立柱缸底的SolidWorks三维建模

郭 猛

（中国煤炭科工集团 太原研究院，山西 太原 030006）

0 引言

立柱是液压支架的重要动力部件，在液压支架的设计过程中需要对顶梁、掩护梁、底座、前后连杆、立柱和油缸等零部件建造三维模型，然后进行装配，进而通过干涉检查等工具来检验设计是否合理，以便能够得到最成熟的设计产品。

1 缸底的草图绘制

立柱缸底是立柱的主要承载件之一，大部分采用球头形，少数采用反球头形，主要是为了减少偏载作用和适应立柱在底座上倾斜布置的要求。立柱缸底通常由强度高、焊接性能好的27SiMn锻造而成，加工工艺相对复杂，且上面需要加工一个或多个环形耳用于安装大流量安全阀、焊接进液管和安装底阀。缸底的固定方式通常有压板式和销轴式两种。缸底零件图见图1。

图1 缸底二维图

运行SolidWorks程序后新建零件，点击“草图绘制”按钮后选取FRONT 面为草图平面，参照平面为RIGHT 面和TOP面。由于SolidWorks全部是参数化驱动，因此在绘制草图时只需画出大致轮廓即可，最终的形状确定完全通过标注尺寸来进行约束驱动。绘制草图时应该尽量选取比较重要的点作为基点并与坐标原点重合，例如图1中选取缸底的球面圆心为基点，因为在立柱总图中的行程等重要尺寸都是以缸底球面圆心为基准点进行定位的。在绘制草图的过程中，应该尽量按照二维图中所给出的尺寸进行标注。因为在SolidWorks的三维建模过程中，会有两个最重要的功能被利用：一是检验二维图中的尺寸是否有漏标或重复标注的情况，在SolidWorks草图绘制中，如果有未被约束或定义的尺寸时，系统会以蓝色来显示，当有重复标注的尺寸时，系统则会以弹出对话框的形式来提醒设计者草图中存在过定义，完全定义且无过定义的情况下系统会以黑色显示草图线条；其二是通过装配体中是否有干涉来检验设计中给出的各关联尺寸是否合理，至此草图绘制完毕，单击“退出草图”。尺寸约束后的草图见图2。

2 缸底的三维编辑

单击“旋转凸台／基体”后选择过圆心的构造线为旋转轴后即可，旋转效果见图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，其斜度一直圆滑过渡到缸底球面，因此3个环形耳需要在轴向方向上单独拉伸成形，拉伸终止条件为成形到下一面，此时生成的环形耳就会自动成形并圆滑过渡到斜面。然后再通过圆角、拉伸切除、镜像等编辑后，环形耳建模完毕，效果图见图4。销轴槽是外表面具有一定斜度的伞状零件，如果直接拉伸则会在圆球面形成一条过渡线，这会影响球头和柱窝的配合。因此需要先拉伸后再对其进行拔模，以得到预想的效果。最后通过圆角、镜像特征等编辑后，最终缸底效果图见图5。

图2 尺寸驱动图

图3 旋转凸台

3 结语

立柱缸底的造型为局部不规则对称结构，尤其是环形耳剖面的方向，另外就是销轴槽在径向方向上有一定的斜度，如果三维建模不准确，就会影响总装配体的精度，甚至会出现干涉情况。本文基于SolidWorks平台，通过拔模和基准拉伸的功能实现了液压支架立柱缸底相对复杂部分造型的建模，提高了三维模型的精确度，并且可以实现类似缸底的模块化，为立柱甚至整个液压支架的三维建模提供了准确的零部件模型。

图4 创建环形耳

图5 缸底效果图

［1］ 张云杰.SolidWorks 2010 中文版从入门到精通［M］.北京：电子工业出版社，2010.

［2］ 刘国良.手把手教你学SolidWorks 2007［M］.北京：电子工业出版社，2007.

［3］ 王国法.液压支架技术［M］.北京：煤炭工业出版社，1999.