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    顎式破碎機以其方便的操作、簡單的結(jié)構(gòu)等優(yōu)良性能，目前已經(jīng)被廣泛地用于礦山、冶金、建材、化工、鐵路等行業(yè)。然而，與此不相稱的是破碎機的設(shè)計還比較傳統(tǒng)，目前我國許多破碎機制造和設(shè)計單位仍然多用手工和二維CAD進(jìn)行設(shè)計，而發(fā)達(dá)國家目前已經(jīng)到了三維CAD系統(tǒng)建模的普及階段。可見，與國外先進(jìn)的機械制造與設(shè)計手段相比，顎式破碎機在三維設(shè)計與建模方面確實存在著較大的差距。而三維建模在CAD/CAM/CAE中有著十分重要的作用，是一項基礎(chǔ)性工作。因此，在新型外動顎勻擺顎式破碎機的設(shè)計中引入三維建模技術(shù)（也叫實體建模技術(shù)），使該型破碎機的設(shè)計與開發(fā)逐步進(jìn)入到以三維模型為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的分析軟件為研究手段的現(xiàn)代化設(shè)計階段，具有非常重要的現(xiàn)實意義。
L、三維CAD系統(tǒng)的特點概述
    所謂三維CAD系統(tǒng)，就是將設(shè)計中涉及的機械、設(shè)備、結(jié)構(gòu)件等三維物體用盡可能與實體特性接近的幾何形狀進(jìn)行操作處理的CAD系統(tǒng)，即以具有真正意義上的三維立體幾何建模工具為核心所開發(fā)的計算機輔助三維設(shè)計系統(tǒng)稱為三維CAD系統(tǒng)。一般在計算機上進(jìn)行幾何形狀操作處理的技術(shù)稱為幾何建模(Geometric Modeling)．實現(xiàn)這項技術(shù)的軟件稱為幾何建模工具或三維CAD系統(tǒng)。到目前為止，已經(jīng)有多種三維CAD系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于三維建模實踐中，常用的如Pro/E，Solid Works，SolidEdge等。這些三維建模系統(tǒng)都具有高度集成的設(shè)計功能，可以快速方便地完成各種設(shè)計任務(wù)；同時，三維模型可以為CAM和CAE直接提供數(shù)據(jù)輸入。
    下面通過具體的零件建模和裝配建模等來簡要介紹破碎機三維模型的開發(fā)。
2、三維建模簡述
    受文章篇幅所限，本文僅以新型外動顎勻擺低矮顎式破碎機的可調(diào)顎組為例說明三維建模過程中的某些相關(guān)建模技術(shù)。
2.1  可調(diào)顎組的三維零件建模
2.1.1可調(diào)顎體零件模型的創(chuàng)建。在三維模型窗口中選擇草繪方式，系統(tǒng)進(jìn)入草繪環(huán)境，在草繪環(huán)境下繪制可調(diào)顎體的第一部分拉伸草圖，然后對草圖標(biāo)注尺寸，結(jié)果如圖1所示。該草圖共有3大部分：拉伸部分1，它包括可調(diào)顎體底座和橫向豎肋；拉伸部分2，它是可調(diào)顎調(diào)整部分的安裝座槽形拉伸體；拉伸部分3，它包括貓耳及其圓孔（直徑為65）；另外是直徑為90的圓孔切削體l。在創(chuàng)建模型時，并不一定要按此順序進(jìn)行。
    草圖繪制完成后，使系統(tǒng)回到三維模型環(huán)境。在此環(huán)境中，利用第一部分草圖的拉伸部分1創(chuàng)建可調(diào)顎體的第一部分拉伸模型；如果所繪制的拉伸草圖有錯誤，系統(tǒng)將拒絕模型的創(chuàng)建，并會提示用戶草圖的錯誤所在，此時應(yīng)返回到草繪環(huán)境中修改草圖，直到草繪成功后才可以回到三維模型環(huán)境中建模。
    選擇可調(diào)顎調(diào)整部分的安裝座槽形拉伸體草圖，在模型環(huán)境中創(chuàng)建拉伸部分2的三維模型。其它切削體草圖的模型待相關(guān)拉伸體模型建立之后再創(chuàng)建。
    創(chuàng)建可調(diào)顎體的第二部分草圖，它包括4條縱向拉肋。接著先平移參考平面至符合要求的位置，再利用此參考平面創(chuàng)建可調(diào)顎軸孔的拉伸草圖。利用該拉伸草圖進(jìn)行拉伸建模，然后對拉伸體外形按照設(shè)計要求進(jìn)行切削。此后，再利用前面建立的圓形草圖進(jìn)行切削建模。
    利用草圖創(chuàng)建可調(diào)顎軸孔的拉伸模型。然后以可調(diào)顎體下底面為參考平面，繪制圓孔切削體草圖，如圖2所示，在模型環(huán)境中創(chuàng)建這些圓孔的切削模型。當(dāng)然，這些圓孔也可以陣列方式創(chuàng)建，陣列建模方式主要適合于形狀簡單、分布有規(guī)律的特征建模。
    最后，對可調(diào)顎體模型進(jìn)行必要的處理。根據(jù)設(shè)計要求對所有的圓形突臺兩端的圓或圓弧和直線棱邊進(jìn)行圓角處理，圓角參數(shù)為R=15或其它合適的參數(shù)。
    此后．可獲得可調(diào)顎體的最終三維模型，如圖3所示。
2.1.2可調(diào)顎組其它零件的三維模型。可調(diào)顎組其它零件的三維建模過程與此類似，在此不再作建模介紹，它們的三維模型在后面可調(diào)顎組的爆炸圖中可以看到。
2.2可調(diào)顎組模型的裝配
    有了三維模型，就可以完成機構(gòu)的虛擬裝配。虛擬裝配實際上是對真實零件的實際安裝位置、配合關(guān)系等裝配本質(zhì)的反映。
    在完成了可調(diào)顎組全部零件的模型創(chuàng)建工作之后，即可以對這些零件進(jìn)行裝配。裝配時首先應(yīng)該選擇好一個裝配基準(zhǔn)件或裝配基礎(chǔ)或地基，在本裝配中，選擇可調(diào)顎體作為裝配基準(zhǔn)件；其次要確定好基準(zhǔn)件的基本安裝平面，在本裝配中，選擇可調(diào)顎體內(nèi)底面作為裝配的基本安裝平面；然后依次將可調(diào)顎齒板、可調(diào)顎壓板、螺栓和螺帽等進(jìn)行裝配。
    在進(jìn)行裝配時，如果零件模型有裝配方面的錯誤，那么，在裝配中系統(tǒng)就會提示出錯的地方和原因，從而可以及時糾正設(shè)計錯誤。糾錯時要根據(jù)實際零件的各種裝配關(guān)系先對裝配錯誤進(jìn)行分析，再確定錯誤所在，最后對錯誤進(jìn)行修正；如有必要，可以進(jìn)入零件環(huán)境，對有錯誤的零件進(jìn)行修改或重新建模。
    下面簡述可調(diào)顎上壓板和齒板的裝配過程。
    先裝配可調(diào)顎上壓板。在裝配上壓板時，首先根據(jù)表面匹配裝配原則，確定上壓板與可調(diào)顎體基本安裝平面之間的匹配關(guān)系為第一個裝配關(guān)系，然后根據(jù)該裝配原則，確定上壓板與軸端安裝平面之間的匹配關(guān)系為第二個裝配關(guān)系。最后根據(jù)平面對正裝配原則，確定上壓板與可調(diào)顎體側(cè)面之間的平面對正關(guān)系為第三個裝配關(guān)系。當(dāng)這三個裝配關(guān)系確定以后，上壓板在裝配模型中的位置已經(jīng)完全確定，其裝配即告完成。
    再裝配可調(diào)顎齒板。首先根據(jù)表面匹配裝配原則，確定可調(diào)顎齒板與可調(diào)顎體基本安裝平面之間的匹配關(guān)系為第一個裝配關(guān)系。然后根據(jù)同軸裝配原則，確定可調(diào)顎齒板圓孔與可調(diào)顎體圓形切削體之間的關(guān)系為第二個裝配關(guān)系即同軸關(guān)系。最后根據(jù)平面對正裝配原則，確定可調(diào)顎齒板與可調(diào)顎體側(cè)面之間的平面對正關(guān)系為第三個裝配關(guān)系。當(dāng)這三個裝配關(guān)系確定以后，可調(diào)顎齒板在裝配中的位置就完全確定了，其裝配工作即告完成。
    可調(diào)顎組其它零件的裝配方式基本與此相似，但有一點需要特別提出，在裝配螺絲、螺母時，最好的方法是選擇“插入”裝配方式，這樣既簡單又可確保裝配無誤。可調(diào)顎組的最終裝配結(jié)果如圖4所示。
  裝配圖可以進(jìn)行爆炸處理，從而獲得該裝配的爆炸圖。可調(diào)顎組的爆炸圖如圖5所示。
2.3工程圖的獲取
    零件工程圖的獲取可以在零件三維模型創(chuàng)建完成以后的任何時候進(jìn)行，裝配的工程圖的獲取可以在裝配建模完成之后的任何時候進(jìn)行，方法十分簡單。在Draft環(huán)境中，打開一張新的工程圖紙，然后按照系統(tǒng)的工程圖創(chuàng)建方式，打開相應(yīng)的零件模型或裝配模型，選擇工程圖中所需要的基本內(nèi)容，如正視圖、軸側(cè)圖等，此后即可在工程圖環(huán)境中獲得相應(yīng)零件或裝配的工程圖。圖6是可調(diào)顎體零件的工程圖，圖中尺寸已經(jīng)刪除。同樣，可獲得可調(diào)顎組的工程圖，如圖7所示，圖中全部尺寸都未標(biāo)注。
    實際上尺寸標(biāo)注既可以在工程圖環(huán)境下手工進(jìn)行，也可以讓系統(tǒng)自動完成，既從相應(yīng)的三維模型中繼承而來，然后再作一些必要的補充和修改即可。
    同樣可獲得可調(diào)顎組各個零件的基本物理特性。這些基本物理特性主要是零部件的質(zhì)量參數(shù)，它們在設(shè)計過程中是很有用處的，比如零部件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量在分析零部件的動態(tài)受力時就很有用，用它來計算慣性力和慣性力偶矩就顯得非常方便。
    用同樣的方法可以獲得同一零件的任一部分的基本物理特性，其中的質(zhì)量、面積、轉(zhuǎn)動慣量等在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動態(tài)分析時很有用。另外，還可以比較方便地獲取零件任一組成部分的質(zhì)心。
4、結(jié)束語
    應(yīng)用三維建模系統(tǒng)創(chuàng)建新型顎式破碎機的三維模型主要內(nèi)容應(yīng)該包括：①創(chuàng)建各零件的三維模型；②創(chuàng)建裝配的三維模型；③對各零件和裝配進(jìn)行基本物理特性的初步分析，既獲取各零件和裝配的質(zhì)量參數(shù)。同時，利用三維模型，一方面可以獲取破碎機各零件的工程圖，也可以根據(jù)裝配模型獲取破碎機整機或裝配的爆炸圖；另一方面，可以應(yīng)用其它三維模型有限元分析軟件對模型進(jìn)行應(yīng)力、振動等分析，并根據(jù)分析結(jié)果對模型進(jìn)行修改和優(yōu)化，從而實現(xiàn)破碎機的現(xiàn)代設(shè)計。利用三維模型獲取工程圖的方法很簡單，而工程圖的形式和標(biāo)注內(nèi)容等都與二維CAD基本相似，但本方法成圖速度快，操作方便，可以大幅度提高設(shè)計效率。無疑，破碎機三維模型的開發(fā)是實現(xiàn)其動態(tài)設(shè)計的基礎(chǔ)性工作，它將極大地加快破碎機設(shè)計的現(xiàn)代化進(jìn)程，進(jìn)一步提高破碎機的設(shè)計效率。