在設計的同時進行仿真

1、        飛剪機的主要任務是將運行著的軋件按照二藝要求定尺剪斷。隨著軋機軋制速度和生產(chǎn)能力的不斷提高，提高飛剪的速度和性能已成為人們致力研究的問題之一。飛剪機種類很多，根據(jù)其不同的剪切斷面和速度快慢，被應用于不同的場合。目前較先進的機型為起停式曲柄飛剪，該飛剪一般處于靜止狀態(tài)，剪切時采用低慣量大扭矩直流電機，直接完成起動、剪切和制動等工藝過程。其實物模型如圖l所示。    起停式曲柄飛剪機剪切機構設計要求為：    (1)兩剪刃運動必須為一定軌跡的封閉曲線，且

2、剪切工程中要求剪刃運動軌跡水平平滑，水平分速度呈勻速線形，并大于等于軋件的運動速度。    (2)在剪刃剪切過程中出現(xiàn)最大應力時，確保承受載荷的曲柄是安全的。    圖1 飛剪機實物圖片    如果采用傳統(tǒng)的手工計算，設計人員首先要做出機構簡圖，并套用各種力學公式及平面幾何的概念求解結果，然后再根據(jù)結果描繪所需各種曲線。由于模型已簡化為最基本的桿單元，且還有計算工程中數(shù)值近似取整等問題，造成得出結果只能作為一個理論值，和實際設計要求還有一段距離，所以通常計算得出的結果安全系數(shù)要大于等于10(安全系數(shù)因企業(yè)

3、設計要求不同而不同，這里所列出的只是筆者企業(yè)所采用的數(shù)值)，才能放心使用。同時因為傳統(tǒng)算法，手算量大，易出現(xiàn)人為計算紕漏，最終造成設計誤差。曲柄飛剪機的機構示意圖如圖2所示。    圖2 曲柄飛剪機構示意圖    Autodesk公司的Autodesk Inventor Professional 11(以下簡稱AIP 11)在很好地解決設計中的尺寸結構問題的同時，還內(nèi)嵌了運動仿真和有限元分析模塊，對上述問題提供了很好的解決方案，能夠讓設計人員在一款CAD軟件中從產(chǎn)品概念設計到運動分析，再到出具相關計算報告都輕松完成。 

4、60;  下面就討論一下，如何在AIPl1中完成起停式曲柄飛剪機構的運動學性能分析。    首先根據(jù)訂單需求，利用AIPII方便快捷的造型功能，完成曲柄、飛剪機框架和剪刀的設計。對于這些常規(guī)機構模型，使用AIPII中的拉伸、旋轉命令便能夠完成(這里需要注意的是，在AIPIl中拉伸和旋轉等草圖特征命令中包含了加材料和減材料的功能)。在“設計加速器”中輸入壓力角、螺旋角和中心距，利用系數(shù)求解一對傳動的圓柱斜齒輪，如圖3所示。然后在部件環(huán)境中對各個零件按實際要求拼裝(這里可以使用添加“裝配約束”的命令進行拼裝，并確定哪些零件需要降級成為子裝配)，以便日后生成工

5、程圖中需要的明細表。最后還要校驗設計尺寸，以確保零部件在實際裝配位置上處于無干涉狀態(tài)。這些操作相信對用過AIPII的設計人員，并不是一件難事，所以具體操作這里不再贅述。    圖3 使用設計加速器生成所需齒輪    接著保存剛才裝配完成的起停式曲柄飛剪，并改變此模型中的裝配關系，讓所有零件都置于同級裝配樹中(因為在實際機構運動中并沒有總裝和子裝配的概念，都是設計人員為便于明細統(tǒng)計和后期的生產(chǎn)制造而人為定義的，所以筆者為求與真實環(huán)境一致，盡量將其還原真實條件)，并進行適當?shù)慕Y構簡化(例如刪除軸承)，使之真正成為一個力學模型。如圖4所示。    圖4 簡化的力學模型    接著進入仿真環(huán)境，工具欄中的第一個命令可用來給零件問添加包括鉸接在內(nèi)的各種運動連接條件，如圖5所示。我們也可以使用“繼承裝配”的功能把裝配中的對齊、配合