彈簧和螺旋這個東西在舊版的AutoCAD要畫3D圖不是容易的事

 

笨一點的方法是個別建立3D半圈的環形,再連接成完整的3D彈簧或螺旋

3D螺旋畫法10  

 

3D螺旋畫法11  

 

3D螺旋畫法12  

 

3D螺旋畫法13  

 

聰明點用掃掠的方法成型,但掃掠路徑的那條螺旋線,還是只能用一段一段畫再連接起來,或是借助AutoLISP來自動完成


新版的AutoCAD多了能參數式產生3D螺旋線的功能,在畫3D彈簧和螺旋確實省了不少事,但還是有不少問題。若要畫出尺寸精準的3D彈簧或螺旋,就必須一一排除那些問題

 


首先螺旋線的起點問題:先來產生幾條螺旋線,設定上下半徑相同圈數10圈逆時針方向

3D螺旋畫法01  


最左邊螺旋是開新3D圖檔後,沒有指定UCS座標建立的。注意一下螺旋線下方起點,不是在180度方向。大約落在165度到195度之間,尺寸為什麼說是大約?因為每次開新3D圖檔後,直接畫的螺旋線起點角度都不同。若只是隨便畫個3D螺旋線的示意圖是沒有差,若是要畫出精確的3D螺旋線就差很多了


中間螺旋是指定UCS座標為世界座標後建立的,注意一下螺旋線下方起點,準確的落在X軸的0度方向


最右邊螺旋是指定UCS座標為繞Z軸轉90度方向後建立的,注意一下螺旋線下方起點,是準確的落在轉向X軸的0度方向,也就是原先世界座標X軸的90度方向

 


再來以螺旋線用不同方式建立3D彈簧

3D螺旋畫法02  


左邊對齊方式是截面自動垂直對齊螺旋線端點,基準點設在截面圓心


右邊對齊方式是截面不自動垂直對齊螺旋線端點,基準點設在截面圓心


建立後的彈簧乍看之下沒有差別,對半剖開後截面就有差,左邊的截面已不是正圓型

3D螺旋畫法03  


螺旋線的螺旋角加大後差距會更明顯,螺旋角設定為45度建立彈簧。右邊彈簧的截面還是正圓型,左邊彈簧的截面已經變成橢圓形

3D螺旋畫法04  


建立螺絲的螺牙時,因為螺旋線的螺旋角差異很小,所以看不出差別。左邊有截面自動垂直對齊螺旋線端點,可以稍微看出中心斷面不是完全的直線。右邊沒有截面自動垂直對齊螺旋線端點,中心斷面是完全的直線;或許有人覺得沒差,但在做差集或交集運算時就是成功失敗的關鍵

3D螺旋畫法05  

 

 

截面在螺旋線端點的相對位置,在指定截面不自動垂直對齊螺旋線端點時,產生的3D螺旋形狀會差很多,要特別注意這一點

3D螺旋畫法06  

 

3D螺旋畫法09  

 

 

螺旋線沒辦法用指定螺旋角的方式產生,想要特定螺旋角的螺旋線只能用計算的方式,用公式算出每一圈的間距高度

 3D螺旋畫法07  


算出的間距高度不可能完全照單輸入,小數點以下幾位一定會捨棄,不過至少能畫出極接近正確螺旋角的圖形


下圖由左至右分別為螺旋角60度、螺旋角45度、螺旋角30度

3D螺旋畫法08  

 


總結來說:


想要維持截面形狀正確的螺旋,在產生3D圖形時,就不要指定截面自動垂直對齊螺旋線端點的掃掠方式


截面高度大小不能大於或等於螺旋每一圈的間距高度,在掃掠時會運算失敗,總之就是避免掃掠時圖形自我干涉。因此要畫出正確的3D螺絲,螺牙截面的三角形要略小於螺距才能成功

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