本实例要完成的变螺距圆柱螺旋弹簧如图6-26所示。该类弹簧通常作为压缩弹簧，在自由状态下，各有效圈之间应有适当的间距，以便弹簧在受压时有产生相应变形的可能。本实例的弹簧两端面与弹簧的中心轴线垂直，这样的好处是使弹簧在受压时不致歪斜。

在本实例中，主要学习如何创建变螺距圆柱螺旋弹簧、如何切平弹簧的两端，以及应用关系式。

下面是本实例具体的操作步骤。

步骤1：新建零件文件。

（1）在“快速访问”工具栏中单击“新建”按钮，弹出“新建”对话框。

图6-26 变螺距圆柱螺旋弹簧

（2）在“类型”选项组中选择“零件”单选按钮，在“子类型”选项组中选择“实体”单选按钮；在“名称”文本框中输入“TSM_6_2”；取消勾选“使用默认模板”复选框，不使用默认模板，单击“确定”按钮。

（3）弹出“新文件选项”对话框，在“模板”选项组中选择“mmns_part_solid”选项。单击“确定”按钮，进入零件设计模式。

步骤2：创建弹簧主体。

（1）在“形状”组中单击“螺旋扫描”按钮，打开“螺旋扫描”选项卡。

（2）在“螺旋扫描”选项卡中单击“实体”按钮和“使用右手定则”按钮，接着打开“参考”下滑面板，从“截面方向”选项组中选择“穿过旋转轴”单选按钮。

（3）在“参考”下滑面板中单击位于“螺旋扫描轮廓”收集器右侧的“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，选择TOP基准平面作为草绘平面，以RIGHT基准平面为“右”方向参考，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。

（4）绘制图6-27所示的螺旋扫描轮廓线，其中包含一条中心线。单击“确定”按钮，完成草绘并退出草绘模式。

（5）在“螺旋扫描”选项卡中打开“间距”下滑面板，将位置1（起点）处的间距（螺距）值设置为“4”，如图6-28所示。

图6-27 绘制螺旋扫描轮廓线

图6-28 输入位置1（起点）的间距为4

（6）单击“添加间距”选项，添加一个间距位置点（终点），并设置该点处的间距（螺距）为“4”，如图6-29所示。

（7）继续单击“添加间距”选项添加其他关键点，并设置相应的位置类型、位置参数和间距值，如图6-30所示。

图6-29 设置终点处的间距值

图6-30 添加其他间距点

此时，添加了相关间距点后的图形如图6-31所示。

（8）打开“选项”下滑面板，选择“保持恒定截面”单选按钮，如图6-32所示。

说明：在本例中，初步设定弹簧丝的直径为4，那么图6-31中的AB和EF（压平段）可以取1.5倍的弹簧丝直径，BC和DE（过渡段）可以取3倍的弹簧丝直径，而最中间的一段（CD段）为标准段，其长度由弹簧长度减去两端的压平段和过渡段所得。一般情况下，当估算弹簧的工作圈数大于7时，多取压平段长度的值为1～1.75倍弹簧丝直径；当弹簧的工作圈数小于或等于7时，压平段长度的值多取0.75倍左右弹簧丝直径，但不是绝对要这样取值，具体的取值要根据具体的设计要求和其他客观因素来选择。

图6-31 添加了相关间距点后的图形显示

图6-32 选择“保持恒定截面”单选按钮

（9）在“螺旋扫描”选项卡中单击“创建或编辑扫描截面”按钮，进入草绘模式。绘制图6-33所示的弹簧丝，单击“确定”按钮。

（10）在“螺旋扫描”选项卡中单击“完成”按钮，完成创建的具有可变螺距的弹簧主体如图6-34所示。

图6-33 绘制弹簧丝剖面

图6-34 创建的弹簧主体

说明：在很多应用场合，需要将弹簧的两端磨平，以获得满足要求的支承面。可以直接采用拉伸切除的方式来切平弹簧，考虑到弹簧会拉长或者缩短，建议对弹簧相关的尺寸设立关系式。

步骤3：对弹簧的长度尺寸设置关系式。

（1）如图6-35所示，从功能区的“模型”选项卡中单击“模型意图”→“关系”按钮，打开“关系”对话框。

（2）从“关系”对话框的一个下拉列表框中选择“零件”选项，如图6-36所示。

图6-35 单击“关系”按钮

图6-36 “关系”对话框

（3）在模型窗口中单击螺旋扫描特征，此时出现图6-37所示的菜单管理器。

（4）勾选“轮廓”复选框，接着选择“完成”选项。此时，在弹簧模型中显示出螺旋扫描的轮廓尺寸，如图6-38所示。

图6-37 菜单管理器(www.daowen.com)

图6-38 显示轮廓尺寸

（5）在“关系”对话框的文本框中输入关系式“H=d0”，如图6-39所示。接着在对话框中单击“执行/校验关系并按关系创建新参数”按钮，弹出图6-40所示的“校验关系”对话框，单击“校验关系”对话框中的“确定”按钮，然后单击“关系”对话框中的“确定”按钮。

步骤4：切平弹簧。

（1）单击“拉伸”按钮，打开“拉伸”选项卡。

（2）在“拉伸”选项卡中指定要创建的模型特征为（实体），并单击“去除材料”按钮。

（3）单击“拉伸”选项卡中的“放置”按钮，打开“放置”下滑面板，单击其中的“定义”按钮，打开“草绘”对话框。

图6-39 输入关系式

图6-40 “校验关系”对话框

（4）选择TOP基准平面作为草绘平面，默认以RIGHT基准平面作为“右”方向参考，单击“草绘”对话框中的“草绘”按钮，进入草绘模式。

（5）绘制图6-41所示的草图。

（6）在功能区中切换至“工具”选项卡，从“模型意图”组中单击“关系”按钮，如图6-42所示，系统弹出“关系”对话框。

图6-41 绘制草图

图6-42 单击“关系”按钮

（7）在“关系”对话框的文本框中输入“sd1=H”，如图6-43所示。

图6-43 设置尺寸关系式

（8）单击“关系”对话框的“确定”按钮，完成尺寸关系式的设置，此时设置的关系式驱动了尺寸，使绘制的剖面如图6-44所示。

（9）在功能区中切换至“草绘”选项卡，单击“确定”按钮。

（10）打开“拉伸”选项卡的“选项”下滑面板，将“侧1”和“侧2”的“深度选项”均设置为“（穿透）”选项。

（11）在“拉伸”选项卡中单击图6-45中鼠标光标所指的“将材料的拉伸方向更改为草绘的另一侧”按钮。

图6-44 绘制的剖面

图6-45 定义方向

（12）单击“拉伸”选项卡中的“完成”按钮，切平两端的圆柱螺旋弹簧如图6-46所示。

图6-46 切平效果

为了让读者形象地理解设置尺寸关系式的好处，现在介绍如何对螺旋扫描特征进行重定义及如何修改弹簧的长度，注意修改长度后，弹簧的两端始终保持磨平的状态。下面是重编辑定义螺旋扫描特征的操作步骤。

（1）在模型树上，右击螺旋扫描特征，从出现的图6-47所示的快捷菜单中选择“编辑定义”工具，弹出图6-48所示的“螺旋扫描”选项卡。

（2）在“螺旋扫描”选项卡的“参考”下滑面板中，单击位于“螺旋扫描轮廓”收集器右侧的“编辑”按钮，进入草绘模式。

（3）在草绘模式中，将轮廓轨迹线的总长度修改为100，如图6-49所示，单击“确定”按钮。

图6-47 选择“编辑定义”工具

图6-48 “螺旋扫描”选项卡

（4）在“螺旋扫描”选项卡中打开“间距”下滑面板，将第5位置点和第6位置点的位置类型和位置参数修改成图6-50所示。如果事先已为压平段等设置满足设计要求的关系式，那么便不用手动修改相关位置点的位置参数。

图6-49 修改尺寸后的剖面

图6-50 修改相关位置点和位置类型

（5）在“螺旋扫描”选项卡中单击“完成”按钮，修改弹簧长度后的再生效果（可单击“重新生成”按钮再生模型）如图6-51所示。

图6-51 修改弹簧长度等的结果