4. 拉伸与布尔运算构建阶梯轴
阶梯轴建模思路:分段拉伸 + 布尔合并/切除
阶梯轴由多个不同直径的轴段组成,各段之间形成轴肩。在 NX 中,最直接的做法是:先按最大外径拉伸主体,再逐段拉伸小直径轴段并求和,最后用拉伸切除中心孔。这样每次拉伸的截面都是简单圆,布尔运算方向明确,便于后续修改。
本例目标模型参数(教学示例):总长 120 mm,三段轴径分别为 φ40、φ30、φ20,长度依次为 40、50、30 mm,中心通孔 φ10。建模基准:以 XY 平面为草图平面,拉伸方向为 +Z,轴线沿 Z 轴。
关键操作与参数设置
在 NX 中按以下顺序执行,每一步都对应上图中的一段拉伸或一次布尔运算。
- 创建轴段1(φ40 × L40):选择
拉伸命令,草图平面选XY平面,绘制直径 φ40 的圆,圆心约束在坐标原点。拉伸方向+Z,距离40 mm,布尔运算选无(生成独立实体)。 - 创建轴段2(φ30 × L50):再次进入
拉伸,草图平面选轴段1的右端面(Z=40 处),绘制 φ30 圆,圆心与轴线重合。拉伸距离50 mm,布尔运算选求和,目标体选轴段1实体。 - 创建轴段3(φ20 × L30):草图平面选轴段2的右端面(Z=90 处),绘制 φ20 圆。拉伸距离
30 mm,布尔运算选求和,目标体选已合并的实体。 - 切除中心通孔(φ10):在
XY平面绘制 φ10 圆,拉伸方向+Z,距离设为贯通或120 mm(大于总长),布尔运算选求差,目标体选阶梯轴实体。
布尔运算顺序建议:先完成所有轴段的求和,再统一做中心孔求差。如果先求差再求和,后续拉伸的工具体可能覆盖孔区域,导致孔被“填回”。若必须分步求差,需确保每次求差后孔特征不被后续求和操作覆盖。
验证与检查
| 检查项 | 预期结果 | 判断方法 |
|---|---|---|
| 实体数量 | 1 个实体 | 部件导航器中仅有一个“体”特征 |
| 总长度 | 120 mm | 测量两端面沿 Z 方向距离 |
| 各段直径 | φ40 / φ30 / φ20 | 测量各段圆柱面直径 |
| 中心孔 | φ10 贯通 | 测量孔直径,检查两端是否贯穿 |
| 轴肩位置 | Z=40 和 Z=90 | 测量轴肩端面到左端面的距离 |
常见问题:若求和后轴肩处出现多余面或孔被部分遮挡,通常是拉伸草图平面选错(未选在已有实体端面上)或拉伸方向反向。检查草图平面的 Z 坐标是否与上一段末端面一致,并确认拉伸方向为
+Z。