PROE_扫描混合

10-扫描混合（Swept Blend）与螺旋扫描

变截面扫描是一个截面沿多条轨迹线扫描，扫描混合（Swept Blend）则是多个截面沿一条轨迹线进行扫描。

进入“Insert（插入）”→“Swept Blend（扫描混合）”后，弹出如图10-1所示的菜单选项，其中各选项的含义及使用方法与扫描特征、混合特征相似，可参考相关内容，此处不再赘述。

（a）扫描混合进入菜单（b）扫描方式选项

图10-1 扫描混合选项菜单

10.2.1 开放轨迹线的扫描混合特征造型

这里以图10-2所示的蛇形造型为例来说明创建具有开放轨迹线的扫描混合特征的基本操作步骤。

（1）进入“Insert（插入）”→“Swept Blend（扫描混合）”→“Protrusion（伸出项）”，在弹出的选项菜单中选择“Sketch Sec（草绘截面）”与“NrmToOriginTraj（垂直原始轨迹）”，单击“Done”。

（2）选择“Sketch Traj（草绘轨迹线）”方式，并以FRONT面为草绘面（其余默认）进入草绘状态。采用样条线工具绘制扫描轨迹线如图10-3所示，完成后按确定。

图10-2 蛇形造型图10-3 扫描轨迹线提示：扫描轨迹线的各线段之间应保证相切过渡，且各截面必须与扫描轨迹线相交。

（3）此时系统弹出如图10-4所示的对话框，用以确定每一个草绘截面的位置，

同时逐个

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高亮显示扫描轨迹线的端点、顶点、断点、基准点及样条线的插入点等，如果接受在高亮点处加入草绘截面，则在对话框中单击“Accept （接受）”，否则单击“Next （下一个）”或“Previous （前一个）”跳过该点，确定其他截面位置点。这里接受所有高亮点。

（4

）系统弹出

，要求输入截面绕Z 轴的旋转角（绘制每一截面前都会弹出该输入框），这里按

接受默认旋转角0°，进入第1个截面的草绘状态。在坐标系原点处绘制一个点，然后按

确定，系统弹出图10-5

所示的对话框，选择点的连接方式，单击“Smooth （光滑）”。

图10-4 确认选取菜单 图10-5 点的连接方式

（5）以同样方式绘制第2、3、4个截面，各截面分别如图10-6（a ）、（b ）、（c ）所示，第5个截面也是位于坐标系原点处的一个点，采用“Sharp （尖角）”连接方式。

图10-6 草绘截面图

（6）最后在“扫描混合操作管理对话框”中单击“OK ”完成蛇形体造型，如图10-2所示。

提示：若在第1个截面处，采用“Sharp （尖角）”连接方式，则生成的蛇形体特征如图10-7所示。

图10-7 尖角连接的蛇形特征

（尖角） （光滑）

（接受）

（下一个）

（前一个）

10.2.2 封闭轨迹线的扫描混合特征造型

创建具有封闭轨迹线的扫描混合特征时，应注意除了在端点处绘制截面外，还至少应在轨迹线的其他位置绘制一个截面。这里以图10-8所示的特征为例来说明创建具有封闭轨迹线的扫描混合特征的基本操作步骤。

图10-8 封闭轨迹线的扫描混合特征

（1）进入“Insert（插入）”→“Swept Blend（扫描混合）”→“Protrusion（伸出项）”，选择“Sketch Sec（草绘截面）/Nrm To Origin Traj（垂直原始轨迹）”，单击“Done”。

（2）选择“Sketch Traj（草绘轨迹线）”方式，以TOP面为草绘面（其余默认），绘制 100圆弧，使用分割点命令将圆弧分割成均匀的8段，如图10-9所示，完成后按确定。

注意：在轨迹线上加入分割点后，就可以在分割点处加入截面。但值得注意的是，在轨迹线上使用命令加入点，却不能在该点处加入截面。

（3）接受显示的所有高亮点，准备在所有高亮点处加入截面。

（4）输入第1截面绕Z轴的旋转角0°，绘制截面如图10-10所示（三条边长度相等）。进入“File（文件）”→“Rename（重命名）”，将截面草绘文件重新命名后保存，按确定。

图10-9 封闭的扫描轨迹线图10-10 截面图（5）输入第2截面绕Z轴的旋转角90°，进入“Sketch（草绘）”→“Data From File（数据从文件来）”，选择刚保存的截面草绘文件打开，设定引入图的比例为1，旋转角为0°，并将引入图的中心移到坐标系原点（参见图10-10），按确定。

（6）输入第3截面绕Z轴的旋转角0°，同样方式引入保存的截面草绘文件，按确定。

（7）输入第4截面绕Z轴的旋转角90°，同样方式引入保存的截面草绘文件，按确定。

（8）以此类推，分别以0°与90°旋转角建立8个截面，最后在“扫描混合操作管理”对话框中单击“OK”完成，如图10-8所示。

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10.3 螺旋扫描（Helical Sweep ）

螺旋扫描（Helical Sweep ）是截面沿一条螺旋轨迹线进行扫描而成，如图10-11所示，螺旋轨迹线通过旋转面的外形线（Profile ）及螺距（Pitch ）来定义。

图10-11 螺旋扫描

进入“Insert （插入）”→“Helical Sweep （螺旋扫描）”菜单，弹出如图10-12所示的菜单选项，用来设置螺距类型、扫描截面与旋转方向等。

图10-12 螺旋扫描的选项菜单

10.3.1 螺旋扫描的设置

1．Constant （常数）与Variable （变量）

Constant （常数）与Variable （变量）是螺距的两种类型，Constant 用于设置螺距值为常数的螺旋，如图10-13所示；Variable 用于设置螺距值不为常数的螺旋，螺距变量通过螺距图来定义，如图10-14所示。

2．Thru Axis （穿过轴）与Norm To Traj （轨迹法向）

Thru Axis （穿过轴）与Norm To Traj （轨迹法向）是截面的两种放置形式，Thru Axis 是截面所在的平面通过旋转轴，如图10-15所示；Norm To Traj 是截面垂直于扫描轨迹线，如图10-16所示。

图10-13 等螺距（Constant）图10-14 变螺距（Variable）

图10-15 Thru Axis（穿过轴）图10-16 Norm To Traj（轨迹法向）3．RIGHT Handed（右螺旋）与Left Handed（左螺旋）

RIGHT Handed（右螺旋）与Left Handed（左螺旋）是螺旋扫描的两种旋转方向，RIGHT Handed是按照右手螺旋法则确定旋转方向，如图10-17所示；Left Handed是按照左手螺旋法则确定旋转方向，如图10-18所示。

图10-17 RIGHT Handed（右螺旋）图10-18 Left Handed（左螺旋）

10.3.2 螺旋扫描的操作步骤

下面以图10-19所示的异性弹簧为例来说明创建螺旋扫描特征

的操作步骤。

1．创建等螺距弹簧

（1）进入“Insert（插入）”→“Helical Sweep（螺旋扫描）”→

“Protrusion（伸出项）”，选择Constant（常数）、Thru Axis

（穿过轴）图10-19 螺旋扫描特征

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与RIGHT Handed（右螺旋）三项，按Done。

（2）选择FRONT面为草绘面，按照默认视图方向进入草绘，绘制螺旋外形线如图10-20所示，按确定。

注意：绘制外形线时，必须绘制中心线，且外形线不能封闭，外形线将围绕中心线旋转，形成螺旋的外形面。

（3）在系统弹出的输入框中输入螺距=8mm，确定后进入截面草绘状态。

（4）绘制截面如图10-21所示，按确定，在“螺旋扫描操作管理”对话框中按“OK”完成，如图10-19所示。

注意：螺旋截面的直径（或沿轨迹线方向的长度）应小于螺距，否则不能生成。

图10-20 螺旋外形线图10-21 螺旋截面2．创建变螺距弹簧

（1）在模型树中选择生成的弹簧，右键，选择“Edit Definition（编辑定义）”重新打开“螺旋扫描操作管理”对话框。

（2）在管理对话框中，选择“Attributes（属性）”后，单击“Define（定义）”按钮进行重定义，将Constant（常数）改为Variable（变量），按“Done”。

（3）此时系统要求输入起始点的螺距值，输入12mm；要求输入终点的螺距值，同样输入12mm；

（4）窗口右上角弹出原始螺距图（Pitch_Graph），如图10-22所示，并显示“DEFINE GRAPH（定义图形）”选项菜单，如图10-23所示。

图10-22 原始螺距图图10-23 定义螺距图选项菜单

（5）在窗口中选择增加的控制点，如图10-24所示，并输入螺距值3.5，定义各控制点后，螺距图如图10-25所示，最后按“Done/Return”返回，生成变螺距的异形弹簧，如图10-26所示。

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图10-24 加入控制点 图10-25 加入控制点后的螺距图 图10-26 变螺距的异形弹簧

提示：若想在外形线上，除端点和交点以外的连续线处加入控制点，则必须重新进入“Swp Profile （外形线）

”的定义状态，使用

或命令加入点，然后再进入“Pitch （节距）”的定义状态加入螺距控制点。

注意：若选择截面为Thru Axis （穿过轴）方式，则外形线（Profile ）的各线段之间可以是不相切的，如本例中圆弧线与直线段不相切；但若截面为Norm To Traj （轨迹法向）方式，则外形线的各线段之间必须相切，如本例在不更改外形线的情况下，将截面改为Norm To Traj 方式，则不能生成螺旋体。

10.4 综合应用实例——波纹头螺钉

波纹头螺钉如图10-27所示，其造型的重点有三个方面：

（1）利用螺旋扫描方式生成螺纹。

（2）采用旋转混合方式进行螺纹两端的收尾。

（3）采用变截面扫描方式生成波纹头。具体的生成操作过程如下。

图10-27 波纹头螺钉零件图

1．建立螺钉基体

（1

）建立新文件。单击，建立新文件，文件类型为实体零件（Part与Solid），不使用

默认模板，选择“mmns_part_solid”毫米制模板。

（2）创建旋转体：单击打开“旋转特征操作”对话框，以FRONT面为草绘面，视图方向按照默认设置，绘制截面如图10-28所示，旋转角360°。

（3

）切割拉伸螺钉头部：单击，打开“拉伸特征操作”对话框，按下切割键，选择

旋转体的上平面为草绘面，绘制截面如图10-29所示，切割深度=25mm。

（4）底部倒直角：单击，打开“倒角操作对话框”，选择旋转体的底边为倒角边，设置为45°×5，生成螺钉基体如图10-30所示。

图10-28 旋转体截面图图10-29 切割拉伸截面图10-30 螺钉基体

2．建立螺纹

（1）进入“Insert（插入）”→“Helical Sweep（螺旋扫描）”→“Protrusion（伸出项）”，选择Constant（常数）/Thru Axis（穿过轴）/RIGHT Hand（右螺旋）。

（2）选择FRONT面为草绘面，绘制扫描轨迹的外形线，如图10-31所示，输入螺距（pitch）为3.5，绘制螺纹截面，如图10-32所示，生成螺纹，如图10-33所示。

图10-31 螺纹扫描外形线图10-32 螺纹截面图10-33 生成螺纹

3．螺纹收尾

（1）螺纹上端进行旋转混合收尾

①进入“Insert（插入）”→“Blend（混合）”→“Protrusion（伸出项）”，选择Rotational（旋转）/Regular Sec（规则截面）/Sketch Sec（草绘截面），再选择Smooth（光滑）/Open（开放）。

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②选择螺纹上侧外端面为草绘面（注意：混合延伸方向应指向外侧，如图10-34所示），选择螺钉头的上表面为TOP方向的视图参考面，进入草绘，选择TOP面和旋转轴A_1为尺寸参照线。

③

将显示模式设为线框方式，使用“通过边”命令，选择螺纹端面的三条边作为截

面线。绘制相对坐标系，并使用水平约束将坐标系原点与中间顶点对齐，如图10-35所示，按确定。

④输入Z轴旋转角45°，绘制一个点与相对坐标系，如图10-36所示，按确定后，在菜单中选择“Sharp（尖点）”连接方式。

图10-34 混合延伸方向图10-35 混合第1截面图10-36 混合第2截面

提示：图10-36中的尺寸是根据螺旋的计算公式而得，如0.4375mm是由螺旋的升高公式得来，即（3.5/360）×45°= 0.4375mm，其中3.5mm是螺距，45°是第2截面相对第1截面的旋转角。

⑤在“旋转混合管理操作”对话框中，选择“Tangency（相切）”进行Define（定义），

系统弹出询问是否在混合面的第1端面与其他面相切，回答Yes，此时第1截面的三条边依次高亮，分别选择与高亮边相切的螺纹牙面，如图10-37所示。系统接着询问是否在混合面的第2端面与其他面相切，回答No。预览正确后，在对话框中按“OK”完成，如图10-38所示。

图10-37 混合面与螺纹牙面相切图10-38 生成旋转混合面

（2）螺纹下端进行旋转混合收尾。操作方法与螺纹上端收尾的操作方法相同。

4．建立波纹螺钉头

（1）建立新基准面。单击，打开“基准面建立”对话框，相对TOP面向上偏移100mm 建立新基准面DTM1，如图10-39所示。

（2）草绘基准曲线。单击，并选择DTM1面为草绘面，进入草绘基准曲线方式。使

用“通过边”命令，选择螺钉头的 60外圆面为草绘曲线，确认后生成基准曲线，如图10-40所示。

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图10-39 建立新基准面 图10-40 生成新基准曲线

提示：建立基准曲线的目的在于为下一步进行变截面扫描时，提供扫描的原点轨迹线。

（3）切割波纹面。

①

单击，打开“变截面扫描操作”对话框，选择基准曲线为原点轨迹线。

② 进入“References （参考）”下拉框，将Section Plane Control （截面控制）方式设为“Normal To Projection （垂直于投影）”，选择螺钉头的上表面为扫描方向参考面。

③ 进入截面绘制状态，绘制线段如图10-41所示，利用共点约束使线段的右端点与螺纹头的右侧边线对齐，标注左端点及右端点的高度参考尺寸sd9与sd10（不必更改尺寸值），sd11的尺寸值可以自我确定，但不能过小，建议在20左右。

提示：sd9、sd10与sd11均为尺寸代号，可以在草绘状态下进入“Info （信息）”→“Switch Dimensions （尺寸开关）”进行尺寸值与尺寸代号之间的转换。尺寸代号可以不同，读者应根据系统给出的代号来编辑关系式。

④ 进入“Tools （工具）”→“Relations （关系）”，打开“关系式编辑”对话框，输入关系式“sd9=6+1.5*cos （4*360*trajpar ）”及“sd10=6+1.5*sin （4*360*trajpar ）”，确认后退出编辑对话框，此时sd9与sd10的尺寸值已变为7.5与6.0，退出截面草绘状态。

⑤ 在“变截面扫描操作”对话框中，按下与，进行实体切割，注意调整切割方向，使下部保留，确认后生成波纹螺钉头，如图10-42所示。

图10-41 扫描截面图 图10-42 生成波纹螺钉头 提示：可以单击

，打开层树管理，将曲线层隐藏，使基准曲线不可见。

5．倒圆角 （1）对各外圆边进行倒圆角，如图10-43所示。

（2）对螺纹边倒圆角R0.5，如图10-43（b ）所示。这样就完成了波纹头螺钉的整个造型。

图10-43 倒圆角

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