若要選擇航太航空主題,我腦子裏想過的有空間站、太空車、航空飛機、太空梭甚至射電望遠鏡等等,航太航空主題的範圍過於龐大,讓我一時間也不知道做什麼好。 所以最終我選擇複刻中國航太航空的起源,也就是我國20世紀70年代為發射第一顆人造衛星準備的第一代第一型運載火箭——長征一號。
為了區別開了網上主流的火箭模型,我儘量不使用塑膠管或者3D列印件,盡可能的只是用3mm椴木板就完成所有的火箭製作。 並且我會盡我最大的努力還原其細節。
整個火箭的殼體設計還是比較簡單的,我便將大部分的設計投入在以下幾點:
1.可活動的一級火箭推進器:我希望能夠類比出向量發動機的效果。
2.一級火箭裸漏出的氧化劑箱上部分:找尋的網圖中,一級火箭中有氧化劑箱和燃料箱兩部分,其中氧化劑箱在杆系部分裸漏出來,我將此細節也還原出來。
3。杆系部分:或許是本設計中最為出彩的一部分,也是我最為重視的創新點。 長征一號使用爆炸螺栓連接一級火箭和二級火箭,我也複製了這一細節,使用了3mm寬的木條進行連接。3mm寬的木條在3mm椴木板上就是木棍,1根木棍很脆弱,輕易就能折斷,能够還原爆炸螺栓的效果。1根木棍很脆弱,但是12根木棍就能穩穩的架起火箭,如果不小心摔斷還可以進行更換。
4.整流罩的開合結構:這也是我特別重視的創新點。 我並沒有設計一個整體的整流罩,而是設計出能一分兩半的結構。 並且,為了保障零件不會丟來丟去,我使用了連杆結構,在達到效果的同時,也不會遺失零件。
本鐳射切割設計圖參與活動: “星際創想,智造未來”——航太航空主題雷射造物比拼活動
| 加工工藝 | 加工材質 | 模式 | 功率(%) | 速度(mm/s) | 加工次數 |
|---|---|---|---|---|---|
| 切割 | 3mm椴木板 | 水准單向 | 99 | 40 | 1 |
| 描線 | 3mm椴木板 | 水准單向 | 5 | 300 | 1 |
在SOILDWORKS2020中新建裝配體,並在裝配體中新建零件再新建草圖,並使用草圖圖片工具,將長征一號的圖片導入,並設定為半透明,在對照著圖片上的輪廓繪製長征一號的輪廓,並縮放至合適的大小。

根據先前確定好的輪廓尺寸,我先繪製了一個12邊形,並在這12條邊上都繪製上用於插接的凸起。

隨後繪製1條寬度與12邊形的一條邊相同的長方形,並在指定位置挖好凹槽。

隨後對12邊形進行線性陣列,對長方形進行圓周陣列,直接得到殼體。

為了安裝尾翼,我還對部分長方形底部挖去一部分凹槽。
為了安裝杆系,我還將長方形分為A,B兩類,在其頂部挖去方向不同的凹槽。
我還對12邊形挖去了一定的凹槽,中部的12變形的凹槽僅為了美觀,底部的12邊形凹槽是為了方便推進器能够自由活動,頂部的12邊形凹槽是為了方便封頂。
這也是整個設計中最難拼裝的部分。
為了盡可能還原長征一號,我在一級火箭推進器上也採用了四聯裝的管道,並且將其調整為可自由活動的形式。 每一個的火箭推進器都是相同的,並且是由大小不同的圓環堆疊而成。 我在圓環的四個方向挖去了1mm的凹槽,還設計了四個固定架,固定架上也有1mm的槽口。

二級火箭火箭要比一級火箭短不少,但是二級火箭的殼體不是一馬平川的,需要在一處位置折彎,對於木板的話,就需要分段設計。 所以我使用了與一級火箭不同的建模管道,先畫出每一份殼體的固定架。
隨後畫出固定架上的3段木板,並挖出凹槽。 再繪製出12邊形,使用線性陣列和圓周陣列,完成殼體製作。

實際上二級火箭推進器與一級火箭推進器中單獨的一臺是不同型號的,但是這裡為了减少工期,我使用了相同的模型。
本應擁有三級火箭(整流罩)部分的,但是由於整流罩內部的三級火箭和東方紅一號衛星太過於細節,我無法在如此狹小的空間裏使用3mm椴木板製作出來,所以我就舍去了3級火箭和東方紅一號衛星的建模,只設計了能够開合的整流罩,並且採用了和二級火箭殼體相同的建模管道。



並且我預留了圓孔位置,以便於通過螺絲與連杆連接,並在邊緣的殼體上設計了倒角,防止開合的時候發生碰撞。
以上各部分都是在SOLILDWORKS的子裝配體中進行設計的。
隨後我將所有部件拉回總裝配體後進行連接。
一部分是整流罩的連接.。另一部分是杆系的連接。
在SOILDWORKS2020中將模型另存為另一個檔案後,删除所有用於組裝的配合,並將所有零件平鋪在一個平面上,導入工程圖檔案,匯出為dxf格式檔案,使用LaserMaker打開,根據提前試好的補償參數,調整雷射補償,確保所有零件的補償是正確的。
1.發佈的圖紙中我並沒有進行雷射補償,如果想要複刻,還請根據機器得具體參數進行雷射補償。
2.整個設計中的雷射補償需要分為3檔。 第一檔要求松一點,用於一級火箭發射器和二級火箭發射器處; 第二檔要求適中,用於火箭大部分的榫卯中; 第三檔要求緊一點,用在整流罩組裝上(因為整流罩只有兩處榫卯,所以很松)。
3.火箭推進器組裝順序請從上方照片中獲取。
4.二級火箭還有整流罩得組裝中會發生混淆情况,如果拼錯會導致火箭拼裝失敗。 請注意二級火箭中殼體部分是在12邊形上方。 整流罩中低往高依次是半圓環、固定架、固定架、半圓環,具體順序請細緻觀察圖片。
材料清單:
1.3mm椴木板:450mm×450mm 3張
2.M3×12螺絲 2顆
3.M3×16螺絲 3顆
4.M3尼龍螺母 5顆
工具:
錘子
螺絲刀
扳手或鉗子
按照一級火箭發射器、一級火箭殼體、二級火箭發射器、二級火箭殼體、整流罩的順序進行安裝。
最好使用錘子輔助安裝。 整流罩開合結構需要螺絲,使用扳手或鉗子固定住尼龍螺母,在用螺絲刀擰螺絲。
似乎打開不來
可以詳細描述一下嗎?