在设计的同时进行仿真

1、        飞剪机的主要任务是将运行着的轧件按照二艺要求定尺剪断。随着轧机轧制速度和生产能力的不断提高，提高飞剪的速度和性能已成为人们致力研究的问题之一。飞剪机种类很多，根据其不同的剪切断面和速度快慢，被应用于不同的场合。目前较先进的机型为起停式曲柄飞剪，该飞剪一般处于静止状态，剪切时采用低惯量大扭矩直流电机，直接完成起动、剪切和制动等工艺过程。其实物模型如图l所示。    起停式曲柄飞剪机剪切机构设计要求为：    (1)两剪刃运动必须为一定轨迹的封闭曲线，且

2、剪切工程中要求剪刃运动轨迹水平平滑，水平分速度呈匀速线形，并大于等于轧件的运动速度。    (2)在剪刃剪切过程中出现最大应力时，确保承受载荷的曲柄是安全的。    图1 飞剪机实物图片    如果采用传统的手工计算，设计人员首先要做出机构简图，并套用各种力学公式及平面几何的概念求解结果，然后再根据结果描绘所需各种曲线。由于模型已简化为最基本的杆单元，且还有计算工程中数值近似取整等问题，造成得出结果只能作为一个理论值，和实际设计要求还有一段距离，所以通常计算得出的结果安全系数要大于等于10(安全系数因企业

3、设计要求不同而不同，这里所列出的只是笔者企业所采用的数值)，才能放心使用。同时因为传统算法，手算量大，易出现人为计算纰漏，最终造成设计误差。曲柄飞剪机的机构示意图如图2所示。    图2 曲柄飞剪机构示意图    Autodesk公司的Autodesk Inventor Professional 11(以下简称AIP 11)在很好地解决设计中的尺寸结构问题的同时，还内嵌了运动仿真和有限元分析模块，对上述问题提供了很好的解决方案，能够让设计人员在一款CAD软件中从产品概念设计到运动分析，再到出具相关计算报告都轻松完成。 

4、60;  下面就讨论一下，如何在AIPl1中完成起停式曲柄飞剪机构的运动学性能分析。    首先根据订单需求，利用AIPII方便快捷的造型功能，完成曲柄、飞剪机框架和剪刀的设计。对于这些常规机构模型，使用AIPII中的拉伸、旋转命令便能够完成(这里需要注意的是，在AIPIl中拉伸和旋转等草图特征命令中包含了加材料和减材料的功能)。在“设计加速器”中输入压力角、螺旋角和中心距，利用系数求解一对传动的圆柱斜齿轮，如图3所示。然后在部件环境中对各个零件按实际要求拼装(这里可以使用添加“装配约束”的命令进行拼装，并确定哪些零件需要降级成为子装配)，以便日后生成工

5、程图中需要的明细表。最后还要校验设计尺寸，以确保零部件在实际装配位置上处于无干涉状态。这些操作相信对用过AIPII的设计人员，并不是一件难事，所以具体操作这里不再赘述。    图3 使用设计加速器生成所需齿轮    接着保存刚才装配完成的起停式曲柄飞剪，并改变此模型中的装配关系，让所有零件都置于同级装配树中(因为在实际机构运动中并没有总装和子装配的概念，都是设计人员为便于明细统计和后期的生产制造而人为定义的，所以笔者为求与真实环境一致，尽量将其还原真实条件)，并进行适当的结构简化(例如删除轴承)，使之真正成为一个力学模型。如图4所示。    图4 简化的力学模型    接着进入仿真环境，工具栏中的第一个命令可用来给零件问添加包括铰接在内的各种运动连接条件，如图5所示。我们也可以使用“继承装配”的功能把装配中的对齐、配合