samples/tcl/drill.tcl

   1 # Sample: creation of simple twist drill bit
   2
   3 pload MODELING VISUALIZATION
   4
   5 # drill parameters (some terms taken from http://www.drill-bits.cn/drill-bits-quality.asp)
   6 dset R  4.    ;# outer radius
   7 dset D  2*R   ;# diameter
   8 dset Rr 3.5   ;# chisel radius (outer radius minus body clearance)
   9
  10 dset b  1.    ;# web thickness (approximate)
  11 dset d  b/2
  12
  13 dset H  80.   ;# height of the spiral part
  14 dset a  3.*pi ;# total angle of spiral rotation
  15
  16 dset sigma 118 ;# point angle, in degrees
  17
  18 # Create section profile by sequence of Boolean operations
  19 # on simple planar objects
  20 puts "Creating the drill section profile..."
  21
  22 polyline rectangle1 d -R 0  R -R 0  -d R 0  -R R 0  d -R 0
  23
  24 circle circle1 0 0 0  0 0 1 R
  25 mkedge circle1 circle1
  26 wire circle1 circle1
  27
  28 circle circle2 0 0 0  0 0 1 Rr
  29 mkedge circle2 circle2
  30 wire circle2 circle2
  31
  32 plane p0
  33 mkface rectangle1 p0 rectangle1
  34 mkface circle1 p0 circle1
  35 mkface circle2 p0 circle2
  36
  37 bcommon sec rectangle1 circle1
  38 # note use of 'fuse' instead of 'bfuse' -- we need to get single face
  39 fuse sec sec circle2
  40
  41 # Construct flute profile so as to have cutting lip straight after sharpening.
  42 # Here we need to take into account spiral shift of the flute edge
  43 # along the point length -- the way to do that is to make spiral
  44 # from the desired cutting lip edge and then intersect it by plane
  45 polyline lip d -d/2 0  d -R -R/tan(sigma/2*pi/180)
  46
  47 polyline sp 0 0 0  0 0 H
  48 cylinder cc 0 0 0  0 0 1  0 -4 0  4
  49 line ll 0 0 a 80
  50 trim ll ll 0 sqrt(a*a+H*H)
  51
  52 vertex v1 0 -R 0
  53 vertex v2 0 -R H
  54 trotate v2 0 0 0 0 0 1 180.*a/pi
  55 mkedge ee ll cc v1 v2
  56 wire gg ee
  57
  58 mksweep sp
  59 setsweep -G gg 0 0
  60 addsweep lip
  61 buildsweep spiral -S
  62
  63 mkface f0 p0 -R R -R R
  64 bsection sflute spiral f0
  65
  66 # here we rely on that section curve is parameterized from 0 to 1
  67 # and directed as cutting lip edge;
  68 # note that this can change if intersection algorithm is modified
  69 explode sflute e
  70 mkcurve cflute sflute_1
  71 cvalue cflute 0. x0 y0 z0
  72 cvalue cflute 1. x1 y1 z1
  73 vertex vf0 x0 y0 z0
  74 vertex vf1 x1 y1 z1
  75
  76 # -- variant: replace curve by arc with start at x0,y0,z0 and end at x1,y1,z1,
  77 # -- such that tanget at start point is along Y
  78 #dset Rflute ((x1-x0)*(x1-x0)+(y1-y0)*(y1-y0))/(2*(x1-x0))
  79 #circle aflute x0+Rflute y0 0  0 0 1  Rflute
  80 #mkedge sflute_1 aflute vf0 vf1
  81
  82 # make rounding in the flute; use circle with radius Rr/2
  83 circle cround x0+Rr/2 y0 0  0 0 1 Rr/2
  84 vertex vf3 x0+Rr y0 0
  85 mkedge sflute_2 cround vf3 vf0
  86 vertex vf2 R -R 0
  87 edge sflute_3 vf3 vf2
  88 edge sflute_4 vf2 vf1
  89 wire w2 sflute_1 sflute_2 sflute_3 sflute_4
  90 mkface flute p0 w2
  91
  92 # cut flute from profile
  93 bcut sec sec flute
  94 trotate flute 0 0 0 0 0 1 180.
  95 bcut sec sec flute
  96 donly sec
  97
  98 # sweep profile to get a drill body
  99 puts "Sweeping the profile..."
 100
 101 mksweep sp
 102 setsweep -G gg 0 0
 103 explode sec w
 104 addsweep sec_1
 105 buildsweep base -S
 106
 107 # sharpen the drill (see http://tool-land.ru/zatochka-sverla.php)
 108 puts "Sharpening..."
 109
 110 dset theta a*R/H*sin((90-sigma/2)*pi/180)
 111 plane ax1 d 1.9*D "H+1.9*D/tan(pi/180.*sigma/2.)" 0 -1 -1
 112 pcone sh1 ax1 0 100*sin((sigma-90)/2*pi/180.) 100
 113 trotate sh1 0 0 0 0 0 1 -theta*180/pi
 114 tcopy sh1 sh2
 115 trotate sh2 0 0 0 0 0 1 180
 116 box sh -D/2 -D/2 72 D D 20
 117 bcommon qq sh1 sh2
 118 bcut sharpener sh qq
 119
 120 bcut body base sharpener
 121
 122 # make a shank
 123 puts "Making a shank..."
 124 plane pl2 0 0 -40  0 0 1
 125 pcylinder shank pl2 4 40
 126 pcone transit R 0 R
 127 plane pl3 0 0 -40  0 0 -0.5
 128 pcone tail pl3 R 0 0.5
 129 bfuse shank shank tail
 130 bfuse shank shank transit
 131 bfuse drill body shank
 132
 133 # check result
 134 checkshape drill
 135
 136 # show result
 137 puts "Displaying result..."
 138 incmesh drill 0.01
 139 vdisplay drill
 140 vsetdispmode drill 1
 141 vfit
 142
 143 # show section and sweep path
 144 ttranslate sec_1 0 0 H; trotate sec_1 0 0 0 0 0 1 a*180/pi; incmesh gg 0.01; vdisplay gg sec_1