刘 祺，张建明，张占强

(中煤科工集团西安研究院，陕西 西安 710077)

全液压坑道钻机主要由主机、操纵台、泵站等部件组成。在组成这些部件的零件中，通用件（标准件、外购件）占零件总数的40%以上。这些零件大多具有相同或相似的外形特征（标准件），或具有复杂的外部形状（外购件）。

图1 动力头中的标准件

图2 电机泵组中的外购件

在新钻机设计研发过程中，如果没有通用件库，设计人员不得不对标准件重复建模，对外购件难以做到精确建模，更甚者，会误将通用件当做加工件出图。这样不但耗费了设计人员的时间和精力，延长了设计周期，而且增加了钻机的成本，降低了钻机可靠性。

因此，建立矿用全液压坑道钻机通用件库非常重要。本文针对当前企业实际情况，利用企业已有基于Team center系统的UG平台，建立矿用全液压坑道钻机通用件库。

1 Team center简介

Teamcenter是西门子公司推出的一款集协同应用与基于标准的产品全生命周期优化工具于一体的企业解决方案平台。在这样的一个环境中，所有参与产品生命周期的人员，都能共享各种不同的产品信息；生命周期的参与者，能够彼此进行实时的协作交流；能够连接企业异构的应用系统，并使它们的产品数据同步，支持企业整个产品生命周期中的流程持续运转。

2 通用件库的建立与应用

通用件库的建立与应用流程如图3所示。主要包括标准件参数化模型的建立，外购件三维模型、性能参数表的整理以及通用件编码，模型数据导入Teamcenter，标准件参数驱动创建部件族与通用件调用。

图3 通用件库建立与应用流程

2.1 标准件参数化模型的建立

在UG环境下，应用电子表格法建立标准件参数化模型。即在标准件模型（模板）创建过程中确定尺寸变量，依靠变量表中的参数表达式，确定变量间的关系，通过部件族选择所需尺寸变量，建立标准件参数表，最后在参数表中输入标准件尺寸系列，驱动生成一系列的标准件三维模型。

以弹性挡圈为例，对其尺寸特性进行分析，弹性挡圈三维模型可由复杂二维轮廓直接拉伸而成，反映弹性挡圈重要尺寸的二维截面轮廓（图4）。

图4 弹性挡圈尺寸参数表

因此，首先建立弹性挡圈二维轮廓草图，根据形状、位置和尺寸要求添加约束。对绘制的二维轮廓草图进行拉伸操作，生成三维标准件模型。然后对参数表达式进行重命名，使其符合国家标准规范。

通过部件族选择弹性挡圈尺寸变量，建立尺寸参数表（图5）。

图5 弹性挡圈二维轮廓草图

实现弹性挡圈三维模型尺寸与尺寸参数表的无缝联结。在尺寸参数表中输入弹性挡圈的尺寸系列，可驱动生成该尺寸系列下所有弹性挡圈三维模型。

2.2 矿用全液压坑道钻机通用件编码

Team center中创建零件首先要确定零件编码，通用件编码的主要功能，为方便检索所需通用，避免通用件的大量重复建模。所以通用件编码必须能够准确地反映零件的分类及其隶属关系，并具有唯一性。同时，零件编码的长度和格式必须相同，以便管理与查询。

根据以上要求以及矿用全液压坑道钻机所使用通用件的特点，本文研究制定了通用件编码原则，主要由分类码与流水码组成（图6）。

图6 矿用钻机通用件编码原则

分类码显示零件的隶属关系，应用过程中逐级查找，检索所需通用件，流水码自动生成，以区分同一类型中的不同零件。以柱塞马达检索为例，只需检索大类码液压件，中类码液压马达，小类码柱塞马达便可查询到现有型号的柱塞马达。

在完成通用件编码的基础上，将标准件参数化模型数据，外购件三维模型及性能参数表导入Team center系统，并利用标准件参数驱动创建部件族，完成矿用钻机通用件库的建立。

2.3 通用件的调用

通用件调用的关键，是对通用件模型进行准确查找。设计人员首先提交所需通用件信息，使用Teamcenter提供的树状分类结构，逐级选择查找所需通用件（图7）。

图7 标准件的调用

对于标准件则需在选定后对尺寸参数进行选择（图8），完成标准件的调用。

图8 外购件调用

在外购件调用过程中，由于相似产品多，仅仅简单的用名称、型号作为查询依据，已远远满足不了设计过程中的实际需求，而需要更多的信息查询手段。

在Team center系统中，设计人员可以通过外购件分类节点的特征属性，根据外购件性能参数表中的参数项，对其进行查询，并在系统中快速搜寻所有与其相关信息。

2.4 弹性标准件实现可变形装配

对于类似弹簧、氮气弹簧、组合垫圈等弹性标准件，由于设计人员在调用过程中需要弹性标准件为压缩工作状态，而直接调用弹性标准件装配，则会产生装配干涉。因此本文通过引用集来解决弹性标准件的装配问题。

首先在弹性标准件中定义其变形性，即指定弹性标准件中与弹性变形相关的参数，并定义参数变形量或范围。弹性标准件调用方式，与一般通用件调用方式相同，只需在最后定义变形参数以适应装配。

3 结束语

通过本项目的实施，建立全液压坑道钻机通用件库，减少了设计人员的重复性劳动，提高了设计人员的工作效率，缩短了钻机的设计周期;通过信息反馈，实现生产部门与钻机设计以及相关部门之间的协同；通过Team center的信息共享和集成，提高钻机零件设计的唯一性、准确性和一致性，大大的提升了企业产品市场竞争力。

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