1 前言
只要是真正意义上的机械设计,工程师都是根据设计意图和设计需求制定出一套设计方案,然后绘制出设计的整体轮廓,接下来进行各个零部件的设计,这是任何设计的基本规则,也就是我们所说的自顶向下的设计-Top-Down Design。
Top-Down Design是一种由最顶层的产品结构传递设计规范到所有相关次系统的一种设计方法,通过Top-Down Design的运用,能够有效地传递设计规范给各个子组件,从而更方便高效的对整个设计流程进行管理。
根据不同的设计有不同的设计思路:
基于概念模型:例如不规则的罩壳类零件,常常是先设计好整体,之后根据需要分割成多个零件。这种设计构思的正确表达,是希望将来各个罩壳零件都能按照整体设计的变化而跟随变化,并且保证了各个零件之间的相对位置关系。
基于草图:例如冲压模、注塑模的设计,通常先根据机床设备的安装尺寸、设计产品结构等参数把模具的整体结构和每个零部件的关键尺寸在草图中清晰表达出来,然后再根据此概念草图展开零部件的详细设计。
本文将介绍在Inventor中是如何实现Top-Down Design自顶向下的设计。
2 基于概念模型
在Inventor中基于整体模型实现Top-Down Design有两种方法:
下面我们通过具体的案例来感受一下这些方法的运用技巧。
案例一:利用衍生技术进行自顶向下的设计
例如较大型的罩壳零件(参见图1),仅有2个零件组成,我们可以先在零件环境将产品作为一个整体来创建,然后再利用衍生技术实现两个零件结合处的曲面配合。相关模型参见罩壳文件夹。

设计过程:
1. 新建零件罩壳.IPT,按参数要求绘制罩壳零件的整体模型;
2. 建立罩壳左右两部分的分割面,参见图2;

3. 新建零件罩壳左.IPT,衍生零件“罩壳.ipt”的实体和曲面,参见图3;

4. 用曲面“分割”零件,保留曲面的左半部分,保存模型为“罩壳左.IPT”, 参见图4;

5. 用同样的方法新建零件“罩壳右.IPT”,用曲面“分割”时保留实体的右半部分;
6. 新建装配“罩壳.IAM”,装入模型“罩壳左.IPT”和“罩壳右.IPT”;
7. 分别使用“表面平齐”的方式约束左、右罩壳零件的坐标系平面(XY、XZ和YZ),参见图5;

8. 保存装配模型。
如果由于设计需要更改设计参数,只要更改整体模型零件罩壳.IPT的参数,其它的零部件就会关联更新。