作為國(guó)資委管理的53家重要骨干企業(yè)之一脏拦，中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)公司（簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)二重）始建于1958 年，1971年建成投產(chǎn)，是中國(guó)最大的重大技術(shù)裝備研制基地之一吟榴。多年來(lái)，中國(guó)二重的研發(fā)工作始終圍繞國(guó)家發(fā)展裝備制造業(yè)的方針政策而開(kāi)展囊扳，具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的冶金吩翻、礦山等領(lǐng)域的重型裝備，核電锥咸、火電和水電機(jī)組大型鑄鍛件狭瞎，重型壓力容器和大型傳動(dòng)裝備的技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，先后為冶金搏予、礦山熊锭、能源、交通隧渠、汽車(chē)俯态、石油化工、航空航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)和國(guó)防建設(shè)提供了上百萬(wàn)噸重大技術(shù)裝備。許多產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白玻桶，替代了進(jìn)口昧挚，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。出色的業(yè)績(jī)使得中國(guó)二重成為國(guó)家級(jí)創(chuàng)新型（試點(diǎn)）企業(yè)装呢，四川省高新技術(shù)示范企業(yè)甩芦，國(guó)家專(zhuān)利試點(diǎn)先進(jìn)單位和國(guó)家首批知識(shí)產(chǎn)權(quán)示范創(chuàng)建單位。近年來(lái)乌烫，中國(guó)二重在研發(fā)設(shè)計(jì)方面不斷探索练歇、不斷創(chuàng)新，極大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率忍症，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)了腳跟蔑枣。

　　一、研發(fā)設(shè)計(jì)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

　　中國(guó)二重一直將研發(fā)設(shè)計(jì)創(chuàng)新作為集團(tuán)重要的工作稽及，下屬兩個(gè)國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)：中國(guó)二重國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心和大型鑄鍛件數(shù)值模擬國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室仿吞。技術(shù)中心下設(shè)七個(gè)專(zhuān)業(yè)研發(fā)院所：重型機(jī)械設(shè)計(jì)研究院、大型鑄鍛件研究所捡偏、工藝研究所唤冈、重型壓力容器與核電技術(shù)研究所、傳動(dòng)技術(shù)研究所银伟、信息技術(shù)所和計(jì)量技術(shù)所你虹。中國(guó)二重具有雄厚的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)和強(qiáng)大的產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造能力彤避。擁有國(guó)家級(jí)技術(shù)中心傅物、工程實(shí)驗(yàn)室和博士后工作站，擁有160MN水壓機(jī)等主要生產(chǎn)設(shè)備6600臺(tái)琉预，具備一次性冶煉900t鋼水董饰、澆注600t鋼錠、產(chǎn)出500t成品鑄件及250t成品鍛件的能力圆米，是中國(guó)最大的冶金成套設(shè)備卒暂、核電、水電娄帖、火電成套鑄鍛件疫题、重型壓力容器、大型傳動(dòng)件忿韧、大型成套航空模鍛件等重大技術(shù)裝備制造基地。

　　然而落寡，隨著業(yè)務(wù)的開(kāi)展客戶的需求也在發(fā)生變化：如今的機(jī)械制造業(yè)不再是單一的機(jī)械設(shè)備制造成止，而是要為用戶提供成臺(tái)套裝備，這就要求制造商具有更全面痒仆、強(qiáng)大的技術(shù)支持揣蒿。目前各重型機(jī)械制造業(yè)都在積極尋求進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)能力秋胚、改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品質(zhì)量刨德、縮短生產(chǎn)制造周期弊刁、降低生產(chǎn)制造成本等項(xiàng)問(wèn)題的解決方案。有了完善可行的解決方案汰日，才能在當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟鞋族，長(zhǎng)足發(fā)展。中國(guó)二重也不例外挂捅，在科研開(kāi)發(fā)芹助、設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域都面臨著這樣的挑戰(zhàn)。

　　二闲先、如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)

　　在高速發(fā)展的信息化時(shí)代状土，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已不能滿足目前快節(jié)奏的生產(chǎn)方式了，更好地應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和手段伺糠，是最好的選擇蒙谓。為此，中國(guó)二重在市場(chǎng)開(kāi)拓训桶、產(chǎn)品研發(fā)累驮、生產(chǎn)制造等方面采取了多項(xiàng)改進(jìn)措施來(lái)應(yīng)對(duì)目前的挑戰(zhàn)。在科研開(kāi)發(fā)渊迁、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面慰照，提高了CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)用深度和范圍，制定了多種考核方式來(lái)促進(jìn)工程技術(shù)人員盡快提高應(yīng)用CAD/CAE技術(shù)的技巧和能力琉朽。

　　早在十幾年前毒租，集團(tuán)公司就在實(shí)施甩圖板工作時(shí)選用了AutoCAD作為二維CAD工具，如今箱叁，無(wú)論是推廣應(yīng)用三維CAD/CAE技術(shù)還是選擇整體解決方案凳渗，都離不開(kāi)已有的二維工程圖紙和多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累。因此裹依，選取歐特克解決方案是有效利用已有資源呢呕、提升效率的最佳選擇。集團(tuán)公司設(shè)計(jì)研究院從1993年開(kāi)始實(shí)施甩圖板工作帐捺，針對(duì)AutoCAD軟件的應(yīng)用框碾，先后舉辦了多期CAD技術(shù)培訓(xùn)班，普及推廣后陸續(xù)購(gòu)買(mǎi)了歐特克產(chǎn)品：AutoCAD和Autodesk Inventor赫捕，這也是集團(tuán)公司設(shè)計(jì)研究院目前主要使用的CAD軟件馋首。CAE方面，集團(tuán)公司目前正在試用歐特克的Autodesk Simulation Mechanical & Multiphysics軟件，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和需求鳞皂。不斷的發(fā)展壶碴，不斷的創(chuàng)新。中國(guó)二重研發(fā)設(shè)計(jì)的下一步計(jì)劃是將重點(diǎn)放在成臺(tái)套設(shè)備的整體應(yīng)用分析上愧增，以解決整體設(shè)備的數(shù)字樣機(jī)制作撼予、整體測(cè)試、工況模擬悟民、應(yīng)力分析等問(wèn)題坝辫。

　　“實(shí)踐證明，三維技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地滿足企業(yè)對(duì)新產(chǎn)品快速研發(fā)逾雄、設(shè)計(jì)和產(chǎn)品知識(shí)積累的需求阀溶。不但大大提高設(shè)計(jì)效率，在優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面也效果卓著鸦泳∫停”中國(guó)二重設(shè)計(jì)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師、傳動(dòng)技術(shù)研究所傳動(dòng)設(shè)計(jì)二室室主任譚仁萬(wàn)表示做鹰。

　　三击纬、從設(shè)計(jì)實(shí)例看三維設(shè)計(jì)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

　　現(xiàn)在以萬(wàn)向接軸系列化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)為例，對(duì)中國(guó)二重使用歐特克解決方案的應(yīng)用情況和經(jīng)驗(yàn)作簡(jiǎn)介钾麸。

　　十字軸式萬(wàn)向接軸是機(jī)械行業(yè)廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)件之一更振，對(duì)于這類(lèi)具有標(biāo)準(zhǔn)系列的產(chǎn)品，經(jīng)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)后饭尝，應(yīng)用Inventor來(lái)完成設(shè)計(jì)工作肯腕，更加能夠顯示出Inventor在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的優(yōu)越性和高效率。

　　我們利用Inventor對(duì)SWC/SWZ/SWP型萬(wàn)向接軸進(jìn)行了三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)坏表，該軟件能夠快速缆月、準(zhǔn)確地生成各系列聯(lián)軸器的三維零部件實(shí)體和完整的裝配體，并用優(yōu)化后的數(shù)據(jù)修正三維模型幢堕，使得這類(lèi)型號(hào)的萬(wàn)向接軸的結(jié)構(gòu)更合理践涧，從而進(jìn)一步提高產(chǎn)品的承載能力和機(jī)械性能特性，有效地提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造水平山乐。高效率地開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出聯(lián)軸器各種規(guī)格的系列化產(chǎn)品岩视，有效縮短設(shè)計(jì)和制造周期、提高產(chǎn)品技術(shù)性能插凳、節(jié)約制造成本颓蛀，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　四姥胳、在軟件開(kāi)發(fā)中芽堪，我們重點(diǎn)考慮和解決了以下幾個(gè)問(wèn)題

　≌！（1）十字萬(wàn)向接軸參數(shù)驅(qū)動(dòng)與強(qiáng)度問(wèn)題：十字萬(wàn)向接軸不但規(guī)格系列較多，并且各系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)中均涉及很多待定尺寸苍煎，各尺寸之間又涉及到裝配關(guān)系和強(qiáng)度之間存在互相影響、相互矛盾的問(wèn)題柬焕，需要多次反復(fù)計(jì)算校核审残，才能確定結(jié)構(gòu)型式方案，盡管如此也不能優(yōu)化的解決裝配關(guān)系與強(qiáng)度之間的問(wèn)題斑举。并且該產(chǎn)品使用傾角大搅轿，相互運(yùn)動(dòng)件容易產(chǎn)生干涉，尤其是SWC型的整體鑄造叉頭富玷，空間曲面多璧坟，形狀復(fù)雜，強(qiáng)度要求高赎懦，是造成干涉的主要零件之一雀鹃，該件是該類(lèi)萬(wàn)向接軸的關(guān)鍵零件，也是應(yīng)力最大的零件励两，因此黎茎，在設(shè)計(jì)階段，要提高萬(wàn)向接軸的承載能力当悔，延長(zhǎng)其壽命傅瞻，就必須對(duì)其關(guān)鍵零部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和必要的強(qiáng)度分析。該軟件解決了聯(lián)軸器零部件的快速編輯和強(qiáng)度校核問(wèn)題瓢身。

　〕倌　（2）工程圖生成中存在的問(wèn)題：由于萬(wàn)向接軸零件較多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間曲面多宝辛，輪廓線繪制困難跋章，且圖面尺寸及形位差較多，人為標(biāo)注尺寸時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤和漏洞创撼。為確保圖紙的正確性考皂，避免人為繪制工程圖出現(xiàn)錯(cuò)誤的問(wèn)題，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量曼中，我們采用了工程圖尺寸標(biāo)注數(shù)據(jù)和三維模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)共用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的方式遗酷，有效地解決了工程圖標(biāo)注數(shù)據(jù)與三維模型驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)一致性的問(wèn)題，

　】仙稹（3）脹箱導(dǎo)致的干涉問(wèn)題：由于鑄造時(shí)脹箱笛驴、重要尺寸偏差與圖紙給出的偏差產(chǎn)生較大誤差等原因的影響，致使整體鑄造叉頭實(shí)體可能存與相關(guān)件嚴(yán)重干涉或者重要部位的強(qiáng)度減弱的問(wèn)題芽接，這兩種情況都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量造成非常嚴(yán)重的影響饵逐。在裝配時(shí)若存在嚴(yán)重干涉問(wèn)題括眠，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)傾角要求。只能在反復(fù)的修整后才能確定干涉部位及干涉程度倍权，而干涉部位要在機(jī)床上切削加工后再進(jìn)行檢查掷豺，發(fā)現(xiàn)干涉后再上機(jī)床加工，如此反復(fù)修整才能解決整體鑄造叉頭干涉的問(wèn)題薄声。這樣既影響到該設(shè)備的出產(chǎn)進(jìn)度当船，無(wú)法保證交貨時(shí)間，同時(shí)又長(zhǎng)時(shí)間占用機(jī)床默辨，嚴(yán)重影響其它產(chǎn)品的進(jìn)度德频，造成人力和資源的浪費(fèi)。利用該軟件缩幸，可以在Inventor環(huán)境下很好地解決上述問(wèn)題壹置，有效地提高設(shè)計(jì)效率，縮短了生產(chǎn)制造周期表谊。

　　軟件的開(kāi)發(fā)為設(shè)計(jì)者提供了良好的操作界面钞护，即使不熟悉Inventor的設(shè)計(jì)人員，也能利用該軟件設(shè)計(jì)快速地完成十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)工作铃肯。軟件采用了外部執(zhí)行文件與Inventor交互操作的模式運(yùn)行独溯，可在Inventor 2010~2012環(huán)境下運(yùn)行。

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