現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展,對(duì)高技能人才的職業(yè)和綜合素質(zhì)提出了越來(lái)越高的要求,這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中不斷運(yùn)用新的知識(shí)、新的技術(shù)解決教學(xué)中課題設(shè)計(jì)的問(wèn)題。在減速器課題設(shè)計(jì)中,為了提高效率,利用AutoCAD與Inventor軟件作為輔助設(shè)計(jì),讓學(xué)生設(shè)計(jì)的課題更為快捷、合理是必不可少的。
Autodesk Inventor是美國(guó)Autodesk公司于199 9年底推出的三維參數(shù)化實(shí)體模擬軟件,它的優(yōu)點(diǎn)在于其和AutcCAD無(wú)縫結(jié)合,操作簡(jiǎn)單,易于從二維設(shè)計(jì)過(guò)渡到三維設(shè)計(jì),非常有利于新品試制及多品種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)。在進(jìn)行課題設(shè)計(jì)的過(guò)程中,首先讓學(xué)生對(duì)課題分析,按要求分工,完成零件的建模設(shè)計(jì),再提交給組長(zhǎng)進(jìn)行“裝配”,通過(guò)Autodesk Inventor強(qiáng)大的功能及時(shí)檢查尺寸干涉及相關(guān)特性,并馬上反饋給零件設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改,大大提高減速器的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
但是,要把軟件順利應(yīng)用,還需要有一些相應(yīng)的技巧去更好地掌握和使用它。在進(jìn)行零件建模時(shí),可以有多種途徑,可以抽殼、拉伸、布爾運(yùn)算等。但實(shí)踐下來(lái),發(fā)現(xiàn)盡管“條條大路通羅馬”,也要找到最優(yōu)的方法,靈活運(yùn)用,才能少走彎路。復(fù)雜零件內(nèi)外形都比較復(fù)雜,但無(wú)論多么復(fù)雜,零件都是由簡(jiǎn)單的特征堆砌而成,而Inventor的建模功能能夠滿足普通零件造型需要,那么零件能否減少或簡(jiǎn)化其特征?又如何解決建模中的問(wèn)題?
1 零件建模
Inventor的零件設(shè)計(jì)功能非常強(qiáng)大,可以對(duì)具有復(fù)雜平面、曲面的零件進(jìn)行較為自如的設(shè)計(jì)。在減速器中,形狀最為復(fù)雜的就是減速箱體,本文以這個(gè)零件介紹零件建模的方法。箱體類零件一般為機(jī)器、部件的主體,主要作用是支承和容納零件。應(yīng)用Inventor三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維特征造型,零件形象直觀,使設(shè)計(jì)造型過(guò)程虛擬實(shí)際加工過(guò)程,可提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。復(fù)雜零件的造型設(shè)計(jì),一般要進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)分析→特征分析→零件建模→工程圖→檢查。
接到減速箱體零件的設(shè)計(jì)任務(wù)后,了解箱體零件在部件中的作用和地位,分析箱體零件內(nèi)、外形的結(jié)構(gòu),有配合的重要部位在哪里,并了解其加工工藝路線如何。
減速箱體形狀復(fù)雜,要把這個(gè)復(fù)雜零件分解成多個(gè)簡(jiǎn)單的基本零件,使復(fù)雜模型分解成多個(gè)簡(jiǎn)單特征,令復(fù)雜草圖分解成多個(gè)簡(jiǎn)單草圖。
對(duì)圖1箱體零件進(jìn)行分析可知,零件有空腔、軸承孔、放油塞孔、螺紋孔等結(jié)構(gòu)特征,外形是長(zhǎng)方體。在特征造型過(guò)程中,對(duì)于相同重復(fù)結(jié)構(gòu)、對(duì)稱結(jié)構(gòu),如螺紋孔等結(jié)構(gòu),應(yīng)盡量采用特征的陣列、鏡像、復(fù)制等功能進(jìn)行設(shè)計(jì),以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程,節(jié)省時(shí)間。
圖1 箱體零件
2 方案確定時(shí)要注意的事項(xiàng)
(1)注意設(shè)定“參數(shù)”尺寸,以便日后進(jìn)行修改。
(2)主體用抽殼方法還是用切的方法。用切的辦法很容易丟失數(shù)據(jù),當(dāng)變成“無(wú)參數(shù)”的模型后,該部分基本上就不能編輯和修改了,會(huì)對(duì)以后的模型修改、尺寸修改造成極大困難。因此,主體采用抽殼的方法。
(3)復(fù)雜零件涉及比較多的尖角,異形特征也比較多,那么先抽殼還是先倒角?倒角雖然使得這些特點(diǎn)變得更加突出,但這些特征的存在又有可能使得倒角變得不可用。所以抽殼不要先倒角再抽殼,應(yīng)該先抽殼后倒角,并且保留所有原來(lái)的特征。倒角是先倒內(nèi)后倒外。
(4)抽殼的時(shí)機(jī)要視具體情況而定。在哪一步進(jìn)行抽殼相當(dāng)關(guān)鍵,操作順序不當(dāng),有可能導(dǎo)致抽殼特征的失敗。因此在進(jìn)行復(fù)雜殼體建模的過(guò)程中如果遇到抽殼不成功的時(shí)候,就要提醒學(xué)生:考慮抽殼與其他操作的順序是否合適?
(5)在建模過(guò)程中,要做到先主要結(jié)構(gòu)后細(xì)小結(jié)構(gòu),先大尺寸形狀后局部結(jié)構(gòu),先外表形狀后內(nèi)部結(jié)構(gòu)。復(fù)雜的減速箱體,我們可考慮分段建模,把每一個(gè)分段建模好以后,再組裝成一個(gè)我們需要的箱體模型,然后利用衍生命令衍生已經(jīng)裝配好的整體,獲得實(shí)體,得到一個(gè)我們需要的箱體零件。這樣,無(wú)論多么復(fù)雜的零件都可以由簡(jiǎn)單的模型特征堆砌而成復(fù)雜的零件。
(6)對(duì)復(fù)雜模型,應(yīng)三維實(shí)體建模與生成二維圖兩個(gè)過(guò)程相結(jié)合。在空間不容易檢查的尺寸,在二維圖能進(jìn)行較準(zhǔn)確的檢查,通過(guò)生成的二維圖可反過(guò)來(lái)檢查實(shí)體建模的正確與否,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題。
3 協(xié)同合作完成部件裝配
協(xié)同合作就是互相配合,共同合作把事情做好,它是為了完成某一設(shè)計(jì)目標(biāo),由多名成員組成,通過(guò)一定的信息交換和相互協(xié)同機(jī)制,分別以不同的設(shè)計(jì)任務(wù)共同完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。無(wú)論在零件設(shè)計(jì)還是部件裝配中,協(xié)同合作都是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。每個(gè)人設(shè)計(jì)零件時(shí)就要根據(jù)裝配要求互相配合,注意尺寸的關(guān)聯(lián)性。在成員把各自按要求設(shè)計(jì)出來(lái)的零件提交給組長(zhǎng)后,組長(zhǎng)在裝入并添加裝配約束、檢查干涉時(shí),就能發(fā)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)的合理性。
當(dāng)然,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,多人幾乎同時(shí)進(jìn)入課題的設(shè)計(jì)是必然的。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的公用、共享、關(guān)聯(lián),是協(xié)同設(shè)計(jì)必須做到的基本要求。但在協(xié)同設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我們要防止多人同時(shí)修改同一個(gè)零件的可能性,否則會(huì)出現(xiàn)不確定的結(jié)果。為此,我們應(yīng)該利用“項(xiàng)目一選項(xiàng)中的設(shè)置”進(jìn)行限制。
在減速器三維造型設(shè)計(jì)完畢后,我們還可以與Exce做鏈接,實(shí)現(xiàn)零件建模設(shè)計(jì)或部件裝配的參數(shù)化。以后在實(shí)際工作中需要對(duì)尺寸修改時(shí),只要通過(guò)改變Exce里面的參數(shù)就可以完成了。
4 結(jié)語(yǔ)
Inventor在零件建模、部件裝配、參數(shù)化等方面都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):在參數(shù)化后,零件圖、部件圖、工程圖等參數(shù)都是相互關(guān)聯(lián),這就大大方便了設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有干涉等問(wèn)題后進(jìn)行修改,提高了效率。但I(xiàn)nventor也有不足之處,如Inventor在進(jìn)行三維向二維轉(zhuǎn)化時(shí),在圖形表達(dá)方面及尺寸表達(dá)方面都不是很理想,與實(shí)際工程圖有些距離。
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本文標(biāo)題:基于Inventor零件設(shè)計(jì)的研究
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