基于Inventor自适应技术的抛磨机设计

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The Design of Polishing M achine UsingAdaptive Technology Based on InventorZHANG Baoqing，WANG Junlong，LI Hanwen，GAO Li(College of Electro-mechanical Engineering，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022)Abstract：The use of three--dimensional CAD software Can greatly solve the problem of the traditional long design cy--cle，high cost，low efficiency，appearance of adaptive technology further improves the eficiency of the design .A brightspot in the Inventor design software and features is the adaptive design features.The paper summarized Inventor soft--ware for adaptive component design criteria and key issues.Smal-caliber tube throwing mil was olesigned successfullyat the same time based on the Inventor software，and provides a valuable reference example for the use of Inventorsoftware in the high-efficiency product design。

Key words：adaptive；Inventor；throwing mill自适应技术充分体现了现代设计的理念，并且将计算机辅助设计的长处发挥到了极至。在实际设计中，自适应方法能够在-定的约束条件下，自动调整特征的尺寸、草图的尺寸以及零部件的装配位置，因此给设计者带来很大的便利、极高的效率，与其它三维CAD软件相比，Inventor软件的-个突出的技术优势就是自适应功能口]。

汹径内管抛磨机的功用是提高不锈钢圆管内表面光洁度、去掉氧化层，以便解决电解抛光前表面处理的技术难题，进而为下道工序-电解加工作好准备。此设备的研制与推广，可在不锈钢管生产企业，或者洁净不锈钢管应用企业，产生巨大效益瞠 。

在此设备研制过程中，成功运用Inventor软件 自适应技术，减少了反复更改设计、试验、再设计及再试验的次数，提高了设计效率，缩短了研制周期。

1 自适应虚拟产品设计的-般流程自适应功能简言之就是利用自适应零件中存在的欠约束几何图元，在该零件的装配条件改变时，自动调整零部件的对应特征以满足新的装配条件。在实际设计部件时，某个零件由于种种原因往往需要在设计过程中修改，当这个零件的某些特征被修改以后 ，与该特征有装配关系的零部件也往往需要修改。

收稿日期：2O13-O2-l5基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目 (2012S20)作者简介：张宝庆 (1975-)，男，博士研究生，讲师，E-mail：zbq9000###163.com。

第1-2期 张宝庆，等：基于Inventor自适应技术的抛磨机设计 33自适应设计遵循从部件到零件的设计思路，从总体装配组件开始，根据装配体的需要实时在位设计新零件，新零件与其父体零件自动添加系统认为最合适的装配约束，这些约束是开放的，可以随时对其进行编辑、抑制或删除。该方法能使设计者更好地把握装配体整体特征、构思过程与计算机的辅助过程同步实施，避免设计中可能出现的错误。同时，- 些创造性的思维可随时体现在装配体中，并不失与其父体零件的关联。自适应技术不再仅仅依赖于复杂的方程来定义零件尺寸、形状和位置，使结构分析和装配关系更改摆脱参数化限制。自适应技术能很好地实现虚拟产品或虚拟样机的自上而下的装配关联设计，使新产品创成设计和概念设计得以顺利实现。因此可称之为自适应虚拟设计技术，它将CAD的长处发挥到接近智能化的程度，充分体现了人性化的现代设计理念。

产品自适应虚拟设计流程如图1所示 ，项 目文件具有PDM(Product Data Management)功能，虚拟装配设计始终在部件装配环境中进行。]，自适应零件本身的结构和形状是通过特征造型来实现的，根据设计需求，这些特征参数有的是 自动 自适应的，有的是设计者输人的，有的则需要根据尺寸关系或工程约束来求解。完成产品虚拟装配体是后续改型设计、系列化设计、干涉检查、表达视图等展示虚拟样机产品的基础H]。

图1 自适应虚拟设计流程 · 。 ·。I在 ：位 ：设 ：计 ：零 ：件 ： . . .12 Inventor自适应技术特点及模型准则要实现零件的自适应，零件的某些几何图元就应该是欠约束的，但自适应特征不仅仅是靠欠约束的几何图元形成的，还要为基于欠约束几何图元的特征指定 自适应性。

2.1 欠约束分析与自适应几何图元在Inventor中，所有欠约束的几何图元及具有未定自由度的特征或者零件都被称之为欠约束的，所以欠约束范围可分：未注尺寸的草图几何图元；从未标注尺寸的草图几何图元创建的特征；具有未定义的角度或长度的特征；参考其它零件上的几何图元的定位特征；包含投影原点的草图；包含自适应草图或特征的零件；包含带自适应草图或特征的零件的子部件。

根据对欠约束的分析与总结，具有自适应特征的几何图元应包含以下几种：自适应特征；自适应零件；自适应子部件；自适应定位特征。

2.2 自适应模型准则在部件设计的初期阶段，某些要求是已知的，而其它要求却经常改变，所以常常在以下情况下使用自适应模型：(1)如果部件设计没有完全定义，并且在某个特殊位置需要-个零件或子部件，但它的最终尺寸还不知道；(2)-个位置或特征大小由部件中的另-个零件的位置或特征大小确定，则未确定的零件或者其它特征可以使用自适应方法；(3)-个部件中的多个引用随着另-个零件的位置和特征尺寸做调整时。

3 Inventor自适应技术在抛磨机设计中的应用3.1 夹具自适应特征运用抛磨机夹具的形状和尺寸是由它加工的圆管类零件的形状和尺寸来确定的。而加工零件是不断变化的，所以夹具也要随之发生变化。传统三维软件解决这-问题办法是通过定义-系列尺寸关系来确定零件之间的特征关系，但这样的设计方法需要创建和修改大量参数公式，加大了设计工作量，使研制周期变长。在Inventor中可通过装配的配合”关系实现零件间的关联。如图2所示，将夹具槽的内壁设为自适应，然后进入部件环境中，将圆管的外表面与夹具的槽的内表面添加内边框方式”的相切约束。这时改变加工圆管的半径，夹具内壁会自动随加工零件发生变化(图3为圆管半径改变后的效果 )。