基于SolidWorks的船舶柴油机虚拟装配及运转

    0 前言

    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。传统的船舶柴油机装配阶段是船舶柴油机制造中的最终阶段，也是发生质量问题最多的阶段。由于在编制装配工艺初期，没有数字化装配验证的手段，在实际装配阶段，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。虚拟装配是在虚拟环境中，利用虚拟现实技术将设计的产品三维模型进行预装配，在满足产品性能与功能的条件下，通过分析、评价、规划和仿真等手段改进产品的设计和装配的结构，实现产品可装配性和经济性。本文提出了一种基于的船舶柴油机虚拟装配和运动仿真方法，并通过对MAN B&W 5S60MC-C型柴油机全过程的实践，证明了可以运用的装配和动画制作功能，来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 功能简介

    是美国solidWbrks公司在Windows平台上研制开发的三维机械设计软件，是一套优秀的、综合性的软件；除了具有草图绘制、零件造型、装配体设计、工程图生成、模具设计、钣金设计等主要功能外，还可利用自带的插件对设计的零件部件进行相关的分析和优化。通过插件的使用，用户可以在同一个软件界面下对同一个模型进行设计、分析、优化的操作，不需要将模型转换文件格式及重新熟悉其他分析软件界面。其中，Animator插件具有动画制作功能，它可以将装配好的船舶柴油机旋转、爆炸或解除爆炸，模拟它的装拆过程，展示船舶柴油机中零部件的配合关系，非常直观、生动、形象；使装配工艺设计人员和装配操作工人可以从不同角度去观察船舶柴油机，清楚地了解它的结构、组成和装配过程。

    2 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部件构成，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；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，它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)以及参考几何体中基准轴、基准面等定位特征，这些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，并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，如图1所示。