caxa三维实体设计软件在掘进机设计中的应用

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1、CAXA三维实体设计软件在掘进机设计中的应用

2、第1掘进机是煤炭科学研究总院太原分院的主导产品。通常，由于掘进机机型庞大，结构复杂并且缺乏先进的设计手段，使得掘进机设计周期较长，一般需用半年左右或者更长的时间。EBJ-120TP型掘进机是我分院2001年开发设计的新产品，由于在设计中广泛采用了CAD辅助设计技术，特别是首次应用了CAXA三维实体设计软件，因而有效地缩短了设计周期，从方案设计到交付生产图纸仅用了3个月的时间。1CAXA三维实体设计软件简介CAXA三维实体设计软件（下面简称为CAXA）是分院于2001年引进的全中文可视化三维设计软件。它提

3、供从二维到三维的创新设计，帮助完成产品的概念、外观、总体、结构和零部件设计等功能。CAXA具有友好的设计界面（如图1所示）和清晰简单的操作，我们不必学习大量的抽象概念和掌握变化多端的专门技能，就可以进行设计。CAXA具有可视化精确零件设计、强大的装配设计、设计元素库及拖放式操作、提供丰富精确的设计工具、二维绘图层、智能渲染等主要功能特征。　　1.1.1可视化精确零件设计在整个三维设计过程中，在执行大部分功能时，CAXA实体设计具有两种综合方法，即可视化方法和精确方法。可视化方法：利用鼠标即时提示对零件进行尺寸设定、定位和装配；给零件上色和增加纹理修

4、饰；对零件进行动画制作。精确方法：利用一系列测量工具和属性表，使零部件三维设计达到极其精确的程度。1.1.2强大的装配设计通过施加约束与配合关系，采用拖放方式操作，使得零件装配就像搭积木一样方便，对装配、子装配、零件、装配特征、约束及辅助视图以记录树形式进行管理，可以完成装配件爆炸、剖切、干涉检查、运动仿真、最小间隙、物性计算、零件列表等。1.1.3设计元素库及拖放式操作CAXA的设计元素库包含数以百计的图素、预先设计好的零件、表面纹理以及其它资源。也可以将设计者设计的图素和零件保存在新设计元素中，从而对项目进行组织管理。设计时，根据设计者的意图把

5、智能图素、智能渲染和智能动画从各自的设计元素库中选中并拖出，然后放在要求的位置上。1.1.4精确的设计工具CAXA提供了包括三维球、无约束装配、约束装配、智能尺寸、附着点、设计环境栅格等多种丰富精确的设计工具。1.1.5二维绘图将设计完成的三维零件和装配件输出成二维图，结合CAXA电子图板的功能生成符合国标的二维图纸。1.1.6智能渲染和智能动画CAXA提供了智能渲染和智能动画功能。设计者在创建1个三维零件后，可运用色彩、材质以及各种渲染技术，以达到逼真的效果，并添加模拟仿真的动画效果。1.2CAXA实体设计过程CAXA设计过程包括6个阶段：创建零

6、件、零部件装配、二维布局图及二维工程图的生成、零件渲染、零件的动画制作以及零件的共享。2CAXA在EBJ-120TP型掘进机设计中的应用2.1方案设计在签定产品开发合同后，往往需组织多次方案讨论会。按以往的方式，主管工程师需准备大量的设计方案图，并提供计算书供大家讨论，经过论证、修改、再论证的多次反复，方案才能最后定稿。在EBJ-120TP型掘进机设计中，为了节省方案设计和方案汇报的周期，我们把由CAXA三维实体软件设计的掘进机样机模型以及开目CAD辅助设计软件绘制的零部件二维图形，储存于电脑中，供方案讨论调用。在现场讨论会上，根据与会者的要求，我

7、们将每一个结构、每一层装配关系都清晰、直观地显示了出来，并在讨论会当场作出修改后的模拟显示，以及需增加的零件模型和装配关系，保证了修改后结构的合理性和准确性。2.2结构设计及工程图的绘制EBJ-120TP型掘进机中使用了相当数量的各种标准件，在传统的图纸设计绘制过程中，这无疑将耗去设计者大量的精力。在应用CAXA实体设计软件后，由于它提供丰富的标准库（如图2），包括螺钉、螺栓、螺母、垫圈、销钉、键、滚动轴承、弹性密封件、钢型材以及齿轮、板金的设计等,同时提供各种标准查询、搜索和添加与预览功能，在完成零件的三维设计后，通过布局图输出符合国标的二维工程

8、图，因而极大地方便了掘进机零部件设计过程，使设计人员可以将更多的精力用在创造性构思上。在EBJ-120TP型掘进机机架和装载铲板体等结构件等设计过程中，就引入了CAXA三维实体设计软件的装配设计。图3所示，是利用CAXA软件设计的EBJ-120TP型掘进机机架三维模型，它直观的将设计者的意图反映出来，可以很方便地进行结构设计以及干涉检查、物性计算、零件列表等其它工作，提高了设计效率和设计质量。图4所示的是EBJ-120TP型掘进机装载机构的铲尖。以前它是铸件，由于批量小、成本高，且工序多、生产周期较长，所以改成了焊接组件。改动过程中，由于侧板设计形

9、状复杂，一般的设计工具设计不够准确，采用CAXA设计，首先建立板件模型，通过修改符合设计要求后，输出二维布局，转换至我们熟