CN112257201A - 一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法 - Google Patents

一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法，属于煤炭综采支护装备设计技术领域；解决目前使用传统的设计方法设计液压支架底座时无法精确尺寸且现场焊接时无法保证质量的问题；所述底座前大脚结构包含外主筋、内主筋、底板、盖板、内部加强筋、圆钢，内主筋为单折弯板件，底板为双折弯板件；利用三维设计软件创建工件的几何实体，并构建底座前大脚的仿真模型，通过对其折弯件搭接部分的干涉与间隙验证，确定设计尺寸的正确性，仿真结束后输出折弯件的展平几何模型；所述三维设计方法给定的设计尺寸具有逻辑性且合理准确，设计的支架受力更加符合实际，减少了繁琐工艺，节省了用料，同时为其它同类型的支架设计提供了参考。

Description

一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法
技术领域
本发明属于煤炭综采支护装备设计技术领域，具体涉及一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法。
背景技术
现有液压支架底座的设计中，内主筋采用单折弯，底板采用双折弯的设计特别常见，但是对于两板折弯处之间的搭接部分，一直是支架设计领域的设计难点，业内很难找出合理的设计方法。
传统的设计方式通常由设计者凭借加工经验大致给定设计尺寸，或者给预留富余尺寸，在车间进行一次点装时以现场对两板折弯后进行比对、手工修割、焊料堆叠填补为主，修割后的产品切割面不平整，极其不美观。
这种常用支架的设计不仅存在着零件图纸尺寸给不精确、组件图纸表述不详尽等图纸问题，还存在着下料的板料冗余，现场焊接需要反复比对修割、两板之间搭接量或焊接量无法保证等困难，严重的情况甚至出现搭接量（焊接量）不足或者搭接处出现空隙，导致支架质量的下降。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法；解决目前使用传统的设计方法设计液压支架底座时无法精确尺寸且现场焊接时无法保证质量的问题。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法，所述底座前大脚结构包含外主筋、内主筋、底板、盖板、内部加强筋、圆钢，所述内主筋为单折弯板件，所述底板为双折弯板件，其特征在于所述三维设计方法包括下述步骤：
1)分别建立所述底座前大脚外主筋、盖板、内部加强筋、圆钢的模型；
2)在不同基准面通过“拉伸凸台/基体”功能命令与“拉伸切除”功能命令建立所述底板外形轮廓模型，然后转换为钣金；
3)在不同基准面通过“拉伸凸台/基体” 功能命令与“拉伸切除”功能命令建立所述内主筋基体模型，然后通过特殊角度的模型切削，最后转换为钣金；
4)输出所述内主筋展开几何模型与底板展开几何模型。
进一步的，所述的步骤3的具体操作步骤为：
3.1)在驱动草图俯视平面中，以实线绘出内主筋折弯后轮廓，沿Y向使用“拉伸凸台/基体” 功能命令得出实体a；
3.2)在正视平面中以实线绘出内主筋非折弯区域轮廓，大脚处折弯部分暂不处理，沿Z向反向使用“拉伸切除”功能命令，得到一个非板料实体b；
3.3)以正视平面绘制出底板内轮廓线段，并进行线条“拉伸曲面”功能命令形成一曲面c；
3.4)以底板与内主筋的俯视搭接线为基准建立平行于内主筋折弯段的基准面d，并在基准面d上求出曲面c与实体b的相交线e；
3.5)对相交线e封闭处理，并垂直于基准面d做“拉伸切除”功能命令，并做相应“圆角”功能命令处理；
3.6)转化为钣金，输出内主筋模型。
进一步的，所述三维设计方法所使用的三维建模软件为Solidworks。
更进一步的，所述底座设计为Top-Down设计建模流程。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
1.填补了液压支架设计中关于底座前大脚处折弯件搭接部分设计的空缺；
2.该设计方法给定设计尺寸具有逻辑性；
3. 该设计方法不需要有丰富的设计经验做基础，具有易学的特点；
4. 该设计方法给定的设计尺寸合理准确，减轻了下料、折弯、铆焊等生产过程中诸多繁琐的工艺，极大的减少了板料报废率；
5.该设计方法所建模型更加还原了支架形态，使支架受力分析情况更加符合实际；
6.该设计方法供以后同型、同类液压支架底座设计提供了参考作用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明设计底座的整体底座模型结构示意图。
图2为本发明设计底座前大脚结构示意图。
图3为本发明步骤2底板3设计示意图。
图4为本发明步骤3示意图。
其中，1为外主筋，2为内主筋，3为底板，4为盖板，5为内部加强筋，6为圆钢，7为实体a,8为实体b，9为曲面c，10为内主筋展开几何模型，11为底板展开几何模型。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
如图1—4所示，本发明提供了一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法，利用三维设计软件创建工件的几何实体，并构建底座前大脚的仿真模型，通过对其折弯件搭接部分的干涉与间隙验证，确定设计尺寸的正确性，仿真结束后输出折弯件的展平几何模型。所述底座前大脚结构包含外主筋1、内主筋2、底板3、盖板4、内部加强筋5、圆钢6，所述内主筋2为单折弯板件，所述底板3为双折弯板件。所述三维设计方法基于三维建模软件Solidworks，采用Top-Down设计建模流程。
所述液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法包括以下步骤：
步骤1：分别建立所述底座前大脚外主筋1、盖板4、内部加强筋5、圆钢6的模型；
步骤2：在不同基准面通过“拉伸凸台/基体”与“拉伸切除”建立所述底板3外形轮廓模型，然后转换为钣金；
步骤3：在不同基准面通过“拉伸凸台/基体”与“拉伸切除”建立所述内主筋2基体模型，然后通过特殊角度的模型切削，最后转换为钣金；
步骤3.1：在驱动草图俯视平面中，以实线绘出内主筋2折弯后轮廓，沿Y向“拉伸凸台/基体”出实体a7；
步骤3.2：在正视平面中以实线绘出内主筋2非折弯区域轮廓，大脚处折弯部分暂不处理，沿Z向反向“拉伸切除”，得到一个非板料实体b8；
步骤3.3：以正视平面绘制出底板3内轮廓线段，并进行线条“拉伸曲面”形成一曲面c9；
步骤3.4：以底板3与内主筋2的俯视搭接线为基准建立平行于内主筋2折弯段的基准面d，并在基准面d上求出曲面c9与实体b8的相交线e；
步骤3.5：对相交线e封闭处理，并垂直于基准面d做“拉伸切除”，并做相应“圆角”处理；
步骤3.6：转化为钣金，输出内主筋2模型。
步骤4：输出所述内主筋展开几何模型10与底板展开几何模型11建立的工程视图，经过折弯后大大增加了两个折弯件搭接部分的一次装配合格率，精确的给定了折弯件折弯前的形状尺寸，避免了实际生产现场反复修割补漏。
本发明填补了液压支架设计中关于底座前大脚处折弯件搭接部分设计的空缺，给定的设计尺寸合理准确，减少了下料、折弯、铆焊等生产过程中诸多繁琐的工艺，极大的减少了板料报废率。所建模型也更加还原了支架形态，使支架受力分析情况更加符合实际，为以后同类型液压支架底座设计提供了参考作用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法，所述底座前大脚结构包含外主筋（1）、内主筋（2）、底板（3）、盖板（4）、内部加强筋（5）、圆钢（6），所述内主筋（6）为单折弯板件，所述底板（3）为双折弯板件，其特征在于所述三维设计方法包括下述步
骤：
1)分别建立所述底座前大脚外主筋（1）、盖板（4）、内部加强筋（5）、圆钢（6）的模型；
2)在不同基准面通过“拉伸凸台/基体”功能命令与“拉伸切除”功能命令建立所述底板（3）外形轮廓模型，然后转换为钣金；
3)在不同基准面通过“拉伸凸台/基体” 功能命令与“拉伸切除”功能命令建立所述内主筋（2）基体模型，然后通过特殊角度的模型切削，最后转换为钣金；
4)输出所述内主筋展开几何模型（10）与底板展开几何模型（11）。
2.根据权利要求1所述的一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法，其特征在于：所述的步骤3的具体操作步骤为：
3.1)在驱动草图俯视平面中，以实线绘出内主筋（2）折弯后轮廓，沿Y向使用“拉伸凸台/基体” 功能命令得出实体a（7）；
3.2)在正视平面中以实线绘出内主筋（2）非折弯区域轮廓，大脚处折弯部分暂不处理，沿Z向反向使用“拉伸切除”功能命令，得到一个非板料实体b（8）；
3.3)以正视平面绘制出底板（3）内轮廓线段，并进行线条“拉伸曲面”功能命令形成一曲面c（9）；
3.4)以底板（3）与内主筋（2）的俯视搭接线为基准建立平行于内主筋（2）折弯段的基准面d，并在基准面d上求出曲面c（9）与实体b（8）的相交线e；
3.5)对相交线e封闭处理，并垂直于基准面d做“拉伸切除”功能命令，并做相应“圆角”功能命令处理；
3.6)转化为钣金，输出内主筋（2）模型。
3.根据权利要求1所述的一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法，其特征在于：所述三维设计方法所使用的三维建模软件为Solidworks。
4.根据权利要求1所述的一种液压支架底座前大脚折弯件搭接的三维设计方法，其特征在于：所述底座设计为Top-Down设计建模流程。
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