利用SolidWorks对煤斗复杂曲面的展开与放样

0 引言

    在煤矿、选煤厂及火电厂中，煤斗堵煤是一个普遍存在的严重问题。煤斗堵煤不但与煤炭的粒度及其含水量有着密切的关系，而且与煤斗斜角及其形状有关。煤斗壁腔曲边棱角处，如矩形煤斗的四棱角，往往产生滞煤现象。因此，在煤斗壁多采用连续的光滑曲面，存在棱边处采用圆弧过渡。对一些具有复杂曲面的煤斗利用传统的方法不便于展开与放样，煤斗的复杂曲面的展开与放样是制造的难点。本文介绍了利用对一种“人”形煤斗的复杂曲面进行展开与放样的方法。

1 “人”形分叉煤斗的介绍

    分叉煤斗多为“人”形和“”形，其中“人”形煤斗比“”形煤斗的输煤效果好得多，能够有效地减少堵煤现象。设计“人”形煤斗时，除保证两出煤口的中心矩和足够大的斜角外，还应保证煤斗内壁为连续的光滑曲面。图1为一种“人”形分叉煤斗的外形简图，图中省去煤斗外壁的肋板等部分。其上段为圆柱形，下段两叉斗为斜椭圆锥曲面、三角形平面及过渡曲面围成的复杂曲面。该种煤斗不仅可以满足两出煤口的中心距和煤斗斜角，而且煤斗内壁为连续曲面，没有棱边，使得煤流输送通畅，可以有效地减少堵煤现象。

2 煤斗的展开与放样

    上述的“人”形煤斗的简体属于钣金件，采用钢板弯折而成，必须具有展开图才能放样下料。该煤斗的上段为圆柱形简体，展开并不困难；下段的叉斗是一个复杂的曲面，利用传统的方法展开是十分困难的，利用三维设计软件的钣金零件的设计功能可以快速地获得精确的展开图形。图1中的叉斗可以看成由一个等腰三角形的平面和一个复杂的曲面组成，可以将该曲面单独进行钣金设计。下面介绍利用 2004进行煤斗叉斗的复杂曲面部分进行钣金设计、展开和放样的方法。

    图1 “人”型分叉煤斗简图

    利用提供的钣金零件中生成“放样的折弯(Softed Bend)”，可以进行该钣金的设计。然后利用“展开钣金折弯(Flattening Sheet Metal Bends)”将钣金件展开。步骤如下：

    (1)放样的折弯如同放样特征，使用由放样连接的2个草图。首先有生成2个单独的开环轮廓草图。如图2(a)所示，首先在上基准面上生成该钣金零件的上口处的草图。然后，单击图标或通过插入/参考几何体/基准面命令，生成一个平行于上基准面且间距为（h2-h1）的新基准面，在新建的基准面上绘制直径为d2的圆。因为所要求的草图必须为开环轮廓，故在该圆与直径为d1圆圆心的近端象限点附近剪切出间距为4mm且上下的小缺口，则2个草图绘制完毕，如图2(b)所示。