基于Inventor的轴类零件检测装置创新设计

刘亮

（贵州航天工业学校，贵州 遵义 563000）

[关 键 词] Inventor；轴类零件；检测装置

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）09-0097-01

信息技术高速发展伴随着科技的进步，计算机辅助设计（CAD）技术在设计中的大力推广和发展，其中三维设计软件以能直观地表现图形传达设计者的思想、构思和意图，减少设计过程中更改的部分，提升整个设计过程的效率，缩短设计周期，降低设计成本。

一、Inventor软件简介

Inventor软件结合眼下CAD的最先进造型技术，该软件主要由四个模块组成：零件造型（ipt）、部件模块（iam）、表达视图模块（ipn）和工程图模块（idw/dwg）。设计好零件放在装配的部件环境里，可以在表达视图的环境下对零件或者部件做工程图。然而Inventor软件之所以受到广大设计者的爱好，是因为在进行某個产品设计时，零件、部件、表达视图、工程图全部互相关联， 设计人员对它们其中一个文件做出改动，在其他关联部分都会有所变化，这样保证设计的一致性，也提高设计的可靠性。

二、轴类零件检测装置设计背景

目前传统轴（套）类零件的测量，一般采用手拿或放置在工作台上进行测量的方法，不方便，同时造成了严重的测量误差。

1.采用手拿工件测量，一只手无法也不能准确完成各个尺寸的测量，这是测量准则所不允许的。

2.如果采用放置在工作台上进行测量的方法，为了保证测量的准确性，必然要求使用双手进行测量，如果工件有晃动或放置不稳，轻则造成测量的不准确，重则会损伤量具甚至发生工伤事故。

3.对于轴（套）类零件的圆度，同轴度等位置公差的测量，一般可以采用等高的V型座，但这种方法费时、费力，极不方便；如果采用三坐标等高精密仪器来测量，成本又太高，性价比低。

三、基于inventor轴类零件检测装置设计方案及方法

三维实体模型是所有特征的总和。使用Inventor软件对零件造型让设计和表达变得简单。

（一）轴类零件检测装置设计方案

以产品的设计要求为导向，进行总体构思，确定检测装置的组成和装配关系，轴类零件检测装置是一种检测仪，它克服了前面设计背景里面的问题。所以确定它包含的零件有：夹紧轴、支撑架、旋转轴、底座、弹簧等。装置利用三爪定心的原理，可以快速、方便、准确地完成轴（套）类零件的装夹，解放了双手，使之可以使用各种量具如游标卡尺、外径千分尺、内径千分尺或内径百分表等测量轴类零件的内外直徑，长度尺寸，同时，还可使用该装置的旋转功能，利用百分表测量轴类零件的同轴度及圆跳动。本测量装置采用铝合金制造，轻便，实用，外观简洁。轴（套）类零件的测量装置如图1所示：

（二）基于inventor轴类零件检测装置设计的方法

1.零件造型。对设计造型时一般应从最主要的零件入手。下面我们就以支撑架为例讲解零件造型的方法和步骤：

ɑ.创建绘制草图：新建零件文件，在零件环境下创建草图。选择最能反映零件特征的面绘制草图。可根据要检测的轴类零件的形状和大小反推迅速绘出，其各部分的精确定位和定形可通过尺寸约束来完成。

b.约束草图：设计者可以通过几何和尺寸约束对草图进行约束，通过垂直、相切等几何位置关系线形约束到我们需要的相互位置关系。再用尺寸标注的方式约束和控制草图的大小，最终达到设计者的效果。

c.创建特征：把零件形状进行分析，通过拉伸、旋转、放样等功能，创造出零件的大体实体特征来。同时通过打孔、螺纹等特征进行修改。如图2是对前面草图添加了拉伸、打孔、螺纹等特征后得到的支撑架实体。

其余零件可按上方法和步骤创建，也可在部件模块新建零件进行实体的造型。

2.部件装配。在部件模块中调入前期做好的零件， 然后通过配合、对准角度、相切和插入等方式对零件进行装配约束得到设计的模型。这里要提及Inventor的自适应技术。零件特征允许基于添加的装配约束改变尺寸大小、形状和位置。图3为轴类检测装置的表达视图。

（三）设计后轴类零件检测装置特点

1.该装置的夹紧方式采用三点夹紧，与零件接触的是三个轴承10，夹紧力可随零件的大小和重量手动调整，达到零件可以自由转动就可以了。零件转动时是零件带动轴承一起转动，零件自身并没有转动，因此，零件表面不会有任何损伤。

2.该装置夹紧工件后（工件处于垂直状态），解放了双手，这时可以很方便地使用游标卡尺、外径千分尺、内径百分表等，正确测量零件的内外径尺寸，不会因为安放问题而影响测量精度。

3.向外拉动支撑架3，脱开与螺纹台阶轴4的槽连接（螺纹台阶轴上有四个等分的矩形槽），旋转90，利用弹簧14的拉力，使支撑架3重新进入螺纹台阶轴4的槽，这时，零件就处于水平状态，可以很方便地使用游标卡尺，深度游标卡尺来测量零件的长度尺寸。更重要的是，可以把百分表座吸附在螺纹台阶轴的平面上，把百分表16的表头轻触在被测轴11的轴颈上，转动零件，可以测量轴颈的圆跳动，用同样的方法，可以测量零件的另一处轴颈的圆跳动，通过对比这两者的圆跳动的值，从而得到两处的同轴度的值。

4.该装置材料大部分使用铝合金，轻便灵活，易于装卸，定位、加工精度高。

四、结束语

Inventor软件不是简单的3D绘图软件，而是融合了设计理念的一个设计系统，方便了设计员，简化了设计过程。设计出来的装置较传统的检测装置精度高、使用方便。