SOLIDWORKS 2015制作麻花钻头模型

麻花钻是应用非常广泛的孔加工用具，同时也是几何形状复杂的切削刀具。要使用三维软件创建出麻花钻的实体模型，不仅要了解麻花钻的结构、参数等相关知识，还要掌握三维软件实体建模的技术。本文以 SOLIDWORKS2015作为建模工具，介绍其三维实体的建模过程。

麻花钻的三维建模有 4个要点。

（1）有横刃；（2）有两条螺旋状的排屑槽，排屑槽的横断面是曲线型的，但是在主切削刃磨成 118°顶角时，主切削刃是呈直线状；（3）主切削刃要有一个后角；（4）钻头有两条螺旋状的副切削刃。

一、创建基体

打开 SOLIDWORKS，单击“新建”、“零件”和“确定”图标，在文件界面特征树中选择“右视基准面”作为绘图平面。单击“草图绘制”，进入草图绘制状态，以坐标原点为基准绘制如图 1所示草图，草图绘制完毕后退出草图绘制。

单击特征工具栏“拉伸凸台/基体”图标，进入“凸台 -拉伸”属性管理器进行参数选项。在“方向 1”中给定深度 “1”，“方向2”中给定深度 “140”。最后点击确认选项 “√”完成草图的拉伸（图 2）。

二、创建路径、引导线及顶角线

在文件界面特征树中选择“前视基准面”作为绘图平面。单击“草图绘制”，进入草图绘制状态，以坐标原点为基准绘制如图 3所示草图（后文皆称此草图中两条线分别为路径草图线与引导草图线）。

过原点画一条构造线，端点与凸台实体的侧影轮廓边线重合，与中轴线夹角59°（后文皆称此构造线为顶角线）。绘制完毕后退出草图绘制（图 4）。

三、创建横截面

选择凸台实体的右平面，作为绘图平面（图 5）。

单击“草图绘制”，进入草图绘制状态，以坐标原点为基准绘制草图（此后皆称此草图为横截面草图）。具体步骤如下。

（1）隐藏实体以及之前画的草图，以免干扰绘制（图 6）。

图6

（2）以原点为圆心绘制两个圆，绘制过圆心的两条线（线1和线2），绘制竖直的线3、水平的线4相交于线1，线 1与线 3的夹角为 50°，再将两个圆和四条线都转为构造线，如图 7所示（后文皆用构造线 1、2、3、4来表示这四条线）。

图7

（3）绘制一个点，使用智能尺寸工具标注它和构造线1、3、4交点（后文皆称此交点为构造线交点）的距离为6，如图 8所示。

图8

（4）使用草图中的圆弧工具，选择“三点圆弧”，绘制端点与外圆重合、与构造线 1重合的原点，标注半径为 8（图 9）。

图9

（5）按住 Shift同时选中步骤 3中绘制的点、圆弧 1和构造线 3，添加几何关系“交叉点”（图 10）。

图 10

（6）使用三点圆弧绘制两端与构造线4重合的圆弧2，标注左端点与构造线交点距离为“5.6”（图 11）。

图 11

（7）使用三点圆弧绘制两端与圆弧 1、2端点重合的圆弧3，添加几何关系使其圆心与构造线1重合、与圆弧1、2相切，使用智能尺寸工具，按住shift标注构造线交点与圆弧 3切线距离为 0.5（图 12）。

图 12

（8）选择圆弧 3与构造线内圆，添加几何关系，使之相切（图 13）。

图 13

（9）以原点为圆心，使用圆弧工具“圆心 /起 /终点画弧”工具绘制与圆弧 2的左端点相交的圆弧 4，并使用直线工具使圆弧 4另一端点与构造线外圆相连，标注圆弧与直线端点与原点的水平距离为 1.8，标注直线与构造线 3的夹角为 30°（图 14）。

图 14

（10）绘制一个点，选中点、构造线 2与步骤 9中所绘直线，添加几何关系“交叉点”（图 15）。

图 15

（11）标注步骤10中所绘点和圆弧4与直线交点的垂直距离为0.8、与构造线外圆交点的距离为3以上（图16）。

图 16

（12）使用圆弧工具“圆心 /起 /终点画弧”工具绘制以原点为圆心的圆弧，端点分别与圆弧 1和步骤 9中所绘直线的端点重合，如图 17所示。

图 17

（13）将之前在前视基准面绘制的草图显示出来，拖动视角如图 18所示（能同时看见两张草图）。

图 18

（14）在构造线内圆上画一个点，选中此点与引导草图线（不与原点重合的那条），添加几何关系“穿透”（图 19）。

（15）此时草图完全定义，使用“草图合法性”工具检查正确性，检查无问题退出草图绘制（图 20）。

图 20

四、扫描切除

单击特征工具栏“扫描切除”图标，进入“切除 -扫描”属性管理器进行参数选项。轮廓选择横截面草图，路径选择路径草图线，引导线使用选择管理工具 Selection Manager选择引导草图线，最后点击确认选项“√”完成切除（图 21、图 22）。

单击特征工具栏“圆周阵列”工具，进入“圆周阵列”属性管理器进行参数选项，将临时轴显示，以实体的中心轴作为旋转轴，阵列数量为“2”，勾选“等间距”，最后点击确认选项“√”完成阵列（图 23）。

图 19

图 21

图 22

图 23

五、弯曲

使用“弯曲”功能，进入“弯曲”属性管理器进行参数选项：“弯曲输入”参数中选择“实体”，选择“扭曲”、勾选“粗硬边线”，角度为“612°”；基准面 1剪裁距离为“39”，基准面 2剪裁距离为“0”；“三重轴”参数中 X旋转原点为 “-5.72”，Y旋转角度为 “90°”，其余为 “0”，最后点击确认选项“√”完成弯曲（图 24）。

图 24

六、顶角切除

单击特征工具栏“参考几何体”工具，创建一个基准面，第一参考选择顶角线，设置为“垂直”；第二参考选择顶角线与侧影轮廓边线重合的端点，设置为“重合”。最后点击确认选项“√”完成基准面的创建（图 25）。

图 25

文件界面特征树中选择这个基准面作为绘图平面。单击“草图绘制”，进入草图绘制状态，以坐标原点为基准绘制草图，草图绘制完毕后退出草图绘制（图 26）。

图 26

单击特征工具栏“拉伸切除”图标，进入“切除 -拉伸”属性管理器进行参数选项。“方向 1”和“方向 2”都设置为完全贯穿。最后点击确认选项“√”完成切除（图 27）。

图 27

单击特征工具栏“圆周阵列“工具，进入“圆周阵列”属性管理器进行参数选项，以实体的中心轴作为旋转轴，阵列数量为“2”，勾选“等间距”选项，不勾选“几何体阵列”选项，最后点击确认选项“√”完成阵列（图28）。

图 28

至此，麻花钻头模型制作完毕，最后可以为其赋予材质，使其更具有真实感（图 29）。

图 29

七、结语

麻花钻是一种运用非常广泛的加工工具，通过SOLIDWORKS 2015软件实体建模，我们可以清楚了解麻花钻的特殊构造和一些详细的技术参数，在制作其他麻花钻变形产品的时候，就简单容易得多。