L、三維CAD系統的特點概述
所謂三維CAD系統，就是將設計中涉及的機械、設備、結構件等三維物體用盡可能與實體特性接近的幾何形狀進行操作處理的CAD系統，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的計算機輔助三維設計系統稱為三維CAD系統。一般在計算機上進行幾何形狀操作處理的技術稱為幾何建模(Geometric Modeling)．實現這項技術的軟件稱為幾何建模工具或三維CAD系統。到目前為止，已經有多種三維CAD系統被廣泛地應用于三維建模實踐中，常用的如Pro/E，Solid Works，SolidEdge等。這些三維建模系統都具有高度集成的設計功能，可以快速方便地完成各種設計任務；同時，三維模型可以為CAM和CAE直接提供數據輸入。
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。
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顎組為例說明三維建模過程中的某些相關建模技術。
2.1 可調顎組的三維零件建模
2.1.1可調顎體零件模型的創建。在三維模型窗口中選擇草繪方式，系統進入草繪環境，在草繪環境下繪制可調顎體的第一部分拉伸草圖，然后對草圖標注尺寸，結果如圖1所示。該草圖共有3大部分：拉伸部分1，它包括可調顎體底座和橫向豎肋；拉伸部分2，它是可調顎調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。在創建模型時，并不一定要按此順序進行。
草圖繪制完成后，使系統回到三維模型環境。在此環境中，利用第一部分草圖的拉伸部分1創建可調顎體的第一部分拉伸模型；如果所繪制的拉伸草圖有錯誤，系統將拒絕模型的創建，并會提示用戶草圖的錯誤所在，此時應返回到草繪環境中修改草圖，直到草繪成功后才可以回到三維模型環境中建模。
選擇可調顎調整部分的安裝座槽形拉伸體草圖，在模型環境中創建拉伸部分2的三維模型。其它切削體草圖的模型待相關拉伸體模型建立之后再創建。
創建可調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建可調顎軸孔的拉伸草圖。利用該拉伸草圖進行拉伸建模，然后對拉伸體外形按照設計要求進行切削。此后，再利用前面建立的圓形草圖進行切削建模。
利用草圖創建可調顎軸孔的拉伸模型。然后以可調顎體下底面為參考平面，繪制圓孔切削體草圖，如圖2所示，在模型環境中創建這些圓孔的切削模型。當然，這些圓孔也可以陣列方式創建，陣列建模方式主要適合于形狀簡單、分布有規律的特征建模。
最后，對可調顎體模型進行必要的處理。根據設計要求對所有的圓形突臺兩端的圓或圓弧和直線棱邊進行圓角處理，圓角參數為R=15或其它合適的參數。
此后．可獲得可調顎體的最終三維模型，如圖3所示。
2.1.2可調顎組其它零件的三維模型。可調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顎組的爆炸圖中可以看到。
2.2可調顎組模型的裝配
有了三維模型，就可以完成機構的虛擬裝配。虛擬裝配實際上是對真實零件的實際安裝位置、配合關系等裝配本質的反映。
在完成了可調顎組全部零件的模型創建工作之后，即可以對這些零件進行裝配。裝配時首先應該選擇好一個裝配基準件或裝配基礎或地基，在本裝配中，選擇可調顎體作為裝配基準件；其次要確定好基準件的基本安裝平面，在本裝配中，選擇可調顎體內底面作為裝配的基本安裝平面；然后依次將可調顎齒板、可調顎壓板、螺栓和螺帽等進行裝配。
在進行裝配時，如果零件模型有裝配方面的錯誤，那么，在裝配中系統就會提示出錯的地方和原因，從而可以及時糾正設計錯誤。糾錯時要根據實際零件的各種裝配關系先對裝配錯誤進行分析，再確定錯誤所在，最后對錯誤進行修正；如有必要，可以進入零件環境，對有錯誤的零件進行修改或重新建模。
下面簡述可調顎上壓板和齒板的裝配過程。
先裝配可調顎上壓板。在裝配上壓板時，首先根據表面匹配裝配原則，確定上壓板與可調顎體基本安裝平面之間的匹配關系為第一個裝配關系，然后根據該裝配原則，確定上壓板與軸端安裝平面之間的匹配關系為第二個裝配關系。最后根據平面對正裝配原則，確定上壓板與可調顎體側面之間的平面對正關系為第三個裝配關系。當這三個裝配關系確定以后，上壓板在裝配模型中的位置已經完全確定，其裝配即告完成。
再裝配可調顎齒板。首先根據表面匹配裝配原則，確定可調顎齒板與可調顎體基本安裝平面之間的匹配關系為第一個裝配關系。然后根據同軸裝配原則，確定可調顎齒板圓孔與可調顎體圓形切削體之間的關系為第二個裝配關系即同軸關系。最后根據平面對正裝配原則，確定可調顎齒板與可調顎體側面之間的平面對正關系為第三個裝配關系。當這三個裝配關系確定以后，可調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。可調顎組的最終裝配結果如圖4所示。
裝配圖可以進行爆炸處理，從而獲得該裝配的爆炸圖。可調顎組的爆炸圖如圖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建完成以后的任何時候進行，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行，方法十分簡單。在Draft環境中，打開一張新的工程圖紙，然后按照系統的工程圖創建方式，打開相應的零件模型或裝配模型，選擇工程圖中所需要的基本內容，如正視圖、軸側圖等，此后即可在工程圖環境中獲得相應零件或裝配的工程圖。圖6是可調顎體零件的工程圖，圖中尺寸已經刪除。同樣，可獲得可調顎組的工程圖，如圖7所示，圖中全部尺寸都未標注。
實際上尺寸標注既可以在工程圖環境下手工進行，也可以讓系統自動完成，既從相應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量參數，它們在設計過程中是很有用處的，比如零部件的質量和轉動慣量在分析零部件的動態受力時就很有用，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，其中的質量、面積、轉動慣量等在進行結構的動態分析時很有用。另外，還可以比較方便地獲取零件任一組成部分的質心。
4、結束語
應用三維建模系統創建新型顎式破碎機的三維模型主要內容應該包括：①創建各零件的三維模型；②創建裝配的三維模型；③對各零件和裝配進行基本物理特性的初步分析，既獲取各零件和裝配的質量參數。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，可以應用其它三維模型有限元分析軟件對模型進行應力、振動等分析，并根據分析結果對模型進行修改和優化，從而實現破碎機的現代設計。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注內容等都與二維CAD基本相似，但本方法成圖速度快，操作方便，可以大幅度提高設計效率。無疑，破碎機三維模型的開發是實現其動態設計的基礎性工作，它將極大地加快破碎機設計的現代化進程，進一步提高破碎機的設計效率。
