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Inventor攻略之复杂壳体零件造型(上)
发表时间:2008-2-10 autodesk
在3D数字化产品的全生命周期中,产品设计建模处于基础地位。“万丈高楼平地起”,设计建模失败,其余所有的设计资料无法表达、无法关联、无法管理、无法给设计决策提供支持,也就失去了设计的根本。产品设计建模重要性的可见一斑,复杂零件尤其如此。 本文无法涵盖所有类型的复杂零件,单以复杂壳体零件为例进行解说。

1 前言
    在3D数字化产品的全生命周期中,产品设计建模处于基础地位。“万丈高楼平地起”,设计建模失败,其余所有的设计资料无法表达、无法关联、无法管理、无法给设计决策提供支持,也就失去了设计的根本。产品设计建模重要性的可见一斑,复杂零件尤其如此。
    Inventor是专业三维CAD软件,其专业性强、功能性强,使用该软件进行设计,能直观、快速、准确地反映零、组件的形状、装配关系,可以实现从概念设计到实体设计再到关联表达的参数化变量化,并可使产品设计、工装设计等工作并行开展,大大缩短了生产周 期,非常有利于新品试制及多品种产品的设计、开发。在新品开发期间 ,能通过其 强大的功能及时检查尺寸干涉、计算重量及相关特性,提高产品的设计质量,对复杂结构产 品装配工艺、焊接工艺中工序的合理安排有着非常好的指导性。然而,由于软件功能的强大、复杂,就需要有一些相应的技巧去更好地掌握和使用它。在进 行零件建模时,可以有多种途径建立起模型,可建方块,也可以拔凸台,还可以用 拉伸实体,甚至可以用切的办法等等。但是通过实践下来,发现尽管“条条大路通罗马”,但 存在着优与劣的方法问题。用切的办法很容易丢失数据,当变成“无参数”的模型后,该部分 基本上就不能编辑和修改了,会对以后的模型修改、尺寸修改造成极大困难。所以,建模应 采用最优方法,以避免上述情况发生。
    本文无法涵盖所有类型的复杂零件,单以复杂壳体零件为例进行解说。复杂零件的建模可以复杂壳体零件建模为参考,建模要求类似、规则类似,举一反三即可。

2 建模的基本要求和inventor功能分析
2.1 复杂模型质量的基本要求:

    1、正确性:
    模型应准确表达设计意图,对其内容的技术要求理解不能有任何歧义。设计成果的第一个也是最息息相关的一个读者是工艺,设计成果最后一个也是最重要的一个读者是用户。既要确立“面向制造”的设计理念,充分考虑模具设计、工艺制造等下游用户的应用要求,做到与实际的加工过程基本匹配,也要做到“面向用户”,充分考虑用户的使用方便、有效。
    2、关联性:
    应用主模型原理和方法,进行相关参数化建模,正确体现数据的内在关联关系,保证产品信息在产品数据链中的正确传递。
    3、可编辑性:
    模型能被编辑修改,模型可被重用和相互操作。可重用性和相互操作性是由可编辑性派生出来的重要特性。
    4、可靠性:
    模型通过了inventor的几何质量检查,拓扑关系正确,实体严格交接,内部无空洞,外部无细缝,无细小台阶。模型文件大小得到有效控制,模型没含有多余的特征、空的组和其他过期的特征,总能在任何情况下正确的打开。


2.2 Inventor功能分析
    1、inventor在性能上能够满足较复杂零件的设计。“Autodesk称其测试表明加载相当的模型inventor比竞争软件快10%到20%。在一次演示中,一个公司代表性地用500MZ的Pentium III和便宜的图形卡在39秒内加载了一个带有3,100个组件(其中320个是唯一的)的模型。大多数的零件有平坦的面并很少有弯曲的曲面。尽管如此,该操作员能在 数秒内放大查看精微的细节,如齿轮的齿和紧固件,也能缩小查看整个模型。”
    也就是说inventor至少能够完成几千个特征组合而且性能稳定,无论多么复杂的零件都是由简单的特征堆砌而成,而inventor的建模功能也能够满足普通零件造型需要,那么也就是说明inventor具备为复杂零件建模的能力。
    2、inventor 在功能上能够满足较复杂的零件设计。
    Inventor提供的基本实体建模工具方便实用,能够满足比较复杂零件建模的要求。见图1。

    曲面建模方面,inventor也提供了较多的实用工具,也能够通过建立复杂曲面来实现实体模型的建立。当然类似飞机等复杂曲面零件在造型可能存在一定的局限性,原因是inventor的曲面设计不能够提供曲线节点单独编辑的功能。
    3、inventor在零件的关联性方面有多种可靠而有效的方法:表达式关联、衍生、参数引用、投影等等,对于设计的关联有专题讨论,在此就不赘叙。
    4、inventor本身的特点就是参数化、变量化,模型由尺寸或者约束驱动,完全能够满足复杂零件可编辑性的要求(见图2)。

    5、inventor具有草图医生、草图颜色和约束关联、有满足专业设计要求的约束(见图3)、有各种曲面截面分析手段(见图4)。

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责任编辑:李翔