銑刨機(jī)是一種高生產(chǎn)率的養(yǎng)護(hù)機(jī)械，可應(yīng)用于公路、高等級(jí)公路舊瀝青路面等大型工程的翻修銑刨。該機(jī)型在國(guó)內(nèi)起步較晚，且品種少、規(guī)格不全、技術(shù)水平低。隨著我國(guó)高等級(jí)公路的高速發(fā)展，養(yǎng)護(hù)機(jī)械的需求呈日益上升的趨勢(shì)。天津工程機(jī)械研究院作為國(guó)家工程機(jī)械行業(yè)的重點(diǎn)企業(yè)，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品刻不容緩。LX2000銑刨機(jī)是鼎盛公司承擔(dān)的國(guó)家科技部重點(diǎn)項(xiàng)目，也是2003年公司重點(diǎn)新產(chǎn)品之一。系統(tǒng)共3個(gè)部件（傳動(dòng)系統(tǒng)、銑刨總成、罩殼總成），共128個(gè)零件。

CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件在課題中按以下流程進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證及實(shí)施：

所有零部件的三維建模

項(xiàng)目組在零部件三維建模時(shí)著重采用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)智能圖素拖放及CAXA電子圖板二維草圖繪制輸入后經(jīng)過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等三維工具生成三維模型。在采用拖放實(shí)體造型進(jìn)行三維建模時(shí)，可以感受到系統(tǒng)在擁有自己新穎獨(dú)特的三維建模理念——完全可視化三維設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，它給設(shè)計(jì)者一個(gè)最直觀最全面即“所見(jiàn)即所得” 的視覺(jué)效果進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，從而簡(jiǎn)化思維，為設(shè)計(jì)者提供一個(gè)廣闊的思維空間去進(jìn)行更有意義的設(shè)計(jì)創(chuàng)新工作。

標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的調(diào)用、企業(yè)通用件庫(kù)的建立和管理

項(xiàng)目組利用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng)的建庫(kù)功能建立了LX2000銑刨總成零件庫(kù)，在整個(gè)設(shè)計(jì)驗(yàn)證過(guò)程及后期調(diào)用時(shí)只需打開(kāi)零件庫(kù)文件，所有零部件便一目了然，查看或修改方便快捷。系統(tǒng)提供的這種開(kāi)放式圖庫(kù)建立及管理功能恰恰滿足了公司定制企業(yè)通用件的需求，非常有利于公司的產(chǎn)品數(shù)據(jù)積累并極大的提高系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度，為設(shè)計(jì)者節(jié)約更多寶貴的時(shí)間去進(jìn)行更有意義的創(chuàng)新工作。

零部件裝配，機(jī)構(gòu)干涉檢查及運(yùn)動(dòng)模擬

在對(duì)銑刨滾筒 、罩殼總成及傳動(dòng)系統(tǒng)總成的裝配中，項(xiàng)目組充分運(yùn)用了CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供的三維球裝配、無(wú)約束裝配、約束裝配三種裝配方式。項(xiàng)目組成員一致認(rèn)為三維球使用時(shí)的“得心應(yīng)手，隨心所欲”及其裝配效率是目前其它三維軟件不可比擬的，同時(shí)也是CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng)靈魂之所在。除三維球外，利用無(wú)約束及約束裝配結(jié)合系統(tǒng)提供的裝配生成工具也是裝配過(guò)程中一個(gè)行之有效的裝配途徑。另外，傳統(tǒng)的三維設(shè)計(jì)軟件在裝配時(shí)往往約束重重，造成后期修改極為困難，修改后經(jīng)常需要對(duì)各零部件進(jìn)行重新造型或重新裝配，重復(fù)工作量大。這一點(diǎn)在CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)XP系統(tǒng)中得到了很好的解決，在裝配過(guò)程和后期需要對(duì)裝配體進(jìn)行修改時(shí)，利用系統(tǒng)的三種裝配方式可以非常靈活的對(duì)已經(jīng)進(jìn)行過(guò)的裝配進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)原有的約束關(guān)系仍然保留。這種裝配的靈活性對(duì)大型的裝配體特別重要，它將最為有效的減少裝配工作量并提高設(shè)計(jì)效率。

在系統(tǒng)中只需將需要進(jìn)行干涉分析的零部件選定，利用干涉檢查工具就可得到干涉結(jié)果。利用這一工具項(xiàng)目組對(duì)整個(gè)總裝進(jìn)行了干涉檢查，根據(jù)干涉結(jié)果修改了存在干涉的部件，有效的保證了技術(shù)圖紙輸出的正確性。

二維圖的生成，技術(shù)圖紙的打印輸出

在CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)XP系統(tǒng)中，部件的三維模型可存為ParaSolid通用文件格式，在系統(tǒng)集成的CAXA電子圖板中直接讀入該格式，

根據(jù)鼎盛公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，首先可以利用電子圖板圖框定義工具對(duì)標(biāo)題欄、附加欄、明細(xì)欄格式進(jìn)行鼎盛化。操作過(guò)程非常簡(jiǎn)便。按照各零件的具體要求，系統(tǒng)可選擇自動(dòng)生成各視圖的二維圖，然后利用系統(tǒng)提供的一整套繪圖命令和功能，完成圖形編輯功能，快速、方便地繪制二維工程圖。系統(tǒng)自動(dòng)生成的各視圖同三維模型能保持相關(guān)聯(lián)，在對(duì)模型進(jìn)行修改后，二維圖能保持與三維模型的同步改變，省略了對(duì)二維圖重復(fù)修改的工作，并保證工程圖紙的準(zhǔn)確性。電子圖板系統(tǒng)功能較豐富，各功能模塊直接面向機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)，大量簡(jiǎn)化圖紙的繪制步驟。系統(tǒng)支持目前行業(yè)中常用的CAD圖形格式，可以保證公司同其它企業(yè)間的數(shù)據(jù)交流，并解決企業(yè)在軟件升級(jí)過(guò)程中對(duì)以往的技術(shù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換困難的難題。唯一不足的是在操作界面稍顯粗糙，這也是國(guó)產(chǎn)行業(yè)軟件相比于國(guó)外軟件較為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。

在二維圖板上可以對(duì)各個(gè)線型寬度加以設(shè)置，調(diào)整至最佳輸出效果即可打印輸出。大批量打印時(shí)，系統(tǒng)提供了打印排版工具，將所需打印的圖紙均加入至排版文件，系統(tǒng)根據(jù)輸出圖幅自動(dòng)排列所有圖紙即可一次性全部打印。圖一為罩殼焊體部件二維工圖。

圖一、 符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的二維工程圖

零部件報(bào)表的生成

零部件報(bào)表（外協(xié)件表、外購(gòu)件表、標(biāo)準(zhǔn)件表）在生產(chǎn)中起著指導(dǎo)生產(chǎn)、協(xié)調(diào)供應(yīng)的關(guān)鍵性作用。它是整個(gè)課題項(xiàng)目的重要輸出技術(shù)文件。在CAXA 實(shí)體設(shè)計(jì)XP中零部件的報(bào)表可通過(guò)兩種方式生成：1）利用電子圖板的圖紙管理系統(tǒng)；2）在實(shí)體設(shè)計(jì)里利用自動(dòng)BOM輸出成EXECL格式，然后根據(jù)鼎盛公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編輯成要求格式。這樣在EXECL中就是一份完整的零部件報(bào)表，大大節(jié)約了項(xiàng)目組在設(shè)計(jì)后期的技術(shù)文件的制作時(shí)間，提高了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的效率。

圖二、罩殼焊體的BOM表

零部件的渲染及工作過(guò)程動(dòng)畫(huà)演示，及在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)編制上的運(yùn)用。

鼎盛公司以往的新產(chǎn)品方案審查，由于受軟件的限制，在方案說(shuō)明時(shí)，均以工程二維圖為主，由于比較抽象，評(píng)審專(zhuān)家對(duì)方案內(nèi)容的理解上存在障礙，設(shè)計(jì)者也難以準(zhǔn)確的表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖。在產(chǎn)品的廣告宣傳及說(shuō)明書(shū)制作中，由于缺乏各部件的三維模型，只得以二維圖代替，這使得不經(jīng)常同圖紙打交道的客戶接受起來(lái)比較困難。在CAXA 實(shí)體設(shè)計(jì)XP軟件中基于全真三維設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，設(shè)計(jì)者可以具體全面的表達(dá)設(shè)計(jì)方案，

LX2000銑刨機(jī)為公司2003年重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的新機(jī)型，為了新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及銷(xiāo)售部門(mén)向客戶的模擬演示，項(xiàng)目組利用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)的渲染功能做成該部件的渲染圖及說(shuō)明書(shū)素材，如圖三、四所示。

圖三

圖四

項(xiàng)目組在動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用了智能動(dòng)畫(huà)編輯器分別對(duì)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)銑刨總成進(jìn)行工作和罩殼總成的后門(mén)用液壓油缸進(jìn)行提升和旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)畫(huà)模擬運(yùn)動(dòng)。

報(bào)告總結(jié)

通過(guò)驗(yàn)證的實(shí)施，項(xiàng)目組認(rèn)為CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1、CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)XP系統(tǒng)能夠做到“簡(jiǎn)單事情簡(jiǎn)單做”，把設(shè)計(jì)步驟減到最少，節(jié)約設(shè)計(jì)意圖的表達(dá)時(shí)間，讓設(shè)計(jì)者可以盡力于最重要的任務(wù)——設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了產(chǎn)品創(chuàng)新的理念和方法。

2、基于拖放式操作的全真三維CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)XP軟件系統(tǒng)內(nèi)含豐富的三維工具模塊并集成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，結(jié)合軟件易學(xué)易用的特點(diǎn)，比較貼合工程機(jī)械企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，具有較高的運(yùn)行速度和靈活的操作性，為設(shè)計(jì)者提供豐富的交互性能，能有效提高工作效率。

3、雙向式圖庫(kù)管理功能允許設(shè)計(jì)人員很方便地在任意CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)XP的設(shè)計(jì)或部件中插入標(biāo)準(zhǔn)件項(xiàng)目。通過(guò)引用庫(kù)中的常用零件，設(shè)計(jì)人員可以確保設(shè)計(jì)的一致性，以遵循公司的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于企業(yè)知識(shí)重用和工程經(jīng)驗(yàn)的繼承具有重要意義。

4、系統(tǒng)具備的渲染和動(dòng)畫(huà)功能非常適合做公司的產(chǎn)品宣傳和產(chǎn)品演示，有利于銷(xiāo)售人員和客戶之間的溝通，增強(qiáng)客戶對(duì)公司產(chǎn)品的信心，使銷(xiāo)售成功的機(jī)率大大增加，提高公司產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。

5、CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)XP軟件若用于公司新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以讓課題組的所有成員及時(shí)地進(jìn)行圖紙及數(shù)據(jù)的及時(shí)溝通，適合多組設(shè)計(jì)人員同步運(yùn)行的工程作業(yè)環(huán)境，支持產(chǎn)品研制過(guò)程中的流程并行和項(xiàng)目協(xié)同，有效地保證整個(gè)課題設(shè)計(jì)同步進(jìn)行的正確性。這將從一定程度上加快新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，使企業(yè)能夠快速響應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)需要，用盡可能短的時(shí)間以盡可能少的成本推出產(chǎn)品，為新產(chǎn)品的迅速推出并占領(lǐng)市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)設(shè)定的驗(yàn)證項(xiàng)目，通過(guò)CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件在LX2000傳動(dòng)及工作裝置系統(tǒng)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的使用，從方案設(shè)計(jì)到技術(shù)圖紙、技術(shù)文件的輸出，CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件完全滿足工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)圖紙生成的要求，尤其是該軟件具有獨(dú)特的三維球?qū)嶓w操作工具、超越參數(shù)化設(shè)計(jì)的靈活性修改能力、創(chuàng)新的目錄式圖庫(kù)操作方式、基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)工程環(huán)境等特點(diǎn)，其對(duì)于我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)關(guān)鍵技術(shù)缺乏、產(chǎn)品創(chuàng)新能力低的狀況將有明顯改善，促進(jìn)我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品在國(guó)際化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。