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非标冷轧冶金设备设计中Inventor带来的改进 |
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作为一名机械设计人员，我曾经参与过几个冷轧处理线的非标设备设计，过去一直采用传统的二维设计件做设计。从2006 年开始我正式学习和使用Autodesk 公司的三维设计软件Inventor，自己便切身感受到了这款软件的强大功能，以及它带给非标冷轧冶金设备设计流程的一些改进。
一个非标冷轧冶金设备（其它领域设备设计应该也大同小异）的设计过程一般要经历几个阶段：1.计划图阶段；2.零件图阶段；3.装配图阶段（包括机上配管配线）。2007年初公司启动了一个宝钢酸洗处理线的项目，我负责其中部分非标设备设计并第一次尝试将Inventor应用到实际的项目中。通过这个项目的演练我对Inventor有了更深的认识，相信合理的使用这款软件不但会改进你的设计流程，并且可以给你以往枯燥的设备设计平添很多乐趣！
设计实战
一.计划图阶段。计划图阶段是设备设计最重要的阶段，在这个阶段设计人根据工艺要求决定设备的形式和组成以及重要零件的尺寸、标准件的参数等等。这个阶段需要作比较多的力学和运动学计算，以往使用二维设计软件时如果设备有执行动作需要手工画出运动轨迹来确定执行部件的工位以及相应标准件的参数，工作量很大，而且修改麻烦；这次我采用Inventor 来设计收到了很好的效果。本次负责设备中有一台开卷装置，该装置动作由液压缸执行，可分解为升降和平移，由于钢卷卷径不同，需要在不同尺寸钢卷上料情况下计算油缸升降和平推行程来最终确定这两对油缸的参数，并且需要根据不同尺寸钢卷所用的行程归纳出数学模型供后面电气控制编程使用；以往无论使用作图法还是几何求解法都非常麻烦，而且每次改变钢卷尺寸都需要重新计算。而在Inventor 草图环境下，只需做出概念草图设置好几何约束使用尺寸约束驱动就可自动计算出结果，而且只要重新输入钢卷尺寸就可自动重新计算，非常方便而且结果精确，如图1。
图1.开卷装置概念草图
在计划图阶段一些重要的零件的尺寸需要定出（如转动轴的直径），这就需要对零部件进行力学计算，以往这部分需用手工计算，计算量大而且在边界条件复杂的情况下很难求解，Inventor 自带的“应力分析”模块可以把这个问题很好的解决，只要设定好边界条件，剩下的就可以交给电脑来处理了。由于采用了有限元算法，所以计算结果比手工计算的结果更加精确。如图2所示是冷轧处理线。
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