引言
絲錐是一種常用的切削刀具。許多中小尺寸螺紋孔的粗精加工都離不開它。實際生產中，絲錐的耐用度比較低，為了使用有限元方法探索提高其耐用度的途徑，必須建立精確的絲錐模型。但因其切削角度較多，螺旋線生成復雜，Autocad等普通軟件無法實現，絲錐規格較多時，每一種規格都要重新繪制，效率低下。SolidWorks實體設計軟件具有獨特的實體掃描、放樣功能，能夠實現復雜零件的智能化設計。利用其"尺寸驅動"的強大特點，只需在某一型號基礎上，通過相關參數的更改就可以快速形成新的零件，實體設計效率大為提高。
1 SolidWorks軟件特點
該軟件是美國SolidWorks公司的產品，相對于二維CAD軟件來說，有許多優點。其中之一就是它能真正體現出設計者的設計意圖，擺脫了二維CAD軟件純粹繪圖的作用，是目前機械設計的發展方向[1]。在SolidWorks中，無論是草圖、特征或者裝配中的尺寸，都是"驅動"的作用，是所標注對象的幾何數據庫的內容，而不是對所標注對象的"注釋"。而且驅動尺寸始終與標注對象關聯[2]。
SolidWorks有很強的三維造型功能。它利用拉伸、旋轉、掃描、放樣和加厚度等特征造型技術生成形體[3]；通過系列零件設計表，可實現系列零件設計；通過三維和二維設計之間的"全相關"設計特點，可自動生成已有零件和部件的工程視圖。使得設計人員可以更加專注于"構思和設計"。
2 M24絲錐實體造型過程
2.1 M24絲錐結構分析及實體造型構思
由于絲錐切削部分主要由螺旋切削刃構成。為了排屑方便，同時形成適宜的切削角度--前角，通過在軸向均勻分布的圓弧槽構成容屑槽，同時產生前角。因此該刀具的切削刃是斷續的螺旋線。切削刃后部是圓柱形柄部。為了加工時機床或者手動夾持方便，通常具有方頭尾部。
從上述結構特點可見：切削部分的造型是整個造型的難點，必須充分考慮螺旋線和容屑槽的生成過程及順序。為了降低造型難度，先通過掃描的方式生成螺旋槽，然后在端面上構建容屑槽斷面草圖，并進行帶引導線的放樣、圓周陣列，*生成比較簡單的柄部及尾部。
2.2 M24絲錐造型過程
首先通過拉伸的方式建立切削部位初始圓柱面。在圓柱面上創建螺旋線草圖以及螺紋槽剖面草圖，如圖1所示。掃描輪廓垂直于掃描路徑并且位于掃描路徑的起點。據此參數完成切削部螺旋槽，如圖2。
圖1 掃描路徑及輪廓
圖2 螺旋槽形成圖
在已經生成的切削部分的端面上根據容屑槽尺寸建立圖3所示草圖，并且經"拉伸切除"操作后，得到一條容屑槽。
圖3 絲錐容屑槽的生成
選擇圓柱面的軸心建立基準軸1，對容屑槽進行圓周陣列，得到圖4所示切削部位模型。
圖4 絲錐切削部分
切削部位完成后，通過進一步的"拉伸"操作建立柄部以及尾部特征，中間穿插完成容屑槽在柄部的自然過渡，該過程采用"放樣"特征實現，如圖5所示。
圖5 放樣生成柄部容屑槽
最終完成的絲錐模型如圖6所示。
圖6 完整絲錐模型
3 公稱直徑變化后絲錐模型的創建方法
上述創建過程是完全按照M24絲錐的各部尺寸創建的，如果有限元分析過程中，需要其他尺寸的絲錐模型，僅需要退回到建模的起點位置設置相關的參數，更改相關草圖尺寸以及拉伸、切除、掃描、放樣等特征參數值，即可比較容易的滿足設計要求。如果為了創建刀具庫等標準化、大規模的操作，則可以使用SolidWorks為用戶開放的二次開發接口VBA以及參數化設計方法，編制一個簡單的程序，在需要某種規格時輸入相應的參數即可實現。
4 結語
利用SolidWorks軟件進行絲錐實體設計，方便快捷。對于外形相似、規格不同的絲錐，可謂"一勞永逸"，對于所有復雜刀具設計、制造行業來說，提供了一種便捷的解決方案；對于實現CAD/CAM/CAE等一體化工程，也提供了可靠的、一致性較強的模型。
