本实例要完成的螺栓为六角头螺栓，如图10-3所示，其标记为“螺栓GB 5782—86M12×80”，即螺纹规格d=M12、公称长度为80、性能等级为8.8级、表面氧化、A级的六角头螺栓。

本实例的主要知识点是以螺旋扫描的方式建立外螺纹，此外还将学习如何创建混合特征等。通过本实例的学习，可以加深读者对普通螺纹的牙型横截面及牙型角的理解掌握。

具体的设计方法及步骤如下。

图10-3 六角头螺栓

步骤1：新建零件文件。

（1）在“快速访问”工具栏上单击“新建”按钮，弹出“新建”对话框。

（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“PRT010_1”；取消勾选“使用默认模板”复选框以取消使用默认模板，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：以拉伸的方式建立六角头的主体造型。

（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）。

（3）选择TOP基准平面作为草绘平面，进入草绘器中。

（4）绘制图10-4所示的拉伸剖面，单击“确定”按钮。

（5）在“拉伸”选项卡中，输入拉伸深度值为“7”。

（6）在“拉伸”选项卡中，单击“完成”按钮，创建的六角头主体造型如图10-5所示。

图10-4 拉伸剖面

图10-5 创建的六角头

步骤3：创建混合特征。

（1）在功能区的“模型”选项卡中单击“形状”→“混合”按钮，打开图10-6所示的“混合”选项卡。

（2）打开“截面”下滑面板，选择“草绘截面”单选按钮（与在“混合”选项卡中选中“草绘截面”按钮的操作是一样的效果），接着在“截面”下滑面板中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。

图10-6 “混合”选项卡

（3）选择TOP基准平面作为草绘平面，默认以RIGHT基准平面为“右”方向参考，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。绘制第一个混合剖面，如图10-7所示，单击“确定”按钮。

（4）在“截面”下滑面板的“草绘平面位置定义方式”选项组中选择“偏移尺寸”单选按钮，从“偏移自”下拉列表框中选择“截面1”选项，输入偏移距离为“-0.5”（输入负值相当于更改偏移方向，确定输入偏移距离后在该偏移框内显示的是其偏移绝对值），单击“草绘”按钮，进入草绘模式。

（5）绘制第二个混合剖面，如图10-8所示，单击“确定”按钮。

图10-7 绘制第一个混合剖面

图10-8 绘制

（6）此时混合特征动态预览如图10-9所示。单击“完成”按钮，完成创建的混合实体特征如图10-10所示。

图10-9 混合特征动态预览

图10-10 创建混合特征

步骤4：创建圆柱体。

（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）。

（3）在“拉伸”选项卡中单击“放置”按钮，打开“放置”下滑面板，单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框。

（4）选择图10-11所示的零件面作为草绘平面，选择RIGHT基准平面作为“上（顶）”方向参考，单击“草绘”按钮，进入草绘器中。

图10-11 指定草绘平面及草绘方向参考

（5）绘制图10-12所示的拉伸剖面，单击“确定”按钮。

（6）在“拉伸”选项卡中输入拉伸深度值为“80”。

（7）在“拉伸”选项卡中单击“完成”按钮，创建的圆柱形状拉伸实体如图10-13所示。

图10-12 模型效果

(www.daowen.com)

图10-13 模型效果

步骤5：以旋转的方式在六角头上切除材料。

（1）单击“旋转”按钮，打开“旋转”选项卡。

（2）在“旋转”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）在“旋转”选项卡中单击“放置”按钮，打开“放置”下滑面板，单击“定义”按钮，打开“草绘”对话框。

（4）选择FRONT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。

（5）在功能区“草绘”选项卡的“设置”组中单击“参考”按钮，弹出“参考”对话框，增加选择图10-14所示的曲面轮廓线作为绘图参考，单击“关闭”按钮。

图10-14 指定绘图参考

（6）绘制图10-15所示的图形，单击“确定”按钮。

（7）接受默认的旋转角度为“360°”。

（8）在“旋转”选项卡中单击“完成”按钮。在键盘上按＜Ctrl+D＞组合键，以默认的标准方向的视角来显示模型，效果如图10-16所示。

图10-15 绘制草图

图10-16 完善六角头的造型

步骤6：创建倒角特征。

（1）单击“边倒角”按钮，打开“边倒角”选项卡。

（2）在“边倒角”选项卡中，选择倒角标注形式为“45×D”，并在“D”框中输入“1.5”。

（3）选择图10-17所示的边参考。

（4）单击“完成”按钮，倒角效果如图10-18所示。

图10-17 选择要倒角的边参考

图10-18 倒角结果

步骤7：以螺旋扫描的方式创建外螺纹结构。

（1）在功能区“模型”选项卡的“形状”组中打开“扫描”旁边的下三角按钮，接着单击“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、“去除材料”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，如图10-19所示。

图10-19 “螺旋扫描”选项卡

（3）在“参考”下滑面板中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，选择FRONT基准平面，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10-20所示的草图，单击“确定”按钮。

（5）在“螺旋扫描”选项卡中输入螺距为“1.5”，如图10-21所示。

图10-20 绘制草图

图10-21 输入螺距值

（6）在“螺旋扫描”选项卡中单击“创建或编辑扫描剖面”按钮，进入草绘模式中，绘制图10-22所示的牙型横截面，单击“确定”按钮。

说明：普通螺纹的牙型角为60°，其横截面严格来说绘制成图10-22所示，图中H=1.299≈0.866P（P为螺距），而0.325≈H/4，0.162≈H/8。在设计中，常将普通螺纹的牙型横截面简化绘制成图10-23所示的等边三角形。

图10-22 绘制牙型横截面

图10-23 绘制普通螺纹的牙型横截面

（7）在“螺旋扫描”选项卡中单击“完成”按钮，完成创建的外螺纹结构如图10-24所示。

图10-24 创建外螺纹

可以考虑在螺栓中添加半径最小值为0.6的过渡圆角。

至此，基本上完成了该螺栓零件的设计工作。由于螺栓为标准件，以及在加工中会自动形成螺纹的收尾结构，因此很多设计人员在建立螺栓三维模型时，都将螺纹的自然收尾结构给省略了。