SolidEdge St5参数化曲线设计

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摘 要：针对solidedge在产品设计中遇到的一些复杂曲线的情况，通过两个实际案例，由浅入深地讨论了如何利用该软件进行曲线的参数化设计。

关键词：SolidEdge；复杂曲线；参数化设计

st5是西门子公司的最新的SolidEdge版本，在钣金设计、装备设计等方面都有其独到之处。相对而言，其在曲线曲面上的表现就不那么抢眼，本文旨在探讨其在参数化曲线设计方面的应用。

对用解析式表达的曲线，SolidEdge不像NX、Creo具有直接创建公式的命令，它只能利用Excel中的编程能力，把曲线的解析式转化成相应的点列。所以，在Solid Edge里面构建参数化曲线，关键在于Excel中的点的构建，Excel中构建的点列越密集，形成的参数化曲线精度则越高。

1 弹簧曲线的创建

弹簧曲线数学方程为：

其中 为半径， 为一角度常量， 为变量， 为一常量。

在SolidEdge建模环境下，打开【按表创建曲线】命令，弹出【插入对象】对话框，勾选【创建新的电子表格】，单击【确定】，进入到Excel中。根据式（1），在Excel里编程， A列表示生成的X点列，其值为=D1*COS（E1*F1）；同样，B列其值为=D1*SIN（E1*F1）；C列其值为=G1*F1；其他各列SolidEdge并不会去读，可以用于Excel编程时的其他参数设置，如上面数学模型中的 。D列表示 ，其值定为常数100；E列表示 ，其值定为常数PI/180；F列表示变量t，其值定为从0开始以30递增的数列，G列表示常量 ，其值定为0.5。Excel编程完成后如图1所示。

图1弹簧曲线数列 图2弹簧曲线

保存Excel后，SolidEdge绘图区就会显示绘制后的曲线，如图2所示。

2 环形螺旋曲线的创建

根据前述说明，绘制如图3所示的环形螺旋曲线。

图3 环形螺旋曲线

根据圆曲线的数学模型，可以推出该环形螺旋曲线的数学模型为：

在Excel中编程，A列为x的数列，B列为y的数列，C列为z的数列，D列为半径60，E列为半径15，F列为一角度常数PI/180，E列为从0开始，按5递增的变量，完成后如图4所示。要特别注意的是，绘制的曲线是封闭的，数列E的第一个数字为0，最后一个数字为355，不能为360，否则出错。

图4 环形螺旋曲线数列

保存并关闭Excel后，在如图5所示的对话框中，单击【参数步骤】，弹出对话框，勾选【封闭】【自然】，单击【确定】，返回图5所示对话框，单击【完成】，创建如图6所示曲线的。

图5 按表创建曲线对话框

图6 环形螺旋曲线 图7 环形波浪曲线

把上述数学模型中的改成 ，改曲线又变形成如图7所示的环形波浪曲线。

3 结语

SolidEdge参数化曲线设计的关键在于Excel中的编程，Excel中生成点的数量和精度将决定绘制的曲线的精度。理论上，只要能在Excel中生成数据点的曲线，包括诸如凸轮的外轮廓曲线、螺旋桨叶面曲线等都能绘制，只是难度和复杂度不一而已。

基金项目：2012年度浙江省教育技术研究规划课题[JB061]

参考文献：

[1]何煜琛主编.三维CAD习题集.北京：清华大学出版社，2010

[2]詹友刚主编.SolidEdge St4曲面设计实例精解.北京：机械工业出版社，2013.

作者简介：

杨小华，男，浙江衢州人，工学硕士，讲师/工程师，主要从事数控机床、CAD/CAM的研究与教学.