Inventor在發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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發(fā)表于 2008-1-14 01:49:30 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

Inventor在發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
大連豐田工機(jī)創(chuàng)新汽車部件有限公司-王春山
公司簡(jiǎn)介：
日本豐田工機(jī)株式會(huì)社成立于1941年5月，其最大的股東是日本豐田汽車，主要產(chǎn)品是面向全球范圍內(nèi)的豐田汽車配套生產(chǎn)機(jī)床和汽車零部件，在日本本部設(shè)有6個(gè)工廠。在美國(guó)、巴西、泰國(guó)、韓國(guó)、英國(guó)、中國(guó)等許多國(guó)家設(shè)有工廠，2003年銷售收入為16.21億美元。大連創(chuàng)新公司與日本豐田工機(jī)株式會(huì)社自2003年11月開展技術(shù)援助合作以來，雙方在汽車零部件領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛合作，并取得了顯著效果。新成立的“大連豐田工機(jī)創(chuàng)新汽車部件有限公司” 坐落在大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)第48號(hào)小區(qū)，總投資4700萬元人民幣。
項(xiàng)目背景：
本部件是為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠設(shè)計(jì)的組合機(jī)床生產(chǎn)線上的工件垂直翻轉(zhuǎn)部分。其作用是一臺(tái)機(jī)床對(duì)工件當(dāng)前位置的上平面加工完畢后，將缸體進(jìn)行180度翻轉(zhuǎn)，為下一個(gè)機(jī)床加工提供有效的定位面。
用戶挑戰(zhàn)：
我們以往主流是二維設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)主要采用的軟件是AutoCAD，基本上所有的設(shè)計(jì)及裝配全都在平面中完成。平面設(shè)計(jì)的主要問題在于，直觀性很弱。在設(shè)計(jì)動(dòng)作部件及復(fù)雜部件時(shí)，要求設(shè)計(jì)者空間思維能力較高，同時(shí)需要考慮的因素很多，造成設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，浪費(fèi)了寶貴的人力資源，影響了交貨期。
我們需要簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)員的空間思考過程，直觀準(zhǔn)確地表示出零件及整個(gè)部件的關(guān)系，在零件還未生產(chǎn)出來之前，我們就要了解它的結(jié)構(gòu)。所以此次設(shè)計(jì)，完全采用三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件Autodesk Inventor進(jìn)行。翻轉(zhuǎn)部件，因其可動(dòng)性，要求其總體重量盡可能小，動(dòng)作輕便，同時(shí)要求強(qiáng)度高。所以用Inventor進(jìn)行設(shè)計(jì)，正是得心應(yīng)手，它的檢查過盈、質(zhì)量測(cè)量、驅(qū)動(dòng)約束、應(yīng)力分析功能恰好滿足我們的要求。
解決問題：
此次設(shè)計(jì)的夾具特點(diǎn)是，液壓馬達(dá)作為動(dòng)力；旋轉(zhuǎn)度數(shù)由兩個(gè)擋鐵限位保證；工件缸體由滾道自動(dòng)進(jìn)入本翻轉(zhuǎn)裝置后，液壓馬達(dá)動(dòng)作；通過齒輪嚙合傳動(dòng)，將工件缸體翻轉(zhuǎn)180度。
主要設(shè)計(jì)過程如下：
三維設(shè)計(jì)，都是從草圖開始的，草圖是特征的截面輪廓和創(chuàng)建特征所需的幾何圖元。Inventor的草圖特點(diǎn)是自由，你可以中規(guī)中矩的畫，你也可以隨意自由的畫，然后進(jìn)行約束。可以有多余的線頭，可以有重合線，只要某些線能夠組成封閉的區(qū)域就可以用這個(gè)草圖區(qū)域進(jìn)行造型，這種容錯(cuò)性非常方便，同時(shí)可以插入dwg格式文件，在原有平面圖紙的基礎(chǔ)上，生成零件模型，節(jié)省重新測(cè)繪草圖的時(shí)間。參考面、參考線、參考點(diǎn)的設(shè)置比較方便，可以隨時(shí)在不同的地方做起點(diǎn)，畫起圖來，簡(jiǎn)便、易成型；
零件造型，就是特征的集合。Inventor可以進(jìn)行參數(shù)化的零件造型，修改方便快捷，同時(shí)既可以編輯特征的基礎(chǔ)草圖，也可以修改創(chuàng)建特征時(shí)所用的數(shù)值。
在創(chuàng)建部件后，可以在位修改和編輯所裝配的零件，達(dá)到在有所參考的情況下，改進(jìn)我們的設(shè)計(jì)。由于水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有重量的限制，所以?shī)A具體及以上可動(dòng)部分，總體重量必須嚴(yán)格控制。所以當(dāng)所有零件用Inventor設(shè)計(jì)完成后，可以很簡(jiǎn)單的得出全部零件的質(zhì)量。原本需要仔細(xì)計(jì)算三四個(gè)小時(shí)才能得出的數(shù)據(jù)，Inventor幾秒鐘就可以搞定,大大縮短了我們的設(shè)計(jì)時(shí)間，節(jié)約了成本。
機(jī)械設(shè)計(jì)中，最常見的問題就是過盈問題，因?yàn)樵嫉腁utoCAD設(shè)計(jì)，難以展現(xiàn)出每個(gè)部件之間的聯(lián)系，所以，很多時(shí)候只有等到產(chǎn)品加工出來組合后，才發(fā)現(xiàn)了一開始注意不到的過盈，而使用Inventor進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)后，過盈檢查、激活接觸識(shí)別器都很好的解決了這個(gè)問題，為我們節(jié)省了很多的時(shí)間同時(shí)避免了不必要的資源浪費(fèi)。
夾具部件要保證加工的精度，關(guān)鍵零件就是夾具體的設(shè)計(jì)，要考慮的因素，包括其重量、承載能力、方便加工等，而其中的承載能力尤為重要。我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)床加工工件的精度要求大多在0.1mm左右，考慮到諸多部件的配合及連接，要求夾具體精度得小于0.01mm。所以設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮重量最小，而強(qiáng)度卻要最高。Inventor的應(yīng)力分析模塊很簡(jiǎn)單的解決了我們耗時(shí)最長(zhǎng)最難解決的問題。
軟件配備了資源中心，許多標(biāo)準(zhǔn)件及通用件，直接插入即可使用，消除了重復(fù)建模，方便快捷，省時(shí)省力。iPart相當(dāng)于系列件，對(duì)于我們公司建立企業(yè)自己的系列零件庫(kù)非常有好處（一組系列件是一個(gè)模型文件，這個(gè)文件附帶一個(gè)參數(shù)表，需要裝配時(shí)可以通過參數(shù)表選用相對(duì)應(yīng)的系列）。
讓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來也很容易，定義實(shí)際的裝配約束關(guān)系以后，通過約束的驅(qū)動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作模擬，是否過盈，所設(shè)計(jì)的部件運(yùn)動(dòng)可否實(shí)現(xiàn)，一目了然。這種動(dòng)畫效果，可以作為我們投標(biāo)的有利武器，提高了我們的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)人員，Inventor帶給我的絕對(duì)是超值的享受。平常設(shè)計(jì)時(shí)我所使用的工具是同為Autodesk公司出品的AutoCAD，Inventor的介入，為我們的機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)入3D化提供了有利的條件。
成果展示：