FreeCAD傻瓜教程-拉簧拉力弹簧的画法及草图的附着位置设定和Part工作台中形体构建器的妙用

起因：近期我绘制了一个DIY的Paddle Shifter的模型，觉得使用拉簧来作为回位机构，减少总体部件的数量和加工复杂度，所以学习了一下如何绘制拉簧。不巧的是，中文说明中没有合适的教程，且其他Solidwork等绘图、建模软件的过程和FreeCAD又较大差异，所以学了一个英文的视频。通过去繁就简，遂有了这篇文章。

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一、我的模型和所使用的拉簧

由于参数的原因，最终拉簧的两个钩子的方向是呈90度角的，也正好适合于我的模型需要。我们作为例子进行演示绘图方法的，则最终的两个钩子的方向是平行的

 

 二、 绘图示例所用弹簧主体的参数

注意： 下面的操作，绝大部分是在 Part 工作台进行的，如果你的软件默认的是从 Part Design 或者其他工作台开始，请注意切换！！  

三、绘制螺旋管末端转折向上的一小段弧线

这一步，直接用Sketcher草图工具绘制该1/4 弧线即可。 需要注意的一点是，我们将原点作为了要对接的点。  我们下一步要将这段弧线和螺旋线的上部末端对接起来，默认是该图的原点附着到螺旋线的上部末端去了！！！。

三、更改草图的附着位置

如下图所示，我们要将上一步绘制的草图，进行 “修改附着”这个操作。 选中要进行操作的草图，右击，即可出现选择菜单。

3.1 演示选择要附着的点会发生什么情况

上图中我们是已经把向上翘的 1/4 圆弧附着到了螺旋线的上末端，如果要改为附着到下末端，则放大可视区域，点击  “附件” 下方的第一个参数，使之变成 “选择”，这时我们移动鼠标到下末端，则末端发亮，表示该点可用。  点击该点，然后点击 OK， 即完成了草图附着的改变。

 点击后，Helix:Vertex2，变成了 Helix:Vertex1,也就是 1/4 圆弧草图的附着，从螺旋线的上端变更到了下端。

说明： 修改附着的过程中，我们可以看到，“附件模式”下方还有其他的方式，不过我们这里仅使用了 “移动原点” 这种方式。 这也是上一步中，我们把要附着的草图的起点，绘制在原点的原因！！

四、绘制第二段挂钩部分，并调整附着到已经修改过附着的 1/4 圆弧的末端

 第二段绘制的草图内容是拉簧上部的钩子，该草图同样修改附着，附着到了 1/4 圆弧的上端。

 五、如法作图，完成拉簧下端的钩子

 

六、各个草图中的线条和螺旋线的融合

尽管从视觉上，我们绘制成了拉簧的中心线，但实际上各个线条都是独立的，分别存在于 Part1、Part2、Dn-1、Dn-2 ，以及螺旋体这几个部分中。这里我们要将其融合。

如下图中所示，我们用到的是 Part 工作台中的 ”形体构建器“ 这个工具

6.1  形体构建器 工具的用法

先点击 “形体构建器” 工具的图标，在“创建形体”菜单中，选中 “Wire from edges” ，然后按着 Ctrl，逐个点击图中的线条将其全部选中，最后 点击 “创建”，点击 “Close”。  只点击“创建”是不会退出工具的；如果多点了 “创建”，可以将多余的 融合后的线从树形列表中删掉。

6.2 融合成功的标志，就是下图中所示的，线条有点泛黑色。

6.3 可以看到，左侧的树形图中，出现了 “Wire”这个蓝色的零件名称。

这就是我们融合后的线的实体，它被上面的草图覆盖了，选中上面的草图和螺旋体，按空格键使之隐藏，剩下的即是我们融合后的线，全都是黑色了！！

七、绘制弹簧所用线材的截面和尺寸

这一步切换到 Part Design 工作台进行！！ 绘制过程和后面的扫掠的细节，可以看我之前的文章：FreeCAD傻瓜教程之创建参数化几何图形-螺旋体、平面、球体、椭球体、圆柱体、圆锥体、棱柱、椭圆_freecad 螺纹-CSDN博客

八、扫掠操作

8.1 选中拉簧线材的截面的草图，点击“增料管状体”，这其实就是扫掠！！

8.2 注意下图中的方向模式为 Frenet

点击 “扫掠路径” 下面的 “对象”按钮，然后 按着 Ctrl ，鼠标点击螺旋线即可。 注意：这里的螺旋线，是我们将上面绘制的草图进行隐藏操作，仅保留了 “Wire” 这个实体为显示状态下的螺旋线。 它是我们要扫掠的融合后的图形的一部分！！

8.3 根据个人电脑显卡的性能，可能要一点时间来进行计算， GTX1060 6G显卡，用了大概2秒生成了下图

8.4 点击 OK，然后选择 “创建独立副本”

8.5 最终呈现的效果

九、螺旋线的参数直接影响螺旋线末端是平行还是垂直

正如我在 第一步 中展示的模型中的蓝色拉簧，因为参数不同，所以螺旋线的上下两个端点的“面”，是垂直的。 这样也带来了后继下绘图中，转弯部分（1/4圆弧）和钩子部分所绘制的草图所选择的平面坐标系是不同的。

绘制拉簧，最重要的是线条的转角，连接要圆润，如果绘图平面选错，会带来奇形怪状的结果，这一点大叫试试就知道了。

画错大不了多改几次，建模本来就很考验空间感的。