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摘 要：柱体结构是塑料制品上常见的结构形式之一，主要包括螺钉柱和定位柱。本文分析了塑料制品中柱体结构的设计 要点，使用 SolidWorks 软件对塑料制品的螺钉柱和定位柱进行结构设计及三维建模，为塑料制品上同类结构的设计建模提供 参考。
关键词：塑料制品；柱体结构；设计建模
Design Modeling of Plastic Cylinder Structure
WANG Chen, SHU Yan
（College of Home and Industrial, Nanjing Forestry University, Nanjing Jiangsu 210037）
【Abstract】： Column structure is one of the common structural forms on plastic products, mainly including screw column and positioning column. This paper analyzes the plastic products in the column structure design points, using SolidWorks software for plastic products screw column and positioning column structure design and three-dimensional modeling, plastic products on the same structure design modeling to provide a reference.
【Key words】： plastic products;column structure;design modeling
柱体结构是塑料制品上常见的结构形式之一， 主要包 括螺钉柱和定位柱。螺钉柱通过自攻螺钉将两个塑料壳体 （前壳、后壳） 连接在一起， 起到定位和紧固作用 [1]。定 位柱用于两个塑料壳体（前壳、后壳）在装配方向上的 精确定位， 有时也作焊接柱使用 [2]。本文分析了塑料制 品中的柱体结构的设计要点，使用 SolidWorks 软件对 塑料制品中的螺钉柱和定位柱进行设计建模。由于柱体 结构具有统一的柱状特征，在设计建模时有相似的建模 方法，本文对此建模方法进行了总结归纳，为塑料制品 上同类结构的设计建模提供参考。
1 塑料制品柱体结构设计要点
1.1 螺钉柱设计要点
螺钉柱是塑料制品上常见的装配结构，主要起到定位和紧固作用，螺钉柱的结构设计要点如下：（1）螺钉 柱需尽量连接至塑料制品外壁，以保证螺钉柱的强度 [3]。 如单独使用，螺钉柱与塑料制品外壁（或转角）的距离 需在螺钉柱外径值的三倍以上；（2）螺钉柱的高度值不 超过螺钉柱外径值的两倍半，如高度超过螺钉柱外径值三倍时，需要使用加强筋结构；（3）同一塑料制品上不 同螺钉柱的高度需相同，以方便组装；（4）螺钉柱脱膜 斜度值为 0.5°～ 1°（顶面小底面大） ；（5）螺钉柱外径 值是所选螺钉外径值的 2.0 ～ 2.4 倍，通常情况下可取： 螺钉柱外径值 =2× 螺钉外径值，螺钉柱内径值 =0.8× 螺钉外径值。
1.2 定位柱设计要点
定位柱用于两个塑料壳体（前壳、后壳） 在装配方 向上的精确定位，有时也作焊接柱使用，定位柱的设计 要点如下：（1）定位柱的高度一般高于塑料制品上最高 的柱子或卡子 5-10mm，以保证定位柱先进入定位孔， 方便安装；（2）由于定位柱高度较高，外侧常设计加强 筋结构；（3）定位柱脱膜斜度值为 0.5°～ 1°（顶面小底面大）；（4）定位孔外侧常配合设计定位圆筋结构（定 位柱套），以助于与定位柱配合；（5）通常情况下，定 位圆筋（定位柱套）脱膜斜度值取 0.5°～ 1°，定位柱和 定位圆筋之间的轴线间距取 0.05 ～ 0.1mm， 横截面间 距取 0.1 ～ 0.3mm。
2 塑料制品柱体结构设计建模
SolidWorks 软件中常用两种方法（基本特征建模 方法和扣合特征建模方法）对塑料制品的柱体结构进行 设计建模 [4]。基本特征建模方法即通过基本的拉伸凸台、 拉伸切除等特征创建命令，对特征进行叠加、删除和组 合等操作，以完成柱体结构的三维建模 [5]。扣合特征建 模方法是通过扣合特征中的装配凸台命令，快速实现柱 体结构的三维建模 [6]。相比较而言，扣合特征建模方法简单快捷，仅需通过对特征尺寸的编辑和特征类型的选 择，即可完成装配凸台的创建 [7]。但扣合特征建模方法 不适用于所有柱体结构的创建，仅适用于部分典型柱体 结构的创建。基本特征建模方法虽然建模过程复杂，但 适用于所有柱体结构的创建，因此其适用范围更广 [8]。
以螺钉柱的基本特征创建过程为例，基本特征建模 方法进行塑料制品柱体结构建模时，首先需要确定柱体 结构的顶面所在平面，以此平面创建参考基准面，在基 准面上绘制草图，草图为柱体结构顶面的圆轮廓。对此 圆轮廓进行拉伸凸台操作，凸台拉伸方向指向塑料壳体 的内表面，脱膜斜度设置为 0.5°～ 1°，拉伸生成柱体的 基体结构。再次选择柱体结构的顶面作为参考基准面， 在基准面上绘制草图，草图为柱体结构顶面的孔轮廓。 对此孔轮廓进行拉伸切除操作，切除方向指向柱体基体 结构的内部，从而切出柱体结构中的孔位。绘制螺钉柱 加强筋时，首先需要创建通过螺钉柱中心轴线且垂直于 塑料壳体内表面的基准平面，在此基准面上绘制加强筋 草图，通过筋命令生成螺钉柱一侧的加强筋结构，最后 使用圆周阵列特征操作完成其余加强筋结构的创建。
以定位柱的扣合特征创建过程为例，扣合特征方法 进行塑料制品柱体结构建模时，首先需要对定位柱进行 定位，通过创建面上的点或草图圆心点来确定定位柱的 位置，使面上的点或草图圆心点与定位柱底面的中心点 重合。随后选择扣合特征中的装配凸台命令，对定位柱的特征尺寸进行编辑，以及对定位柱的特征类型进行选 择。其中，定位柱的特征尺寸需根据定位柱的实际尺寸 在参数编辑栏中进行设置或修改。定位柱的特征类型可 以选择定位销定位或装配凸台定位，两种类型可进行切 换。设计时，需根据定位柱的实际类型在类型编辑栏中 进行设置或修改。
3 总结
柱体结构是塑料制品上常见的结构形式之一，由于 柱体结构具有统一的柱状特征，在设计建模时有相似的 建模方法。SolidWorks 软件中常用基本特征建模方法 和扣合特征建模方法对塑料制品的柱体结构进行设计建 模。本文对此建模方法进行了总结归纳，为塑料制品上 同类结构的设计建模提供参考。
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