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Inventor的基础知识本章介绍Inventor的基础知识5/25/20241一、三维一、三维CAD的基础知识的基础知识1.三维三维CAD软件介绍软件介绍按照软件的功能和应用领域，三维CAD软件分为高端和中端两个层次。高端：主要用于航天航空、汽车制造等领域，涉及的产品往往具有复杂曲面、而且零部件数量庞大，因此需要提供十分全面的工程支持，如逆向工程、数控加工、产品数据的控制管理等。5/25/20242中端：发展历史普遍较短，主要提供CAD功能，在工程应用方面需要其他模块的支持。但随着中端软件的不断升级进步，在CAD功能方面得到已经达到高端软件的水平。高端软件系统功能全面，但较难掌握。中端相对简单，但功能也差一些。因此中端CAD软件主要用于技术含量稍低的一般制造业。事实上除个别的领域外，中端CAD软件基本上可以满足用户的所有需求。5/25/20243我们选用了Autodesk公司的Inventor。选择Inventor不仅由于它与我们前面学习的AutoCAD同属一个公司的产品，兼容性好，更重要的是Inventor易学易用，在很短的时间内即可学会其基本的使用方法，另外它是专门用来进行机械设计的软件，与我们的需求相符。5/25/20244一个设计经常不能完全由一个软件来完成，可能需要几个软件的配合。因此软件间的数据互换是非常重要的。Step（stp、ste、step)（国际标准）与Iges（ige、igs、iges)（美国）。Inventor不 仅 能 打 开 和 保 存 dwg文 件(AutoCAD)，而且还能输入和输出符合国际标准的“Step”和“Iges”等格式的文件。5/25/202452.三维三维CAD软件的主要特点软件的主要特点l 采用参数化和变量化技术l 采用草图和特征造型技术l 曲面构建与生成能力l 设计重用和设计系列化l 设计意图描述l 数据一致性l 爆炸图和动画5/25/20246l 具体工程应用：如模具设计、钣金设计l 提供对其它软件的支持5/25/202473.自由度与约束自由度与约束 参数化与变量化参数化与变量化运动与固定是机械设计的核心问题，机械产品的功能由一系列的活动加以实现。运动与固定的基础是约束与自由度。约束与自由度是相反的概念。一个物体的自由度和约束度之和等于六。一个彻底自由的物体自由度为六，即三个坐标方向的移动和绕三个坐标轴的转动。在草图中和进行零部件装配时要用到自由度的概念。5/25/20248草图绘制的平面图形有三个自由度，即沿着两个坐标轴和绕原点的转动。参数化设计是以PTC(Pre/E)为代表。参数化技术用“顺序方法”对约束求解，达到全数据相关、全尺寸约束、用尺寸驱动设计结果的修改。变量化设计以SDRC(I-DEAS)为代表用“几何图形约束和工程方程耦合”来求解。达到将参数化技术中的全尺寸约束细分为“尺寸约束”和“几何约束”。5/25/20249Inventor是变量化设计软件。在Inventor中，约束由尺寸约束和几何约束确定。几何约束确定图形的几何关系，如平行、垂直、相切、同心、重合、对称、固定等。而几何图形的大小和位置要靠尺寸约束确定，大小主要约束直径（半径）、长（宽、高）度及角度等。位置约束主要是线性尺寸和角度尺寸。参数化软件要求全约束，而变量化软件即可全约束也可欠约束。5/25/2024101997年以前，在IDEAS系统推出变量化技术之前，传统参数化造型的草图的实体必须全部约束。将一个复杂的草图完全约束是非常困难的。例如图2.1一个并不复杂的图形需要23个尺寸。而图2.2只需10个尺寸。5/25/202411需要23个尺寸的草图图2.15/25/202412此图的尺寸注全了吗?10个尺寸的草图图2.25/25/202413尺寸分析：已知线段已知线段（完全确定）、中中间线段（间线段（少一个定位尺寸）、连接线段连接线段（无定位尺寸或无定形尺寸）。已知：R13、R72中间：R16、R12、75斜线连接：R8、斜线5/25/202414为此图注尺寸图2.3 5/25/2024155/25/202416已 知 线 段：16、12、15、20、27、R32、20、2。中 间 线 段：R15、R27。连 接 线 段：R28、R40、R3。5/25/2024174.造型基础造型基础一般三维CAD软件有拉伸、旋转、扫掠等等创建特征造型功能，那么如何用这些功能创建模型呢？首先介绍造型的基础知识。5/25/202418（1 1）并运算（叠加）并运算（叠加）（2 2）差运算（挖切）差运算（挖切）（3 3）交运算）交运算 求形体的交集。求形体的交集。5/25/202419（4）拉伸拉伸是特征建模最常用的方法。一个平面沿一个平面沿着与该平面垂直的方向拉伸形成。着与该平面垂直的方向拉伸形成。5/25/202420以拉伸造型为主的零件5/25/202421以拉伸造型为主的零件5/25/2024225/25/202423CSG方方法法 另一种方法（拉伸到曲面）5/25/202424去除材料的拉伸5/25/202425具有斜度的拉伸5/25/202426（5）旋转旋转一个平面绕轴线旋转（平一个平面绕轴线旋转（平面与轴线共面）形成回转面与轴线共面）形成回转体。体。5/25/202427以旋转为主的零件以旋转为主的零件5/25/2024285/25/2024295/25/202430（6）放样、扫掠、复杂曲面等放样、扫掠、复杂曲面等5/25/202431（7）抽壳5/25/2024325/25/2024335/25/202434对同一个模型对同一个模型可能有多种不同的成形方式和途径可能有多种不同的成形方式和途径5/25/202435多种不同的构形方法多种不同的构形方法 阶梯轴的构形方法阶梯轴的构形方法5/25/202436多种不同的构形方法多种不同的构形方法 柱体的构形方法柱体的构形方法5/25/202437构型的原则：按照加工的方法构型。构型的原则：按照加工的方法构型。不好好5/25/202438二、熟悉熟悉Autodesk Inventor 10启动Inventor后，就会打开“打开”界面。这个界面提供了几种选择：“快速入门”、“新建”、“打开”和“项目”。5/25/202439【快速入门】提供了多个链接：查看本版本包含那些新特性、学习约束、学习AutoCAD到Inventor帮助、学习如何快速建立模型和学习项目。这些链接可帮助初学者快速入门。5/25/202440例如：当我们选择如何“快速建立模型”时，出现“Autodesk Inventor 10教教程程”界面界面5/25/202441如果用户要建立一个新文件，选择：“新建”，则出现：“新建选择一个模板创建新文件”界面。5/25/202442Inventor提供了许多模板文件：零件模板文件、部件模板文件、表达视图模板文件和工程图模板文件。当我们选择【新建】选项时，可以在每一个选项卡（【默认】、【English】、【Metric】）选择模板文件 5/25/202443模板的文件类型有以下几种：1零件文件零件文件中仅能包含一个零件模型，其扩展名为.ipt；2部件文件部件文件中可以有一个或多个零件或子部件。在一个部件里可以装入无限个外部零件和子部件，其扩展名为.iam；3表达视图文件表达视图可以是部件的分解视图或其他风格的视图，还可以形成装配动画。其扩展名为.ipn。5/25/2024444工程图文件工程图文件工程图文件可以是零件图也可以装配图，工程图文件可以是零件图也可以装配图，并且可以是一张或多张图纸，其扩展名为并且可以是一张或多张图纸，其扩展名为.idw。【默认】选项卡中的零件模板文件、部件模板文件、表达视图模板文件和工程图模板文件的绘图标准和单位取决于安装Inventor时所作的选择。5/25/202445我们一般应选择【Metric】中的GB，在创建部件文件时，选择但在创建零件模板 文 件 时，应 选 择【Metric】中 的Standard.ipt，创建部件文件时，可选择【Metric】中的Weldment(GB).ipn或Standard.ipn5/25/2024462.3 Autodesk Inventor的工作流水线的工作流水线 Inventor可以创建两种三维模型：零件模型（仅包含以一个零件）和部件模型（包含一个或多个模型）。传传统统的的CAD建建模模流流程程是是：先先独独立立地地创创建建零零件件模模型型，然然后后在在建建立立部部件件文文件件，将将每每个个零零件件装装入入，再再创创建建零零件件图图和和装装配配图图。如如修修改改零件需回到零件模型中。零件需回到零件模型中。5/25/202447创建每一个零件的创建每一个零件的模型模型(零件文件零件文件.ipt)装配装配(部件文件部件文件.iam)表达视图、装配动画表达视图、装配动画(.ipn)投影成工程图投影成工程图投影成工程图投影成工程图传统的CAD建模流程5/25/202448在在Autodesk Inventor部部件件中中，可可以以在在部部件件环环境境中中在在位位创创建建零零件件，也也可可以以在在部部件件环环境境中中修修改改零零件件而而不不需需要要单单独独打打开开该该文文件件。当当保保存存部部件件时时，零零件件文文件件也也被被保保存存到到指指定定的的目录。目录。在在创创建建一一个个装装配配后后，就就可可以以创创建建表表达达视视图图，来来 表表 示示 零零 件件 是是 如如 何何 装装 配配 在在 一一 起起 的的。Autodesk Inventor具具有有将将表表达达视视图图转转化化为为动画的功能。动画的功能。5/25/202449创建部件模型创建部件模型(部件文件部件文件.iam)在位创建零件在位创建零件(零件文件零件文件.ipt)表达视图、装配动画表达视图、装配动画(.ipn)投影成工程图投影成工程图投影成工程图投影成工程图现代CAD建模流程5/25/2024502.4 零件的用户界面零件的用户界面草图面板下拉菜单标准工具栏绘图区状态栏浏览器5/25/202451创建草图及约束创建草图及约束结束草图结束草图创建零件特征创建零件特征完成？结束NY创建零件的过程5/25/202452举例通过这个例子，使我们对三维建模和Inventor 有个了解。5/25/202453例25/25/202454