庫里有一隻參數化的螺絲丁

純三維設計中的螺絲是一個難點，因為螺絲的規格很多，而且一個螺絲又要有螺紋，又要有沉頭。這一套要做設計變更的話，牽扯的特徵很多。但是我標準件庫里這隻參數化的螺絲丁，任君挑選規格，隨你變換位置。並且，建這樣一隻螺絲，很簡單。

下文要所講解的參數化的螺絲標準件是在CATIA軟體自帶的標準件庫的基礎上做修改得到的，這種建立標準件的思路也適用於其他的零件，或者其他軟體。也可以將需要的標準螺絲存為x_t形式到其他軟體中使用。

為什麼一定要有參數化的螺絲。一件工業產品的設計過程當中，工程師需要用設計軟體來表達的無非是三種特徵，不規則的曲面、規則的零件、以及連接件（螺絲、銷）。由於曲面並不太可能標準化，所以談不上參數化。曲面的問題經常被用來質疑參數化，稍有經驗的人都知道這個問題沒有意義。規則的板件、桿件等的參數化設計，我在CATIA參數化設計專欄裡面的文章，已經基本講完整了。但是零件上往往會有螺紋孔不方便製作，而且製作後要更改幾乎是只能夠是刪除重做。一類產品上的螺絲通常有固定的幾種規格，如果做好螺絲的標準件，並且這些標準件可以在其他零件上通過布爾作孔，那麼後續更改就方便了。同樣的銷孔也可以借鑒螺紋孔的做法。

目前在CATIA中使用螺絲是這樣的：

CATIA自帶的標準件庫裡面提供了各種規格的螺絲，在產品（裝配）模塊（功能）下。使用的時候，在需要插入螺絲的地方先提前插入一個點，從標準件庫中找到需要的螺絲類型和大小，選擇打孔的方位，選擇要打孔的零件，即可在選定的點上生成一個螺絲，並且已經在選定的相關零件上生成了沉台孔和螺紋孔。

這時，試著改變已經生成的螺絲孔位置，可能的方案只能是移動最開始插入的那個點。遺憾的是，改變那個點的位置，只能夠改變螺絲零件（part）實體的位置，而螺紋孔和沉台孔並不會移動。而往往，我們在意的最終結果是螺紋孔和沉台孔的位置和大小，而不是螺絲本身。所以解決螺絲孔位置就成了一個問題。

而為什麼會在更改位置時出現這樣的情況，需要分析螺絲標準件這個part文件的製作思路。

分析軟體自帶的螺絲文件構成，打開一個螺絲的樹狀圖，可以看到，一共由以下部分組成：參數、關係、部件實體，沉台孔，螺紋底孔，參考點、發布的技術特徵。

而孔（hole），作為一種技術特徵(technological results)，是不能夠實現位置變換的，只有實體才可以完成這些變換。所以我們需要把孔做成實體，並且將沉台和螺紋底孔的實體都做在同一個坐標下，其位置都參考該坐標的原點。再用孔所佔有的空間做成的實體，去修剪（布爾）其他的零件，那麼孔的位置就可以通過變換軸系，陣列等等操作在空間自由地移動。因為螺紋也只是一種特徵，軟體並沒有真的把那些螺旋槽做出來，但是你可以在樹狀圖上看到它，也可以在投影成的工程圖裡看到它。正是由於它是一種特徵，所以不能夠通過一顆螺絲釘上的外螺紋通過布爾運算去把其他零件減出一個內螺紋孔來。所以我們做螺絲孔實體的時候不用把螺紋加上，而只需要做螺紋的底孔，後續添加螺紋在通過布爾得到的孔上。

為了獲得螺絲孔實體問題，我們需要對標準件庫中自帶的螺絲進行修改，做一組方便移動的螺絲標準件。首先由於只需要孔，螺絲實體是不必要，所以我自己建模的時候把這部分刪除了，而沉台孔和螺紋底孔，要改成實體，這樣後面發布的孔技術特徵也可以刪除了。還有，由於孔的位置要通過參考點去控制，並且還要通過變換軸系去改變孔的方位，所以，我增加了一個坐標軸系，這個軸系是以增加的點作為參考原點。以下是樹狀圖，和之前的對比，可以看出剛剛講的這幾點不同，增加了軸系，去掉了螺絲體，孔變為實體。

參照庫中的螺絲的做法，我們將螺絲零件的每一個實體部分做在同一個坐標系下。

插入螺絲的步驟如下：

開始，機械設計，模具設計，插入模架，選擇需要的螺絲規格，選一個點插入，不要選原點。其他都默認。

在樹狀圖中找到螺絲，右鍵，對象，在新窗口中打開。

新建的模型做在剛才打開的螺絲零件文件中，可以不用再定義原始的自變數參數。建好模型之後再刪除舊的螺絲體和孔等。

以下是具體新建步驟：

開始，機械設計，線框和曲面--插入點2。點2的坐標可以方便地在樹狀圖上更改。

選中該點--插入軸系2。

在這個軸系中我們要完成沉台和底孔的實體。

插入幾何體。右擊，屬性，特徵屬性，特徵名稱，改為tap。這個是螺紋底孔。由於底孔下部有一個錐形，所以底孔實體選擇用迴轉體。參考庫中的螺絲，坐標系2的xy平面作為螺絲沉頭的端面，這樣，做出來的孔正好能夠使螺絲沉頭完全不露出零件表面。如果需要螺絲下沉更深或者不下沉，可以在使用時通過移動操作來修改。選草圖圖標，在坐標系2的xz平面上畫出迴轉體截面。點擊自動約束，參考對象是點2。

底孔的長度和大小都是與螺紋規格相關的，底孔長度的參數可以參照自帶的標準螺絲來定義。此處深度是L+K+e/2，K和L的含義在表格的表頭中，e的含義可以自己推測。這個關係式之所以這樣定義的原因是：在原來的標準件中，tap hole（螺紋孔）的深度是通過偏移平面得到的，並且這個偏移的深度在關係中的公式中有詳細信息，如下圖。

如果設計者了解螺絲的規格定義，也可以自行設計參數關係式。

為了定義底孔的直徑，新建一個參數x，設為單值0。將底孔半徑設置為x/2。這裡需要用到Rule規則這種關係，這是CATIA參數化設計的一部分。Rule是一串賦值的規則，適用於不連續的參數數值，這是它和公式的區別。標準的螺紋底孔的半徑是一些不連續的數值，不是y=ax這種連續的函數，所以在這裡我們要用到rule,其在樹狀圖上的位置如下圖：

點擊開標準的螺絲樹狀圖上的rule,複製原有的。通過rule，Start ，knowledge添加一個新的rule，粘貼剛才複製的內容，刪除除di以外的其他參數，然後把di全部替換為x。tap旋轉體的參數就設置好了。這樣，標準的螺紋底孔實體也就有了。這裡之所以這樣賦值，是因為自帶螺絲的rule規則里di這個參數就是底孔的直徑。注意我們的草圖中定義的是半徑，所以半徑是x/2。更改之後的rule具體如下圖。

到這裡，草圖完成，迴轉成實體，參數化的螺紋底孔就完成了。

另外一部分是沉台孔，包括沉台孔和通孔。以兩個圓柱形拉伸實體來表示，其圓截面畫在坐標系的XY平面。通孔的直徑有標準要求，其長度一端要求連通沉台，另一端則盡量長，但長過螺紋孔就沒有意義；沉台的直徑和深度都有要求，其深度是螺絲頭的高度。

通孔的直徑賦值c/2，長度L+K即可，比螺紋底孔少e/2的長度。

沉台孔的深度一端是螺絲頭深度K，另一端盡量長。孔徑值為』d_hole』/2

以上公式賦值的原因和底孔一樣，參照庫中自帶的螺絲文件。

最後，測試，布爾求差。添加螺紋。添加技術結果。選擇某實體，布爾求差，選擇drill。同理，tap。tap之後的孔上加螺紋。可以到處打孔了。用變換軸系命令去改變孔的方位。螺絲，有粗牙，細牙，各種規格。粗細牙，因為其底孔大小的rule規則不一樣，簡單的方法是另外建立一個part文件。

均布的用實體陣列。在一個圓周上非均布的孔怎麼做？在線框和曲面設計，畫一個圓心為原點的圓。畫點在圓周上，按比率。用於插入軸系即可。

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