基于solidworks机用虎钳的三维建模与运动仿真

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1、万方数据第30卷第5期2009年9月吉首大学学报(自然科学版)JournalofJishouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol_30No．5Sept．2009文章编号：1007--2985(2009)05—0067--03基于Solidworks机用虎钳的三维建模与运动仿真。汤先云(吉首大学信息管理与工程学院，湖南张家界427000)擒要：根据二维零件图绘制装配图是机械类专业学生重要的实践环节，以机用虎钳为例阐述了基于Solidworks平台上进行三维建模、虚拟装配、爆炸图制作、运动仿真的方法，并提出了在机械制图的图一物一图综合训练中引入

2、三维建模教学的新模式，从而可以大大提高教学效果．关键词：机用虎钳；二雏图；Solidworks；三维建模；虚拟装配；运动仿真中图分类号：THl26文献标识码：A《机械制图》是一门既重理论又重实践的应用型课程n]，重点研究了空间形体(机件)和平面图形(图样)之间的相互转换规律．在学习过程中，要进行由物画图及由图想物的反复训练．根据零件图绘制装配图是机械制图教学中一个十分重要的环节．机用虎钳作为典型的中等复杂装配体常常被作为练习对象口]，要求根据机用虎钳的装配示意图和二维零件图绘制装配图，其目的是通过。由图想物”和“由物画图”的综合训练，进一步培养学生的空间想象和逻辑思维能力以及

3、正确识读和绘制机械图样的能力．加强、巩固、深化、扩展课堂教学的理论知识，进一步提高学生分析问题和解决问题的水平．但是传统的手工从二维零件图经空间想象和逻辑思维到二维装配图的绘图实践方式已经落后于时代，绘出的装配图所能表达的各零件之间的装配关系不直观，运动关系无法表达，难以突破由图想物及由物画图的难点．随着三维CAD技术的发展与推广，笔者利用Solidworks的三维建模与运动仿真动态特征，借助多媒体手段，实现了由图想物及由物画图的难点突破，大大提高了教学效果．‘1基于Solidworks的机用虎钳三维实体模型机用虎钳是机械制造厂里固定在金属切削机床上用于方便、快速装夹工件，以

4、保证工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动，从而稳定地保证工件的加工精度的一种工艺装备．它由固定钳身、活动钳身、护口板、螺杆、螺母、圆环等11种零件通过螺钉和圆柱销安装组成，是工程上具有典型性和代表性的工艺装备．由于在Solidworks中实体模型可以有多种不同的生成方法，那么采取何种方法更为合理、高效，这需要有一个经验积累过程．一般来说，要根据图形的形状选择生成模型的方式．草图绘制尽量简化，最好不要绘制过渡圆角、倒角等非关键性信息．首先主要是利用Solidworks中的拉伸、切除、旋转、扫描、阵列等基本操作建立机用虎钳各零件的三维实体

5、模型．利用Solidworks已经创建完成的三维实体模型，根据需要还可对其进行修改，因为Solidworks的实体建模为基于特征的参数化建模，采用树状结构来记录设计历程中的每～步特征，可以对特征的状态和创建顺序进行修改、回溯到某一特征然后继续进行造型，并支持创建特征库，可以将一些常用特征保存在特征库中，以后再使用时只需定位和输入某些尺寸数值即可完成特征的创建．1．1固定钳身的三维建模固定钳身是机用虎钳的主要零件之一，主要用来支承和安装其他零件并与机床相连．结构有一定复杂*收稿日期：2009—09～01作者简介：汤先云(1952--)，男，湖南张家界人，吉首大学信息管理与工程学

6、院高级工程师，主要从事工程图学、机械工程的教学研究．万方数据68吉首大学学报(自然科学版)第30卷性，在三维建模前，首先进行形体分析，如将其分为钳身主体、内腔、螺杆孔、机床螺栓联接凸台、护口板链接螺孔等部分，然后就可以应用Solidworks进行三维实体建模，通过各种二维绘图和编辑操作产生二维图形，再通过二维图形拉伸、切除、打孔、扫描以及三维编辑等操作来实现三维实体建模，图1是固定钳身的三维模型图．1．2螺纹的三维建模螺纹在机用虎钳各零件中，除螺钉、螺栓、螺母等标准件外，固定钳身、活动钳身、螺杆、螺母等多个零件都有螺纹，在AutoCAD等软件中，精确绘制螺纹有一定的困难，采用

7、Solidworks软件，相对而言比较方便．首先在需绘制螺纹的实体上绘制好牙形截面轮廓和螺旋线路径，然后利用扫描工具就可精确构造出螺纹的三维结构，图2是螺杆三维模型图．图1固定钳身的三维模型图图2螺杆三维模型图2虚拟装配所有零件的3D模型完成后，为了建立虚拟样机需要对各个零件进行虚拟装配．该机用虎钳的三维装配比较复杂，关键在于装配时要明确各个零部件间的位置约束关系，如对齐、重合、平行、同轴等，并注意装配的前后顺序和各个零件的自由度限制．装配时，可将机用虎钳分为固定钳身系零件(固定钳身、护口板、螺钉等)，