Autodesk Inventor Tolerance Analysis是一款专门为Autodesk Inventor用户开发的公差分析软件。它提供了一套完整的工具,用于评估和优化产品装配中的尺寸公差。通过对零件和装配体的尺寸变化进行精确分析,帮助工程师确保设计质量,避免在制造过程中出现成本浪费。

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该软件插件强调了在设计阶段预测制造效果的重要性。Autodesk Inventor Tolerance Analysis允许用户对复杂装配体进行一维公差堆叠分析,很容易地识别可能的问题区域,并及时作出调整。这种先进的分析有助于降低生产中的返工和废品率,提升产品性能与可靠性。

Autodesk Inventor Tolerance Analysis的集成范围广泛,与Autodesk Inventor环境无缝衔接。用户在熟悉的设计环境中即可完成所有公差分析工作,不必切换到其他软件。这大大节约了设计和分析的时间,加快了产品开发周期,同时也保证了设计决策的准确性。

定义公差叠加

打开装配体,激活所需的模型状态,然后单击“环境”选项卡中的“公差分析”以进入环境并开始分析。

开始之前,请在“公差分析”选项卡、“应用程序”面板、“设置”中设置分析的默认值。

完成设置定义后,单击新建叠加命令来定义公差研究。

使用约束/关节定义堆栈

    1. 选择定义堆叠间隙的两个特征。以下是选择 1 和 2 的有效选择:
      •  飞机
      •  气缸
      • 线性或圆形边缘
      •  顶点或点

      如果无法从选择中确定方向,例如在两个圆柱形特征之间进行测量时,系统会提示您进行选择以定义叠加的方向。

      使用以下之一来定义方向:

        • 平面:向外的法线向量定义方向。
        • 圆柱体和圆锥体:轴定义方向。
        • 线性边缘:边缘定义方向。
      注: 宽度特征是两个平行平面,其向外法向量指向相反方向。为了满足宽度选择,请选择具有相反的向外法线的平行曲面。在选择第一个平面之前按住 Ctrl 键可自动启用宽度模式。
    2. 选择注释平面以定向回路图尺寸注释。有效选择是平面零件曲面和原点或参考平面。
    3. 在显示中单击以满足标称叠加值注释的尺寸位置。

完全定义叠加研究后,会出现一个新的迷你工具栏,可让您指定叠加循环中包含的零件。这些选择通常称为装配约束曲面。

如果装配体包含有效的关节或约束信息,则小型工具栏默认为装配体约束/关节选择器,您可以选择约束/关节路径来定义叠加循环。

重要提示:对于自动循环检测,装配体必须在堆叠方向上包含至少一个关节或约束路径,并且路径中的每个关节或约束必须在相邻零件之间建立有效连接。

以下关系对于自动尺寸环检测有效:

  • 所有关节均以面对面关系定义
  • 插入约束(推断面)
  • 使用面对面关系定义以下约束:
    •  伴侣
    •  冲洗
    •  过渡性的
    • 内切线和外切线
    •  旋转/平移
    •  回转
  • 配合:面对工作点
  • 配合:工作点到工作点
  1. 单击找到的路径旁边的下拉列表,然后选择表示要用于堆叠定义的装配关系的路径。
  2. 单击“确定”完成。

手动定义堆栈

如果装配是没有约束或接头信息的导入文件,或者自动循环检测未产生预期结果,请使用此方法。

注意:有关将文件导入为参考模型或使用转换模型的详细信息,请参阅将文件导入为 AnyCAD 参考或转换模型。
    1. 单击“新建堆栈”,然后按照上一节中的步骤 1-3 进行操作。
    2. 单击“装配约束/接头”旁边的下拉列表,然后更改为“选择”选项。
      注: 如果装配体不包含任何约束或接头信息,则“选择”选项处于活动状态。

      与第一个特征关联的部分会自动包含在循环中,并且外观暂时更改为透明。

    3. 选择附加到第一个零件的与正在分析的间隙相对的零件。所选零件的外观变为透明。继续选择零件,直到选择循环中的所有零件。您选择的最后一个零件包含正在分析的间隙的第二个特征。

      迷你工具栏显示所选零件的数量。如果您选择了错误的部件,请通过选择迷你工具栏中的组件来重新启动该过程。

      提示:请务必使用定位销或紧固件来将部件相互定位。如果这些零件未包含在循环定义中,则 Tolerance Analysis 无法计算这些零件的装配位移。

定义堆叠循环中的所有部件后,您需要定义每对相互作用的表面。公差分析隐藏了层叠定义中除前两个部件之外的所有部件,以帮助选择过程。第一部分是不透明的,而具有相互作用表面的第二部分是透明的。

  1. 选择第一个零件上与第二个零件配合的特征。选择后
    提示:查看显示屏底部的提示以获得指导。
  2. 从第一个零件中选择要素后,该零件将变为透明,而第二个零件则完全可见。系统会提示您从第二个零件中选择与第一个零件配合的特征。选择第二个特征后,第一部分将隐藏,第三部分将显示为透明,以帮助您选择第二部分上的下一个特征。继续选择过程,直到选择了所有必要的配合面。公差分析会在您继续操作时更新所选特征的计数与所需的总数。您可以通过选择迷你工具栏中的配合面/点按钮来重新开始选择过程。
  3. 单击“确定”复选标记以完成。

 关于装配体闭合

如果叠加定义包含具有重合曲面且在模型中未正确对齐的相邻零件,则公差分析会在计算叠加标称之前关闭间隙。发生这种情况时,计算的叠加标称值与模型中叠加端点之间的测量距离略有不同。如果需要在叠加定义中包含该距离,请使用“添加偏移”命令指定所需的距离标称值和关联的公差。

公差分析不提供装配闭合已发生的指示。如果在循环定义期间选择了错误的零件相互作用表面特征,则可能会出现不正确的标称叠加值。要验证选择是否正确,请将鼠标悬停在“堆叠详细信息”面板中的每个功能上,以交叉突出显示显示中的关联部分。

细化尺寸环、公差类型和公差值

完成零件循环定义后,公差分析会显示零件上选定特征之间的尺寸,并在“叠加详细信息”面板中创建初步叠加分析表。

接下来,检查每个零件的尺寸和公差,并验证它们是否与零件的实际或所需的尺寸方案相匹配。初始公差分析尺寸代表最小化叠层变化的最佳尺寸方案。您添加的任何包含更多维度的功能只会给叠加结果增加额外的变化。例如,工程图中存在的尺寸。

提示: 要更改模型中显示的尺寸注释的大小,请调整“设置”对话框中的“注释比例”参数。您还可以在“设置”对话框中更改注释颜色。

从表的顶部开始,然后逐步向下。对于每个部分,您可以更改以下内容:

  • 功能的名称。
  • 维度的名称。这些尺寸将包含在报告中,除非特征的尺寸对叠加结果有影响。
  • 公差的类型和值,包括添加几何公差。

    要更改类型,请选择指示类型的图标,然后从下拉列表中选择所需的类型。默认类型为 ± 对称。

    选择“几何”以打开“添加几何公差”对话框。

    注意:“几何”选项不适用于边、顶点或点。

假定顶部值框中列出的特征由特征控制框中的公差定义控制(上图中的 Face1 和 Face 3)。如果顺序不正确,请使用切换按钮反转功能。

使用特征控制框 (FCF) 左侧的下拉菜单选择控制类型并设置所需的公差值。有时,您可以将材质修改器添加到受控制的特征或基准特征。要添加材料修改器,请分别使用公差或基准特征名称旁边的下拉列表。

使用此工作流程可以修改形位公差定义。您可以直接在“堆叠详细信息”表中更改公差值。

单击“添加特征”命令,然后选择面、边、顶点或点以将中间特征添加到叠加尺寸方案中。添加特征会将原始维度分割为两个维度。

您还可以对表中的条目进行以下修改:

  • 当表中有四个或更多特征时,您可以更改第一个条目和最后一个条目之间的特征顺序,以反映不同的尺寸系列。在表中向上或向下拖动一行,然后当它位于其他两个要素之间的尺寸顶部时释放。当您重新定位特征时,Tolerance Analysis 会按照每个特征在表中出现的顺序在每个特征之间创建尺寸。
  • 要从堆栈中删除某个特征,请右键单击表中的该特征,然后选择“删除”。
  • 要将尺寸的附加更改为尺寸特征(圆柱形和宽度特征),请选择表中尺寸左侧的线,如下图所示。

    当尺寸上方和下方的特征都是尺寸特征时,有多种选择。第一个指示尺寸原点是否应附加到紧邻尺寸上方的特征的近侧、中心侧或远侧。第二项用于连接到尺寸正下方的特征。如果只有一个特征是尺寸特征,则列表中只有三个选项。

在零件之间添加偏移

公差分析假定在叠加循环定义期间选择的约束曲面是重合的,但您可以使用“添加偏移”命令来指定具有关联公差的零件之间的距离或偏移。

添加偏移的用途包括控制装配过程中零件之间的距离,例如电机轴上的齿轮,或向模型中未包含的一个或两个零件添加涂层操作的厚度。为偏移指定负值会导致一个零件的表面延伸到另一零件的表面中,尽管这并不常用。

单击“公差分析”选项卡 >“堆叠面板”中的“添加偏移”。将出现“添加偏移尺寸”对话框。

单击下拉列表可列出为当前层叠定义的所有装配约束。单击一个条目,然后单击“确定”,在“堆叠详细信息”表中的两个零件之间添加一行,并带有前缀“偏移”。指定距离的标称值和公差。要删除偏移,请右键单击该行并选择删除。

如果约束引用的特征之一是尺寸特征,则无法定义偏移。例如,具有关联大小尺寸的圆柱体或宽度。此类实例以浅灰色字体显示。如果当前层叠中的所有装配约束都涉及尺寸特征,则消息“偏移不能应用于尺寸特征!” “添加偏移尺寸”对话框中会显示“确定”按钮,并且“确定”按钮被禁用。

添加新堆栈

您可以通过在功能区中选择“新建堆栈”并重复前面描述的步骤,在模型中创建另一个堆栈。如果您在新叠加中包含零件特征,而这些特征又包含在文件的另一个叠加中,则它们之间的尺寸路径是已知的,并且会包含在新叠加中。下图中显示的图标出现在尺寸附近,以提醒您有多个堆叠包含该尺寸。将鼠标悬停在该图标上可显示工具提示,其中列出了包含该尺寸的所有叠加。

如果特征和关联尺寸由两个或多个堆叠共享,则您无法对用作零件约束的任何共享特征重新排序。如果在一个堆栈中添加新功能已在另一个堆栈中使用,您也可能会遇到限制。此操作被视为重新排序,应在包含该功能的堆栈中执行。这些限制有助于确保将一致的零件级尺寸标注方案应用于所有定义的层叠。

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