Inventor的三維參數(shù)化設(shè)計方法

2013-05-23 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

三維Autodesk Inventor是一個強(qiáng)大易用的機(jī)械設(shè)計三維參數(shù)化建模軟件,它融合了二維和二維設(shè)計并帶有裝配功能,是集Autodesk Inventor與參數(shù)實體造型、曲面造型、裝配造型、二維與三維雙向關(guān)聯(lián)繪圖以及與Auto CAD相互轉(zhuǎn)換于一體的機(jī)械設(shè)計系統(tǒng)。除此以外,Inventor還是一種包含了最新技術(shù)的基于特征的參數(shù)化實體造型軟件。

    1零件的三維參數(shù)化設(shè)計建摸

組成振動裝置的零部件有幾十個,都可利用Autodesk Inventor在計算機(jī)上進(jìn)行三維實體建模,全部實現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動和變量化,板簧組件是機(jī)械振動裝置中的一個部件,其設(shè)計過程在Autodesk Inventor中采取自下而上的設(shè)計方法、系統(tǒng)的零件建模過程及思路如圖1所示。

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以彈簧板組件中的上壓塊為例,其設(shè)計過程為:

(1)啟動Inventor零件模板,在新建的零件子環(huán)境中建立草圖,即繪制上壓塊草圖。如圖2所示。

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(2)利用拉伸添加材料的方式,生成截面輪廓為長方形的外封閉邊線,選取拉伸高度,即繪制出上壓塊拉伸特征圖。

(3)利用倒角、倒圓角特征,選取長方體所需倒角表面的所有邊,輸人邊長,選取所要倒圓角的棱為邊,輸人圓角半徑R的值,即繪制出上壓塊倒角、倒圓角特征圖,如圖3所示。完成上壓塊零件的三維參數(shù)化設(shè)計。

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用此設(shè)計方法可以完成其他所有零件的三維參數(shù)化設(shè)計,以形成機(jī)械振動裝置零件尺寸參數(shù)庫及圖形庫。

    2虛擬裝配

部件是由下級零件裝配而成,既可以由單獨的零件組合而成,也可以由子部件組成。零部件的總裝配過程及設(shè)計思路如圖4所示

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利用Autodesk Inventor的裝配模塊對零件進(jìn)行虛擬裝配和干涉檢查,即"靜態(tài)干涉檢查"和"機(jī)構(gòu)運(yùn)動干涉檢查",來判斷零部件之間有無干涉及干涉點,這樣實現(xiàn)了全關(guān)聯(lián)。既零件實體模型的改變將在所有引用該零件的裝配圖中自動地得到調(diào)整,同時也將反映在二維圖形中;在裝配圖中對某零件實體進(jìn)行的更改也將自動體現(xiàn)在零件圖中;同樣在二維圖中修改零件的尺寸也將自動反映在零件實體模型和所有引用該零件的裝配圖中。

裝配中先把零件模型庫和Inventor的標(biāo)準(zhǔn)件庫巾的各零件裝配成部件,再運(yùn)用配合、對準(zhǔn)角度、相切、插入等約束條件消除其自由度,完成整體裝配,如圖5所示。

    3零件的虛擬動畫裝配

在Autodesk Inventor的表達(dá)視圖子環(huán)境中,將裝配體中的各零件加以分解,通過"設(shè)置照相機(jī)"功能,設(shè)置不同的觀察視點來顯示組裝狀況,以表達(dá)視圖形象地再現(xiàn)裝配體特征,如圖5所示為虛擬動畫裝配的一個過程。還可以在設(shè)置完零件分解參數(shù)和照相機(jī)位置后,利用"動畫"命令,生成和觀察部件的分解動畫,這樣更利于完成實際的裝配及維修。

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    4利用Inventor設(shè)計的優(yōu)點

(1)應(yīng)用Inventor進(jìn)行三維參數(shù)化設(shè)計,易于復(fù)雜幾何形狀的控制和修改,在計算機(jī)上從三維開始,實現(xiàn)全部的設(shè)計過程,符合人們的思維習(xí)慣,提高了可視化程度,二維參數(shù)化設(shè)計能準(zhǔn)確反映設(shè)計者的思想,給產(chǎn)品機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計帶來很大的方便,還易于進(jìn)行多方案的比較,也容易檢查設(shè)計錯誤,這樣不僅提高了設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量,也縮短了設(shè)計周期。

(2)在Inventor運(yùn)用過程中,二維和三維是雙向關(guān)聯(lián)的,所以在設(shè)計過程中可隨意更改三維實體或任一視圖的尺寸,更改后的三維實體和所有的二維視圖會自動更新,這給零件的修改以及在三維裝配圖中更改帶來極大方便。

(3)利用Inventor生成的零件是三維的實體和表面,為有限元分析和數(shù)控加工準(zhǔn)備好了數(shù)學(xué)模型,三維Inventor能與許多有限元分析軟件,運(yùn)動分析軟件,數(shù)控加工軟件進(jìn)行無縫連接。

(4)利用Inventor的工具集,可以直接得到所需要的標(biāo)準(zhǔn)件,加速了設(shè)計的自動化。

(5)本系統(tǒng)的設(shè)計思路對于其他機(jī)械的設(shè)計,具有很好的參考價值。

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