基于Inventor零部件設計的研究

摘要：隨著現代科技的日新月異，在減速器課題設計中，為了提高效率，利用AutoCAD與Inventor軟件作為輔助設計是必不可少的。文章結合實際的課題設計介紹了如何利用Inventor進行零件設計、部件裝配協同作業的方法。

關鍵詞：復雜零件；建模協同；Inventor；零部件設計

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）15-0026-02

現代社會的不斷發展，對高技能人才的職業和綜合素質提出了越來越高的要求，這就要求我們在教學中不斷運用新的知識、新的技術解決教學中課題設計的問題。在減速器課題設計中，為了提高效率，利用AutoCAD與Inventor軟件作為輔助設計，讓學生設計的課題更為快捷、合理是必不可少的。

Autodesk Inventor是美國Autodesk公司于1999年底推出的三維參數化實體模擬軟件，它的優點在于其和AutoCAD無縫結合，操作簡單，易于從二維設計過渡到三維設計，非常有利于新品試制及多品種產品的設計、開發。在進行課題設計的過程中，首先讓學生對課題分析，按要求分工，完成零件的建模設計，再提交給組長進行“裝配”，通過Autodesk Inventor強大的功能及時檢查尺寸干涉及相關特性，并馬上反饋給零件設計人員進行修改，大大提高減速器的設計質量。

但是，要把軟件順利應用，還需要有一些相應的技巧去更好地掌握和使用它。在進行零件建模時，可以有多種途徑，可以抽殼、拉伸、布爾運算等。但實踐下來，發現盡管“條條大路通羅馬”，也要找到最優的方法，靈活運用，才能少走彎路。復雜零件內外形都比較復雜，但無論多么復雜，零件都是由簡單的特征堆砌而成，而Inventor的建模功能能夠滿足普通零件造型需要，那么零件能否減少或簡化其特征？又如何解決建模中的問題？

1 零件建模

Inventor的零件設計功能非常強大，可以對具有復雜平面、曲面的零件進行較為自如的設計。在減速器中，形狀最為復雜的就是減速箱體，本文以這個零件介紹零件建模的方法。箱體類零件一般為機器、部件的主體，主要作用是支承和容納零件。應用Inventor三維機械設計軟件進行三維特征造型，零件形象直觀，使設計造型過程虛擬實際加工過程，可提高設計效率和產品生產質量。復雜零件的造型設計，一般要進行零件結構分析→特征分析→零件建模→工程圖→檢查。

接到減速箱體零件的設計任務后，了解箱體零件在部件中的作用和地位，分析箱體零件內、外形的結構，有配合的重要部位在哪里，并了解其加工工藝路線如何。

減速箱體形狀復雜，要把這個復雜零件分解成多個簡單的基本零件，使復雜模型分解成多個簡單特征，令復雜草圖分解成多個簡單草圖。

對圖1箱體零件進行分析可知，零件有空腔、軸承孔、放油塞孔、螺紋孔等結構特征，外形是長方體。在特征造型過程中，對于相同重復結構、對稱結構，如螺紋孔等結構，應盡量采用特征的陣列、鏡像、復制等功能進行設計，以簡化設計過程，節省時間。

2 方案確定時要注意的事項

（1）注意設定“參數”尺寸，以便日后進行修改。

（2）主體用抽殼方法還是用切的方法。用切的辦法很容易丟失數據，當變成“無參數”的模型后，該部分基本上就不能編輯和修改了，會對以后的模型修改、尺寸修改造成極大困難。因此，主體采用抽殼的方法。

（3）復雜零件涉及比較多的尖角，異形特征也比較多，那么先抽殼還是先倒角？倒角雖然使得這些特點變得更加突出，但這些特征的存在又有可能使得倒角變得不可用。所以抽殼不要先倒角再抽殼，應該先抽殼后倒角，并且保留所有原來的特征。倒角是先倒內后倒外。

（4）抽殼的時機要視具體情況而定。在哪一步進行抽殼相當關鍵，操作順序不當，有可能導致抽殼特征的失敗。因此在進行復雜殼體建模的過程中如果遇到抽殼不成功的時候，就要提醒學生：考慮抽殼與其他操作的順序是否合適？

（5）在建模過程中，要做到先主要結構后細小結構，先大尺寸形狀后局部結構，先外表形狀后內部結構。復雜的減速箱體，我們可考慮分段建模，把每一個分段建模好以后，再組裝成一個我們需要的箱體模型，然后利用衍生命令衍生已經裝配好的整體，獲得實體，得到一個我們需要的箱體零件。這樣，無論多么復雜的零件都可以由簡單的模型特征堆砌而成復雜的零件。

（6）對復雜模型，應三維實體建模與生成二維圖兩個過程相結合。在空間不容易檢查的尺寸，在二維圖能進行較準確的檢查，通過生成的二維圖可反過來檢查實體建模的正確與否，能及時發現存在的問題。

3 協同合作完成部件裝配

協同合作就是互相配合，共同合作把事情做好，它是為了完成某一設計目標，由多名成員組成，通過一定的信息交換和相互協同機制，分別以不同的設計任務共同完成設計目標。無論在零件設計還是部件裝配中，協同合作都是整個設計的關鍵。每個人設計零件時就要根據裝配要求互相配合，注意尺寸的關聯性。在成員把各自按要求設計出來的零件提交給組長后，組長在裝入并添加裝配約束、檢查干涉時，就能發現零件設計的合理性。

當然，在設計過程中，多人幾乎同時進入課題的設計是必然的。設計數據的公用、共享、關聯，是協同設計必須做到的基本要求。但在協同設計的過程中，我們要防止多人同時修改同一個零件的可能性，否則會出現不確定的結果。為此，我們應該利用“項目-選項中的設置”進行限制。

在減速器三維造型設計完畢后，我們還可以與Excel做鏈接，實現零件建模設計或部件裝配的參數化。以后在實際工作中需要對尺寸修改時，只要通過改變Excel里面的參數就可以完成了。

4 結語

Inventor在零件建模、部件裝配、參數化等方面都有獨特的優勢：在參數化后，零件圖、部件圖、工程圖等參數都是相互關聯，這就大大方便了設計過程中發現有干涉等問題后進行修改，提高了效率。但Inventor也有不足之處，如Inventor在進行三維向二維轉化時，在圖形表達方面及尺寸表達方面都不是很理想，與實際工程圖有些距離。

參考文獻

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（責任編輯：秦遜玉）