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石油机械设备的Inventor设计方法研究
发表时间:2007-10-31 施昌威 周思柱 吕志鹏 周后俊  来源:万方数据
随着科学技术的发展,各种新式机械设备日新月异,在制造前对机械产品进行辅助设计必不可少,现在的设计软件有Pro/E,Unigraphics,CATIA等,基于石油机械产品的三维设计技术,应用Inventor软件,分析了Inventor的零部件设计、组装及基本特征的参数化等,对石油机械产品的设计提出最优流程及设计方法.

    3 工程图的装配

    工程图的装配是Inventor真正进行辅助设计的最基本功能,装配的第一目标是实现"基于装配关系的关联设计"而Inventor 具有强大的装配能力和装配中相关数据的关联设计能力 。装配步骤如下:

    (1)在"部件面板"中点击“”,选定待装入的零件文件,单击"打开"后, Inventor会自动装入一个,如果需要装入多个用鼠标继续点击选取。同时,若需要装入的零件为标准件,可直接到Inventor的资源中心选取,极其方便。

    (2) 装入零件完成后, 接下来要将零件进行装配, 单击"" 按钮或直接用快捷键C,此时会弹出一个装配选项卡,如图4所示,按照从左至右的顺序分别为配合、角度、相切、插入。Inventor的所有装配过程几乎都是应用这4个功能来完成,其装配应用功能非常广泛和灵活。在框体的左下方,第一个按钮为显示预览,即在设置了参数,但尚未"确定"或"应用"前,是否预览这些参数所造成的结果。


    图4 Inventor装配选项卡

    配合: 主要用于平面、直线、点之间的重合或平行等的约束。在配合窗体的右下方有朝向相反和朝向相同两个命令。选定要配合的两个零件,选定两个零件上的平商,根据实际情况,选用两面朝向相反、两面朝向相同,可以是零间距贴合,可以有间隙。

    角度:平面或直线之间的角度位置约束。两个平面之间需要夹角约束,选用该命令后,选定平丽、输入角度,夹角为0°, 则成为平行面。对于平面和线、线和线同理。

    相切:用于面和面之间的相切位置约束。选定另个零件上的窟,其中一个是平面,另外一个可以是由面,或两个面都是曲商,最后将两面约束为相切。

    插入:在两个平面上选定的圆或弧形边实现所在面的配合。此处的用法非常灵活,对于两个圆柱面,配合后所在的圆心同心, 着选取的是柱面的端面.则配合后两端因为零间距。

   4 零部件的参数化

    在零部件三维造型设计完毕后,可以与Excel作链接,实现零件设计或部件装配的参数化,即在实际工作中需要改变尺寸时,只要通过改变Excel里面的参数就可实现。

    在Excel中,将在零件设计或部件装配时用到的数据进行编号,根据设计的需要,如:长度可采用L1、L2...表示,圆直径、半径分别采用Dl、D2...或RI、R2等表示,即为避免和Inventor默认的代号冲突, 代号最好都采用大写。

    5 爆炸图的制作

    使用部件表达视图首先可以更清楚的示范部件中的零件是如何相互影响和装配的,例如.使用动画分解装配视图来图解装配说明。其次,可使用分解装配试图以露出可能会被部分或完全遮挡的零件,比如,使用表达视图创建轴测的分解装配视图以露出零件部分的所有零件,然后将该视图添加到工程图中,并引出部件中的每一个零件序号。操作步骤如下:

    (1)新建文件在Inventor状态下,选择文件菜单下的新建选项,在打开的对话框中的默认选项卡下,选择Standand模板,单击确定按钮新建一个表达视图文件,并将文件保存为设计需要的文件名,注意后缀为. ipn。

    (2) 自动创建表达视图选择[表达视图面板] 中的[创建表达视图]工具,打开[选择部件]对话框,选择要制作爆炸图的零件,将分解方式设置为[自动]设置分解距离为200(按零件大小和实际情况选择) ,选中[创建轨迹],单击[确定]按钮,则创建了表达视图。

    (3) 手动调整零部件位置按自动分解创造的视图中,有些零件位置很不合理。此时,可以选择手动调整零部件位置,将零部件沿着空间3个方向平移一定距离,也可将零部件绕着3根旋转轴旋转一定角度。

    6 最优化流程图

    固控三维产品的设计一般需要较长的时间,如果采用最优的设计方法,可以节省人力与劳动时间并提高经济效益。设计的最优化流程如图5所示,采用多过程同步进行、随时检查的措施,不合适的及时修改。


    图5 优化流程图

    如图5所示,在零件造型完成一部分后,可对有些部件进行装配,即二者同时进行,对部件装配检查合格的接下来做爆炸图和生成部件二维图等工作,不合格的转到零件造型里面进行修改;零件二维图的生成也可以与部件装配同时进行,具体的安排要根据实际情况适当调整。

    7 结论

    Inventor在部件装配、参数化等方面有很多独特的优势,Inventor 在参数化后, 其零件图、部件图、二维图及Excel 的参数都相互关联,这是Inventor参数化设计非常独特的优势。在Inventor 里面还有会自动建一个标准库文件, 存在Inventor 默认的文件里面,方便调用。同时它还为从设计人员从二维与三维设计的相互转化提供最简单的路径,减少设计时间。

    在设汁过程中,也遇到很多问题,这些是Inventor需要完善的部分:①Inventor里面有螺纹的零件部分,零件的直径参数不能修改,否则出错。这里需要Inventor改进。②Inventor的标准件里面零件之间的螺纹相互配合后,会有干涉出现,经过检查后发现螺栓比螺母的直径要略微大些。解决办法:将标准件进行编辑,修改螺栓、螺母的直径,是两者之间达到理想的配合。③Inventor在进行三维对二维图的转化时,在剖视图的表达方面还有些需要改进,部分局部剖视图表达不够合理,与实际工程图的表达要求有些距离。④Inventor在造型功能方面比较强大,但是在曲面的造型及复杂杆件的设计方面也需要进一步改进。

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责任编辑:辜雯倩