立柱缸底的SolidWorks三維建模

郭 猛

（中國煤炭科工集團 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，然后進行裝配，進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注尺寸來進行約束驅(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點進行定位的。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行標注。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或重復(fù)標注的情況，在SolidWorks草圖繪制中，如果有未被約束或定義的尺寸時，系統(tǒng)會以藍色來顯示，當有重復(fù)標注的尺寸時，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.