王晉生

（太原重工股份有限公司 技術(shù)中心，山西 太原 030024）

鍛壓設(shè)備通用結(jié)構(gòu)件與型鋼三維模型庫的開發(fā)與應(yīng)用系統(tǒng)

王晉生

（太原重工股份有限公司 技術(shù)中心，山西 太原 030024）

采用SolidWorks三維模型設(shè)計軟件進行鍛壓設(shè)備通用結(jié)構(gòu)件與型鋼三維模型庫的開發(fā)及應(yīng)用系統(tǒng)，是依據(jù)鋼板類零件及型鋼的結(jié)構(gòu)特點以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對各種形狀的鋼板類零件和型鋼進行歸類、整理、統(tǒng)一編號并建立三維模型庫系統(tǒng)。

計算機應(yīng)用；三維實體模型庫；結(jié)構(gòu)件；型鋼；鍛壓設(shè)備

1 概述

隨著計算機三維設(shè)計軟件的飛速發(fā)展，鍛壓設(shè)備中焊接結(jié)構(gòu)件以及型鋼所占的比例也越來越大。結(jié)構(gòu)件與型鋼三維模型庫系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)與應(yīng)用，縮短了產(chǎn)品的準(zhǔn)備周期，提高了產(chǎn)品設(shè)計、工藝水平以及產(chǎn)品質(zhì)量，降低了成本。

通常，鍛壓機械設(shè)備中焊接結(jié)構(gòu)件以及型鋼所占比例為40%～70%。其中鋼板類結(jié)構(gòu)件，大部分采用數(shù)控火焰切割機切割下料。目前，完成這類零件的設(shè)計、工藝以及生產(chǎn)過程為：計算機繪制結(jié)構(gòu)件圖—計算機繪制零件圖—出藍圖—焊接工藝編程以及數(shù)控火焰切割等。

本應(yīng)用系統(tǒng)是將鍛壓設(shè)備中的通用結(jié)構(gòu)件與型鋼參數(shù)化設(shè)計程序，應(yīng)用于產(chǎn)品的圖樣設(shè)計，形成現(xiàn)代化設(shè)計管理模式和先進的制造技術(shù)手段。從而實現(xiàn)三維模型設(shè)計資源共享、應(yīng)用系統(tǒng)集成，進而實現(xiàn)鍛壓產(chǎn)品圖樣的三維模型設(shè)計，達到企業(yè)優(yōu)化運行的目的。鍛壓設(shè)備通用三維圖形庫主界面如圖1所示。

2 建立三維模型庫

本應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是：如何將所收集到的鍛壓產(chǎn)品通用結(jié)構(gòu)件與型鋼三維模型實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計，并能與SolidWorks Simulation 2008三維模型設(shè)計軟件兼容。即將已參數(shù)化的圖形轉(zhuǎn)化成三維模型，最終建立鍛壓產(chǎn)品通用結(jié)構(gòu)件與型鋼三維模型庫中的宏程序。

圖1 鍛壓設(shè)備通用三維圖形庫主界面

項目采用SolidWorks Simulation 2008三維模型設(shè)計軟件，進行鍛壓產(chǎn)品通用結(jié)構(gòu)件與型鋼三維模型庫的開發(fā)及應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)，是解決上述問題的一項具體工作。該項三維模型設(shè)計工作涉及到需要建立70余個數(shù)據(jù)模型和9個系列的模型庫以及一套應(yīng)用系統(tǒng)。具體內(nèi)容有：①各種型鋼的三維模型庫；②各種三維模型設(shè)計的通用結(jié)構(gòu)件；③各種三維模型設(shè)計的孔型等。設(shè)計人員可以通過局域網(wǎng)選用產(chǎn)品零件設(shè)計時所需要的三維模型設(shè)計，并可以在所選用的三維模型參數(shù)化中進行任意的修改，最終實現(xiàn)產(chǎn)品圖樣的三維模型快速設(shè)計工作。

2.1 通用結(jié)構(gòu)件三維模型庫（三維模型是可以選擇的或不確定的，見圖2）

根據(jù)鍛壓產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及在產(chǎn)品設(shè)計和制造當(dāng)中出現(xiàn)頻率較高的零件圖樣，結(jié)構(gòu)件三維模型庫中分為76種基礎(chǔ)類型以及76種以上的基礎(chǔ)實體模型（可以根據(jù)用戶的要求任意進行添加或刪改）。基礎(chǔ)實體模型中包括；法蘭、矩形、三角形、等邊三角形、正方形、梯形、扇形、環(huán)行、筋板以及各種規(guī)則的三維模型等等。圖4是法蘭三維實體模型。

圖2 鍛壓設(shè)備通用規(guī)則件/結(jié)構(gòu)件對話框

2.2 通用型鋼三維模型庫（三維模型是確定的或唯一的，見圖3）

圖3 鍛壓設(shè)備通用型鋼對話框

圖4 MKR61法蘭三維實體模型

圖5 熱軋工字鋼三維實體模型

根據(jù)GB/T706-GB/T9788和YB3301，以及公司鍛壓產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和在產(chǎn)品設(shè)計和制造當(dāng)中出現(xiàn)頻率較高的零件圖樣，型鋼三維模型庫分為7種基礎(chǔ)類型以及861種以上的基礎(chǔ)實體模型：它們是①熱軋工字鋼（圖5）34種基礎(chǔ)實體模型；②熱軋槽鋼30種基礎(chǔ)實體模型；③熱軋H型鋼127種基礎(chǔ)實體模型和剖分T型鋼67種基礎(chǔ)實體模型；④焊接H型鋼449種基礎(chǔ)實體模型；⑤熱軋L型鋼11種基礎(chǔ)實體模型；⑥熱軋等邊角鋼81種基礎(chǔ)實體模型；⑦熱軋不等邊角鋼62種基礎(chǔ)實體模型。

3 功能模式

依據(jù)鍛壓產(chǎn)品鋼板類零件以及型鋼的特點并結(jié)合我公司的生產(chǎn)過程，對所有形狀的鋼板類零件和型鋼進行歸類、整理并編制代碼建立三維模型庫。

鍛壓設(shè)備通用結(jié)構(gòu)件和型鋼三維模型庫系統(tǒng)的建立如圖6所示，是對傳統(tǒng)的圖紙設(shè)計、審核、校對、路線以及焊接工藝編制的一次歷史性的挑戰(zhàn)。

圖6 鍛壓設(shè)備結(jié)構(gòu)件和型鋼三維模型庫系統(tǒng)

4 結(jié)論

鍛壓設(shè)備通用結(jié)構(gòu)件與型鋼三維模型庫的開發(fā)與應(yīng)用，是系統(tǒng)選用SolidWorks Simulation 2008三維模型設(shè)計軟件，運用一些最先進的工藝技術(shù)以及設(shè)計方法，結(jié)合我公司具體生產(chǎn)流程開發(fā)的。通過本項目的開發(fā)，最終可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

鍛壓產(chǎn)品圖樣的三維模型設(shè)計是目前乃至今后計算機三維設(shè)計軟件的一種趨勢，而通用結(jié)構(gòu)件與基礎(chǔ)件是三維模型設(shè)計中反復(fù)并多次使用的基本圖形。因此，鍛壓產(chǎn)品的通用結(jié)構(gòu)件與基礎(chǔ)件的三維模型設(shè)計，實現(xiàn)資源共享，其目的可以縮短鍛壓產(chǎn)品的設(shè)計周期、提高設(shè)計效率及設(shè)計質(zhì)量。

本系統(tǒng)是將鍛壓產(chǎn)品的通用結(jié)構(gòu)件及型鋼三維模型設(shè)計程序應(yīng)用于產(chǎn)品的圖樣設(shè)計工作，進而實現(xiàn)鍛壓產(chǎn)品三維模型設(shè)計集成（資源共享）化，達到技術(shù)優(yōu)化運行的目的。以此來提高鍛壓產(chǎn)品對市場的快速應(yīng)變能力及競爭能力，經(jīng)濟和社會效益十分可觀。

目前，在鍛壓行業(yè)采用計算機SolidWorks Simulation 2008三維模型設(shè)計軟件，實現(xiàn)產(chǎn)品圖樣的參數(shù)化設(shè)計，尚屬初始階段，還有待于提高和完善。

[1] 王文波.SolidWorks2008二次開發(fā)基礎(chǔ)與實例.北京:清華大學(xué)出版社，2009:111-231.

[2] 葉修梓.SolidWorks2005高級教程 高級零件與曲面建模.[美]SolidWorks公司著，杭州新迪數(shù)字工程系統(tǒng)有限公司編譯，2005:159-211.

[3] 葉修梓.SolidWorks2005高級教程 鈑金與焊件 [美].SolidWorks公司著，杭州新迪數(shù)字工程系統(tǒng)有限公司編譯，2005:1-95.

[4]SolidWorks高級培訓(xùn)教程.北京生信實維，71-123，5-48.

The exploitation and application system of three-dimensional model library for general structural part and section steel for metalforming equipment

WANG Jinsheng
（Technology Center of Taiyuan Heavy Industry Co.，Ltd.，Taiyuan 030024，Shanxi China）

The exploitation and application system of three-dimensional model library for general structural part and section steel for metalforming equipment have been conducted by use of SolidWorks three-dimensional model design software.On basis of structure characteristics and product structure,the plate and section steel have been categorized,tidied up,and unified with the serial number.Finally,the three-dimensional model library system has been established.

Metalforming equipment；3D solid model；Structural part；Section steel

TG454

B

1672－0121(2011)06－0103－02

2011－07－27

王晉生（1955－），男，工程師，從事焊接工藝及特殊焊接研究