Autodesk 制造业解决方案在机车车辆产品设计、制造中的应用

从背后将

中国南车集团戚墅堰机车车辆厂

Autodesk Inventor非常贴近机车车辆产品设计、制造的需求，特别是一般零部件（如转向架、车体等）的施工设计，直至整个产品的工程图完成。特别是强大的标准件库，建模快速等特点，大大地提高工作效率。
项目背景:
我厂长期使用Pro/E三维设计软件，但对设计师的要求较高，使用成本较高。Inventor具有操作简单方便，使用者能快速掌握的特点，同Pro/E具有良好的数据接口。在机车转向架的设计中,充分利用Inventor的优点，结合Pro/E在工厂的产品设计、制造应用，有效的提高工作效率。

公司简介:
中国南车集团戚墅堰机车车辆厂是中国南方机车车辆工业集团公司所属的大型企业，是中国铁路主要的轨道交通运输装备制造和服务基地。工厂先后开发生产了6L280、12V280、16V280ZJA型和16V280ZJB型的280系列柴油机，随之开发了首台280系列的DF8型货运干线内燃机车和DF9型准高速干线客运内燃机车。并陆续开发了DF11型准高速客运内燃机车、DF8B型重载货运内燃机车、NZJ1型准高速城际客运内燃机车，DF8CJ型交流传动货运内燃机车、DF8B型高原货运内燃机车、CK2C型液力传动干线调车机车和GKD2型工矿调车机车等适用于各种用途的多种型号内燃机车。
用户挑战:
机车车辆产品是按照订单设计、生产的，用户对产品设计、制造的要求高。
项目介绍:
2005年在j机车转向架的设计过程中，应用Inventor进行三维设计。在转向架总体设计时，采用自顶向下设计思想在Inventor的装配设计中进行设计布局，对构架、轮对、单元制动器、电机悬挂装置等部件以及与车体的接口等进行布局，建立关联，应用自适应技术，使得在修改某些参数后，相关数据能自动进行更新。融入设计视图，进行机构运动规划，在施工设计，每个设计师能清楚的了解自己所设计零部件的位置空间，运动轨迹，简化设计流程，给设计师更多、更灵活的选择。
在施工设计阶段，设计师根据总体设计的任务信息，采用自顶向下，自底向上相结合的设计思想对各个零部件进行详细施工设计。Inventor灵活的自适应技术，使得零件特征之间只有配合和位置关系而无父子关系，非常好的解决了采用其它三维设计由于零件修改造成模型生成失败的情况，对于转向架上的复杂零件，如抱轴箱、轴箱、构架等复杂零件，可大大的提高了设计速度。
转向架是机车上的重要零部件，大部分零部件都需要ACE分析，工厂来源一直采用Ansys等专业分析软件由专业的分析工程师进行CAE分析，分析工作量非常大。在使用Inventor三维设计后，Inventor提供给设计师桌面的应力分析，易学易用，设计师在设计阶段就对构架、车轮、车轴、长吊臂、拐臂、闸瓦托、闸瓦撑等200多个零部件进行应力分析，并为设计参考，指导设计师进行产品设计，减少设计流程中的节点，降低了设计成本，提高设计效率。

在施工设计需出工程图用于产品制造，以往的其他三维设计软件在出的工程图不能满足工厂标准化要求，一般都要转换到AutoCAD中进行修改，打断了工程图与三维模型的关联，每次修改三维模型后都要重新出工程图。 由于Inventor在出工程图继承AutoCAD二维绘图的优点，使用Inventor出的工程图能基本做到AutoCAD的效果，能较好的满足工厂标准化的要求，并且在三维模型修改后，工程图能自动进行更新，简化了设计工作流程，大大提高了出工程图的效率，可以投入更多的精力关注产品设计本身。
使用Inventor进行虚拟配置、干涉分析等，杜绝了零件设计的错误积累导致产品返工的现象。自适应使得可以在装配中加入关系或进行约束来自动修改，从而实现了设计的互动。
工厂应用Inventor进行产品设计，设计效率提高40%左右，设计时间从原来的半年缩短到现在的3个月左右，出工程图时间由原来占总设计时间的40%缩短为只占10%左右，大大的提高了设计效率。
展望未来
Inventor三维设计软件在工厂的应用解决了以往出工程图效率低、不易满足二维工程图标准化等的问题，提高了工作效率，工厂将不断扩大Inventor 在全厂应用的广度和深度，更好的提高工厂的市场竞争力。

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