基于Inventor的軸類零件檢測(cè)裝置創(chuàng)新設(shè)計(jì)

劉亮

（貴州航天工業(yè)學(xué)校，貴州 遵義 563000）

[關(guān) 鍵 詞] Inventor；軸類零件；檢測(cè)裝置

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）09-0097-01

信息技術(shù)高速發(fā)展伴隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)在設(shè)計(jì)中的大力推廣和發(fā)展，其中三維設(shè)計(jì)軟件以能直觀地表現(xiàn)圖形傳達(dá)設(shè)計(jì)者的思想、構(gòu)思和意圖，減少設(shè)計(jì)過(guò)程中更改的部分，提升整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本。

一、Inventor軟件簡(jiǎn)介

Inventor軟件結(jié)合眼下CAD的最先進(jìn)造型技術(shù)，該軟件主要由四個(gè)模塊組成：零件造型（ipt）、部件模塊（iam）、表達(dá)視圖模塊（ipn）和工程圖模塊（idw/dwg）。設(shè)計(jì)好零件放在裝配的部件環(huán)境里，可以在表達(dá)視圖的環(huán)境下對(duì)零件或者部件做工程圖。然而Inventor軟件之所以受到廣大設(shè)計(jì)者的愛(ài)好，是因?yàn)樵谶M(jìn)行某個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，零件、部件、表達(dá)視圖、工程圖全部互相關(guān)聯(lián)， 設(shè)計(jì)人員對(duì)它們其中一個(gè)文件做出改動(dòng)，在其他關(guān)聯(lián)部分都會(huì)有所變化，這樣保證設(shè)計(jì)的一致性，也提高設(shè)計(jì)的可靠性。

二、軸類零件檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)背景

目前傳統(tǒng)軸（套）類零件的測(cè)量，一般采用手拿或放置在工作臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量的方法，不方便，同時(shí)造成了嚴(yán)重的測(cè)量誤差。

1.采用手拿工件測(cè)量，一只手無(wú)法也不能準(zhǔn)確完成各個(gè)尺寸的測(cè)量，這是測(cè)量準(zhǔn)則所不允許的。

2.如果采用放置在工作臺(tái)上進(jìn)行測(cè)量的方法，為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，必然要求使用雙手進(jìn)行測(cè)量，如果工件有晃動(dòng)或放置不穩(wěn)，輕則造成測(cè)量的不準(zhǔn)確，重則會(huì)損傷量具甚至發(fā)生工傷事故。

3.對(duì)于軸（套）類零件的圓度，同軸度等位置公差的測(cè)量，一般可以采用等高的V型座，但這種方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，極不方便；如果采用三坐標(biāo)等高精密儀器來(lái)測(cè)量，成本又太高，性價(jià)比低。

三、基于inventor軸類零件檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)方案及方法

三維實(shí)體模型是所有特征的總和。使用Inventor軟件對(duì)零件造型讓設(shè)計(jì)和表達(dá)變得簡(jiǎn)單。

（一）軸類零件檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)方案

以產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求為導(dǎo)向，進(jìn)行總體構(gòu)思，確定檢測(cè)裝置的組成和裝配關(guān)系，軸類零件檢測(cè)裝置是一種檢測(cè)儀，它克服了前面設(shè)計(jì)背景里面的問(wèn)題。所以確定它包含的零件有：夾緊軸、支撐架、旋轉(zhuǎn)軸、底座、彈簧等。裝置利用三爪定心的原理，可以快速、方便、準(zhǔn)確地完成軸（套）類零件的裝夾，解放了雙手，使之可以使用各種量具如游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表等測(cè)量軸類零件的內(nèi)外直徑，長(zhǎng)度尺寸，同時(shí)，還可使用該裝置的旋轉(zhuǎn)功能，利用百分表測(cè)量軸類零件的同軸度及圓跳動(dòng)。本測(cè)量裝置采用鋁合金制造，輕便，實(shí)用，外觀簡(jiǎn)潔。軸（套）類零件的測(cè)量裝置如圖1所示：

（二）基于inventor軸類零件檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)的方法

1.零件造型。對(duì)設(shè)計(jì)造型時(shí)一般應(yīng)從最主要的零件入手。下面我們就以支撐架為例講解零件造型的方法和步驟：

ɑ.創(chuàng)建繪制草圖：新建零件文件，在零件環(huán)境下創(chuàng)建草圖。選擇最能反映零件特征的面繪制草圖。可根據(jù)要檢測(cè)的軸類零件的形狀和大小反推迅速繪出，其各部分的精確定位和定形可通過(guò)尺寸約束來(lái)完成。

b.約束草圖：設(shè)計(jì)者可以通過(guò)幾何和尺寸約束對(duì)草圖進(jìn)行約束，通過(guò)垂直、相切等幾何位置關(guān)系線形約束到我們需要的相互位置關(guān)系。再用尺寸標(biāo)注的方式約束和控制草圖的大小，最終達(dá)到設(shè)計(jì)者的效果。

c.創(chuàng)建特征：把零件形狀進(jìn)行分析，通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣等功能，創(chuàng)造出零件的大體實(shí)體特征來(lái)。同時(shí)通過(guò)打孔、螺紋等特征進(jìn)行修改。如圖2是對(duì)前面草圖添加了拉伸、打孔、螺紋等特征后得到的支撐架實(shí)體。

其余零件可按上方法和步驟創(chuàng)建，也可在部件模塊新建零件進(jìn)行實(shí)體的造型。

2.部件裝配。在部件模塊中調(diào)入前期做好的零件， 然后通過(guò)配合、對(duì)準(zhǔn)角度、相切和插入等方式對(duì)零件進(jìn)行裝配約束得到設(shè)計(jì)的模型。這里要提及Inventor的自適應(yīng)技術(shù)。零件特征允許基于添加的裝配約束改變尺寸大小、形狀和位置。圖3為軸類檢測(cè)裝置的表達(dá)視圖。

（三）設(shè)計(jì)后軸類零件檢測(cè)裝置特點(diǎn)

1.該裝置的夾緊方式采用三點(diǎn)夾緊，與零件接觸的是三個(gè)軸承10，夾緊力可隨零件的大小和重量手動(dòng)調(diào)整，達(dá)到零件可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)就可以了。零件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是零件帶動(dòng)軸承一起轉(zhuǎn)動(dòng)，零件自身并沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，零件表面不會(huì)有任何損傷。

2.該裝置夾緊工件后（工件處于垂直狀態(tài)），解放了雙手，這時(shí)可以很方便地使用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、內(nèi)徑百分表等，正確測(cè)量零件的內(nèi)外徑尺寸，不會(huì)因?yàn)榘卜艈?wèn)題而影響測(cè)量精度。

3.向外拉動(dòng)支撐架3，脫開(kāi)與螺紋臺(tái)階軸4的槽連接（螺紋臺(tái)階軸上有四個(gè)等分的矩形槽），旋轉(zhuǎn)90，利用彈簧14的拉力，使支撐架3重新進(jìn)入螺紋臺(tái)階軸4的槽，這時(shí)，零件就處于水平狀態(tài)，可以很方便地使用游標(biāo)卡尺，深度游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)量零件的長(zhǎng)度尺寸。更重要的是，可以把百分表座吸附在螺紋臺(tái)階軸的平面上，把百分表16的表頭輕觸在被測(cè)軸11的軸頸上，轉(zhuǎn)動(dòng)零件，可以測(cè)量軸頸的圓跳動(dòng)，用同樣的方法，可以測(cè)量零件的另一處軸頸的圓跳動(dòng)，通過(guò)對(duì)比這兩者的圓跳動(dòng)的值，從而得到兩處的同軸度的值。

4.該裝置材料大部分使用鋁合金，輕便靈活，易于裝卸，定位、加工精度高。

四、結(jié)束語(yǔ)

Inventor軟件不是簡(jiǎn)單的3D繪圖軟件，而是融合了設(shè)計(jì)理念的一個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，方便了設(shè)計(jì)員，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)出來(lái)的裝置較傳統(tǒng)的檢測(cè)裝置精度高、使用方便。