Inventor在發動機翻轉夾具設計中的應用

[復制鏈接]

yaoyes

電梯直達

1^#

發表于 2008-1-14 01:49:30 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

Inventor在發動機翻轉夾具設計中的應用
大連豐田工機創新汽車部件有限公司-王春山
公司簡介：
日本豐田工機株式會社成立于1941年5月，其最大的股東是日本豐田汽車，主要產品是面向全球范圍內的豐田汽車配套生產機床和汽車零部件，在日本本部設有6個工廠。在美國、巴西、泰國、韓國、英國、中國等許多國家設有工廠，2003年銷售收入為16.21億美元。大連創新公司與日本豐田工機株式會社自2003年11月開展技術援助合作以來，雙方在汽車零部件領域進行了廣泛合作，并取得了顯著效果。新成立的“大連豐田工機創新汽車部件有限公司” 坐落在大連經濟技術開發區第48號小區，總投資4700萬元人民幣。
項目背景：
本部件是為汽車發動機廠設計的組合機床生產線上的工件垂直翻轉部分。其作用是一臺機床對工件當前位置的上平面加工完畢后，將缸體進行180度翻轉，為下一個機床加工提供有效的定位面。
用戶挑戰：
我們以往主流是二維設計，設計主要采用的軟件是AutoCAD，基本上所有的設計及裝配全都在平面中完成。平面設計的主要問題在于，直觀性很弱。在設計動作部件及復雜部件時，要求設計者空間思維能力較高，同時需要考慮的因素很多，造成設計周期長，浪費了寶貴的人力資源，影響了交貨期。
我們需要簡化設計員的空間思考過程，直觀準確地表示出零件及整個部件的關系，在零件還未生產出來之前，我們就要了解它的結構。所以此次設計，完全采用三維機械設計軟件Autodesk Inventor進行。翻轉部件，因其可動性，要求其總體重量盡可能小，動作輕便，同時要求強度高。所以用Inventor進行設計，正是得心應手，它的檢查過盈、質量測量、驅動約束、應力分析功能恰好滿足我們的要求。
解決問題：
此次設計的夾具特點是，液壓馬達作為動力；旋轉度數由兩個擋鐵限位保證；工件缸體由滾道自動進入本翻轉裝置后，液壓馬達動作；通過齒輪嚙合傳動，將工件缸體翻轉180度。
主要設計過程如下：
三維設計，都是從草圖開始的，草圖是特征的截面輪廓和創建特征所需的幾何圖元。Inventor的草圖特點是自由，你可以中規中矩的畫，你也可以隨意自由的畫，然后進行約束。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域就可以用這個草圖區域進行造型，這種容錯性非常方便，同時可以插入dwg格式文件，在原有平面圖紙的基礎上，生成零件模型，節省重新測繪草圖的時間。參考面、參考線、參考點的設置比較方便，可以隨時在不同的地方做起點，畫起圖來，簡便、易成型；
零件造型，就是特征的集合。Inventor可以進行參數化的零件造型，修改方便快捷，同時既可以編輯特征的基礎草圖，也可以修改創建特征時所用的數值。
在創建部件后，可以在位修改和編輯所裝配的零件，達到在有所參考的情況下，改進我們的設計。由于水平轉臺上有重量的限制，所以夾具體及以上可動部分，總體重量必須嚴格控制。所以當所有零件用Inventor設計完成后，可以很簡單的得出全部零件的質量。原本需要仔細計算三四個小時才能得出的數據，Inventor幾秒鐘就可以搞定,大大縮短了我們的設計時間，節約了成本。
機械設計中，最常見的問題就是過盈問題，因為原始的AutoCAD設計，難以展現出每個部件之間的聯系，所以，很多時候只有等到產品加工出來組合后，才發現了一開始注意不到的過盈，而使用Inventor進行產品設計后，過盈檢查、激活接觸識別器都很好的解決了這個問題，為我們節省了很多的時間同時避免了不必要的資源浪費。
夾具部件要保證加工的精度，關鍵零件就是夾具體的設計，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。我們設計機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。所以設計時既要考慮重量最小，而強度卻要最高。Inventor的應力分析模塊很簡單的解決了我們耗時最長最難解決的問題。
軟件配備了資源中心，許多標準件及通用件，直接插入即可使用，消除了重復建模，方便快捷，省時省力。iPart相當于系列件，對于我們公司建立企業自己的系列零件庫非常有好處（一組系列件是一個模型文件，這個文件附帶一個參數表，需要裝配時可以通過參數表選用相對應的系列）。
讓機構運動起來也很容易，定義實際的裝配約束關系以后，通過約束的驅動就可以實現機構動作模擬，是否過盈，所設計的部件運動可否實現，一目了然。這種動畫效果，可以作為我們投標的有利武器，提高了我們的行業競爭力。
作為一名機械設計人員，Inventor帶給我的絕對是超值的享受。平常設計時我所使用的工具是同為Autodesk公司出品的AutoCAD，Inventor的介入，為我們的機械設計進入3D化提供了有利的條件。
成果展示：