使用catia对弹簧进行参数化设计

圆形截面圆柱压缩弹簧设计

特性线呈线性，刚性稳定，结构简单，制造方便，应用较广，在机械设备中多用作缓冲，减震，以及储能和控制运动等。

现以下图（图0）为例做一个弹簧。

图0

圆形截面圆柱压缩弹簧创建过程

1.创建螺旋线

（1）首先打开CATIA应用程序，然后在【开始Start】下拉菜单中从【形状shape】/【创成式曲面设计Generative Shape Design】打开曲面设计工作平台，如图1所示，系统弹出【零部件名称Part Name】对话框。

（2）在弹出的【零部件名称Part Name】对话框中输入弹簧的零件名称：spring，单击【确定OK】按钮。用户也可在树状目录上右键单击，在弹出的关联菜单中选【属性Properties】，然后在选项板上修改【零部件名称Part Name】为spring，如图2所示，单击【确定OK】按钮后，树状目录也被相应修改，如图3所示。

图1 图2

图3

（2）单击【参考元素Points】工具栏上的【点Point】工具按钮，系统弹出如图4所示的【点定义Point Definition】对话框。在对话框的【点的形式Point type】选择坐标，x坐标改为11.5mm，y，z坐标分别为0mm。单击确定。

图4

（3）再单击【曲线Curves】工具栏上的【螺旋线Helix】工具按钮，系统弹出如图5所示的【螺旋曲线定义Helix Curve Definition】对话框。在对话框的【起点Start Point】中选中【Point.1】，在对话框的【轴Axis】中选中【z轴Z Axis】在对话框的【螺距Pitch】中填4mm，在对话框的【高度Height】中填4mm.单击确定。所画螺旋线如图6所示。

图5

图6

（4）做第二段螺旋线，此段螺旋线在螺距4mm和螺距8mm的分界处，所以需要过渡。单击【曲线Curves】工具栏上的【螺旋线Helix】工具按钮，系统弹出如图8所示的【螺旋曲线定义Helix Curve Definition】对话框。在对话框的【起点Start Point】中选中【Helix.1\Vertex】，在对话

框的【轴Axis】中选中【z轴z Axis】，然后单击法则曲线，将下边的【形状type】选中，

【起始值Start Value】填4mm，【终点值End type】填8mm，如图7所示，然后单击【关闭Close】命令，结果如图8所示，单击确定。最终结果如图9。

图8

图9

（5）继续第三段螺旋线,单击【曲线Curves】工具栏上的【螺旋线Helix】工具按钮，系统弹出如图5所示的【螺旋曲线定义Helix Curve Definition】对话框。在对话框的【起点Start Point】中选中【Helix 2\Vertex.2】，在对话框的【轴Axis】中选中【z轴Z Axis】在对话框的【螺距Type Pitch】中填8mm，在对话框的【高度Height】中填30mm.单击确定。如图10所示，单击确定，结果如图11.。

图10 图11

（6）做第四段螺旋线，此段螺旋线与第二段的本质是一样的，所以需要过渡。单击【曲线Curves】工具栏上的【螺旋线Helix】工具按钮，系统弹出如图12所示的【螺旋曲线定义Helix Curve Definition】对话框。在对话框的【起点Start Point】中选中【Helix.3Vertex】，在对话框的【轴Axis】

中选中【z轴z Axis】，然后单击法则曲线，将下边的【形状type】选中，【起始值Start

Value】填8mm，【终点值End type】填4mm，如图13所示，然后单击【关闭Close】命令，点击确定，结果如图14.

图12 图13 图14

（7）做最后一段螺旋线，此段螺旋线与第一段螺旋线是一样的，单击【曲线Curves】工具栏上的【螺旋线Helix】工具按钮，系统弹出如图15所示的【螺旋曲线定义Helix Curve Definition】对话框。在对话框的【起点Start Point】中选中【Helix.4Vertex】，在对话框的【轴Axis】中选中【z轴z Axis】在对话框的【螺距Pitch】中填4mm，在对话框的【高度Height】中填4mm.单击确定。结果如图16所示。

图15 图16

（7）单击【操作Join-healing】对话框中的【结合join】命令，在要结合对象【要结合的元素Elements To Join】的对话框中将上述五条螺旋线都

选中，单击确定，如图17所示。

图17

2.扫略

（1）单击【线框circle-conic】工具条中的【圆circle】命令，弹出如图18所示的【圆定义Circle Definition】对话框，在【圆的形式circle type】选项中选择【Center and radius】，【中心Center】选项选Point.1。【支持面Support】选择ZX plane，【半径Radius】填2mm，【圆限制Circle Limitations】选择整圆。单击【确定OK】按钮，结果生成一个圆。

图18

（2）单击【曲面Sweeps】工具栏上的【扫略Sweep】工具按钮，系统弹出如图19所示的【扫略曲面定义Swept Surface Definition】对话框。在对话框的【平面类型Profile】中选中Circle.1项，在【引导线Guide Curve】框中选择【Jion.1】。单击确定，结果如图20所示。

图19 图20

3.填充

（1）在【开始Start】下拉菜单中从【机械设计Mechanical Design】中选择/【零件设计Part Design】打开零件设计工作平台，如图21所示。然后右击实体【spring】选择【定义工作对象Define In Work Object】如图22所示。

图21 图22

（2）单击【基于曲面特征Surface-Based】工具栏上的【封闭曲面Close Surface】工具按钮，系统弹出如图23所示的【定义封闭曲面Close surface Definition】对话框。在对话框的【要封闭的对象Object to close】中选中【扫略.1 Sweep.1】，然后单击【确定OK】按钮。结果如图24.