基于裝配關(guān)系的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)

1、1 2007 Autodesk 基于裝配關(guān)系的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)基于裝配關(guān)系的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì) Autodesk Inventor User Club 2 2007 Autodesk 主要內(nèi)容主要內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的必要性如何在Inventor中進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)利用fx參數(shù)表進(jìn)行零部件之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)利用基于裝配約束關(guān)系的自適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行零件設(shè)計(jì)利用衍生來(lái)實(shí)現(xiàn)零件級(jí)別的布爾運(yùn)算利用復(fù)制對(duì)象技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)通過(guò)跨零件投影來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)利用三維曲線創(chuàng)建控制路徑進(jìn)行管道設(shè)計(jì)3 2007 Autodesk 進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的必要性進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的必要性任何零件都不可能是單獨(dú)設(shè)計(jì)出來(lái)；設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷調(diào)整、配湊的過(guò)程；零件

2、與零件之間存在著關(guān)聯(lián)。在三維軟件中進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)該在現(xiàn)有的軟件功能基礎(chǔ)上，盡可能去“再現(xiàn)”設(shè)計(jì)思維中的關(guān)聯(lián)，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。4 2007 Autodesk Inventor中實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的方法中實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的方法 fx參數(shù)表 自適應(yīng)技術(shù) 衍生 對(duì)象復(fù)制 跨零件投影 5案例一：利用案例一：利用fx參數(shù)表實(shí)現(xiàn)零部參數(shù)表實(shí)現(xiàn)零部件之間關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)件之間關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)6 2007 Autodesk 零部件之間因設(shè)計(jì)參數(shù)而關(guān)聯(lián)在一起； 設(shè)計(jì)參數(shù)文件往往是多個(gè)零部件所共同使用的數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)的修改，將改變所關(guān)聯(lián)的模型，造成整個(gè)裝配的改變。參數(shù)參數(shù)fx7 2007 Autodesk 實(shí)際案例：軸系部件上鍵槽的設(shè)計(jì)實(shí)

3、際案例：軸系部件上鍵槽的設(shè)計(jì)鍵槽軸已經(jīng)設(shè)計(jì)完成為該軸設(shè)計(jì)鍵槽8 2007 Autodesk 設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程1. 通過(guò)fx參數(shù)表創(chuàng)建鍵零件2. 鏈接鍵零件的fx參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)鍵槽特征輸入用戶參數(shù)引用尺寸完成鏈接參數(shù)表生成鍵槽9 2007 Autodesk 3. 用同樣的方法創(chuàng)建輪轂鍵槽4. 裝配更改鍵的尺寸，軸上鍵槽和輪轂鍵槽都將作相應(yīng)的變化10 2007 Autodesk 點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)：這種裝配關(guān)系所依據(jù)的參數(shù)，往往都是在裝配尚未進(jìn)行之前，就已經(jīng)被確定了的；而這種確定常常是基于比裝配更原始的設(shè)計(jì)構(gòu)思（例如：根據(jù)剛度要求而確定的一根軸的直徑）這種方法的結(jié)果是極其穩(wěn)定的，思路也是十分清晰的。但是不能表達(dá)

4、尚未確定數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程。 除了在本案例中提到的直接關(guān)聯(lián)模型文件來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)關(guān)聯(lián)的方法之外，衍生也能達(dá)到相同的效果。在Inventor中，通過(guò)Excel文件也能實(shí)現(xiàn)模型之間的參數(shù)關(guān)聯(lián)。需要說(shuō)明的是：Excel具有強(qiáng)大的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)功能，我們可以在Inventor利用這些優(yōu)勢(shì)；但是這種方法使得關(guān)聯(lián)響應(yīng)速度慢；而且參數(shù)項(xiàng)的數(shù)據(jù)和含義的正確性需要自己把握，Excel不會(huì)有任何提示；各種數(shù)據(jù)輔助性能都不如Inventor自己的參數(shù)表。11案例二：利用基于裝配約束關(guān)系案例二：利用基于裝配約束關(guān)系的自適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行零件的自適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行零件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)12 2007 Autodesk 設(shè)計(jì)中的很多零件尺寸都是通過(guò)裝

5、配約束關(guān)系來(lái)確定的零件設(shè)計(jì)的初期“緩約束”這些尺寸，將來(lái)在裝配環(huán)境下基于約束關(guān)系自動(dòng)計(jì)算這些尺寸自適應(yīng)13 2007 Autodesk 實(shí)際案例實(shí)際案例 軸上套筒的設(shè)計(jì)軸上套筒的設(shè)計(jì) 軸上的關(guān)鍵零部件(軸、齒輪、軸承、鍵) 已經(jīng)設(shè)計(jì)并裝配完成 為了固定軸上零部件，需要設(shè)計(jì)一套筒 該套筒的一個(gè)端面和軸承端面平齊，另一端面和齒輪端面平齊，軸套的軸向長(zhǎng)度是根據(jù)齒輪以及軸承安裝在軸上的安裝位置來(lái)確定的 可以通過(guò)自適應(yīng)技術(shù)來(lái)確定軸套的長(zhǎng)度14 2007 Autodesk 設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程創(chuàng)建軸套零件，將軸向的長(zhǎng)度尺寸設(shè)置為緩約束零件環(huán)境和裝配環(huán)境下，將套筒零件都設(shè)置成自適應(yīng)狀態(tài)添加裝配約束此時(shí)套筒的尺寸

6、完全由裝配關(guān)系決定，改動(dòng)軸上套筒端的長(zhǎng)度，套筒長(zhǎng)度也會(huì)做出相應(yīng)的變化15 2007 Autodesk 點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 自適應(yīng)是這種方法適用于設(shè)計(jì)的參數(shù)不太清楚或者不太關(guān)心，只能確認(rèn)幾何結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系條件下的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單裝配時(shí)Inventor的自適應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)，但是零件多的時(shí)候就容易會(huì)出錯(cuò)16案例三：利用衍生來(lái)實(shí)現(xiàn)零件級(jí)案例三：利用衍生來(lái)實(shí)現(xiàn)零件級(jí)別的布爾運(yùn)算別的布爾運(yùn)算17 2007 Autodesk 機(jī)械加工過(guò)程往往是一個(gè)材料的去除的過(guò)程在零件設(shè)計(jì)時(shí)有時(shí)需要通過(guò)零件級(jí)別的布爾運(yùn)算模擬這個(gè)過(guò)程衍生衍生18 2007 Autodesk 實(shí)際案例實(shí)際案例 電話機(jī)的面板上按鍵孔電話機(jī)的面板上按鍵孔 根據(jù)按鍵

7、的形狀和排列，在已有底座上設(shè)計(jì)出按鍵孔 將按鍵“安裝”在外殼上，調(diào)整其位置達(dá)到最佳效果，然后再在外殼上“減去”按鍵作出孔，得到外殼零件19 2007 Autodesk 設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程2. 陣列按鍵1.安裝按鍵4. 完成3. 衍生裝配體可能在設(shè)計(jì)后期當(dāng)需要更改按鍵的形狀和排列時(shí)，電話底座上的按鍵孔也會(huì)相應(yīng)的更改20 2007 Autodesk 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：在該設(shè)計(jì)中，通過(guò)衍生實(shí)現(xiàn)了零件級(jí)別的布爾運(yùn)算；衍生是Inventor中一個(gè)強(qiáng)大、實(shí)用的工具，它是設(shè)計(jì)人員常掛在嘴邊上的設(shè)計(jì)用語(yǔ)“在xxx基礎(chǔ)上如何如何”這個(gè)設(shè)計(jì)思維的清晰的表達(dá)方法。Inventor關(guān)于零件環(huán)境中衍生機(jī)制的幾個(gè)規(guī)則是： 2.1

8、 草圖的衍生：對(duì)于二維草圖，可見(jiàn)的草圖都能衍生進(jìn)來(lái)，而不管是否被特征引用過(guò)；但是，三維草圖不會(huì)被衍生帶進(jìn)來(lái)。 2.2 非幾何參數(shù)的傳遞：一個(gè)零件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，是幾何參數(shù)和非幾何參數(shù)組成。而衍生實(shí)際上僅是在大部分幾何構(gòu)成上作數(shù)據(jù)處理，并不會(huì)涉及到非幾何數(shù)據(jù)。在衍生的參數(shù)設(shè)計(jì)中，目前還沒(méi)有提供關(guān)于原始模型的非幾何設(shè)計(jì)參數(shù)，這幾乎是唯一的缺憾。21案例四：利用復(fù)制對(duì)象技術(shù)來(lái)實(shí)案例四：利用復(fù)制對(duì)象技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面之間的關(guān)聯(lián)現(xiàn)復(fù)雜曲面之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)22 2007 Autodesk 在裝配體中，有時(shí)零件與零件之間裝配關(guān)系并不能通過(guò)一些簡(jiǎn)單的點(diǎn)、線、面來(lái)描述，而是通過(guò)一些復(fù)雜的空間曲面來(lái)配合；在設(shè)計(jì)過(guò)程

9、中建立這曲面之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。復(fù)制對(duì)象23 2007 Autodesk 實(shí)際案例：為電話底座設(shè)計(jì)手柄實(shí)際案例：為電話底座設(shè)計(jì)手柄為齒輪安裝設(shè)計(jì)鍵槽底座已在上一案例中設(shè)計(jì)完畢手柄外形需要和底座貼合24 2007 Autodesk 設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程1. 創(chuàng)建輪廓復(fù)制底座中相貼合的面掃掠出電話聽(tīng)筒輪廓25 2007 Autodesk 2. 創(chuàng)建聽(tīng)筒切除聽(tīng)筒多余部分修飾當(dāng)我們改變底座外形的時(shí)候，手柄形狀都會(huì)作相應(yīng)的更新。26 2007 Autodesk 點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)： 1在裝配環(huán)境下，可以通過(guò)復(fù)制對(duì)象命令來(lái)實(shí)現(xiàn)跨零件的曲面關(guān)聯(lián) 2在Inventor中，衍生也可以建立這種跨零件曲面關(guān)聯(lián)關(guān)系。但是兩種方法有以

10、下幾點(diǎn)不同： a. 衍生必須關(guān)聯(lián)被衍生件的所有表面，而復(fù)制對(duì)象則可以選擇希望關(guān)聯(lián)的表面； b. 復(fù)制對(duì)象僅在裝配環(huán)境下有效，衍生則無(wú)此要求。 3在Inventor 2008以前的版本中，復(fù)制對(duì)象命令叫做升級(jí)。27案例五：通過(guò)跨零件投影實(shí)現(xiàn)關(guān)案例五：通過(guò)跨零件投影實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)聯(lián)設(shè)計(jì)28 2007 Autodesk 在裝配體中，有些零部件之間是通過(guò)幾何形狀連接在一起的，如法蘭盤(pán)、花鍵等結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)的后期可能需要更改其中的某個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，這時(shí)候我們自然希望和它關(guān)聯(lián)的另外一個(gè)零件也能夠相應(yīng)的自動(dòng)更改?？缌慵队?9 2007 Autodesk 實(shí)際案例：空間連接件的設(shè)計(jì)實(shí)際案例：空間連接件的設(shè)計(jì)為齒輪

11、安裝設(shè)計(jì)鍵槽兩零件的形狀、位置已經(jīng)由上一級(jí)結(jié)果結(jié)出30 2007 Autodesk 設(shè)計(jì)過(guò)程1. 創(chuàng)建連接件跨零件投影拉伸創(chuàng)建出連接部分31 2007 Autodesk 2. 創(chuàng)建過(guò)渡部分掃掠創(chuàng)建過(guò)渡部分32 2007 Autodesk 調(diào)整兩個(gè)零件的形狀、空間位置，連接件都將做相應(yīng)的變化33 2007 Autodesk 點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)像這樣比較麻煩的空間位置關(guān)系，很難用二維的設(shè)計(jì)手法解決。而在三維的，具有參數(shù)化核心算法的Inventor中零件創(chuàng)建過(guò)程相當(dāng)順利,同時(shí)滿足了連接件與被連接物體的位置關(guān)系和幾何尺寸兩個(gè)關(guān)聯(lián)要求；需要注意的是，并不是所有的這類(lèi)投影（包括點(diǎn)、棱邊、投影剖切邊）都能建立裝配關(guān)聯(lián)

12、。如果投影結(jié)果不是當(dāng)前顏色方案（見(jiàn)工具-應(yīng)用程序選項(xiàng)-顏色）下的關(guān)聯(lián)線顏色就說(shuō)明這個(gè)投影是“非關(guān)聯(lián)的”。例如在“黃金時(shí)代”顏色方案下，粉紅色的投影線為關(guān)聯(lián)線顏色，黑色圖線則無(wú)法關(guān)聯(lián)。34案例六：利用三維交線創(chuàng)建控制案例六：利用三維交線創(chuàng)建控制路徑進(jìn)行管道設(shè)計(jì)路徑進(jìn)行管道設(shè)計(jì)35 2007 Autodesk 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，有時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)建空間曲線來(lái)構(gòu)造復(fù)雜模型，而這些三維曲線可能是依附在一定的集合元素上的。在Inventor中，可以先做出輔助元素，利用三維交線來(lái)產(chǎn)生此類(lèi)曲線三維交線36 2007 Autodesk 實(shí)際案例：管道零件實(shí)際案例：管道零件為齒輪安裝設(shè)計(jì)鍵槽設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu)37 2007 Autodesk 設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程創(chuàng)建輔助曲面做兩輔助曲面的交線掃掠成形 38 2007 Autodesk 點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 在本案例中，利用輔助曲面的交線來(lái)產(chǎn)生空間曲線，可視性強(qiáng)，而且易于控制 2006 Autodesk 關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)是Inventor的特色功能之一，Inventor提供了多種有利方法