在機械傳動中,螺紋的應用十分廣泛,尤其是在數控設備上更是大量使用滾珠絲杠。對這些螺紋零件,采用CAD/CAM技術進行設計與制造是離不開仿真技術的,本文主要介紹的是基于AutoCAD平臺,利用VLISP編程,根據螺紋加工原理、三維實體造型和對象布爾運算等實現螺紋加工三維動態仿真技術。
一、基圓柱體造型
根據國標(GB196—81)規定,三角螺紋的基本尺寸有外徑D、中徑D2、內徑D1、螺距P、基本三角形高度H和牙形角60°。按有關規定,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,長度取設計值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));設當前坐標原點為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點的相對坐標
(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));移動到起刀點
2. 滾珠絲杠圓盤銑刀簡化模型
圓盤銑刀是根據絲杠螺紋槽的法剖面廓形而創建的成形銑刀,為簡化計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點P11、P12、P13、P14,如圖2所示
