在機(jī)械傳動(dòng)中，螺紋的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在數(shù)控設(shè)備上更是大量使用滾珠絲杠。對這些螺紋零件，采用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造是離不開仿真技術(shù)的，本文主要介紹的是基于AutoCAD平臺(tái)，利用VLISP編程，根據(jù)螺紋加工原理、三維實(shí)體造型和對象布爾運(yùn)算等實(shí)現(xiàn)螺紋加工三維動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)。

一、基圓柱體造型

    根據(jù)國標(biāo)（GB196―81）規(guī)定，三角螺紋的基本尺寸有外徑D、中徑D2、內(nèi)徑D1、螺距P、基本三角形高度H和牙形角60°。按有關(guān)規(guī)定，滾珠絲杠公稱直徑為D，長度為L，滾珠直徑為db。將基圓柱體的直徑取為D，長度取設(shè)計(jì)值L，則程序代碼如下：

(setq d (getreal"\n請輸入螺紋外徑:")
l (getreal"\n請輸入螺紋長度:")
)
(command "cylinder" (list 0 0 -1) "d" d (* -1 l ) )；畫圓柱體

二、切削刀具造型

    螺紋加工常用車削、銑削等加工方法，下面僅以車削三角螺紋和銑削滾珠絲杠為例來說明。

1. 三角螺紋車刀簡化模型

零前角螺紋車刀的創(chuàng)建，如圖1所示其代碼如下：
 

圖1 車刀多邊形

　　(setq p1 (list 0 0 0));設(shè)當(dāng)前坐標(biāo)原點(diǎn)為P1
(setq p2 (polar p1 0 (/ p 4)))
(setq p3 (polar p2 (/ pi 3 -1) (* 5 h)))
(setq p4 (polar p3 (/ pi 2 -1) 10))
(setq p5 (polar p4 pi (+ (/ p 4)(* 5 h))))
(setq p6 (polar p5 (/ pi 2) 10))
;定義車刀多邊形p1 p2 p3 p4 p5 p6點(diǎn)的相對坐標(biāo)
(command "pline" p1 p2 p3 p4 p5 p6 "c" "") ；用多段線形成封閉多邊形
(command "extrude" "l" "" -5 "")；拉伸形成車刀模型
(setq e1 (entlast))；返回圖元名
(command "move" e1 "" "0,0,0" (list (/ p 2 -1) (/ d1 2 -1) 2.5))；移動(dòng)到起刀點(diǎn)

2. 滾珠絲杠圓盤銑刀簡化模型

    圓盤銑刀是根據(jù)絲杠螺紋槽的法剖面廓形而創(chuàng)建的成形銑刀，為簡化計(jì)算可用軸向剖面廓形代替，主要代碼如下：
(setq db (getreal"\n請輸入滾珠直徑:"))；定義銑刀截面多邊形各節(jié)點(diǎn)P11、P12、P13、P14，如圖2所示
 

圖2 銑刀截面多邊形

　(setq p11 (polar (list 0 0 0) (/ pi 2) 23.5))
(setq p12 (polar p11 0 db))
(setq p13 (polar p12 (/ pi 2 -1) 13.5))
(setq p14 (polar p13 (* pi -1) db))
;定義銑刀截面多邊形各節(jié)點(diǎn)P11、P12、P13、P14
(command "pline" p12 p13 p14 p11 "a" "cl" "") ；用多段線繪制銑刀截面多邊形
(command "revolve" "l" "" "x" "" )；旋轉(zhuǎn)生成銑刀體
(setq o1 (entlast))；返回圖元名
(command "ucs" "y" "" "" "color" 1)；坐標(biāo)系繞Y軸轉(zhuǎn)90°，并指定顏色為紅色
(setq p20 (list 0 0 0))；設(shè)當(dāng)前坐標(biāo)原點(diǎn)為P20
(setq p21 (polar p20 0 3.3))
(setq p22 (polar p21 (/ pi 2 ) 5.2))
(setq p23 (polar p22 (/ (* 105 pi )180) 1.3))
(setq p24 (polar p20 (/ pi 2 ) 6))
(setq p25 (polar p20 (/ pi 2 ) 5))
；定義銑刀槽截面多邊形各節(jié)點(diǎn)P20、P21、P22、P23、P24及基點(diǎn)P25，如圖3所示
 

圖3 銑刀槽多邊形

(command "pline" p20 p21 p22 p23 "a" p24 "l" "c" "")；用多段線生成銑刀截面多邊形
(command "extrude" "l" "" (* 2 db) "")；拉伸形成刀槽體
(setq o2 (entlast))；返回該圖元名
(command "move" o2 "" p25 (list 0 -25 -1))；以基點(diǎn)P25移動(dòng)刀槽體到指定點(diǎn)
(command "array" o2 "" "p" p21 20 "" "" )；將刀槽體環(huán)形矩陣20個(gè)
(setq ss (ssget "x" '((62 . 1))))；以紅色為過濾器創(chuàng)建選擇集ss
(command "subtract" o1 "" ss "")；將銑刀體與刀槽體進(jìn)行布爾差運(yùn)算生成銑刀簡化模型
(setq o3 (entlast))；返回該圖元名
(command "rotate" o3 "" p21 5)；銑刀旋轉(zhuǎn)5°
(command "move" o3 ""
(list 0 0 0) (list 0 (* -1 (+ 25 (/ (- d db) 2))) 0))；將銑刀移動(dòng)到切削位置

三、螺紋加工三維仿真

1.車削螺紋仿真原理

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