, 30.16 K)

 

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在草圖中被鼠標(biāo)拖動的是將來的穿透點，可以看出當(dāng)該點向下移動時（相當(dāng)于草圖平面在路徑的驅(qū)動下向上移動，而穿透點停留在上視平面）圓形輪廓也跟著同時在水平和垂直方向移動。水平移動是由左邊的一根樣條曲線控制，其決定了掃描時的直徑變化，樣條曲線上移動著的一個點設(shè)置有與穿透點的水平約束和與輪廓圓心的豎直約束。垂直移動是由右邊一根樣條曲線控制，其決定了掃描時螺距的變化，沿著樣條曲線移動的一條水平短線的右端與曲線重合左端與坐標(biāo)原點豎直，并且該線段與穿透點重合，與輪廓中心到輪廓平面橫坐標(biāo)的距離等長，右面一條曲線的斜率與螺距的增量相對應(yīng)。最后設(shè)置穿透約束，變形變距彈簧就完成了。我們還可以改變樣條曲線的形狀，彈簧的形狀也就隨著改變。
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圖片附件: 變徑變距——更變形狀.gif (2006-4-30 22:39, 162.22 K)

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附件為SW格式文件

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注意：
1、我們看到輪廓沒有嚴(yán)格按路徑運動，可見路徑有時候只是一個驅(qū)動器。
2、穿透點約束在編輯掃描特征前最后設(shè)置，該約束未設(shè)置前穿透該點不要布置在有任何特殊關(guān)系的位置，以免無意中引入不必要的約束。
3、輪廓草圖上的所有實體，因分別與草圖基準(zhǔn)和穿透點建立關(guān)系，切不可過約束，在一般性況下也盡可能不要欠約束，以免在掃描過程中發(fā)生不可預(yù)知的變形。
4、輪廓草圖中的實體應(yīng)盡可能的少和簡潔，能用簡單線條的不用復(fù)雜線條，能用點的盡量不用線。

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例二  波形彈性墊圈
在此題中，為了保證墊圈的法向厚度一致（不是軸向厚度），所以用先形成一個波形曲面，再加厚成墊圈的方法。關(guān)鍵是怎樣形成正弦模板和怎樣由模板生成波形實體。在這里是用螺旋線在輪廓草圖平面上的投影產(chǎn)生正弦曲線，用曲面掃描生成波形曲面。掃描的路徑是一個圓，為了在圓形掃描過程（角度變化）中直接讀取正弦曲線相應(yīng)位置（直線變化）上的值，就要有一個角度——線性轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過反復(fù)研究，我找到了一個方便的轉(zhuǎn)換器就是螺旋線和蝸旋線。在此題中將引導(dǎo)線設(shè)為一個蝸旋線。
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圖片附件: 波形彈性墊圈草圖.gif (2006-4-30 22:44, 59.13 K)

浪卷云

在草圖中被鼠標(biāo)拖動的是將來的穿透點，當(dāng)該點左右移動時輪廓線跟著上下擺動，事實上該輪廓同時在圓形掃描線的驅(qū)動下作繞Z軸的轉(zhuǎn)動，掃描出一個波形的圓面。在草圖中正弦曲線上由一個點，該點與將來的穿透點豎直，與輪廓線的左端點水平，輪廓線與原點重合。由于引導(dǎo)線是一個蝸旋線，在蝸旋線上移動的點其掃過的角度與其半徑的增量成正比，而此半徑在輪廓草圖平面上對應(yīng)的就是穿透點到Y(jié)軸的距離，由此就保證了穿透點在草圖平面上的移動與草圖平面掃過的角度成正比。
注意：
        蝸旋線是角度轉(zhuǎn)換成位移量的方便的轉(zhuǎn)移器

浪卷云

例三  環(huán)面蝸桿
我們可以假象此蝸桿由車刀車成，此車刀的切削刃在草圖平面上，在車削過程中車刀繞一固定點轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動速度與蝸桿轉(zhuǎn)動速度相適應(yīng)（按定比速率轉(zhuǎn)動），草圖平面通過蝸桿軸。
顯然，路徑是一個螺旋線，但是不能是一個變徑或變距的螺旋線，因為從前面基本概念中知道，在掃描過程中輪廓平面與路徑切線的相對位置不變，以變徑或變距的螺旋線為路徑必將破壞輪廓平面通過蝸桿軸線的條件。幸好我們前面已知道路徑可以只是個驅(qū)動器，實際的輪廓運動形態(tài)可由引導(dǎo)線來控制。
為了保證輪廓在草圖平面中繞一個中心轉(zhuǎn)動，我們可以作一個垂直于蝸桿軸線的圓為引導(dǎo)線，該圓的中心在蝸桿軸上，當(dāng)我們將輪廓的轉(zhuǎn)動中心作為引導(dǎo)線的穿透點時，該輪廓的轉(zhuǎn)動中心在蝸桿的軸向位置被固定。
還有一個關(guān)鍵問題是怎樣將輪廓的轉(zhuǎn)動與掃描過程建立一個聯(lián)系，讓我們來看一下輪廓草圖

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圖片附件: 環(huán)面蝸桿草圖.gif (2006-4-30 22:49, 49.84 K)

圖片附件: 環(huán)面蝸桿草圖.JPG (2006-4-30 22:49, 14.58 K)

 

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從圖中我們看到在掃描過程中，輪廓及其轉(zhuǎn)動中心受引導(dǎo)線約束不動，被鼠標(biāo)拉動的一點隨著螺旋掃描路徑向前移動，在等長約束的作用下蝸旋線有一個線段也在移動，再利用平行約束條件帶動掃描輪廓轉(zhuǎn)動。因為蝸旋線處的線段長度與轉(zhuǎn)角成正比，因此保證了掃描輪廓草圖平面隨螺旋線路徑的轉(zhuǎn)動與輪廓在草圖平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角呈正比關(guān)系。
注意：
1、蝸旋線是螺旋運動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)移器；
2、引導(dǎo)線可以是閉合的，它相當(dāng)于一條無限長的引導(dǎo)線。

wanghua770

謝謝樓主，受益匪淺！

johnsome

謝謝指點迷津