郭 猛

（中國煤炭科工集團(tuán) 太原研究院，山西 太原 030006）

0 引言

立柱是液壓支架的重要動力部件，在液壓支架的設(shè)計過程中需要對頂梁、掩護(hù)梁、底座、前后連桿、立柱和油缸等零部件建造三維模型，然后進(jìn)行裝配，進(jìn)而通過干涉檢查等工具來檢驗設(shè)計是否合理，以便能夠得到最成熟的設(shè)計產(chǎn)品。

1 缸底的草圖繪制

立柱缸底是立柱的主要承載件之一，大部分采用球頭形，少數(shù)采用反球頭形，主要是為了減少偏載作用和適應(yīng)立柱在底座上傾斜布置的要求。立柱缸底通常由強(qiáng)度高、焊接性能好的27SiMn鍛造而成，加工工藝相對復(fù)雜，且上面需要加工一個或多個環(huán)形耳用于安裝大流量安全閥、焊接進(jìn)液管和安裝底閥。缸底的固定方式通常有壓板式和銷軸式兩種。缸底零件圖見圖1。

圖1 缸底二維圖

運(yùn)行SolidWorks程序后新建零件，點擊“草圖繪制”按鈕后選取FRONT 面為草圖平面，參照平面為RIGHT 面和TOP面。由于SolidWorks全部是參數(shù)化驅(qū)動，因此在繪制草圖時只需畫出大致輪廓即可，最終的形狀確定完全通過標(biāo)注尺寸來進(jìn)行約束驅(qū)動。繪制草圖時應(yīng)該盡量選取比較重要的點作為基點并與坐標(biāo)原點重合，例如圖1中選取缸底的球面圓心為基點，因為在立柱總圖中的行程等重要尺寸都是以缸底球面圓心為基準(zhǔn)點進(jìn)行定位的。在繪制草圖的過程中，應(yīng)該盡量按照二維圖中所給出的尺寸進(jìn)行標(biāo)注。因為在SolidWorks的三維建模過程中，會有兩個最重要的功能被利用：一是檢驗二維圖中的尺寸是否有漏標(biāo)或重復(fù)標(biāo)注的情況，在SolidWorks草圖繪制中，如果有未被約束或定義的尺寸時，系統(tǒng)會以藍(lán)色來顯示，當(dāng)有重復(fù)標(biāo)注的尺寸時，系統(tǒng)則會以彈出對話框的形式來提醒設(shè)計者草圖中存在過定義，完全定義且無過定義的情況下系統(tǒng)會以黑色顯示草圖線條；其二是通過裝配體中是否有干涉來檢驗設(shè)計中給出的各關(guān)聯(lián)尺寸是否合理，至此草圖繪制完畢，單擊“退出草圖”。尺寸約束后的草圖見圖2。

2 缸底的三維編輯

單擊“旋轉(zhuǎn)凸臺／基體”后選擇過圓心的構(gòu)造線為旋轉(zhuǎn)軸后即可，旋轉(zhuǎn)效果見圖3。由于缸底在A－A剖切平面位置和其他位置的拔模角度不同，其斜度一直圓滑過渡到缸底球面，因此3個環(huán)形耳需要在軸向方向上單獨(dú)拉伸成形，拉伸終止條件為成形到下一面，此時生成的環(huán)形耳就會自動成形并圓滑過渡到斜面。然后再通過圓角、拉伸切除、鏡像等編輯后，環(huán)形耳建模完畢，效果圖見圖4。銷軸槽是外表面具有一定斜度的傘狀零件，如果直接拉伸則會在圓球面形成一條過渡線，這會影響球頭和柱窩的配合。因此需要先拉伸后再對其進(jìn)行拔模，以得到預(yù)想的效果。最后通過圓角、鏡像特征等編輯后，最終缸底效果圖見圖5。

圖2 尺寸驅(qū)動圖

圖3 旋轉(zhuǎn)凸臺

3 結(jié)語

立柱缸底的造型為局部不規(guī)則對稱結(jié)構(gòu)，尤其是環(huán)形耳剖面的方向，另外就是銷軸槽在徑向方向上有一定的斜度，如果三維建模不準(zhǔn)確，就會影響總裝配體的精度，甚至?xí)霈F(xiàn)干涉情況。本文基于SolidWorks平臺，通過拔模和基準(zhǔn)拉伸的功能實現(xiàn)了液壓支架立柱缸底相對復(fù)雜部分造型的建模，提高了三維模型的精確度，并且可以實現(xiàn)類似缸底的模塊化，為立柱甚至整個液壓支架的三維建模提供了準(zhǔn)確的零部件模型。

圖4 創(chuàng)建環(huán)形耳

圖5 缸底效果圖

［1］ 張云杰.SolidWorks 2010 中文版從入門到精通［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［2］ 劉國良.手把手教你學(xué)SolidWorks 2007［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2007.

［3］ 王國法.液壓支架技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1999.