Gewinde für Schraube Tutorial
Einführung
Dieses Tutorial ist eine Sammlung von Techniken Schraubgewinden in FreeCAD zu modellieren.
Modellierung Threads wird abgeraten, weil es große Last auf die Modellierung Kernel, sowie Rendering-Seite legt. Gewindeformen nehmen viel Speicher, und mit nur einem Thread in einem FreeCAD Projekt kann leicht die Dateigröße in Megabyte-Bereich blasen. Allerdings gibt es einige Situationen, wo es ist wichtig, den Faden zu seinen vollen Details zu modellieren, und das ist, was das Tutorial für ist.
Verfahren 0. Erhalten einer Bibliothek von Teilen aus
Mit Modellen, die andere Menschen gemacht haben, ist einfach und spart Zeit. Schauen Sie sich Makro SCHRAUBBOLZEN. Das ist eine Schnittstelle zum Einfügen Standardteile aus der Bibliothek BOLTS.
Methode 1. Verwenden von Makros.
Es gibt einen berühmten Schraube Maker Makro. hergestellt von ulrich1a und einer ganzen Fasteners Werkbank durch shaise (Link auf GitHub) hergestellt. Diese haben die Möglichkeit, einen Thread zu erzeugen. Diese werden mit Standardgewindeprofile (dreieck Ish) richtet.
Methode 2. Cheating durch Scheiben gestapelt werden.
Dies ist eine sehr gute Möglichkeit, Themen zur Visualisierung, noch halten die Geometrie einfach.
3. Verfahren Sweeping ein vertikales Profil.
Die Idee ist ziemlich einfach: das Profil des Gewindes zeichnen, und dann entlang einer Wendel kehren. Beim Kehren, stellen Sie sicher, Kontrollkästchen Feste und Frenet ticken. Solid ist der Schlüssel zu der Lage sein, Vereinigung oder Schnitt Operationen darauf auszuführen. Frenet wird das Profil Verdrehen halten (weitere Informationen dazu in Teil Sweep Dokumentation verfügbar ist).
Dies erzeugt eine Spule des Fadens, ohne den Stab oder das Loch. Um einen Faden auf einer Stange oder ein Loch zu machen, hat man zur Vereinigung oder schneidet diese Spule mit einem Zylinder. Weitere Boolesche Operationen nötig sind, um die hässlichen abrupten Ende der Spule in Form zu.
Erstellen einer Fadenspule, die durch ein vertikales Profil fegt. 1 - das Profil (eine Skizze). 2 - Austragungsbahn (Part Helix). 3 - das Ergebnis Fegen (Part Sweep)
Tricks zum Erfolg
Regel 2. Denken Sie daran, dass Helix in FreeCAD ist eine unpräzise Sache. Als Konsequenz aus einem Zylinder mit dem Gewinde zu paaren genau ist sehr wahrscheinlich auf den Faden verschmelzen auszufallen. Im allgemeinen Geometrie koinzident zu den Elementen der Sweep, wie Tangenten Flächen, Kanten Tangente an Flächen sind sie nicht verbunden ist, zusammenfällt und tangential Kanten vermeiden, usw.
Tipp 1. Der Radius der Helix keine Rolle spielt (es sei denn, die Helix verjüngt). Alles, was die Tonhöhe und die Höhe der Helix zählt, ist. Dies bedeutet, dass Sie eine generische Helix verwenden, um eine Anzahl von Threads mit gleichem Abstand zu erzeugen.
Tipp 2. Halten Sie es kurz (geringe Anzahl von Umdrehungen). Lange Fäden sind in der Regel in Boolesche Operationen zum Scheitern verurteilt. Betrachten Sie den Faden von kurzen Stücken Stapel mit Draft-Array. wenn ein langer Faden beweist problematisch.
Vor-und Nachteile
+ Natürliche Weise Gewindeprofil zu definieren,
+ einfach zu verstehen
+ keine Probleme mit der Netzgenerierung, im Gegensatz zu Verfahren 4
- aufgrund der Ungültigkeit der selbst schneidstreicht, ist es fast unmöglich, einen gapless Thread zu erzeugen (das heißt, ohne zylindrische an den Außen- oder Innenseite der Gewindeflächen)
- Boolesche Operationen sind erforderlich, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten. Diese nehmen lange und oft nicht.
- Themen mit hohen Anzahl von Windungen sind problematisch.
Verfahren 4 ein horizontales Profil Sweeping
Die Idee ist, einen horizontalen Querschnitt des Gewindes entlang der Helix zu fegen. Das Hauptproblem hier ist, herauszufinden, was für Profil zu verwenden, um einen bestimmten Thread zu erhalten.
Wenn man einen Kreis als ein horizontales Profil verwendet (der Kreis werden muss, den Ursprung gelegt aus, dass die Tiefe des Gewindes Versatz definiert), wird Gewindeprofil sinusförmig sein.
Um eine Standard Sägezahnprofil zu erhalten, muß ein Paar gespiegelter Archimedische Spirale in einen Draht verschmolzen werden. Die sich ergebende Figur ist eine Herzform, die sich von einem Kreis kaum unterscheidbar wird, wenn die Tiefe des Gewindes gering sein Durchmesser verglichen wird (aus diesem Grund eine solche „dickem“ Gewinde auf das obige Bild angezeigt wird).
Erzeugung des Profils
Herauszufinden, was das Horizontalprofil zur Erzielung eines bestimmten vertikalen Profil gemacht werden muss, ist nicht einfach. Für einfache Fälle wie dreieckig oder trapezförmig, kann es manuell aufgebaut werden. Alternativ kann es durch die Schaffung ein kurzes Gewindes mit Methode 3, und immer ein Stück von ihm aufgebaut werden, indem einem gemeinsamen zwischen einer horizontalen ebenen Fläche und dem Gewinde zu tun.
Profil von dreieckigen Gewinde
- Erstellen Sie eine Spirale (archimedische) in XY-Ebene.
- Legen Sie die Anzahl der Umdrehungen bis 0,5,
- der Radius des Innenradius des Gewinde (Außenradius wird dieses + Schnittiefe sein)
- und das Wachstum der Schnittiefe des Gewindes zu verdoppeln.
- Teil Spiegel der Spirale gegen XY-Ebene
- Teil Union die Spirale und der Spiegel einen geschlossenen Draht zu erhalten, wie ein Herz geformt. Erledigt!
Profil für beliebigen Querschnitt
- bildet ein (vertikales) Schnittprofil. Achten Sie darauf, dass die Höhe der Skizze, die die Steigung des Gewindes entspricht, die Sie benötigen.
- stellt eine helix1 mit der Höhe identisch mit der Steigung und der Steigung identisch mit der Gewindesteigung und einem Wendelradius von 0,42 * Nenndurchmesser des Gewindes.
- Fegt das Schnittprofil entlang der helix1. Stellen Sie machen solide und Frenet zu wahren.
- Macht einen Kreis mit Nennradius des Gewindes in der x-y-Ebene.
- Machen Sie ein Gesicht aus dem Kreis. (Teil-Werkbank: fortgeschrittenes Programm Formen zu erstellen, oder Draft-Upgrade dann MakeFace = true)
- schneidet das Gesicht mit dem Sweep-Profil
- bilden einen Klon von dem Schnitt (Draft Werkbank)
- Herunterstufen der Klon, um einen Draht zu erhalten. (Draft Workbench) Dieser Draht ist das horizontale Profil für dieses Verfahren benötigt werden.
- Macht eine Helix mit einem Radius von Nennradius des Gewindes und einer Steigung des Gewindes und der Höhe der benötigten Gewinde.
- Fegen Sie den Draht entlang der Helix. Stellen Sie fest und Frenet auf true.
Credit: Schritt-für-Schritt-Anleitung aus einem Forum Beitrag von Ulrich1a. leicht modifiziert.
Vor-und Nachteile
+ Eine ready-to-use-Thread-on-a-rod feste Form wird direkt durch den Sweep erzeugt.
+ Weniger oder gar keine Boolesche Operationen erforderlich ist, ist die Erzeugung Geschwindigkeit sehr hoch im Vergleich zu Methode 3.
+ Fadenenden sind schön gerade abgeschnitten
+ Lange Fäden sind kein Problem, es sei denn, eine Boolesche Operation benötigt wird. Andernfalls wird es sein, nicht viel besser als Methode 3.
+ Gapless Gewinde sind kein Problem.
- Gewindeprofil zu definieren, ist kompliziert.
- Standard mesher erzeugt hässliche Maschen, was zu Problemen führen kann. Andere meshers sind besser, scheint Mefisto die besten Ergebnisse zu geben.
- großer Speicherbedarf [1]
Verfahren 5. Lofting zwischen helikalen extrudierten Flächen
Schraubenkeile werden koaxiale Flächen extrudieren die in der Lage sind lofted werden, während FreeCAD parametrischer Helix nicht. Es dauert zwei spiralförmige Keilnuten einen Faden zu definieren. Die beiden können aus einer Bibliothek Spline skaliert werden, dann befindet und extrudiert in geeigneter Weise die Form richtig zu machen.
Sobald die Keilnuten auf die richtige Größe skaliert sind und so angeordnet, dass der Dachboden wird das Recht eingeschlossene Winkel zwischen den Gewindeflanken haben, sind sie entlang ihrer Achse extrudiert wird, der Wert einer Abstandslänge für die innere Keilprofil, dem äußeren Teil / 8.
ISO und anderen Threads haben erleichtert, dh flach, inneren und äußeren Kanten eher als scharf, die FreeCAD Anwender mit dieser Methode passt, weil wir auf der Schraubenfläche an der nominalen Befestigergröße loft kann, während eine Innenfläche nicht zu lofted werden kann eine Außenkante Spline weil ein Gesicht ein geschlossenes Profil ist, wird eine Spline geöffnet. ISO-Standard, sagt die Nenngröße von Außengewinden eine Ansichtsbreite Steigung / 8 hat. Das Bild zeigt, wie die Geometrie angeordnet ist, und die spiralförmigen Flächen, die Folge. Dann loft zwischen den Flächen, und dann einem Zylinder, der der innere Schraubenfläche gibt, die bei ISO Pitch / 4 Breite versetzt wird, auf die Gewindegänge hinzugefügt.
Dieses Verfahren erzeugt zuverlässige Feststoffe, die richtig boolean. Es ist zwar nicht im Sinne des mit einfachen Zugang „parametrisch“ Gewinde in Standardgrößen produziert von Befestigergröße zu bilden, ist es eine einfache Möglichkeit, um eine genaue Bibliothek zur Wiederverwendung zur Herstellung und Modelle von Spezialformen wie ACME oder archimedische Schrauben sind auch als Einzelstücke unkompliziert.