基于SolidWorks的船舶柴油机虚拟装配及运动仿真

    船舶柴油机的可靠性、寿命及主要性能参数在很大程度上取决于装配工艺水平和装配质量。作为船舶柴油机制造中的最终阶段，传统的船舶柴油机装配也是发生质量问题最多的阶段。在编制装配工艺初期，没有数字化装配验证的手段，实际装配阶段经常会发生零部件间的干涉或装配顺序不合理等现象，而且许多零部件制造阶段产生的质量隐患往往要等到装配阶段才能显现出来，因而导致船舶柴油机装配周期很长，返工率很高，而且装配质量不稳定，这些都严重制约着船舶柴油机行业的生产能力的提高。虚拟装配技术的出现有效地解决了这一技术瓶颈。

    本文提出一种基于的船舶柴油机虚拟装配和运动仿真。实践证明，运用的装配和动画制作功能，可以验证装配序列和装配路径的可行性，分析最佳装配次序、确定最优装配路径。同时，通过动态模拟复杂船舶柴油机装拆工艺过程，可以让装配工人熟练掌握装配工艺，正确地进行装配操作，提高装配质量。

1 船舶柴油机零件的三维建模

    在进行船舶柴油机的虚拟装配及运动仿真之前，要进行有关零件的造型。船舶柴油机由很多零件构成，如机座、机架、气缸体、活塞组件、连杆十字头组件、曲轴组件、气缸套、气缸盖、凸轮轴，等等，其中圆柱销、部分连接用螺钉是标准件，可激活Toolbox插件从标准件库中调用，不需另外造型，其他为专用件，需要进行造型设计。2008用户界面非常人性化，便于操作，他提供了强大的参数化、基于特征的实体造型技术，利用的基础特征（拉伸、旋转等）、设计特征（圆角、倒角、异形孔等）、镜像特征（阵列、镜像等）以及定位特征（基准轴、基准面等）等三维实体造型工具，能够方便、快捷地创建出船舶柴油机组成零件的实体，通过草图的几何约束及尺寸约束功能，可以创建出尺寸十分精确的零件造型，见图1。

    图1 MANB&W 5S60MC-C型柴油机部分零件

2 船舶柴油机的装配体建立

    设计装配体有两种方式，自下而上和自顶向下。自下而上设计法是一种比较传统的方法，首先生成各个零件，将其插入装配体，然后根据设计要求配合零部件，将其装配起来。因为零件为独立设计的，对于一般相互结构关系及重建行为较为简单的机械设计，这种方法比较清楚，也很实用。自顶向下的设计方法是在装配体中边生成零件边配合零件来生成装配体，可以使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件或生成组装零件后才添加加工特征，对于装配关系复杂的零部件设计较适用。船舶柴油机装配体的设计就是在前面完成零件造型的基础上，完成自下而上的装配。先新建一个装配体，然后在插入零部件对话框中点击浏览依次选择要插人的零部件即可。其中第1个插入的零件十分重要，他是整个装配体的装配基础，已默认第1个插入的零件为同定零件，其他所有的装配体零件都是以此为基础。