基于Inventor的安全閥三維建模和虛擬裝配

冷松

摘 要：隨著時代的進步和發展，科學技術、計算機技術、軟件技術等也快速的發展，并取得優異的成績。在技術的影響下，我們日常生活、工作也廣泛的應用了這些技術，使得人們的工作效率以及設備的安全性得以提高。Inventor是一種具有較強功能的三維立體軟件設計技術，通過與計算機技術的人們結合，進行相關軟件、設備、圖形等的設計，以提高設備的可視化，利用三維建模，將設備等設計主體展現出來，清晰的將設備中各個部件之間的關系展現出來。為此文章針對Inventor在安全閥三維建模和虛擬裝配中的應用，以及相關的知識內容進行分析研究。

關鍵詞：Inventor；安全閥；三維建模；虛擬裝配

引言

隨著計算機技術、網絡技術等技術的發展，在圖文設計中形成了一種全新的技術，Inventor技術，Inventor技術是一種計算機輔助軟件技術，具有三維建模、信息管理等功能。Inventor軟件技術，在進行產品設計時，以產品功能和設計為向導，根據產品中相關部件之間的關系進行設計，通過三維建模和虛擬裝配，將設計的產品清楚的展現在人們面前。文章針對基于Inventor軟件技術的安全閥三維建模和虛擬裝配，以及相關的知識內容進行分析研究。

1 Inventor軟件技術的相關知識

Inventor軟件技術是一種基于計算機windows系統的三維軟件設計的軟件技術，其可以針對機械零件的造型、裝配、焊接等三維設計，Inventor軟件技術中包含了多個工作模塊，這些模塊在Inventor軟件工作的過程中有著相互聯系和相互獨立的關系。Inventor三維設計軟件在使用的過程中非常的簡單，非常容易操作，其中的每一個模塊，有對應的一個文件，在每一個模塊對應的文件和功能下，完成設計。例如在零件造型模塊中，Inventor軟件提供的是一個零件環境，在這個零件環境中，進行零件的設計，并創建相對應的圖形幾何特征在其他模式下完成相關的圖形設計。Inventor軟件技術可以針對一張或者是多張圖紙對零件，進行多視角，多方位的設計，以三維模型的形式呈現出來，并生成工程圖紙文件。

在零件設計中使用Inventor軟件技術，呈現出來就是零件特征的集合，Inventor軟件技術將實體零件中的特征呈現出來，主要的特征有零件的造型，零件的適應性，在零件設計的過程中產生的衍生零件等[1]。其中零件的造型特征是Inventor軟件技術設計零件的過程中，零件的特征是零件的基本要素，在Inventor軟件技術下呈現出來的零件造型特征有：草圖特征、放置特征、定位特征，在這三個主要零件造型特征下，還有很多組合特征，例如草圖特征中包含的有拉伸、旋轉、掃掠、螺旋掃掠、放樣等特征，而在放置特征中包含的有打孔、抽殼、圓角、倒角、拔模斜度、分割、陣列、鏡像、抑制等多種特征。定位特征則包含的特征有三方面：工作平面、工作軸、工作點。

針對Inventor軟件技術下零件設計中的拉伸特征，我們以下圖進行說明：

圖1 Inventor軟件技術下零件造型拉伸特征的形成過程

2 基于Inventor軟件技術的安全閥三維建模

安全閥主要的工作位置是壓力管道系統，對管道系統中的壓力進行控制，保證管道系統的安全，安全閥其實就是一個零部件，其本有很多組成，閥體、閥門、墊片、蓋、罩、彈簧、螺母、螺釘等，這個部件工作組成了安全閥。如圖2所示：

在安全閥正常工作的狀態下，液體是從其右側流入，從其下部流出，在安全閥工作的過程中，整個管道系統在某種因素的影響下，管道中的壓力增加，并超過了管道系統的額定壓力，此時安全閥下部的液體產生的壓力大于彈簧產生的壓力，使得安全閥的閥門抬起，使得一部分的液體從閥門和閥體之間形成的縫隙中排除，進行減低了管道系統中的壓力，使管道系統中的壓力在額定壓力之下，保證了管道系統的安全性。

安全閥在設計的過程中，會采用Inventor軟件技術，在Inventor中安全閥就是一個零件特征集合體，由不同的組成元素構成，在安全閥設計的過程中，會按照零件的設計過程，依次的進行零件的設計，在安全閥零件的造型設計完成之后，可以通過Inventor軟件技術中的編輯軟件，編輯的草圖進行相應的修改和設計[2]。Inventor是一種自動化的軟件技術，在設計的過程中，如果想要通過編輯草圖對零件的尺寸進行修改，此時零件的特征和草圖會隨著相關參數的變化而變化。

在完成安全閥零件的三維建模之后，需要在一定的文件環境中，完成安全閥相關零件的特征實現，例如拉伸特征的實現。安全閥的墊片和閥體之間是相互聯系的關系，墊片是一個適應性的零件，所以在對安全閥的閥體設計進行修改之后，墊片也會隨著發生變化，是閥體相適應。Inventor軟件技術在安全閥三維建模中的應用，完成零件和零件之間的結合和適應，保證這些零件在裝配的過程中是相互吻合的。

3 安全閥在Inventor軟件技術下的虛擬裝配

在Inventor軟件技術下，安全閥的相關零件，均完成了設計和設計文件的建立之后，可以進入到裝配的環境中，進行裝配，在零件裝配的過程中，Inventor對其進行了配合、對準、相切等裝配限制，通過安全閥零件的裝配約束完成零件的裝配。

安全閥的所有零件在裝配環境中，逐一的完成裝配，然后再利用零件裝配中的約束條件，將裝配好的零件將的自由度消除，完成整個安全閥全部零件的裝配。在所有零件裝配的這個過程中，構成了虛擬的實物裝配，形象、直觀的呈現出實物裝配的效果。

在安全閥零件裝配的過程中，需要有一個實體的模型作為零件安裝的參考，為此這實體安裝模型可以事先的創建，也可以在零件安裝的過程中，一邊安裝零件，一邊進行實體模型的創建。Inventor軟件技術具有自動適應性，在零件裝配的過程中，墊片和閥體的之間的關系會自動的確定，其他有直接關系零件，在裝配的過程中，也會自動的完成定位和適應。

在裝配的過程中，閥體、閥門、螺桿、托盤等之間的關系和配合，要非常的注意，因為這些零件之間的配合是錐面配合，在裝配的過程中，不能在出現軸線的情況下完成裝配[3]。Inventor軟件的資源庫中有一些標準部件以及這些部件具有的特征，所以在安全閥零件裝配的過程中，可以根據相應的零件放置列表中的零件參數值，進行零件的裝配，完成好裝配的安全閥將以三位模型的形式呈現出來，如圖3。

完成安全閥的三維建模、虛擬裝配之后，還需要這對虛擬的安全閥裝配圖，進行分解視圖，完成裝配之后，將安全閥從不同的角度呈現出來，從視覺上進行呈現，達到三維效果，然后對安全閥的裝配進行分解，從視圖中逐漸的將安全閥分解，可以在Inventor軟件中生成安全閥的拆卸動畫。

將各個零件在Inventor軟件裝配完成之后的虛擬圖中分解，可以清楚的將各個零件在安全閥中的形狀、特征等展現，Inventor軟件在完成安全閥的裝配和拆卸之后，會生成相應的文件，但是生產的這些文件，相對的較大，所以文件的清晰度就相對的較低，根據工作所需，文件在大小方面可以靈活的選擇。

4 結束語

Inventor軟件技術在安全閥的三維建模和虛擬裝配中的應用，可以提升零件設計的技術含量，提高零件設計的精度，Inventor軟件技術實現了零件等的三維設計，清晰的將零件的各個部位展現出來，滿足當前各個零件設計的需求。

參考文獻

[1]楊晨升.基于Inventor的零件圖繪制方法[J].煤炭技術，2009（03）：5-6.

[2]馮冬菊，宋洪俠，徐占國.基于Inventor的自由浮球式疏水閥三維建模和虛擬裝配[J].煤礦機械，2012（12）：229-230.

[3]馮冬菊，宋洪俠，戴恒震，等.基于Inventor的安全閥三維建模和虛擬裝配[J].煤礦機械，2010（11）：216-217.