王 倩 叶安英 李颖芝

(邢台职业技术学院机电工程系，河北邢台 054035)

车床是企业生产车间中应用最多的一类机床，其内部结构与运动形式错综复杂，内容涉及的知识面广而深，且实践性很强，车床的认知水平在很大程度上依赖于实训教学环节。传统的面向对象的现场教学模式常常由于实训资源不足、场地有限等原因不能满足学生独立操作的需求，从而影响了学生动手能力的提高和对实训效果评价的真实性，并且难以避免拆装过程中对设备的损伤。随着计算机技术及应用软件的发展，利用Pro/E软件提供的仿真功能，掌握各部件空间结构及内部关联，虚拟仿真拆装任务，为实物拆装训练积累宝贵经验。

1 构建三维模型

车床主要组成包括:主轴箱、进给箱、溜板箱、床身、床鞍及尾座［1］，每个组成部分包含若干机构，本文以主轴箱为例，介绍虚拟仿真技术的实现过程。

1.1 典型机构建模

车床主轴箱内典型机构包括:卸荷带轮机构、双向多片式摩擦离合器、变速操纵机构等。对于简单零件，可直接借助Pro/E的Part模块建模，对于结构复杂的部件，可通过Pro/E的组建模块完成装配体模型构造［2］，如表1所示。

1.2 主轴箱总装建模

主轴箱固定在床身左侧，内部装有主轴和变速传动机构，动力由电动机驱动，经V带、变速传动机构传给主轴，实现车削主运动，主轴箱三维模型如图1所示。

2 实现虚拟仿真

2.1 内嵌eDrawings

eDrawings是Pro/E程序中的插件，通过它可以把三维模型保存为.exe格式，.exe可执行文件能脱离Pro/E软件对模型进行自由旋转角度，多方向平移、自动播放等操作，因此内嵌eDrawings是Pro/E功能的升级与扩展。内嵌eDrawings时，先指向Pro/E的目录，安装并破解eDrawings，完成后将protk.dat文件拷贝到Pro/E下的text目录即可，此时Pro/E菜单栏中新增eDrawings菜单，如图2所示。

2.2 动态仿真

2.2.1 文件发布

通过eDrawings下拉菜单Publish进行文件发布，将Pro/E文件转换成.exe可执行文件，以双向多片式摩擦离合器为例，如图3、图4所示。

2.2.2 动态拆装

利用eDrawings可实现零部件平移、旋转、爆炸/解除爆炸、标注、测量、剖切、视图隐藏或高亮显示和透明等功能，如图5所示菜单及工具栏。此功能可实现整个拆装实训环节的完全可视化操作过程，使操作者仿佛置身于真实的拆装情境中，便于学生快速熟练掌握车床内部构造及各传动件运动关系，培养学生独立思考、理实结合的综合能力，延伸了拆装实训教学的深度。

动态仿真借助eDrawings技术，通过点击相应菜单即可实现，操作简单，因其脱离了Pro/E软件，所以响应快，运行流畅，便于在有限的课堂时间内多次模拟训练，动态仿真时，点击图5工具栏中“零部件”，选择“移动”图标，手动拆卸、安装部件上各零件，如图6所示;选择“爆炸”将对部件进行爆炸效果处理，如图7所示;点击“标注”、“戳记”完成对各零部件文字标注及盖戳标记，如图8所示;通过“剖切”实现对零部件重要横断面剖视，且通过鼠标可移动剖面位置，如图9所示［3］。

3 结语

通过Pro/E软件及其内嵌的eDrawings技术开发实现的虚拟仿真拆装过程，可使学生更感性地认知机床内部关联关系，为后续的实物拆装实训环节提供一定的知识贮备，并累积相关经验，虚拟仿真作为实物拆装实训课程的辅助教学手段，能更加有效地激发学生学习的兴趣和乐趣，动态仿真教学模式可降低拆装实训教学中固定资产的成本投入，优化了教学资源，使学生逐步从虚拟环境过渡到实物拆装中，提高实物拆装的效率和拆装成功率。

［1］张普礼.机械加工设备［M］.北京:机械工业出版社，2010:62－66.

［2］姜媛媛.基于Pro/E的并联机床实体建模［J］.机械设计，2009，26(4):72－73.

［3］李斌.Pro/E 运动学仿真［M］.北京:人民邮电出版社，2008:35－36.