FreeCAD 教程示例：发动机

FreeCAD 使用教程：以发动机为例

题目略雷人，实际只是发动机的部分零件设计。文章翻译自 http://sourceforge.net/apps/mediawiki/free-cad/index.php?title=Engine_tutorial

FreeCAD 一直在开发着，所以最好加上 FreeCAD 的官方 ppa，以便获得最新功能：

 sudo apt-add-repository ppa:freecad-maintainers/freecad-daily 

但0.13版官方仍未推荐工作中使用 FreeCAD。

这篇文章的作者计划使用 FreeCAD 建模下图这个发动机：

最终效果图

基本的操作请参看 FreeCAD 的官方中文文档。

活塞销与卡环

本文展示了使用 FreeCAD 的零件设计工作台，设计两个零件：连接活塞和连杆的活塞销，锁定活塞销轴向移动的卡环。

你可以配合这个视频一起看。

活塞销

• 打开 FreeCAD，点击菜单中的“视图／工作台／Part Desigh”选择 Part Design 零件设计工作台。

• 点击工具栏“Create new Sketch” （就是画着一个圆形和长方形的那个），确定。你可以看到 OX 轴和 OY 轴，红色的工具按钮都是已经激活的。点击长方形按钮，然后开始画一个长方形。现在开不需要考虑尺寸。

• 画好长方形后设定它的宽度。点击选中长方形的宽，点击工具栏的设置宽度（就是“H”字型的那个），标出了长方形宽的尺寸，双击尺寸，设置为60。尺寸单位默认设置在菜单“编辑／选项／零件设计”中。你可以按 del 键删除尺寸标注。左下角的“任务”视图显示了使用了的所有约束。

• 设置长方体高度。方式是分别设置上下两边到 OX 轴的距离。单击选择下边的一个顶点，点击工具栏的“I”，标注了该点到 OX 轴的距离。

• 同样标注上边的一个顶点到 OX 轴的距离。双击标注，把两个距离设置为 6 和 11。

• 现在你可以旋转它了。先退出草图模式，点击工具栏的“关闭草图编辑”。现在可以旋转轮廓了，点击“旋转选定的草图”。注意：必须要在目录树中选中草图。

• 奥，我们遇到一个问题。草图是围绕Y轴旋转的（坐标系显示在右下角），但它应该围绕X-轴旋转。选择“工程视图”的旋转，并在“数据”选项卡“中设定旋转轴:Horizontal 水平方向，点确定。

• 现在你有活塞销了。如果您需要倒角边缘，选择工具栏中的“给选中的边缘倒角”（之前必须在目录树中选择旋转revolution），然后单击要倒角的边，在左边“任务”栏中设定好参数后，点击确定或者直接回车。

• 就这些，自己试试吧～～

piston pin 最终效果图

卡环

原文本节忘给了几个约束，译者随意补了几个。主要几个约束参数如图：

主要几个约束参数

• 创建新文件，选择 Part Design workbench 零件工作台。试着画一条直线，然后是有工具栏中的垂直约束，使之垂直，垂直的线旁边会有一条红色的小竖线，表示垂直约束。选中直线下边的端点，点击工具栏的小锁子“对所选物体创建锁定约束”。

• 你可以看到连个从该点到点(0,0)的两个标注。把它们设为0，我们把这条线作为中心线。

• 创建圆弧：先随意确定圆弧的圆心，然后是圆弧的两个端点。点击工具栏“固定圆或圆弧的半径”，约束半径，双击，改为11.5。选择两个端点和中心线，点击工具栏“><”“对称约束”。选择圆心，点击“I”设置圆心x坐标为0。设置圆弧端点到中心线距离约束为1.2。

• 创建内部的圆弧：做法同上，半径约束为9，两个端点的对称约束，圆心高度约束为1.3，端点到中心线的距离约束为0.5。

• 创建多段线，连接圆弧：点击工具栏多段线，用3段线段连接，右击结束多段线。设置长度约束如图。注意左右需要端点对应的对称约束。

• 创建坐标约束为(-9.2,2.8)，半径为1的圆，另外一个圆的圆心使用对称约束；选择两个圆，设置“=”“相等约束”，

• 为了能够做“凸台”操作，注意必须切换中心线构造模式：选择中心线，点击工具栏“切换当前选择线构造模式”。

• 点击工具栏“关闭草图编辑”，或直接按键盘“Esc”键。选中结构树浏览器中的草图，就是默认名为“Sketch”的那个，点击工具栏“基于选定草图创建凸台”，在左边“任务”栏中设定好参数，厚度为1，确定，OK。

pin ring 最终效果图

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你可以拿这些模型做什么？

• 导出 STEP OBJ 等格式

• 创建 SVG 格式的2D视图，然后转为DXF(最好先转为 SVG，再使用 inkscape 转为 DXF，FreeCAD 的 DXF 输出有问题。)

• 创建网格 mesh

气缸套

气缸套简单一点的情形是圆柱形管。我将尝试设计点复杂的。

liner 参数

• 打开 FreeCAD， 选择 Part Design workbench 零件工作台。你需要一个可以问绕 Y 轴旋转的轮廓图。打开一个新的草图，然后试着画出如图的草图，高度是 137， 内半径是 37.5。使用多段线，水平，垂直，重合约束。如果有不需要的约束，选中点 del 键。

注意：网格非常有用，在“任务”栏中打开10 mm 的网格（不要依附网格）。 FreeCAD 将显示你的鼠标左边。使用锁定约束来改正草图特定位置。

距离顶部的长度 壁厚 0 8 7 从8变到6 105 从8变到3 137 3

• 对 Y 轴旋转轮廓，确定。

• 为了达到最小的发动机长度，我们需要切掉部分。按1键选择顶视图，xz平面。选择开始设计草图。

• 画两个大的长方形。你可以先画一个中心线，然后让两个长方形距离中心线 88。结束草图绘制。

• 设置长度为137。

liner 最终效果图