一种基于CATIA的螺旋弹簧参数化建模方法技术

本发明专利技术属于汽车螺旋弹簧参数化建模技术领域，具体涉及一种基于CATIA的螺旋弹簧参数化建模方法；首先确定弹簧上端圈的起点和终点，再确定弹簧下端圈的起点和终点，最后绘制弹簧中间圈，最后通过结合命令得到弹簧骨架线，在弹簧骨架线终点绘制圆，接下来运用肋命令得到弹簧3D数据，同时通过将公式参数与几何参数关联实现所需的弹簧模型；本发明专利技术能够满足使用CATIA快速创建螺旋弹簧的需求，用于指导悬架系统设计前期空间布置及校核，适用于全部基于CATIA的螺旋弹簧建模。基于CATIA的螺旋弹簧建模。基于CATIA的螺旋弹簧建模。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CATIA的螺旋弹簧参数化建模方法


[0001]本专利技术属于汽车螺旋弹簧参数化建模
，具体涉及一种基于CATIA的螺旋弹簧参数化建模方法。

技术介绍

[0002]螺旋弹簧作为汽车承载件，在汽车领域是必不可少的关键零件，其建模一直是行业内的一项瓶颈，在CATIA的标准件库中没有螺旋弹簧，虽然可以从相关网站上下载标准螺旋弹簧或参考以往弹簧数据模型，但此类螺旋弹簧均为刚性件、无法变形，参数无法准确适配车型需求，上下端接口也无法适用于所有软垫，故不能直接使用，也不能做运动仿真，会为运动学分析带来一定的困难。由于螺旋弹簧的大量运用，如果每次都用传统方式建模，工作量会很大且为重复劳动，费时费力。

技术实现思路

[0003]为了克服上述问题，本专利技术提供一种基于CATIA的螺旋弹簧参数化建模方法；以满足使用CATIA快速创建螺旋弹簧的需求，可用于指导悬架系统设计前期空间布置及校核，适用于全部基于CATIA的螺旋弹簧建模。
[0004]一种基于CATIA的螺旋弹簧参数化建模方法，包括如下内容：
[0005]步骤1.在绘制之前，给螺旋弹簧的特征参数附上设定数据即几何数值作为建模的参数以控制弹簧形状，其中需设定数据的特征参数包括簧丝直径、上端圈内径、上端圈数、上端圈过渡圈、弹簧中径、弹簧的设计高度或自由高度、弹簧总圈数、下端圈升程、下端圈数、下端圈过渡圈数、端头位置调整角度、下端预留间隙；
[0006]步骤2.绘制弹簧上端圈
[0007]根据上软垫刚度及变形量，确定弹簧的上端圈簧丝轴线所在平面，以该平面为基础，上端圈内径+簧丝直径为上端圈簧丝轴线直径，再依据上端圈数、上端圈过渡圈数、弹簧中径特征、端头位置调整角度参数，利用连接曲线命令得到上端圈簧丝轴线，此时弹簧上端圈的起点和终点已确定；
[0008]步骤3.绘制弹簧下端圈
[0009]利用螺旋曲线命令，得到弹簧的下端圈簧丝轴线终点：其中簧丝中心的轴向距离＝弹簧的设计高度或自由高度
‑
2*簧丝直径，转数＝弹簧总圈数
‑
上端圈过渡圈数，此时螺旋线最下端即为下端圈簧丝轴线终点，基于该点，依据下端圈升程、下端圈过渡圈数、下端圈数、下端预留间隙参数，利用连接曲线命令得到下端圈簧丝轴线，此时弹簧下端圈的起点和终点已确定；
[0010]步骤4.绘制弹簧中间圈
[0011]基于弹簧上端圈终点和下端圈的起点，弹簧工作圈的簧丝中心的轴向高度＝弹簧的设计高度或自由高度
‑
2*簧丝直径
‑
下端圈升程
‑
下端预留间隙，转数＝弹簧总圈数
‑
上端圈过渡圈数
‑
下端圈过渡圈数，此时弹簧中间圈绘制完成；
[0012]步骤5.基于弹簧上端圈、弹簧下端圈和弹簧中间圈，通过结合命令得到弹簧骨架线，在弹簧骨架线终点绘制圆，直径为簧丝直径，接下来运用肋命令得到弹簧3D数据；
[0013]步骤6.将步骤1弹簧建模中定义的特征参数的几何数值更换为待建模弹簧对应特征参数的数值，弹簧随之变为所需的数据模型。
[0014]所述绘制前对螺旋弹簧特征参数的设定数据分别为：簧丝直径＝19.8mm、上端圈内径＝64mm、上端圈数＝0.625、上端圈过渡圈＝1.25、弹簧中径＝128.2mm、弹簧的设计高度＝252mm、自由高度＝342.8mm、弹簧总圈数＝6.36、下端圈升程＝21mm、下端圈数＝0.75、下端圈过渡圈数＝1、端头位置调整角度＝
‑
20deg、下端预留间隙＝4mm。
[0015]所述步骤1中弹簧的上端圈内径是根据软垫尺寸确定的。
[0016]所述步骤6中修改弹簧对应特征参数的数值方法如下：
[0017]6.1，点击工具栏中的公式按钮后会弹出窗口，点击新类型参数，创建新特征参数，将该参数命名为所要关联的特征参数，并在长度栏填写好所需特征参数的数值；点击确定之后在结构树中多了一项参数，其中刚刚创建的特征参数及其数值就会显示；
[0018]6.2，在结构树中找到所要修改数值的特征参数，右键点击该特征参数，再通过公式编辑修改对应特征参数的具体数值。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]本专利技术基于CATIA建立螺旋弹簧的参数化模型，如果有用到螺旋弹簧的需要，只需根据弹簧上下软垫及弹簧需求，修改相关参数就可以得到目标螺旋弹簧。相比传统的建模方法，利用基于CATIA的螺旋弹簧参数化建模方法可以大大提高工作效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术绘制弹簧上端圈示意图。
[0023]图2为本专利技术绘制弹簧下端圈部分示意图。
[0024]图3为本专利技术绘制弹簧下端圈另一部分示意图。
[0025]图4为本专利技术绘制弹簧中间圈另一部分示意图。
[0026]图5为本专利技术绘制弹簧上端圈、弹簧下端圈和弹簧中间圈结合示意图。
[0027]图6为本专利技术绘制弹簧模型示意图。
[0028]图7为本专利技术公式参数与几何参数关联示意图。
[0029]图8为本专利技术公式参数与几何参数关联后簧丝直径显示示意图。
[0030]图9为本专利技术修改几何参数部分示意图。
[0031]图10为本专利技术修改几何参数另一部分示意图。
[0032]图11为本专利技术修改几何参数时弹出窗口示意图。
[0033]图12为本专利技术结构树中显示参数示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0035]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0036]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CATIA的螺旋弹簧参数化建模方法，其特征在于，包括如下内容：步骤1.在绘制之前，给螺旋弹簧的特征参数附上设定数据即几何数值作为建模的参数以控制弹簧形状，其中需设定数据的特征参数包括簧丝直径、上端圈内径、上端圈数、上端圈过渡圈、弹簧中径、弹簧的设计高度或自由高度、弹簧总圈数、下端圈升程、下端圈数、下端圈过渡圈数、端头位置调整角度、下端预留间隙；步骤2.绘制弹簧上端圈根据上软垫刚度及变形量，确定弹簧的上端圈簧丝轴线所在平面，以该平面为基础，上端圈内径+簧丝直径为上端圈簧丝轴线直径，再依据上端圈数、上端圈过渡圈数、弹簧中径特征、端头位置调整角度参数，利用连接曲线命令得到上端圈簧丝轴线，此时弹簧上端圈的起点和终点已确定；步骤3.绘制弹簧下端圈利用螺旋曲线命令，得到弹簧的下端圈簧丝轴线终点：其中簧丝中心的轴向距离＝弹簧的设计高度或自由高度
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2*簧丝直径，转数＝弹簧总圈数
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上端圈过渡圈数，此时螺旋线最下端即为下端圈簧丝轴线终点，基于该点，依据下端圈升程、下端圈过渡圈数、下端圈数、下端预留间隙参数，利用连接曲线命令得到下端圈簧丝轴线，此时弹簧下端圈的起点和终点已确定；步骤4.绘制弹簧中间圈基于弹簧上端圈终点和下端圈的起点，弹簧工作圈的簧丝中心的轴向高度＝弹簧的设计高度或自由高度
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2*簧丝直径
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下端圈升程
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下端预留间隙，转数＝弹簧总圈数
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上端圈过渡圈数
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下...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹，卫庭硕，郑文博，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：