为什么在SolidWorks中使用刀具主体进行扫描切割？

你有没有想过3D扫描切割提供了什么好处？您是否曾经需要螺旋切割，但由此产生的几何形状并不完全是您所期望的？让我们来看看扫切命令的第三个选项，它可能会解决这些问题，甚至可能会解决更多问题。

实体工程 为扫描剪切功能提供了第三个轮廓选项。除了标准的扫描选项外，草图轮廓和圆形轮廓，与扫描凸台/底座功能共享。工具主体或实体轮廓可用于沿路径扫描单独的实体。这将产生不同的结果几何体，并且可能更适用于您的项目

以钻头为例。材料沿螺旋路径从一根棒材上移除。通常，二维轮廓草图沿着螺旋路径扫描，在过程中去除材料。这将在路径的末端产生一个平面；假设路径停止在棒材的附近。

在这种情况下，使用实体轮廓可能是更好的选择，因为端面将是锥形而不是平坦的，允许废料顺利地从通道中溢出，而不是堆积，从而使钻头的有效性降低。

除了路径完成的几何体差异外，沿路径移除的材料量也会增加。扫描切割功能的实体轮廓选项允许高级生成几何形状，我们将通过深入探讨瓶螺旋输送器的设计来分析差异。

瓶螺旋钻的工作原理与钻头相同。我创建了一个螺旋路径，直径与棒材相同，在那里，材料将被移除，因为轮廓扫描路径。我已经使用顶部平面绘制了我的轮廓以进行扫描。这个平面穿过螺旋线的中部，也是螺旋线的起点。

我想讨论的第一个扫描剪切示例是剪切-扫描01功能中使用的二维草图圆。草图轮廓通过皮尔斯关系与螺旋连接。皮尔斯关系将确保纵断面草图在从头到尾沿着路径运行时保持完全定义的状态。纵断面顶部平面与路径偏移一定角度。此偏移由螺旋的初始节距定义。当轮廓沿着路径扫描时，SolidWorks会在每个中间截面之间插值几何数据。纵断面的初始偏移角度将贯穿整个路径。在这里，用于瓶挤出的草图圆的直径为1.5英寸。此草图用于创建瓶身，在本研究中保持不变。

我已经把螺旋设置为4英寸的间距和4.5转。为了保持所有的东西不变，我在每一端修剪了半圈，这样我们就可以在分析任何重叠干扰时，将苹果和苹果进行比较。

聚焦在顶部平面部分，二维圆永远不会与该平面上的螺旋钻干涉。但是，我们希望重点关注从顶部平面和瓶体与螺旋输送器重叠的两个方向上的挤出。为了在即将发布的图像中说明这一点，瓶体的其他实例已被图案化，并在某些图像中设置为透明，以查看切割螺旋输送器在每个部分重叠的部分。

AISI 1020钢材料已被应用，以具有以下所示的质量特性的基础。这是我们在进行任何切割之前的螺旋输送器的初始质量。所有瓶装实例与螺旋输送器之间的初始干扰为10.55英寸3.

剪切-扫描01已在下面应用。正如预期的那样，螺旋输送器顶部平面部分的上方和下方都有很多重叠。如果相同直径的瓶子需要沿着旋转的螺旋输送器物理滑动，它将无法正确地在通道内对齐。

Cut-Sweep01使用了一个2D轮廓，一个圆形，整体面积为1.766英寸2 导致8个总干扰部分，每个约0.229英寸3 总共1.604英寸3 的干扰。在任何给定点切割之前，螺旋输送器上重叠接触的表面积约为4.870英寸2.

在将第一次剪切结果与使用工具主体的扫描剪切进行比较之前，让我们首先使用二维草图轮廓的替代方法。第二种情况将提供比第一种情况更好的结果，通过从棒材原料中去除更多的材料，从而减少干扰。

我们的第二个切割将使用垂直于螺旋路径的草图平面。而不是使用相同的圆形轮廓，我想模拟瓶子表面，它沿着路径在其垂直方向扫描。为此，我创建了一个垂直于路径的参照平面，并与螺旋的初始顶点重合，我将使用该参照平面作为我的新草图平面。

如果要在新的参照平面上执行初始圆草图的转换图元操作，则生成的椭圆的几何区域将缩小。相反，在此参照平面上创建新的二维草图后，我使用交点曲线命令生成瓶体外部区域的三维草图，其中瓶体与参照平面相交。这将创建生成的椭圆的较大几何区域，然后用作扫描切割的草图轮廓。由此产生的切口如下所示。

Cut-Sweep02还使用了一个2D轮廓，一个椭圆，总面积为1.919英寸2 导致8个总干扰段，每个约0.079英寸3 总共0.552英寸3 的干扰。剪切-扫描02比剪切-扫描01提供更好的结果，材料减少了66%。

最后，让我们看看我们的工具体扫描切割可以在以前的结果上改进多少。

我们的瓶身适用于此应用程序，因为我遵守了固体轮廓的指南。用于切割扫描的实体轮廓必须是凸形的，并且它必须是自己的实体；未与主体合并。它还必须由圆柱拉伸特征组成，就像我们这里的一样，或者仅使用解析几何的旋转特征组成。这意味着直线和圆弧是公平的游戏，但样条线不能使用。

实体轮廓沿螺旋路径扫掠，移除其在此过程中接触到的主体的任何部分，从而移除更多材质，因为我们不再处理二维草图。其结果是，在任何给定的中间部分，在初始2D平面上方和下方都有一个更大的通道，几乎没有或没有干扰。

Cut-Sweep03使用了3D轮廓，一个圆柱体，总表面积为17.671英寸2 （仅圆柱面）导致15个总干涉部分，每个约0.002英寸3 总共0.027英寸3 的干扰。剪切-扫描03比剪切-扫描02提供更好的结果，材料减少了96% ，比剪切-扫描01提供更好的结果，材料减少了99%。 可以在剪切-扫描特性管理器的“选项”部分进行其他优化。以前使用不同螺旋螺距的测试没有提供干扰。

我希望这有助于更好地解释在SolidWorks中使用扫描切割命令时二维切割和三维切割之间的几何差异。

除了路径完成的几何体差异外，沿路径移除的材料量也会增加。扫描切割功能的实体轮廓选项允许高级生成几何形状，我们将通过深入探讨瓶螺旋输送器的设计来分析差异。瓶螺旋钻的工作原理与钻头相同。我创建了一个螺旋路径，直径与棒材相同，在那里，材料将被移除，因为轮廓扫描路径。我已经使用顶部平面绘制了我的轮廓以进行扫描。这个平面穿过螺旋线的中部，也是螺旋线的起点。

瓶螺旋钻的工作原理与钻头相同。我创建了一个螺旋路径，直径与棒材相同，在那里，材料将被移除，因为轮廓扫描路径。我已经使用顶部平面绘制了我的轮廓以进行扫描。这个平面穿过螺旋线的中部，也是螺旋线的起点。

来源：SOLIDWORKS友创软件