锻压设备通用结构件与型钢三维模型库的开发与应用系统

王晋生

（太原重工股份有限公司 技术中心，山西 太原 030024）

锻压设备通用结构件与型钢三维模型库的开发与应用系统

王晋生

（太原重工股份有限公司 技术中心，山西 太原 030024）

采用SolidWorks三维模型设计软件进行锻压设备通用结构件与型钢三维模型库的开发及应用系统，是依据钢板类零件及型钢的结构特点以及产品结构，对各种形状的钢板类零件和型钢进行归类、整理、统一编号并建立三维模型库系统。

计算机应用；三维实体模型库；结构件；型钢；锻压设备

1 概述

随着计算机三维设计软件的飞速发展，锻压设备中焊接结构件以及型钢所占的比例也越来越大。结构件与型钢三维模型库系统的设计开发与应用，缩短了产品的准备周期，提高了产品设计、工艺水平以及产品质量，降低了成本。

通常，锻压机械设备中焊接结构件以及型钢所占比例为40%～70%。其中钢板类结构件，大部分采用数控火焰切割机切割下料。目前，完成这类零件的设计、工艺以及生产过程为：计算机绘制结构件图—计算机绘制零件图—出蓝图—焊接工艺编程以及数控火焰切割等。

本应用系统是将锻压设备中的通用结构件与型钢参数化设计程序，应用于产品的图样设计，形成现代化设计管理模式和先进的制造技术手段。从而实现三维模型设计资源共享、应用系统集成，进而实现锻压产品图样的三维模型设计，达到企业优化运行的目的。锻压设备通用三维图形库主界面如图1所示。

2 建立三维模型库

本应用系统的技术关键是：如何将所收集到的锻压产品通用结构件与型钢三维模型实现参数化设计，并能与SolidWorks Simulation 2008三维模型设计软件兼容。即将已参数化的图形转化成三维模型，最终建立锻压产品通用结构件与型钢三维模型库中的宏程序。

图1 锻压设备通用三维图形库主界面

项目采用SolidWorks Simulation 2008三维模型设计软件，进行锻压产品通用结构件与型钢三维模型库的开发及应用系统的研发，是解决上述问题的一项具体工作。该项三维模型设计工作涉及到需要建立70余个数据模型和9个系列的模型库以及一套应用系统。具体内容有：①各种型钢的三维模型库；②各种三维模型设计的通用结构件；③各种三维模型设计的孔型等。设计人员可以通过局域网选用产品零件设计时所需要的三维模型设计，并可以在所选用的三维模型参数化中进行任意的修改，最终实现产品图样的三维模型快速设计工作。

2.1 通用结构件三维模型库（三维模型是可以选择的或不确定的，见图2）

根据锻压产品的结构以及在产品设计和制造当中出现频率较高的零件图样，结构件三维模型库中分为76种基础类型以及76种以上的基础实体模型（可以根据用户的要求任意进行添加或删改）。基础实体模型中包括；法兰、矩形、三角形、等边三角形、正方形、梯形、扇形、环行、筋板以及各种规则的三维模型等等。图4是法兰三维实体模型。

图2 锻压设备通用规则件/结构件对话框

2.2 通用型钢三维模型库（三维模型是确定的或唯一的，见图3）

图3 锻压设备通用型钢对话框

图4 MKR61法兰三维实体模型

图5 热轧工字钢三维实体模型

根据GB/T706-GB/T9788和YB3301，以及公司锻压产品的结构和在产品设计和制造当中出现频率较高的零件图样，型钢三维模型库分为7种基础类型以及861种以上的基础实体模型：它们是①热轧工字钢（图5）34种基础实体模型；②热轧槽钢30种基础实体模型；③热轧H型钢127种基础实体模型和剖分T型钢67种基础实体模型；④焊接H型钢449种基础实体模型；⑤热轧L型钢11种基础实体模型；⑥热轧等边角钢81种基础实体模型；⑦热轧不等边角钢62种基础实体模型。

3 功能模式

依据锻压产品钢板类零件以及型钢的特点并结合我公司的生产过程，对所有形状的钢板类零件和型钢进行归类、整理并编制代码建立三维模型库。

锻压设备通用结构件和型钢三维模型库系统的建立如图6所示，是对传统的图纸设计、审核、校对、路线以及焊接工艺编制的一次历史性的挑战。

图6 锻压设备结构件和型钢三维模型库系统

4 结论

锻压设备通用结构件与型钢三维模型库的开发与应用，是系统选用SolidWorks Simulation 2008三维模型设计软件，运用一些最先进的工艺技术以及设计方法，结合我公司具体生产流程开发的。通过本项目的开发，最终可以提高企业的生产效率。

锻压产品图样的三维模型设计是目前乃至今后计算机三维设计软件的一种趋势，而通用结构件与基础件是三维模型设计中反复并多次使用的基本图形。因此，锻压产品的通用结构件与基础件的三维模型设计，实现资源共享，其目的可以缩短锻压产品的设计周期、提高设计效率及设计质量。

本系统是将锻压产品的通用结构件及型钢三维模型设计程序应用于产品的图样设计工作，进而实现锻压产品三维模型设计集成（资源共享）化，达到技术优化运行的目的。以此来提高锻压产品对市场的快速应变能力及竞争能力，经济和社会效益十分可观。

目前，在锻压行业采用计算机SolidWorks Simulation 2008三维模型设计软件，实现产品图样的参数化设计，尚属初始阶段，还有待于提高和完善。

[1] 王文波.SolidWorks2008二次开发基础与实例.北京:清华大学出版社，2009:111-231.

[2] 叶修梓.SolidWorks2005高级教程 高级零件与曲面建模.[美]SolidWorks公司著，杭州新迪数字工程系统有限公司编译，2005:159-211.

[3] 叶修梓.SolidWorks2005高级教程 钣金与焊件 [美].SolidWorks公司著，杭州新迪数字工程系统有限公司编译，2005:1-95.

[4]SolidWorks高级培训教程.北京生信实维，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

王晋生（1955－），男，工程师，从事焊接工艺及特殊焊接研究