Solidworks螺纹紧固件零件设计

    用于将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接为一个整体的零部件被称为紧固件，其中使用螺纹连接的紧固件称为螺纹紧固件，最常见的如螺杆和螺母。紧固件为标准件的一种，是具有明确标准的机械零部件。如在定制螺母时，直接说明需要使用GB812标准、规格为M30×1.5的圆螺母即可，而无需再提供详细图样。

    从事机械工作的设计者，应首先看懂普通螺纹紧固件的标记形式和其表达的意义，通常标号在前，螺纹规格在后。此外，有特殊要求的螺纹，其标记规格要相对复杂一些。

    在实际标注螺纹规格时，通常粗牙螺纹不标螺距，右旋也不标注，对于中等公差精度螺纹（中径和顶径的公差相同）可不标公差带。此外，螺纹共有3种旋合长度：S（短旋合）、N（中等旋合）和L（长旋合），对于“中等旋合”也可不标注旋合长度。

    本实例将讲解在SolidWorks中要设计GB/T 923-2009标准、M12规格的六角盖形螺母需进行的操作。在设计的过程中将主要用到拉伸特征、旋转特征和圆顶特征等操作。

  主要流程

    螺纹紧固件本身结构较为简单，通常使用拉伸和旋转操作，可以在SolidWorks中完成其建模操作，本实例创建的六角盖形螺母结构稍为复杂，在设计的过程中还需使用圆顶特征（盖形螺母多用于要求密封链接的场合）。

    螺纹紧固件对材料没有特殊要求，如13#、45#钢、304#不锈钢等都是常用的制造材料（具体用什么材料与需要的抗拉强度有关）。此外，通常使用“拉丝>冷镦>（热处理）>攻螺纹>表面处理”等几个连续过程来生产紧固件，口径较大的紧固件，在“攻螺纹”之前，可能还需要先进行“车孔”操作。
实施步骤

    本实例将以工程图为参照，在SolidWorks中完成“六角盖形螺母”的绘制，步骤如下。

    1．拉伸操作

    步骤1 新建一零件类型的文件后，选择“前视基准面”，绘制草绘图形（令六角形内切圆的圆心约束于草图原点）。

    步骤2 单击“特征”工具栏中的“拉伸凸台/基体”按钮，打开“凸台-拉伸”属性管理器，在“终止条件”下拉列表框中选择“给定深度”选项，在“深度”文本框中设置拉伸深度为10.00mm，选择“步骤1”绘制的草图执行拉伸操作。 

2．旋转切除操作
    步骤1 进入“右视基准面”的草绘模式，绘制的草绘图形（令横向中心线经过草图原点）。

    步骤2 单击“特征”工具栏中的“旋转切除”按钮，打开“切除-旋转”属性管理器，单击步骤1中绘制的草图的横向中心线，按默认设置执行旋转切除操作。
    3．圆顶操作
    步骤1 在模型的上部表面绘制与外边相切的圆，并执行“拉伸凸台/基体”操作，拉伸距离设置为3mm。

   步骤2 选择“插入”>“特征”>“圆顶”菜单，旋转步骤1拉伸出的实体的平面为生成圆顶的参照面（到圆顶的面），设置圆顶“距离”为9mm，创建“圆顶”。 

    4．添加装饰螺纹操作
    步骤1 进入“右视基准面”的草绘模式，绘制的草绘图形（令上部横线经过草图原点）。

    步骤2 单击“特征”工具栏中的“旋转切除”按钮，单击步骤1中绘制的草图的经过原点的横向直线，按默认设置执行旋转切除操作。

    步骤3  选择“插入”>“注解”>“装饰螺纹线”菜单，选择步骤1旋转切除的口部边线为参考线，选用GB标准、机械螺纹，大小选用M12，生成“装饰螺纹线”。

    知识点详解

    结合实例，下面介绍一下，在SolidWorks中执行拉伸特征操作、旋转特征操作和圆顶特征操作的技巧，具体如下（拉伸特征和旋转特征是最常用的基础特征，需重点掌握）。

    1．拉伸特征

    拉伸特征是生成三维模型时最常用的一种特征，其原理是将选择的二维草绘平面图形拉伸一段距离形成实体特征。

    拉伸特征主要包括拉伸薄壁、拉伸凸台、切除拉伸和拉伸曲面4种类型。其中拉伸薄壁和凸台可通过“拉伸凸台/基体”特征04创建，切除拉伸可通过“拉伸切除”特征创建，拉伸曲面可通过“拉伸曲面”特征创建（其操作基本相同）。

    通过对“拉伸凸台/基体”的参数进行设置，可以创建薄壁、拔模等拉伸特征，并可按要求设置拉伸方向、距离和拉伸的终止方式等，下面分别介绍。

    “从（F）”卷展栏：该卷展栏用于设置拉伸的起始条件。

    “方向1”卷展栏：用户可在此选项卡中设置凸台或基体在“方向1”上的拉伸终止条件、拉伸方向以及拔模斜度等。各种终止条件的作用。

     “方向2”卷展栏：用于设置在另外一个方向上的拉伸效果，它与“方向1”卷展栏类似，不同的是“方向2”卷展栏不能设置拉伸方向（“方向2”与“方向1”相反）。
    “薄壁特征”卷展栏：“薄壁特征”卷展栏用于设置进行“薄壁拉伸”的参数，“薄壁”是指具有一定厚度的实体特征，可以对闭环和开环草图进行薄壁拉伸。各“类型”选项的意义。

    “所选轮廓”卷展栏：通过此卷展栏，允许用户选择当前草图中的部分草图生成拉伸特征。

 2．旋转特征

    旋转特征是将草绘截面绕旋转中心线旋转一定角度而生成的特征。首先绘制一条中心线，并在中心线的一侧绘制出轮廓草图，然后单击“旋转凸台/基体”按钮，选择轮廓草图，设置中心线为旋转轴，设置旋转角度后即可创建旋转特征。

    通过“旋转凸台/基体”的属性管理器，可设置旋转轴、旋转方向、旋转角度和薄壁特征等参数。旋转轴可以是中心线、直线或边线，通过设置旋转角度（角度以顺时针从所选草图测量）可以生成部分旋转体。

    3．圆顶特征

    圆顶特征是指在零件的顶部面上创建类似于圆角类的特征，创建圆顶特征的顶面可以是平面或曲面。选择“插入”>“特征”>“圆顶”菜单，然后选择用于生成圆顶的基础面，再设置基础面到圆顶面顶部的距离，即可生成圆顶特征。

    下面解释一下“圆顶”属性管理器中部分选项的作用。

    “约束点或草图”选项：通过草图或点来约束圆顶面。

    “方向”选项：通过选择一不垂直于基础面的边界线来定义拉伸圆顶的方向。

    “椭圆圆顶”选项：选择此项可生成椭圆形的圆顶特征。

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