运用CAXA软件对液压支架的实体建模及运动仿真

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1、实用技术总第１８３期ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０１４．１１．０１４运用ＣＡＸＡ软件对液压支架的实体建模及运动仿真许秀（潞安机械有限责任公司，山西长治０４６２０４）摘要：利用ＣＡＸＡ实体软件对ＺＺ４８００／１７／３５型支撑掩护式液压支架进行建模及仿真。重点介绍ＣＡＸＡ实体软件特有的布尔运算功能及液压支架整机的装配方法，缩短研发周期，不断满足井下工作面安全生产的需要。关键词：ＣＡＸＡ实体设计；液压支架；建模；仿真中图分类号：ＴＤ３５５．４文献标识码：Ｂ文章编号：１００５

2、?２７９８（２０１４）１１?００４０?０３ＣＡＸＡ实体设计软件作为一款国产中低端三维元素库。能够通过鼠标拖放的形式直接从库中多次软件，内嵌强大的零件库，方便了用户的使用；能够调用标准板件到设计环境中。也可以将设计完成的［１］实现零件设计与装配设计在同一窗口内完成；也零件装配特征通过鼠标拖放的形式装入新建的目录包含２Ｄ到３Ｄ的互相转换接口以及动画仿真等功库中，形成标准化、系列化的零件库，方便下次调用。能，同时能够和有限元分析软件ＡＮＳＹＳ、三维建模这是ＣＡＸＡ实体设计的一种独特、创新式的知识重软件Ｐｒ

3、ｏ／Ｅ以及Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ等软件实现兼容，满足用理念。大大提高了液压支架设计效率。液压支架的三维实体设计工作要求。１．２利用二维草图的建模利用ＣＡＸＡ的三维建模可以模拟支架的生产对非标准板件，通过实体的草图功能建立二维制造全过程，及时检验部件结构设计合理性，部件拼轮廓截面，经过拉伸、旋转、扫描和放样等三维工具装过程中的零件干涉问题，支架组装过程的问题都生成三维模型。为了加强特征的细部外形设计，还能够提前发现并解决，并可借助于相关软件对产品可以对三维实体特征进行编辑与修改。ＣＡＸＡ实体进行有限元分

4、析、动态仿真分析、实现优化设计从而设计提供了与ＣＡＸＡ二维电子图板的直接对接。对设计方案进行准确评估。这样在支架生产中就可支持将．ｅｘｂ格式的图形通过实体数据接口导入以减少制作样机时间，直接批量生产，缩短制造周ＣＡＸＡ实体设计的草图平面，避免了二维草图的重期。复作图。也可以在ＣＡＸＡ二维电子图板中直接打文章应用ＣＡＸＡ实体设计对ＺＺ４８００／１７／３５型开实体图形进行工程图的生成。方便地实现二维草支撑掩护式液压支架进行建模及仿真的详细说明。图和三维实体的互相转换。根据其内部是否有相对运动，在建模时候

5、承载结构１．３利用布尔运算的建模件，如前梁、顶梁、掩护梁、底座等组焊件作为一个整布尔运算为三维实体建模的基础，任何复杂的体进行建模；液压油缸，如前后立柱、推移千斤顶等建模方法都遵守布尔运算规则。在ＺＺ４８００／１７／３５［２］组装件要分为缸体部分、活塞杆部分进行建模。液压支架中，顶梁、底座柱窝、千斤顶缸底和连接头的形状比较复杂，不是单独依靠拉伸、旋转和扫描，１液压支架零部件的建模就能够一次建模成功，需要多次叠加建模才能完成，ＣＡＸＡ实体软件对液压支架的建模方法，按照造成建模时基准平面不好确定。发生错

6、误时不好修车间生产工序，从零件建模到部件拼装，再到整架的改。这时应用ＣＡＸＡ实体设计中特有的布尔运算组装。实现了液压支架制造周期的完全模拟。对液功能，将多个独立的零件组合成一个新的零件（布压支架建模的关键是依照二维草图对各零件的精确尔合运算）或者从一个零件中减去另一个零件成为建模和正确定义各零件之间的装配关系。新的零件（布尔减运算）。使得上面问题得到了较１．１利用标准件库的建模好的解决。液压支架结构件的零件中，标准板零件所占比如图１所示顶梁柱窝，通过分析柱窝的构成特重很大，ＣＡＸＡ实体设计提供了快捷

7、的拖放式设计点将其分解为如下六个特征，利用“布尔合运算”对收稿日期：２０１４?０８?０８作者简介：许秀（１９８５－），男，山西长治人，助理工程师，从事煤矿机械设计工作。４０２０１４年１１月许秀：运用ＣＡＸＡ软件对液压支架的实体建模及运动仿真第２３卷第１１期特征一、二、三进行合并，之后调用“孔类长方体”除地减少工作量并提高设计效率。去多余的球体，得到特征七，再对特征四、七进行２．１部件装配“布尔合运算”，对合成的零件与特征五、六进行“布在液压支架部件的装配中，模拟生产次序利用尔减运算”即得到了柱窝的三

8、维模型，如图２所示。三维球进行定位，对各个零件进行一次、二次拼装，不添加尺寸约束。首先装配好部件的主筋，再将顶板（或底板）与主筋拼装，其他的零件按图纸标注的位置关系进行装配。这样就完成了部件的建模。以上所有操作均可在ＣＡＸＡ实体同一操作界面下完成，方便快捷。液压支架的前梁、顶梁、底座和掩护梁等部件为左右对称结构，装配时，只需要拼装好一半，对另一半进行镜像操作即可。液压支架立柱、千斤顶的活塞杆部分和缸体先各自装配成一个部件，然后调入图１顶梁柱窝二维草图到总装图当中。如果