機(jī)械工程CAD高級(jí)實(shí)訓(xùn)教程（高職）全套教學(xué)課件

機(jī)械工程CAD高級(jí)實(shí)訓(xùn)教程全套可編輯PPT課件實(shí)訓(xùn)單元1了解機(jī)械工程CAD世界技能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)訓(xùn)單元2機(jī)械設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)實(shí)訓(xùn)單元3機(jī)械制造實(shí)訓(xùn)單元4裝配建模與詳細(xì)工程圖實(shí)訓(xùn)單元5逆向工程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)單元1了解機(jī)械工程CAD世界技能標(biāo)準(zhǔn)單元導(dǎo)讀機(jī)械工程CAD項(xiàng)目是指工業(yè)產(chǎn)品制造從業(yè)人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件系統(tǒng)，并結(jié)合使用二維三維打印機(jī)、三維掃描儀和手工測(cè)繪工具，為滿足特定的產(chǎn)品功能和性能需求而進(jìn)行產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)品數(shù)字化定義與建模、對(duì)舊產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)更改，以數(shù)字模型或圖文檔形式向同行或用戶展示設(shè)計(jì)成果并進(jìn)行溝通交流，形成面向制造的數(shù)據(jù)庫(kù)。選手需要提交的成果形式包括符合產(chǎn)品數(shù)字化規(guī)范定義的三維數(shù)字模型、三維打印零件、打印機(jī)或繪圖儀輸出的標(biāo)準(zhǔn)工程圖紙，結(jié)果通常為以電子文件的形式用于印刷、制造或滿足其他制造工藝的需求，而評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的大部分配分都是針對(duì)三維數(shù)字模型和工程圖紙進(jìn)行的。單元導(dǎo)讀工程技術(shù)圖紙和設(shè)計(jì)圖樣必須完全符合ISO的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)特定產(chǎn)品要求表達(dá)材料、工藝、尺寸和公差等產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息。CAD可以在二維（2D）空間中設(shè)計(jì)曲線和平面圖形，在三維（3D）空間中設(shè)計(jì)曲線、曲面和實(shí)體。應(yīng)用CAD軟件生成的產(chǎn)品數(shù)字模型應(yīng)該符合ISO16792—2015要求，CAD軟件生成的三維模型既要能夠和工程圖紙實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，要具有可制造性（如三維打?。┖蛿?shù)字化工藝文檔屬性，如BOM表的表達(dá)、焊接、布線、模具的數(shù)字化表示，并且要能滿足汽車、船舶、航空航天以及工業(yè)設(shè)計(jì)等不同專業(yè)方向?qū)?shù)字模型的技術(shù)要求，本項(xiàng)目還要求生成帶有真實(shí)感渲染效果的產(chǎn)品圖像和產(chǎn)品工作原理三維動(dòng)畫，有利于實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)可視化，新產(chǎn)品開發(fā)的視覺(jué)傳達(dá)、高質(zhì)量的三維特效動(dòng)畫可以應(yīng)用于產(chǎn)品廣告和技術(shù)手冊(cè)中。CAD數(shù)字模型的正確性對(duì)于成功解決工程和制造問(wèn)題至關(guān)重要。單元導(dǎo)讀另外，世界技能比賽規(guī)則規(guī)定，CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目是一項(xiàng)單人技能競(jìng)賽，要求參賽選手當(dāng)年實(shí)際年齡不得超過(guò)22周歲。機(jī)械工程CAD賽項(xiàng)實(shí)際上是一個(gè)以“軟”技能為主的項(xiàng)目，主要考核選手對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)掌握情況和應(yīng)用軟件及數(shù)字化加工測(cè)量設(shè)備完成設(shè)計(jì)任務(wù)的能力，這些設(shè)計(jì)任務(wù)都是實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝規(guī)劃。賽項(xiàng)特點(diǎn)是知識(shí)范圍廣、應(yīng)變能力強(qiáng)、需要有大量的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)積累和生產(chǎn)工藝經(jīng)驗(yàn)，所以參加世界技能大賽的選手在參賽前首先應(yīng)該了解、熟悉比賽的技能標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)訓(xùn)任務(wù)（1）學(xué)習(xí)機(jī)械工程CAD項(xiàng)目世界技能標(biāo)準(zhǔn)，了解技能和知識(shí)在比賽任務(wù)試題中的權(quán)重。（2）完成機(jī)械工程基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試。（3）完成軟件應(yīng)用基礎(chǔ)技能測(cè)試。任務(wù)1.2機(jī)械工程基礎(chǔ)知識(shí)自測(cè)題任務(wù)1.3機(jī)械工程軟件基礎(chǔ)水平自測(cè)題任務(wù)1.1學(xué)習(xí)機(jī)械工程CAD項(xiàng)目世界技能標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)1.1學(xué)習(xí)機(jī)械工程CAD項(xiàng)目世界技能標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)1.1學(xué)習(xí)機(jī)械工程CAD項(xiàng)目世界技能標(biāo)準(zhǔn)世界技能組織從2017年阿布扎比第44屆世界技能大賽開始起，為每個(gè)正式項(xiàng)目定制了世界技能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（WSSS），此規(guī)范是由世界技能大賽組委會(huì)技術(shù)委員會(huì)組織各成員國(guó)及大賽支持企業(yè)共同開發(fā)的針對(duì)機(jī)械工程CAD專業(yè)知識(shí)和特定技能的標(biāo)準(zhǔn)性描述，目的是尋求在技術(shù)和職業(yè)兩個(gè)維度上能夠體現(xiàn)當(dāng)前國(guó)際主流企業(yè)對(duì)職業(yè)技能人才需求的最佳技能規(guī)范說(shuō)明，它應(yīng)該體現(xiàn)出全球制造業(yè)經(jīng)理人對(duì)高級(jí)技能人才的具體要求，即能夠代表當(dāng)前工商業(yè)界對(duì)所雇用員工所需的技能清單和職業(yè)能力要求。對(duì)職業(yè)技能的規(guī)范說(shuō)明也是為了使各國(guó)行業(yè)和職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)能夠按照共同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)培訓(xùn)合格的員工，以應(yīng)對(duì)制造業(yè)全球化趨勢(shì)。任務(wù)1.1學(xué)習(xí)機(jī)械工程CAD項(xiàng)目世界技能標(biāo)準(zhǔn)世界各國(guó)為了在世界技能大賽中取得好成績(jī)，通常都需要事先進(jìn)行不同層次和地域的選拔工作，為此對(duì)技能的評(píng)估就顯得尤為重要，在機(jī)械工程CAD競(jìng)賽中對(duì)機(jī)械工程知識(shí)的理解或掌握通常不會(huì)直接出現(xiàn)在任務(wù)清單中，但其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)會(huì)涉及部分理論性內(nèi)容及少量計(jì)算問(wèn)題，當(dāng)然世界技能大賽組委會(huì)在每次比賽前對(duì)各國(guó)參賽選手的網(wǎng)上測(cè)試通常有單獨(dú)的理解考試。所以在下面的技能和知識(shí)點(diǎn)列表中，把“應(yīng)知”和“應(yīng)會(huì)”是分開表示的，作為參加比賽的選手應(yīng)該知道，這兩部分缺一不可，它們?cè)谌蝿?wù)試題中是相互關(guān)聯(lián)的，如果你不懂機(jī)械原理，即使熟練操作軟件或有很強(qiáng)的軟件技巧，可能最終也不會(huì)做出正確的結(jié)果，所以每位選手在備賽的前期要大量地復(fù)習(xí)或補(bǔ)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)原理和機(jī)械制造工藝方面的理論課程。任務(wù)1.1學(xué)習(xí)機(jī)械工程CAD項(xiàng)目世界技能標(biāo)準(zhǔn)表1-1給出了各級(jí)技能在整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的相對(duì)重要性，這通?？山凶鳌皺?quán)重”比例，即某一專業(yè)技能在本項(xiàng)目的全部技能中所占有的百分比例。每次比賽出題的評(píng)分方案及賽題將要考慮在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里列出的技能，盡可能全面地反映WSSS標(biāo)準(zhǔn)所包含的技能范圍。賽項(xiàng)的評(píng)分方案及賽題將最大限度地遵循WSSS中標(biāo)記的配分權(quán)重比例，在不影響WSSS權(quán)重規(guī)定的前提下，實(shí)際執(zhí)行的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)允許有±5%的變動(dòng)量。任務(wù)1.1學(xué)習(xí)機(jī)械工程CAD項(xiàng)目世界技能標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)1.2機(jī)械工程基礎(chǔ)知識(shí)自測(cè)題任務(wù)1.2機(jī)械工程基礎(chǔ)知識(shí)自測(cè)題表1-1的內(nèi)容提及的“個(gè)人需要知道并理解”部分主要是指需要掌握的機(jī)械工程領(lǐng)域基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，主要包括機(jī)械制圖、3D打印知識(shí)、機(jī)械零件、機(jī)械工藝和機(jī)械原理，試題是從日常訓(xùn)練的題庫(kù)中摘錄出來(lái)的，以單項(xiàng)選擇題為主，讓讀者了解內(nèi)容范圍和形式，在進(jìn)行單元2～5的學(xué)習(xí)前先對(duì)自己的基礎(chǔ)知識(shí)有一個(gè)自我評(píng)估。請(qǐng)掃描右側(cè)二維碼完成考試。考試時(shí)間：20分鐘。自我評(píng)估：大于85分，優(yōu)秀；大于70分小于85分，中等；小于70分，建議先補(bǔ)課學(xué)習(xí)再完成單元2～5的學(xué)習(xí)。任務(wù)1.3機(jī)械工程軟件基礎(chǔ)水平自測(cè)題任務(wù)1.3機(jī)械工程軟件基礎(chǔ)水平自測(cè)題機(jī)械工程CAD項(xiàng)目需要使用三維CAD軟件工具來(lái)完成設(shè)計(jì)工作任務(wù)，所以軟件使用的熟練程度和技巧掌握情況將決定能否取得較好成績(jī)，世界技能大賽規(guī)定，比賽現(xiàn)場(chǎng)提供的任務(wù)書試題及相關(guān)數(shù)據(jù)文件，使用的電腦及其安裝的軟件界面全部使用英語(yǔ)作為標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，雖然中國(guó)選手都配備有專門的翻譯幫助翻譯試題，但是任務(wù)書圖紙、軟件和設(shè)備操作的界面都是英文的，這就要求參賽選手具有一定的專業(yè)英語(yǔ)水平，這樣可以保證順利完成比賽任務(wù)。所以在軟件基礎(chǔ)水平測(cè)試中建議使用AutodeskInventor軟件英文界面來(lái)完成測(cè)試，試題形式主要由單選題和填空題組成，要求具有優(yōu)秀的讀圖識(shí)圖基礎(chǔ)和軟件熟練操作技能，才能完成規(guī)定時(shí)間的測(cè)試任務(wù)。請(qǐng)掃描右側(cè)二維碼完成考試?？荚嚂r(shí)間：50分鐘。自我評(píng)估：大于25分，優(yōu)秀；大于15分小于25分，中等。謝謝觀看實(shí)訓(xùn)單元2機(jī)械設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)單元導(dǎo)讀機(jī)械設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)（mechanicaldesignchallenge）模塊，主要考核選手對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力，要求選手具備比較全面和扎實(shí)的機(jī)械專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)能力。第44屆世界技能大賽增加了3D打印內(nèi)容，此內(nèi)容安排到機(jī)械設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)模塊，要求選手根據(jù)提供的實(shí)物、設(shè)計(jì)要求，完成部分零件的設(shè)計(jì)建模，將其通過(guò)3D打印機(jī)制造出來(lái)實(shí)物零件后進(jìn)行裝配，通過(guò)驗(yàn)證可裝配性、實(shí)物模型的性能來(lái)評(píng)價(jià)選手所設(shè)計(jì)零件的水平。實(shí)訓(xùn)任務(wù)（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求、概念，完成產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。（2）對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題進(jìn)行檢查和改善，如干涉、可裝配性、零部件替換設(shè)計(jì)等。（3）對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和主要設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行改型設(shè)計(jì)，或系列化設(shè)計(jì)。（4）根據(jù)實(shí)物模型和設(shè)計(jì)要求，完成關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)和3D打印。設(shè)計(jì)項(xiàng)目本訓(xùn)練單元有兩個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目：一個(gè)是手壓充電手電筒手柄設(shè)計(jì)（見(jiàn)下圖），并要求采用3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)功能；另一個(gè)是港口機(jī)械——龍門吊車的鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)化改型設(shè)計(jì)（見(jiàn)右圖）。此外，還有一個(gè)項(xiàng)目：制作手壓充電手電筒的工作原理動(dòng)畫。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫任務(wù)2.1手柄三維建模與打印任務(wù)2.4設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)分任務(wù)2.1手柄三維建模與打印任務(wù)2.1手柄三維建模與打印1．提供內(nèi)容（1）試題：2-01-11手電筒手柄，試題.pdf（見(jiàn)附錄）。（2）設(shè)計(jì)概要：2-01-12手電筒手柄-附加信息.pdf（見(jiàn)附錄）。（3）數(shù)據(jù)：...\數(shù)據(jù)\2-01手電筒手柄。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印2．任務(wù)要求先閱讀設(shè)計(jì)概要，拆解提供的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)一個(gè)合適的手柄模型，并將其3D打印。3．設(shè)計(jì)概要根據(jù)給定的設(shè)計(jì)要求，完成手柄建模。（1）設(shè)計(jì)手柄零件。測(cè)量任一要求的尺寸；如有產(chǎn)品特征缺失，請(qǐng)選手根據(jù)自己掌握的工程學(xué)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)。（2）零件建模。將模型生成3D打印零件。3D打印零件應(yīng)正確配合，并在重新裝配的產(chǎn)品中有正確的功能。打印的層厚為0.1mm，零件材料是黃色PLA，支撐是PVA。選手自定填料設(shè)置。最長(zhǎng)打印時(shí)間為3.5小時(shí)。（3）生成3D模型后，生成STL文件，用Cura生成支撐，生成Gcode，并保存在Day1文件夾中。打印時(shí)間不在比賽時(shí)間內(nèi)。本模塊小組負(fù)責(zé)在比賽結(jié)束后進(jìn)行打印。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印4．附加信息手電筒的手柄在打開和閉合狀態(tài)的說(shuō)明，見(jiàn)下圖和附錄“2-02WSC2017_TP05_M1_PROJ1附加信息”。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印本任務(wù)為根據(jù)提供的手壓充電手電筒實(shí)物零件和設(shè)計(jì)要求，完成手柄零件的設(shè)計(jì)和3D打印。手柄零件的主要功能是裝配到手電筒殼體內(nèi)，按壓手柄時(shí)能驅(qū)動(dòng)手電筒內(nèi)的齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子在齒輪和棘輪機(jī)構(gòu)的作用下持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生電能。提供的手電筒拆解后的零件，如右圖所示。2.1.1課程說(shuō)明任務(wù)2.1手柄三維建模與打印手柄零件設(shè)計(jì)的主要流程和內(nèi)容如下圖所示。任務(wù)2.1手柄三維建模與打?。?）先仔細(xì)閱讀試題內(nèi)容和設(shè)計(jì)概要，了解手柄零件所需實(shí)現(xiàn)的功能和裝配要求。（2）試題提供了手電筒除手柄外的其他零件，需要將手電筒拆解，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)零件，判斷與設(shè)計(jì)手柄零件的功能、裝配相關(guān)的零件，測(cè)量必需的尺寸。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，參考提供的手電筒相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和尺寸，完成手柄零件的設(shè)計(jì)和建模。（4）將設(shè)計(jì)的零件輸出STL文件，導(dǎo)入3D打印機(jī)的切片軟件中進(jìn)行打印工藝相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，生成用于3D打印的文件。（5）將完成打印的手柄零件，裝配到提供的手電筒上，驗(yàn)證其裝配性能和使用功能。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印在進(jìn)行本課程的任務(wù)前，需要對(duì)3D打印技術(shù)和特點(diǎn)有一定的了解，請(qǐng)自行學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)書籍和資料，并進(jìn)行3D打印的使用實(shí)踐，熟悉3D打印的基本流程和注意事項(xiàng)，本課程不對(duì)此方面進(jìn)行論述。在本課程中，使用的3D打印設(shè)備是Ultimaker3，使用的打印材料為PLA，支撐材料水溶性的為PVA。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)尺寸與打印尺寸的誤差可忽略不計(jì)，支撐對(duì)零件表面質(zhì)量的影響很小，故默認(rèn)打印尺寸為設(shè)計(jì)尺寸。本課程內(nèi)容的相關(guān)尺寸和參數(shù)，是基于特定3D打印件的基礎(chǔ)上確定的。進(jìn)行其他零件設(shè)計(jì)與3D打印項(xiàng)目時(shí)，請(qǐng)根據(jù)自己所使用的3D打印件的性能和試驗(yàn)結(jié)果，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)的尺寸和參數(shù)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以滿足打印零件的實(shí)際裝配需求。2.1.2關(guān)于零件的設(shè)計(jì)與3D打印的說(shuō)明任務(wù)2.1手柄三維建模與打印下圖所示為手柄的安裝。手柄安裝在銷釘處，安裝后手柄將繞此銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)。銷釘上安裝有扭簧，按壓手柄后，通過(guò)扭簧的回復(fù)力，使手柄零件往外轉(zhuǎn)動(dòng)，重復(fù)按壓發(fā)電。手柄上需設(shè)計(jì)與銷釘配合的裝配孔，為保證手柄順暢轉(zhuǎn)動(dòng)，此孔的直徑需稍大于銷釘直徑。扭簧安裝于銷釘和手柄上，且安裝后具有一定的扭力，此扭力能使手柄在不受按壓壓力時(shí)，能自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到打開狀態(tài)。為此，在手柄頭部位置，需有滿足扭簧安裝和轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠大的空間，需設(shè)計(jì)扭簧安裝的限位結(jié)構(gòu)，使扭簧安裝到手柄頭部位置后，在限位結(jié)構(gòu)的作用下，產(chǎn)生一定的扭力，滿足手柄復(fù)位的功能要求。2.1.3設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析1．手柄的安裝任務(wù)2.1手柄三維建模與打印需測(cè)量和考慮的主要參數(shù)：（1）銷釘?shù)奈恢煤椭睆匠叽纭＃?）扭簧的尺寸。（3）扭簧安裝狀態(tài)下產(chǎn)生所需回復(fù)力的扭轉(zhuǎn)角度。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印任務(wù)2.1手柄三維建模與打印按壓手柄時(shí)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電轉(zhuǎn)子工作，如下圖所示。根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)原理，此手柄上需有與白色齒輪組上的小齒輪配合的齒形特征，且此齒形特征在手柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即繞銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能正確與齒輪組嚙合工作。手柄齒形特征的轉(zhuǎn)動(dòng)中心在銷釘?shù)闹行?，白色齒輪組的中心在其安裝軸處，手柄齒形特征的參數(shù)需符合這些安裝和傳動(dòng)要求。2．手柄的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需測(cè)量和考慮的主要參數(shù)如下圖所示。（1）白色齒輪組的中心位置；銷釘?shù)闹睆紻p=4

mm，銷釘與齒輪的中心距Dc=43.5

mm。（2）白色齒輪組上小齒輪的齒數(shù)和模數(shù)。齒數(shù)Z1可直接觀察實(shí)物零件得知，Z1=10ul；小齒輪的節(jié)圓直徑D1可測(cè)量獲得近似值，D1=7.5mm。通過(guò)計(jì)算，可得小齒輪的模數(shù)：m=D1/Z1=7.5/10=0.75(mm)（3）手柄最大打開位置的角度，此時(shí)手柄上的齒形特征與小齒輪依然處于嚙合工作狀態(tài)。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印任務(wù)2.1手柄三維建模與打印任務(wù)2.1手柄三維建模與打印如下圖所示，鎖緊按鈕位于手電筒殼體底部右下角處，按鈕處于右端位置時(shí)，手柄為自由狀態(tài)，可通過(guò)按壓轉(zhuǎn)動(dòng)和復(fù)位。使用完畢，需要鎖緊手柄到閉合狀態(tài)時(shí)，可將手柄按壓到殼體底部位置，此時(shí)，撥動(dòng)鎖緊按鈕到達(dá)左端位置，鎖緊按鈕的卡勾能夠鎖緊手柄，使其保持鎖緊的閉合狀態(tài)。3．手電筒的手柄鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。（1）鎖緊按鈕處于打開（自由）狀態(tài)時(shí)，手柄在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不能碰到鎖緊按鈕，以免影響手柄運(yùn)動(dòng)。（2）手柄上有和鎖緊按鈕配合工作的結(jié)構(gòu)，當(dāng)手柄下端到達(dá)殼體底部位置，即鎖緊位置時(shí)，鎖緊按鈕能往左端移動(dòng)，手柄需有空間供鎖緊按鈕移動(dòng)，且按鈕上的卡勾能與手柄上的鎖緊結(jié)構(gòu)配合，鎖緊手柄。（3）需要確定鎖緊按鈕的卡勾特征，分別在打開（自由）和鎖緊狀態(tài)下的位置和相關(guān)尺寸。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印任務(wù)2.1手柄三維建模與打印手柄在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，不能和殼體干涉，在扭簧作用下，到達(dá)最大打開位置時(shí)，應(yīng)該有限位結(jié)構(gòu)，使手柄不再繼續(xù)打開，如下圖所示。4．手柄相對(duì)殼體的位置和限位結(jié)構(gòu)任務(wù)2.1手柄三維建模與打印手柄處于鎖緊狀態(tài)（閉合狀態(tài)）時(shí)，如下圖所示，手柄的底部與殼體不能有干涉，需有一定的間隙，方便手柄下壓到底部時(shí)鎖緊按鈕的移動(dòng)；為方便使用，手柄在閉合狀態(tài)時(shí)，其上端面需有部分高出殼體，不會(huì)進(jìn)入殼體內(nèi)部，可能出現(xiàn)手柄被殼體卡住不能復(fù)位的問(wèn)題。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印如下圖所示，手柄的結(jié)構(gòu)和尺寸，應(yīng)能與現(xiàn)有的相關(guān)零部件完成裝配，預(yù)留一定的配合間隙，同時(shí)，在打開和閉合狀態(tài)，及在按壓轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，均不能與其他零件產(chǎn)生干涉。5．手柄的裝配性能任務(wù)2.1手柄三維建模與打印手柄的上表面為使用者接觸操作的部位，充電時(shí)，使用者需來(lái)回重復(fù)按壓手柄。此部位可根據(jù)人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)一些防滑特征，如一些凹槽、紋理，或與手指形狀相匹配的波浪形外觀。6．人機(jī)工程學(xué)任務(wù)2.1手柄三維建模與打印本例中的手柄零件，主要的受力部位有5處，如下圖所示。7．零件體積與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（1）頭部安裝扭簧，用于使扭簧產(chǎn)生回復(fù)力的定位結(jié)構(gòu)。（2）手柄上端面的中后部位，即手指按壓的部位，是整個(gè)零件的最大受力點(diǎn)。（3）手柄右上角的限位部位，每次按壓手柄時(shí)，在扭簧作用下，手柄會(huì)往外回彈，限位特征會(huì)重復(fù)碰撞殼體，使手柄零件停止轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）手柄底部與鎖緊按鈕的卡勾配合的部位，鎖緊狀態(tài)下，此部位會(huì)承受扭簧的扭力。（5）齒形特征部位，在按壓過(guò)程中，需要驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印在設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮這些部位的結(jié)構(gòu)是否滿足使用的強(qiáng)度要求。由于是3D打印制造的零件，不像塑膠零件要求零件各處的壁厚要盡量均勻，因此，整體零件可以設(shè)計(jì)為薄殼體和鏤空零件，在主要受力部位，適當(dāng)增加壁厚，或者添加加強(qiáng)筋、過(guò)渡圓角等優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的特征。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印用于3D打印制造的零件，在設(shè)計(jì)時(shí)，除了要滿足零件的功能、形狀和尺寸等基本要求，還要考慮設(shè)計(jì)的零件是否適合進(jìn)行3D打印，如3D打印時(shí)零件的擺放方式，哪些地方會(huì)產(chǎn)生支撐，這些支撐是否容易清除，清除支撐后的部位其表面質(zhì)量如何，是否影響裝配、運(yùn)動(dòng)，是否影響外觀等。此外，還要考慮零件打印出來(lái)后，如何進(jìn)行裝配，是否方便安裝使用，或者能否完成裝配等各種潛在的使用需求。在重復(fù)考慮這些設(shè)計(jì)要求和使用因素的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和打印出來(lái)的零件才會(huì)有較好的品質(zhì)。8．其他注意事項(xiàng)任務(wù)2.1手柄三維建模與打印機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的早期階段，也是一個(gè)重要階段，為產(chǎn)品提供設(shè)計(jì)方案，在很大程度上決定著產(chǎn)品的性能。如下圖所示為已創(chuàng)建好的布局設(shè)計(jì)模型，主要由殼體、手柄和鎖緊按鈕的概念模型組成，主要的關(guān)聯(lián)特征也在草圖上按尺寸繪制，其中銷釘和小齒輪兩個(gè)零件的位置和直徑，在殼體零件中以兩個(gè)圓表示。模型創(chuàng)建了位置表達(dá)視圖，可查看手柄打開狀態(tài)、手柄閉合（未鎖定）狀態(tài)和手柄閉合（已鎖定）狀態(tài)，能夠全面地綜合手柄零件設(shè)計(jì)所需注意的要求和細(xì)節(jié)。此模型已提供數(shù)據(jù)，練習(xí)時(shí)可直接調(diào)用。2.1.4概念設(shè)計(jì)任務(wù)2.1手柄三維建模與打印任務(wù)2.1手柄三維建模與打印此部分內(nèi)容為根據(jù)前面所述的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析和創(chuàng)建的布局設(shè)計(jì)模型，完成手柄零件相關(guān)功能和裝配特征的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在開始此部分的練習(xí)前，請(qǐng)打開已提供的布局設(shè)計(jì)模型。請(qǐng)注意，此部分設(shè)計(jì)過(guò)程中所使用的參數(shù)，僅相對(duì)于特定的手電筒模型和特定的3D打印機(jī)，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)自行根據(jù)自己的手電筒模型和3D打印機(jī)的打印性能，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以滿足打印零件的裝配要求和使用功能要求。此零件的主要特征為與小齒輪配合的齒形特征，在設(shè)計(jì)時(shí)，先完成此特征的設(shè)計(jì)建模。在AutodeskInventor軟件中，可使用設(shè)計(jì)加速器（designaccelerator），只需要輸入齒輪傳動(dòng)的相關(guān)參數(shù)，即可生成齒輪零部件模型。具體操作步驟，詳見(jiàn)教材。2.1.5手柄設(shè)計(jì)與三維建模①在部件環(huán)境中使用齒輪零部件生成器②設(shè)置正齒輪生成器參數(shù)任務(wù)2.1手柄三維建模與打?、哿泶纨X輪模型④將手柄初始模型裝配到布局設(shè)計(jì)任務(wù)2.1手柄三維建模與打?、萁厝∈直凝X形特征⑥繪制草圖任務(wù)2.1手柄三維建模與打?、邉?chuàng)建手柄殼體實(shí)體任務(wù)2.1手柄三維建模與打印⑧在新實(shí)體上添加圓角任務(wù)2.1手柄三維建模與打?、釣槭直鷦?chuàng)建扭簧的安裝特征任務(wù)2.1手柄三維建模與打?、鉃槭直鷦?chuàng)建鎖緊按鈕的卡槽特征任務(wù)2.1手柄三維建模與打印?合并實(shí)體?創(chuàng)建手柄的限位特征任務(wù)2.1手柄三維建模與打印?添加細(xì)節(jié)特征?添加凸雕文字任務(wù)2.1手柄三維建模與打印?添加鏤空設(shè)計(jì)特征以減小零件體積?完成手柄零件設(shè)計(jì)任務(wù)2.1手柄三維建模與打印任務(wù)2.1手柄三維建模與打印完成手柄零件的設(shè)計(jì)與三維建模后，需要將模型導(dǎo)出STL，在3D打印機(jī)的切片軟件中對(duì)模型進(jìn)行3D打印的設(shè)置。切片軟件生成的打印文件，傳輸?shù)?D打印機(jī)后，打印機(jī)按文件設(shè)置好的打印程序進(jìn)行3D打印。2.1.6模型導(dǎo)出與打印文件設(shè)置任務(wù)2.1手柄三維建模與打印打開創(chuàng)建好的零件模型，通過(guò)以下方式導(dǎo)出為STL格式文件：“文件”—“導(dǎo)出”—“CAD格式”，在打開的另存為窗口中，單擊下方的“保存類型”右側(cè)的下拉箭頭，選擇“STL文件（*.stl）”，如下圖所示。任務(wù)2.1手柄三維建模與打印AutodeskInventor在導(dǎo)出STL時(shí)，可單擊下方的“選項(xiàng)”按鈕，在彈出的窗口中進(jìn)行保存文件的設(shè)置，此處主要確認(rèn)兩個(gè)內(nèi)容：“單位”為“毫米”，“分辨率”為“高”，如右圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）某公司已經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)龍門起重機(jī)（見(jiàn)下圖）。你必須根據(jù)給定的大型裝配體生成2個(gè)新的龍門起重機(jī)（大號(hào)和小號(hào)）。三種規(guī)格的起重機(jī)的尺寸參數(shù)如表2-1所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）本任務(wù)提供的內(nèi)容如下。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）（1）試題：2-01-21龍門起重機(jī)改型設(shè)計(jì)-試題.pdf（見(jiàn)附錄）。（2）設(shè)計(jì)概要：2-01-22龍門起重機(jī)改型設(shè)計(jì)-附加信息.pdf（見(jiàn)附錄）。（3）數(shù)據(jù)：...\數(shù)據(jù)\2-02龍門起重機(jī)。本課程為機(jī)械設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)模塊的產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)的實(shí)例。試題提供了現(xiàn)有的一款中型的龍門起重機(jī)的參數(shù)化三維模型，需要根據(jù)提供的尺寸參數(shù)（見(jiàn)表2-1），創(chuàng)建另外兩個(gè)規(guī)格的龍門起重機(jī)。完成此設(shè)計(jì)，需要對(duì)三維設(shè)計(jì)的參數(shù)應(yīng)用有較深的理解，掌握AutodeskInventor的系列化設(shè)計(jì)功能iPart、iAssembly的應(yīng)用。本課程將剖析龍門起重機(jī)的三維模型中的設(shè)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，按照試題要求的尺寸參數(shù)，使用iPart、iAssembly的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，完成另外兩個(gè)規(guī)格的參數(shù)化模型。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）2.2.1課程說(shuō)明作為參數(shù)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)，分析并找到設(shè)計(jì)更改要求和參數(shù)化模型中設(shè)計(jì)參數(shù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系是關(guān)鍵因素?，F(xiàn)有的中型龍門起重機(jī)的總裝配模型，由幾個(gè)子裝配組成，如右圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）2.2.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析通過(guò)觀察和研究提供的附加信息中的幾個(gè)設(shè)計(jì)更改參數(shù)（見(jiàn)下圖），發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)（見(jiàn)表2-1），僅和橫梁子裝配PC-A-2000-001相關(guān)。因此，本項(xiàng)目中的重點(diǎn)研究對(duì)象是子裝配PC-A-2000-001。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）表2-1中的參數(shù)與子裝配模型PC-A-2000-001.iam中的4個(gè)零件的設(shè)計(jì)參數(shù)，有直接的關(guān)聯(lián)關(guān)系，這些零件設(shè)計(jì)時(shí)使用的陣列特征的參數(shù)（陣列數(shù)量、陣列間距）成一定的規(guī)律，如下圖所示。因此，只要將子裝配PC-A-2000-001.iam的4個(gè)零件的設(shè)計(jì)參數(shù)（陣列參數(shù)）進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，即可完成改型設(shè)計(jì)的要求。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）由前面的分析可知，此項(xiàng)目的主要更改為子裝配PC-A-2000-001.iam中的4個(gè)零件，因此，我們將對(duì)這些零件進(jìn)行分析和更改。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）2.2.3龍門起重機(jī)改型設(shè)計(jì)（1）打開子裝配“PC-A-2000-001.iam”。（2）分析驗(yàn)證零件的設(shè)計(jì)參數(shù)。在裝配中選擇零件“PC-P-2000-001-01.ipt”并打開，進(jìn)入零件編輯。由前面的分析得知，系列化改型設(shè)計(jì)的參數(shù)，此模型的長(zhǎng)度（參數(shù)“固定邊”：15595），需要更改的值（22495和12145），與陣列特征的參數(shù)（陣列數(shù)量“n”和陣列間距“3450”）的關(guān)系如圖2-42所示。因此，我們將重點(diǎn)檢查和分析相關(guān)的陣列特征。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）在瀏覽器中的模型特征樹上，查看此零件的建模步驟，以分析其建模思路和設(shè)計(jì)參數(shù)。如下圖所示，從編輯特征的窗口中可知，此陣列的陣列間距d83=3450mm，陣列數(shù)量d81=3ul。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）打開零件的參數(shù)表，拉到底部，可看到有3個(gè)用戶參數(shù)，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）當(dāng)前模型陣列數(shù)量的參數(shù)Anzahl_der_Felder=4ul，根據(jù)前面的參數(shù)關(guān)系分析，我們將這個(gè)參數(shù)改為6ul和3ul，驗(yàn)證模型的尺寸變化，如下圖所示，模型更新的結(jié)果與項(xiàng)目要求的更改需求一致。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）（3）創(chuàng)建iPart零件。從前面的驗(yàn)證結(jié)果可知，更改用戶參數(shù)Anzahl_der_Felder即可得到正確結(jié)果。接下來(lái)將這個(gè)零件創(chuàng)建為iPart。切換到“管理”選項(xiàng)卡，使用“創(chuàng)建iPart”命令創(chuàng)建iPart零件，如下圖所示。在iPart編寫器的表格中，刪除不需要的參數(shù)，僅保留陣列數(shù)量的參數(shù)Anzahl_der_Felder。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）在下方的表格中，插入兩行。為方便管理和識(shí)別iPart零件的多個(gè)成員，對(duì)這3個(gè)成員的名稱和零件代號(hào)分別更改為大、中、小三個(gè)規(guī)格零件對(duì)應(yīng)的名稱，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）然后更改陣列數(shù)量參數(shù)的值，分別修改為6、4、3。編輯完畢，單擊“驗(yàn)證”，檢查表格中的參數(shù)是否能正確驅(qū)動(dòng)模型的更新，確認(rèn)無(wú)誤后單擊“確定”按鈕，生成iPart零件，此時(shí)零件瀏覽器中有新的變化，單擊表格中的成員名稱，可更新模型為對(duì)應(yīng)規(guī)格尺寸的新模型，如下圖所示。完成此零件的iPart零件編寫，保存文件，名稱為“PC-P-2000-001-01-N.ipt”。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）（4）編寫其他iPart零件。零件“PC-P-2000-001-02.ipt”編寫iPart零件的表格如下圖所示，陣列數(shù)量參數(shù)Anzahl_der_Felder_E分別為8ul、4ul、3ul。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）零件“PC-P-2000-001-03.ipt”編寫iPart零件的表格如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）零件“PC-P-2000-001-04.ipt”編寫iPart零件的表格如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）（5）創(chuàng)建iAssembly部件。原子裝配PC-A-2000-001.iam中的零件轉(zhuǎn)換為iPart后，需要重新將iPart零件放置到裝配中，才能用這些iPart零件創(chuàng)建iAssembly部件。此裝配中的所有4個(gè)零件創(chuàng)建為iPart后，都需要重新放置和重新添加裝配約束。打開子裝配，另存為“PC-A-2000-001-N.iam”。放置第一個(gè)iPart零件PC-P-2000-001-01-N.ipt。在新的子裝配中，選擇要更換的零件PC-P-2000-001-01.ipt，在右鍵關(guān)聯(lián)菜單中，選擇“零部件”—“替換”，將新的iPart零件“PC-P-2000-001-01-N.ipt”替換到裝配中，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）由于這個(gè)替換的新零件是iPart零件，在iPart零件放置到部件中時(shí)，會(huì)彈出放置iPart零件的窗口，選擇需要放置到裝配中的iPart成員（規(guī)格）。此處選擇與原模型同規(guī)格的零件“PC-P-2000-001-01-M”進(jìn)行放置，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）此時(shí)系統(tǒng)會(huì)彈出錯(cuò)誤提示對(duì)話框，提示原有裝配中的部分裝配約束出現(xiàn)錯(cuò)誤，針對(duì)不再可用的幾何圖元放置了裝配約束，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）替換進(jìn)來(lái)的iPart零件，所在位置與原零件是一樣的，只是原有的裝配約束失效了，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）此時(shí)可編輯失效的約束，重新指定替換后的iPart零件上的約束對(duì)象。另外一種可行的方法，先將所有iPart零件都替換進(jìn)來(lái)后，刪除或抑制原有的失效約束，參考原來(lái)的裝配模型，給這些iPart零件重新添加新的裝配約束。完成所有iPart零件替換后的子裝配“PC-A-2000-001-N.iam”，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）（6）創(chuàng)建iAssembly。在打開的裝配“PC-A-2000-001-N.iam”中，通過(guò)“管理”—“創(chuàng)建iAssembly”工具，進(jìn)入iAssembly編寫器。在iAssembly編寫器的表格中，點(diǎn)開每個(gè)iPart零件前面的“+”號(hào)，選擇“表格替代”，將其放入表格中，此裝配共有4個(gè)iPart零件需要放到iAssembly中進(jìn)行配置，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）此裝配有大、中、小三個(gè)規(guī)格，因此，在表格中新插入兩行，每行的成員名稱和零件代號(hào)分別編輯為對(duì)應(yīng)的名稱。然后為每個(gè)iPart零件，選擇與其對(duì)應(yīng)的規(guī)格，如第三行裝配成員為“小”規(guī)格，此行4個(gè)iPart零件的表格選項(xiàng)均設(shè)置為后綴“S”的規(guī)格，如下圖所示。完成iAssembly的編寫，保存iAssembly文件。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）（7）參考上述的方法和步驟，將編寫好的iAssembly裝配模型“PC-A-2000-001-N.iam”和原有其他零部件，分別創(chuàng)建規(guī)格為L(zhǎng)arge和Small的總裝配，并分別保存為PortalCrane-Large.iam和PortalCrane-Small.iam。在總裝配中放置或替換iAssembly時(shí)，如同在裝配中放置iPart成員，需要指定此裝配中放置的iAssembly成員，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）下圖所示為完成設(shè)計(jì)更改后的規(guī)格為L(zhǎng)arge的總裝配。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）在一張A1紙上，生成工程圖，展示3個(gè)規(guī)格的龍門起重機(jī)的一個(gè)正面圖和一個(gè)側(cè)面圖，標(biāo)注提供圖紙中表格的尺寸及每個(gè)的總體尺寸，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）2.2.4創(chuàng)建工程圖和渲染圖片1．創(chuàng)建工程圖使用InventorStudio，生成一張渲染圖，展示所有3個(gè)起重機(jī)設(shè)計(jì)要求如下。（1）圖片尺寸：1280×720。（2）使用比賽文件命名規(guī)范保存3個(gè)文檔為PNG格式。2．渲染圖片按試題信息，需要為3個(gè)不同規(guī)格的起重機(jī)，分別創(chuàng)建一張PNG格式的渲染圖片。此處僅以其中一個(gè)型號(hào)為例，創(chuàng)建其渲染圖片。打開試題提供數(shù)據(jù)中的PortalCrane.iam，切換到“環(huán)境”選項(xiàng)卡，單擊“InventorStudio”進(jìn)行渲染，如右圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）為獲得較好的渲染效果，需要對(duì)模型設(shè)置比較合適、美觀的外觀材質(zhì)、場(chǎng)景和燈光、陰影等。如下圖所示，在裝配環(huán)境中，每個(gè)零部件都可以專門指定材料、外觀，在InventorStudio中，可以通過(guò)“Studio光源樣式”，選擇合適的場(chǎng)景和光源樣式。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）接下來(lái)可以調(diào)整模型在屏幕上的顯示，盡量布局大小、視角角度設(shè)置合理、舒適，設(shè)置好后，可在空白處單擊右鍵，在彈出的關(guān)聯(lián)菜單中，選擇“從視圖創(chuàng)建照相機(jī)”，為渲染圖片做準(zhǔn)備，如下圖所示。分辨率選擇1280×720。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）調(diào)整設(shè)置完畢，可以對(duì)模型進(jìn)行渲染設(shè)置。單擊“渲染圖像”圖標(biāo)，在彈出的渲染圖像窗口中，主要有兩個(gè)地方需要注意設(shè)置，如下圖所示。任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）任務(wù)2.2產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)（參數(shù)化設(shè)計(jì)）設(shè)置完畢，單擊下方的“渲染”按鈕，開始渲染，如下圖所示。渲染結(jié)束后，可保存圖片，按試題要求保存為PNG格式。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫在比賽試題中，經(jīng)常需要制作產(chǎn)品或機(jī)構(gòu)的展示動(dòng)畫、工作原理動(dòng)畫。這個(gè)實(shí)例以手壓充電手電筒為例，生成一個(gè)展示手電筒工作原理的動(dòng)畫。動(dòng)畫要求如下。（1）時(shí)長(zhǎng)：30s，分辨率：1024×768，AVI格式。（2）0～5s，相機(jī)旋轉(zhuǎn)一周展示手電筒。（3）殼體透明，展示內(nèi)部機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。（4）松開鎖緊按鈕，手柄按壓和齒輪組運(yùn)動(dòng)。（5）調(diào)整相機(jī)，放大展示齒輪組運(yùn)動(dòng)，鎖緊按鈕鎖緊。（6）結(jié)束時(shí)，殼體恢復(fù)透明度，等軸測(cè)完整展示手電筒。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫提供的內(nèi)容如下。（1）試題：2-01-31手電筒工作原理動(dòng)畫-試題.pdf（見(jiàn)附錄）。（2）數(shù)據(jù)：...\數(shù)據(jù)\2-03手電筒動(dòng)畫。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫2.3.1手電筒工作原理說(shuō)明手電筒的主要結(jié)構(gòu)如下圖所示。手柄下部有一組齒形特征，當(dāng)按壓手柄時(shí)，手柄繞頭部的銷釘轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒形特征驅(qū)動(dòng)齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪組傳遞到發(fā)電轉(zhuǎn)子的齒輪上，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫2.3.2模型準(zhǔn)備為制作手電筒的工作原理動(dòng)畫，需對(duì)手電筒模型中需要展示運(yùn)動(dòng)的零部件設(shè)置合適的裝配約束，并確定好動(dòng)作展示所需的約束的參數(shù)范圍。工作原理動(dòng)畫中需要展示的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作及其對(duì)應(yīng)的裝配約束如表2-2所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫1．手柄按壓轉(zhuǎn)動(dòng)可在手柄上端面與任一零件的平面、工作平面添加角度約束，約束值以手柄處于水平狀態(tài)為初始位置，約束參數(shù)的變化值為手柄可往外轉(zhuǎn)動(dòng)20°，如下圖所示。驅(qū)動(dòng)此角度約束轉(zhuǎn)動(dòng)20°，確認(rèn)手柄零件往殼體外轉(zhuǎn)動(dòng)20°。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫2．齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)在手柄與大齒輪之間加“轉(zhuǎn)動(dòng)”約束，內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，方向設(shè)為“正向”，傳動(dòng)比為設(shè)計(jì)手柄齒形特征時(shí)使用的傳動(dòng)比，此處設(shè)為10/150，如下圖所示。驅(qū)動(dòng)步驟一所設(shè)的手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的角度約束，驗(yàn)證手柄與齒輪的齒輪傳動(dòng)關(guān)系是否正確。由于添加裝配約束時(shí)選擇對(duì)象的先后順序不同，若發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)比不對(duì)，可編輯此處的傳動(dòng)比為150/10ul。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫3．發(fā)電轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電轉(zhuǎn)子與大齒輪之間也是齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，同理，在棘牙盤上的齒輪與大齒輪之間加“轉(zhuǎn)動(dòng)”約束，如下圖所示。傳動(dòng)比為兩個(gè)齒輪的齒數(shù)比，棘牙盤上的小齒輪的齒數(shù)為12，大齒輪的齒數(shù)為82，故傳動(dòng)比為12/82或82/12（與選擇約束對(duì)象的先后順序有關(guān)）。兩者是外嚙合，注意轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榉聪?。任?wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫4．鎖緊手柄手柄的鎖緊動(dòng)作和零件“手柄鎖”完成。在手柄鎖與下殼（或下殼）之間添加配合約束，如下圖所示。手柄鎖的初始位置為鎖緊狀態(tài)，即手柄鎖在左端位置，此時(shí)配合約束的偏移量為0mm。解鎖手柄時(shí)，手柄鎖要切換到打開狀態(tài)，即手柄鎖零件往右移動(dòng)3mm到達(dá)解鎖位置。故驅(qū)動(dòng)手柄鎖在鎖緊和打開狀態(tài)的配合約束，其偏移量參數(shù)的驅(qū)動(dòng)范圍為0～3mm。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫5．電源開關(guān)電源開關(guān)的動(dòng)作與手柄鎖的動(dòng)作類似，在開關(guān)零件和殼體或其他零件之間加配合約束，如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫首先對(duì)整個(gè)動(dòng)畫需要展示的動(dòng)作、效果、相機(jī)角度調(diào)整等進(jìn)行時(shí)間規(guī)劃，包括動(dòng)作的順序、持續(xù)時(shí)間、鏡頭如何切換等，如下圖所示（僅為參考）。2.3.3工作原理動(dòng)畫制作（InventorStudio）任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫做好動(dòng)畫規(guī)劃和模型的約束準(zhǔn)備后，為使錄制的動(dòng)畫有更好的效果，可給模型的零部件設(shè)置合適的材質(zhì)、外觀、場(chǎng)景、燈光、陰影等。這些可在“視圖”—“外觀”選項(xiàng)卡中的相關(guān)位置進(jìn)行設(shè)置，如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫進(jìn)入InventorStudio進(jìn)行動(dòng)畫制作。在打開的手電筒裝配模型環(huán)境中，切換到“環(huán)境”選項(xiàng)卡，單擊“InventorStudio”進(jìn)入動(dòng)畫制作環(huán)境。單擊“動(dòng)畫時(shí)間軸”，創(chuàng)建一個(gè)新的動(dòng)畫。屏幕下方會(huì)展開一個(gè)時(shí)間軸窗口，可以在這個(gè)窗口對(duì)動(dòng)畫的動(dòng)作、相機(jī)調(diào)整等動(dòng)畫效果進(jìn)行時(shí)間設(shè)置，如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫根據(jù)動(dòng)畫時(shí)間規(guī)劃，本動(dòng)畫將制作一個(gè)30s的手電筒工作原理展示動(dòng)畫。首先是手電筒模型等軸測(cè)旋轉(zhuǎn)一周展示完整產(chǎn)品，然后殼體逐漸透明，展示內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。相機(jī)的動(dòng)作將在其他所有動(dòng)畫動(dòng)作制作完成后再設(shè)置，在時(shí)間軸上留出相應(yīng)的時(shí)間即可。首先制作上殼零件的淡顯動(dòng)畫（即零件的透明顯示），使用“淡入”工具，選擇“上殼”零件，時(shí)間為“指定”，根據(jù)時(shí)間軸的規(guī)劃，動(dòng)作從5s開始，到6s結(jié)束，持續(xù)1s；上殼零件的顯示狀態(tài)在這1s內(nèi)，從完全顯示逐漸變?yōu)橥耆该?，即透明度?00%變到0%，如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫完成上殼透明度（褪色度）制作后，時(shí)間軸和模型顯示效果如下圖所示。此褪色度動(dòng)作可在時(shí)間軸上調(diào)整開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，可以根據(jù)需要方便調(diào)整。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫按照動(dòng)畫規(guī)劃，動(dòng)畫結(jié)束前需要恢復(fù)殼體零件的透明度。此時(shí)可對(duì)這個(gè)零件淡顯的動(dòng)作進(jìn)行鏡像，即從完全透明逐漸恢復(fù)為完全顯示。選擇鏡像后的動(dòng)作，在時(shí)間軸上往后拖動(dòng)到27s處，如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫找到手柄鎖零件中設(shè)定按鈕位置的約束，制作約束動(dòng)畫。動(dòng)作時(shí)間從6s到7s，約束的值從0變化到3mm，手柄鎖將從鎖緊狀態(tài)運(yùn)動(dòng)到打開狀態(tài)，如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫完成后的模型狀態(tài)和動(dòng)畫時(shí)間軸如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫同理，可對(duì)手柄鎖鎖緊的動(dòng)作進(jìn)行鏡像，然后拖動(dòng)到26s處，結(jié)果如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫手柄鎖打開后，手柄將繞銷釘外殼體外轉(zhuǎn)動(dòng)20°。找到手柄零件中驅(qū)動(dòng)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的角度約束，制作約束動(dòng)畫。動(dòng)作時(shí)間從7s到9s，約束的值從90°變化到110°（數(shù)值根據(jù)添加裝配約束時(shí)的實(shí)際數(shù)值確定）。此時(shí)手柄往外轉(zhuǎn)動(dòng)20°，同時(shí)，大齒輪在設(shè)定好的轉(zhuǎn)動(dòng)約束驅(qū)動(dòng)下，跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)須額外設(shè)置動(dòng)作。結(jié)果如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫對(duì)重復(fù)性動(dòng)作，如手柄的重復(fù)按壓動(dòng)作，可進(jìn)行鏡像、復(fù)制等操作，比較快捷方便。首先將前面步驟制作的手柄轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行鏡像，使手柄反向轉(zhuǎn)動(dòng)（即下壓到殼體底部），然后選擇這兩個(gè)動(dòng)作，復(fù)制動(dòng)作三次，并將最后一組動(dòng)作，拖動(dòng)到時(shí)間軸22s處。結(jié)果如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫完成手電筒運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫制作后，接下來(lái)制作相機(jī)動(dòng)畫。首先將時(shí)間軸的時(shí)間回調(diào)到初始位置（0s），如圖右圖所示。首先是相機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，等軸測(cè)完整展示手電筒。先調(diào)整好手電筒模型在屏幕上的顯示（等軸測(cè)展示），在空白處右鍵單擊，在彈出的關(guān)聯(lián)菜單中選擇“從視圖創(chuàng)建照相機(jī)”，開始制作照相機(jī)動(dòng)畫。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫制作相機(jī)旋轉(zhuǎn)一周的動(dòng)畫。然后在動(dòng)畫時(shí)間軸窗口的相機(jī)下拉列表中，選擇剛創(chuàng)建的相機(jī)，用這個(gè)照相機(jī)制作照相機(jī)動(dòng)畫。將時(shí)間進(jìn)度條調(diào)整到1s處，單擊時(shí)間軸上方的相機(jī)圖標(biāo)，捕捉這個(gè)時(shí)刻的相機(jī)位置，如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫然后將時(shí)間分別拖動(dòng)到2s，將模型旋轉(zhuǎn)90°到鄰近的等軸測(cè)視角，再次單擊相機(jī)圖標(biāo)，捕捉相機(jī)鏡頭。重復(fù)此操作，分別將時(shí)間調(diào)到3s、4s、5s，分別轉(zhuǎn)90°展示手電筒，捕捉相機(jī)位置，完成旋轉(zhuǎn)一周的相機(jī)動(dòng)畫制作，如下圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫從5s開始的殼體透明，到20s的完成兩次手柄下壓和彈出的動(dòng)作，畫面需要靜止不變。保持畫面靜止不動(dòng)，在時(shí)間軸上將時(shí)間拖動(dòng)到20s，單擊相機(jī)圖標(biāo)，捕捉相機(jī)位置。20s完成兩次手柄按壓動(dòng)作后，需要調(diào)整相機(jī)，放大展示手柄與大齒輪的嚙合動(dòng)作、手柄鎖的鎖緊動(dòng)作。將時(shí)間拖動(dòng)到22s，拉近相機(jī)鏡頭（即直接調(diào)整屏幕顯示），放大展示手柄、大齒輪發(fā)電轉(zhuǎn)子和手柄鎖，然后單擊動(dòng)畫時(shí)間軸上的相機(jī)圖標(biāo)，捕捉此時(shí)的相機(jī)位置，如下圖所示。從22s開始打開—下壓，到26s手柄再次下壓到底部，26～27s推動(dòng)手柄鎖按鈕到鎖緊位置，手柄被固定鎖緊到殼體底部，不再運(yùn)動(dòng)。動(dòng)作展示完畢，27s開始，恢復(fù)殼體的透明的顯示。這段時(shí)間的相機(jī)都保持靜止不動(dòng)。保持畫面不變，將時(shí)間調(diào)到27s處，單擊相機(jī)按鈕，捕捉相機(jī)位置。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫從恢復(fù)殼體透明度開始，需再次調(diào)整相機(jī)鏡頭，展示完整產(chǎn)品。將時(shí)間調(diào)到29s處，將畫面調(diào)整到完整展示手電筒模型的等軸測(cè)狀態(tài)，單擊相機(jī)按鈕，捕捉相機(jī)位置。結(jié)果如右圖所示。任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫至此，完成手電筒工作原理動(dòng)畫的制作?？蓡螕魰r(shí)間軸上的播放按鈕，觀看整個(gè)動(dòng)畫效果，如下圖所示。此外，如果需要調(diào)整動(dòng)畫的時(shí)間長(zhǎng)度，可單擊動(dòng)畫時(shí)間軸上的“動(dòng)畫選項(xiàng)”按鈕進(jìn)行設(shè)置。單擊“渲染動(dòng)畫”圖標(biāo)，在彈出的對(duì)話框中，設(shè)置動(dòng)畫的分辨率、相機(jī)、光源樣式、格式、時(shí)間范圍、幀頻等內(nèi)容，注意勾選“預(yù)覽：無(wú)渲染”，可快速輸出無(wú)渲染效果的動(dòng)畫，如下圖所示。2.3.4工作原理動(dòng)畫輸出任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫任務(wù)2.3手電筒工作原理動(dòng)畫設(shè)置完畢，即可快速輸出無(wú)渲染效果的動(dòng)畫，如下圖所示。任務(wù)2.4設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)分任務(wù)2.4設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)分打印完成的手柄零件，與實(shí)物零件裝配，進(jìn)行性能測(cè)試，評(píng)分內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)如表2-3所示。2.4.1手電筒手柄任務(wù)2.4設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)分此評(píng)分表評(píng)分方式有三種：（1）檢查模型。包括零件體積、部分結(jié)構(gòu)特征、工位號(hào)文字的屬性；（2）打印件結(jié)果。將打印的手柄零件按照到手電筒上，檢查其可裝配性和使用功能；（3）設(shè)計(jì)和打印質(zhì)量。這是主觀分，由裁判對(duì)選手設(shè)計(jì)和打印的零件，根據(jù)自己的判斷，按評(píng)判級(jí)別（0～3級(jí)）給分。任務(wù)2.4設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)分龍門起重機(jī)改型設(shè)計(jì)項(xiàng)目的評(píng)分，主要有以下兩部分：（1）工程圖：三種規(guī)格起重機(jī)的主視圖和側(cè)視圖、主要尺寸標(biāo)注。（2）渲染圖片：三種規(guī)格起重機(jī)的三張渲染圖片。評(píng)分表如表2-4所示，評(píng)分工程圖如下圖所示。2.4.2龍門起重機(jī)改型設(shè)計(jì)任務(wù)2.4設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)分手電筒工作原理動(dòng)畫的評(píng)分表如表2-5所示。評(píng)分內(nèi)容分幾部分：2.4.3手電筒工作原理動(dòng)畫（1）視頻格式，包括試題要求的視頻時(shí)間長(zhǎng)度、分辨率、文件格式。（2）要求展示的效果和動(dòng)作，如旋轉(zhuǎn)一周展示、零部件透明、手柄下壓、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)、鎖緊等。（3）視頻效果的判斷分（主觀分）。謝謝觀看實(shí)訓(xùn)單元3機(jī)械制造單元導(dǎo)讀機(jī)械制造模塊（MechanicalFabrication），主要考核選手對(duì)專業(yè)結(jié)構(gòu)和相關(guān)工藝的理解和掌握水平，主要包括桁架（結(jié)構(gòu)件、型材）、鈑金和焊接件。選手需要根據(jù)提供的圖紙和模型，完成桁架結(jié)構(gòu)、鈑金零件和焊接件的建模，并生成相關(guān)的生產(chǎn)工藝圖紙。實(shí)訓(xùn)任務(wù)本訓(xùn)練單元以一個(gè)包裝機(jī)械生產(chǎn)線項(xiàng)目為例，創(chuàng)建桁架結(jié)構(gòu)、鈑金零件、焊接件的模型，并生成相關(guān)工藝圖紙。設(shè)計(jì)項(xiàng)目一家包裝機(jī)械生產(chǎn)商在重新設(shè)計(jì)一個(gè)頂裝裝箱機(jī)（見(jiàn)下圖），需要設(shè)計(jì)3個(gè)子裝配體，并將其裝配到已有的總裝配中。3個(gè)子裝配體是桁架裝配體（frameassembly）、鈑金裝配體（sheetmetalassembly）和門裝配體（doorassembly）。設(shè)計(jì)項(xiàng)目閱讀子裝配體和零件的打印圖紙，將要求的零件、桁架結(jié)構(gòu)、子裝配體建模，并生成爆炸視圖和零件圖。具體步驟如下。1．打開并閱讀提供的打印圖紙和文檔（1）要求的桁架子裝配體和零件的打印圖紙（見(jiàn)附錄3-02-01～14）。（2）提供子裝配體和零件的文檔在：...\數(shù)據(jù)\3-01包裝機(jī)械。2．零件建模和裝配（1）用結(jié)構(gòu)件生成器創(chuàng)建桁架539311L，完成MOD-0110162裝配。各零件名稱和尺寸參考打印圖紙。（2）根據(jù)給定的詳細(xì)工程圖，生成鈑金零件540321、540318、539609L、540380L、540326和540495L。設(shè)計(jì)項(xiàng)目（3）完成子裝配體OPT-539583。（4）生成裝配體OPT-539587，包括桁架539311L、鉸鏈門和透明蓋板。（5）使用生成的和給定的裝配體生成總裝配2003115010162。使用已建模零件、標(biāo)準(zhǔn)件和提供的零件生成所有要求的子裝配體。使用打印材料做參考，用工程學(xué)知識(shí)完成零件的建模和裝配。3．生成工程圖生成5張圖紙（見(jiàn)附錄評(píng)分圖紙）：（1）第一張，生成完整包裝機(jī)裝配線的著色等軸測(cè)視圖。（2）第二張，生成桁架539311L的等軸測(cè)視圖。圖紙需標(biāo)注的焊接符號(hào)。桁架完全焊接，焊接方法是金屬活性氣體（MAG焊），選擇合適的焊接尺寸。（3）第三張，生成子裝配體OPT-539583的著色、等軸測(cè)視圖。（4）為前三頁(yè)添加引出序號(hào)和零件明細(xì)表。明細(xì)表有3欄：ITEM（項(xiàng)目）、QTY（數(shù)量）、PARTNUMBER（零件代號(hào)）。只列示第一級(jí)零件和子裝配體，子裝配體OPT-539583的零件明細(xì)表只列示建模的零件。（5）第四張，生成帶門（doors）、鈑金零件（sheetmetalparts）和桁架結(jié)構(gòu)（frame）裝配體的著色、等軸測(cè)視圖。將桁架結(jié)構(gòu)作為參考（使用雙點(diǎn)劃線）。不要求零件明細(xì)表。（6）第五張，生成零件539903、539892L和539898L的展開圖樣工程圖。添加零件代號(hào)和所有折疊必要的尺寸（無(wú)公差），各零件的折疊模型著色等軸測(cè)視圖。設(shè)計(jì)項(xiàng)目4．生成文檔設(shè)計(jì)項(xiàng)目為用于CNC激光切割機(jī)的零件539903、539892L和539898L生成3個(gè)單獨(dú)*.dxf文件；*.dxf只要求內(nèi)輪廓和外輪廓。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.3其他裝配建模任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.4工程圖與設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)分任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)的基本流程任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)桁架結(jié)構(gòu)是很多機(jī)械設(shè)備中常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)類型，其特點(diǎn)是由標(biāo)準(zhǔn)型材搭建而成。在本教程中，將使用AutodeskInventor的結(jié)構(gòu)件生成器功能，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)件部件。結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)的基本流程如下圖所示。使用結(jié)構(gòu)件生成器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件時(shí)，需要使用由未使用的草圖、實(shí)體或曲面等組成的預(yù)定義骨架模型，來(lái)確定結(jié)構(gòu)件零部件（例如方形管件和C型槽鋼等）的放置和范圍，然后將這些型材進(jìn)行末端處理，即型材相接的地方進(jìn)行斜接、切割等處理。完成了型材放置和末端處理的桁架結(jié)構(gòu)，可以繼續(xù)完成裝配或生成詳細(xì)工程圖。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.2提供的圖紙和數(shù)據(jù)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此部分的桁架結(jié)構(gòu)是一個(gè)比較規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)，試題提供的圖紙中，與這部分相關(guān)的圖紙有5張，如右圖所示。此桁架所有零件均需要自行建模和裝配。3.1.3創(chuàng)建桁架骨架模型任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用結(jié)構(gòu)件生成器設(shè)計(jì)桁架時(shí)，需要骨架模型來(lái)定位和創(chuàng)建結(jié)構(gòu)件。這個(gè)骨架模型可以由包含二維草圖、三維草圖、實(shí)體或曲面的一個(gè)或多個(gè)零件組成。根據(jù)提供的桁架工程圖（見(jiàn)下圖）創(chuàng)建骨架模型539311L，主要結(jié)構(gòu)為規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)，骨架模型采用實(shí)體模型結(jié)合二維草圖的方式比較合適。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）新建零件，創(chuàng)建最大外形尺寸的實(shí)體。在XY平面創(chuàng)建草圖，拉伸實(shí)體，如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）在其中一個(gè)側(cè)面新建草圖，繪制結(jié)構(gòu)件的放置位置（注意這些線條是結(jié)構(gòu)件哪邊輪廓的位置），如下圖所示。創(chuàng)建完畢，另外一側(cè)的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，在此面新建草圖，投影這些線條。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）過(guò)如下圖所示的兩條直線，新建兩個(gè)平行于底面的工作平面，分別在這兩個(gè)工作平面上創(chuàng)建草圖。在底面的平面草圖上，繪制實(shí)體底部的棱邊并繪制一條直線；在中間平面的草圖上，投影實(shí)體頂部的4條棱邊。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）在如下圖所示的頂部平面創(chuàng)建草圖。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）過(guò)如下圖所示的頂部草圖的直線新建工作平面，在此平面繪制草圖。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（6）完成后的骨架模型如下圖所示。保存文件，命名為“539311L-骨架.ipt”。3.1.4創(chuàng)建桁架結(jié)構(gòu)（插入結(jié)構(gòu)件）任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成了骨架模型的創(chuàng)建后，可以用此骨架模型作為桁架結(jié)構(gòu)539311L的結(jié)構(gòu)件的定位和放置參考。（1）結(jié)構(gòu)件生成器需要在裝配環(huán)境中使用，創(chuàng)建桁架結(jié)構(gòu)的基本流程如下圖所示。新建部件，將骨架模型“539311L-骨架.ipt”放置到裝配中，保存為“539311L.iam”。為方便在插入和編輯結(jié)構(gòu)件時(shí)觀察結(jié)構(gòu)件，特別是在骨架模型內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件，在裝配環(huán)境中將骨架模型“539311L-骨架”的外觀設(shè)置為透明，如“透明-藍(lán)色”。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）如下圖所示，切換到“設(shè)計(jì)”選項(xiàng)卡，單擊“插入結(jié)構(gòu)件”工具，根據(jù)圖紙上提供的信息，在“插入”窗口中，設(shè)置插入結(jié)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)和族為：ISO4019（方形），規(guī)格為：50×50×2。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）設(shè)置好型材的規(guī)格后，需要在模型中放置型材。默認(rèn)的放置方式為邊或草圖的直線。點(diǎn)選圖3-13所示的棱邊，在此位置插入結(jié)構(gòu)件。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確認(rèn)插入的第一個(gè)型材的位置無(wú)誤后（見(jiàn)上圖），依次點(diǎn)選鄰近的其他幾條外輪廓棱邊，插入外框架的型材，如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確認(rèn)無(wú)誤后，單擊插入窗口底部的“應(yīng)用”或“確定”按鈕，將結(jié)構(gòu)件插入到裝配模型中。此時(shí)，軟件將從資源中心庫(kù)中調(diào)用并生成所設(shè)置規(guī)格尺寸的型材模型，放置于設(shè)置的位置，如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）在頂部位置繼續(xù)插入結(jié)構(gòu)件，如右圖所示。注意，此結(jié)構(gòu)件的插入位置，由創(chuàng)建骨架模型時(shí)的草圖尺寸確定（參考試題圖紙的尺寸），此例中該結(jié)構(gòu)件的插入點(diǎn)為左上角。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）此桁架結(jié)構(gòu)采用的是同一種規(guī)格和尺寸的型材，因此，不用更改型材的規(guī)格，即可以插入其余結(jié)構(gòu)件。參照?qǐng)D紙信息和骨架模型，插入其他結(jié)構(gòu)件并調(diào)整到正確位置，結(jié)果如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（6）如有結(jié)構(gòu)件需要更改，可用“更改”工具，調(diào)整其規(guī)格、放置的位置、方向和偏移量，如下圖所示。（7）至此，完成的桁架模型中結(jié)構(gòu)件的插入，保存文件。3.1.5結(jié)構(gòu)件的末端處理任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前面的步驟將結(jié)構(gòu)件按其規(guī)格尺寸放置到了合適的位置，結(jié)構(gòu)件的長(zhǎng)度按骨架模型的棱邊、草圖線的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算。通常在兩個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)件的交接處，會(huì)有重合干涉部分，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要對(duì)結(jié)構(gòu)件在交接處進(jìn)行處理，使其能正確裝配，以完成后續(xù)的焊接或螺栓連接等其他裝配工序。結(jié)構(gòu)件生成器提供了多種末端處理工具，如下圖所示，以完成各種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)件的連接方式。本例中僅需使用“修剪/延伸”工具即可完成對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的末端處理。骨架模型僅是為了定義型材的放置位置和尺寸，完成了結(jié)構(gòu)件放置后，后續(xù)的末端處理無(wú)須使用骨架模型，而且骨架模型容易影響結(jié)構(gòu)件的可見(jiàn)性和選取動(dòng)作，特別是要點(diǎn)選內(nèi)部結(jié)構(gòu)件時(shí)會(huì)很困難，故取消骨架模型的可見(jiàn)性進(jìn)行后面的操作會(huì)比較方便，如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）參考圖紙?zhí)峁┑蔫旒苣Ｐ椭薪Y(jié)構(gòu)件交接處的狀態(tài)，對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行末端處理。使用“修剪-延伸到面”工具，可使用一個(gè)對(duì)象作為修剪工具，對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行修剪/延伸操作（可同時(shí)對(duì)多個(gè)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行修剪操作）。如下圖所示，注意選擇對(duì)象的顏色，“結(jié)構(gòu)件”（藍(lán)色）為被修剪對(duì)象，“面”（黃色）為修剪工具。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）有時(shí)候有多個(gè)結(jié)構(gòu)件需要被修剪到同一個(gè)位置，為提高效率，在選擇被修剪對(duì)象時(shí)，可同時(shí)點(diǎn)選多個(gè)待修剪對(duì)象（藍(lán)色），一次性完成對(duì)多個(gè)結(jié)構(gòu)件的修剪，如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）由于需要進(jìn)行末端處理的地方較多，有時(shí)可能會(huì)遺漏某些地方?jīng)]有處理，通常需要多個(gè)方向觀察整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)所有交接處，對(duì)照?qǐng)D紙，檢查是否都完成了正確的末端處理。這種靠肉眼逐個(gè)檢查的方式效率較低，且容易遺漏，為提高效率和準(zhǔn)確性，可用“檢驗(yàn)”選項(xiàng)卡中的“干涉檢查”工具，檢查桁架模型是否有干涉，以判斷是否所有交接處都進(jìn)行了末端處理，如下圖所示。（4）確認(rèn)桁架結(jié)構(gòu)完成了所有末端處理，保存模型。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.6桁架模型裝配任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成了結(jié)構(gòu)件部分的建模后，繼續(xù)完成桁架結(jié)構(gòu)的其他零部件及裝配。根據(jù)提供的桁架模型的明細(xì)表和零件圖紙，需要完成3個(gè)零件的建模（539311L-027、526718-001、A105563），如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）3個(gè)零件的建模比較簡(jiǎn)單，不再細(xì)述。（2）根據(jù)圖紙信息，完成子裝配“526718.iam”的建模裝配。其中，標(biāo)準(zhǔn)件螺栓ISO4014–M20×80從資源中心調(diào)用，如下圖所示。圖紙沒(méi)有具體的裝配位置尺寸，只需將螺栓裝到底板的中間即可。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）將創(chuàng)建好的零件和子裝配，裝入桁架模型，添加裝配約束。桁架底部有4個(gè)腳墊，先完成這4個(gè)零部件的裝配。可先裝配好一組腳墊，然后復(fù)制粘貼3個(gè)后再裝配到桁架；也可先裝配一組，然后進(jìn)行矩形陣列，結(jié)果如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考圖紙上的明細(xì)表，此桁架結(jié)構(gòu)還有5個(gè)型材的端蓋零件A105563，這個(gè)零件的裝配比較簡(jiǎn)單，裝配位置如下圖所示。（4）完成桁架裝配，保存模型。3.1.7桁架打孔任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照?qǐng)D紙信息，桁架的結(jié)構(gòu)件上需要添加安裝孔，以安裝面板等其他零部件。圖紙上為需要打孔的結(jié)構(gòu)件標(biāo)注了零件代號(hào)和對(duì)應(yīng)的孔位置信息，所有孔均為M8×1.25-6H，見(jiàn)附錄3-02-05-桁架孔位置尺寸圖-1和3-02-06-桁架孔位置尺寸圖-2。以結(jié)構(gòu)件539311L-004和539311L-005為例進(jìn)行操作。一種方式是打開結(jié)構(gòu)件零件，在其中一個(gè)面上打螺紋孔，但是螺紋孔在結(jié)構(gòu)件的哪個(gè)面，需參考結(jié)構(gòu)件在桁架模型中的位置，如下圖所示，由于型材截面是正方形，不好判斷螺紋孔所在的面。較好的方式是在裝配模型中雙擊要打孔的結(jié)構(gòu)件，進(jìn)入零件編輯環(huán)境后，參考此結(jié)構(gòu)件在桁架裝配中的情況，在正確的面上打孔。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）打開前面完成的桁架模型539311L.iam，雙擊零件539311L-004進(jìn)入編輯狀態(tài)，如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）參照?qǐng)D紙上該結(jié)構(gòu)件的孔的位置，在下圖所示的面上新建草圖，繪制孔位置草圖，此處為同一直線上的4個(gè)點(diǎn)，尺寸如下圖所示。繪制完草圖后，使用“孔”工具打M8×1.25-6H的螺紋孔。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）對(duì)常用的孔或螺紋孔設(shè)置，可以將其保存為預(yù)設(shè)的模板，需要使用時(shí)可快速調(diào)用，如下圖所示。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）完成零件539311L-004的打孔，結(jié)束編輯，返回到上級(jí)桁架裝配環(huán)境。然后雙擊零件539311L-005進(jìn)入零件編輯環(huán)境，使用同樣的方式，用預(yù)設(shè)的螺紋孔設(shè)置，添加4個(gè)螺紋孔，如下圖所示。（5）完成兩個(gè)結(jié)構(gòu)件上的螺紋孔特征，使用類似的方法，對(duì)其他結(jié)構(gòu)件添加相應(yīng)的螺紋孔特征。（6）桁架建模和裝配任務(wù)完成，保存文件“539311L.iam”。任務(wù)3.1桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1任務(wù)說(shuō)明任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本任務(wù)是需要為子裝配OPT-539583創(chuàng)建幾個(gè)鈑金零件，并將其裝配到現(xiàn)有裝配中，如下圖所示。根據(jù)給定的詳細(xì)工程圖，生成鈑金零件540321、540318、539609L、540380L、540326和540495L。完成子裝配體OPT-539583。3.2.2創(chuàng)建鈑金零件540321和540318任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鈑金零件540321和540318是簡(jiǎn)單的平板零件，按圖紙繪制好草圖后，直接使用平板工具生成平板零件即可。由于是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可以創(chuàng)建一半，然后鏡像。（1）新建鈑金零件，編輯鈑金默認(rèn)設(shè)置，根據(jù)圖紙信息，將厚度設(shè)為6.4mm，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）此零件為簡(jiǎn)單的平板，但是細(xì)節(jié)較多，且是對(duì)稱零件，因此，建模時(shí)先創(chuàng)建一半特征，然后鏡像，可以簡(jiǎn)化草圖的創(chuàng)建。按圖紙信息繪制一半的草圖，使用“平板”工具，生成平板特征。添加細(xì)節(jié)特征，如圓角、槽、孔等。完成右半部分特征建模后，進(jìn)行鏡像操作。鏡像方式選擇“鏡像實(shí)體”，生成鏡像實(shí)體的方式為與原實(shí)體“求并”，如下圖所示。將文件保存為“540321.ipt”。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）創(chuàng)建另外一個(gè)鈑金零件540318。此零件也是平板零件，結(jié)構(gòu)和建模方式與零件540321.ipt相似。建模結(jié)果如下圖所示。3.2.3鈑金零件539609L任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鈑金零件539609L的建模思路如下圖所示。先創(chuàng)建異形板的主體特征，在此基礎(chǔ)上添加凸緣和剪切特征。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）新建鈑金零件，設(shè)置好材料厚度為4.8mm，繪制異形板特征的草圖，創(chuàng)建異形板特征，距離為220.7mm，注意實(shí)體特征生成的方向（需與草圖尺寸對(duì)應(yīng)）如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）側(cè)面的凸緣特征不是整條邊而是部分凸出來(lái)的特征，因此，需要為凸緣特征做準(zhǔn)備，切出一個(gè)凸出來(lái)的部分。如下圖所示，在平板或平行于此面的平面上繪制草圖，創(chuàng)建剪切特征，注意范圍為“貫通”，切穿整個(gè)零件。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）在凸出的部分，創(chuàng)建凸緣特征，距離為46mm，凸緣角度為90°，注意切換到側(cè)面觀察折彎位置，以確保尺寸與圖紙標(biāo)注一致，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）在凸緣的表面新建草圖，創(chuàng)建拉伸特征（切削），距離為15.9mm，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）在此凸緣的折彎處，有一個(gè)鏤空的槽特征。參考工程圖上該特征標(biāo)注的尺寸，在平板特征的表面創(chuàng)建草圖，然后創(chuàng)建拉伸特征（切削），距離為12.5mm，這個(gè)深度為工程圖上標(biāo)注的尺寸，如下圖所示。然后在這個(gè)特征上添加圓角，半徑為1.6mm。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（6）類似過(guò)折彎處的特征還有一個(gè)，采用同樣的建模方法，繪制半邊輪廓，通過(guò)拉伸（切削）操作，深度為12.7mm，生成一半的特征，然后對(duì)此特征進(jìn)行鏡像操作，生成完整特征，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（7）在大平板上創(chuàng)建腰槽特征，陣列此腰槽特征，陣列數(shù)量為2，陣列間距為19.1mm，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（8）在平板上繪制草圖，以定位孔中心點(diǎn)位置，創(chuàng)建4個(gè)直徑為7.1mm的通孔，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（9）在凸緣表面新建草圖，創(chuàng)建腰槽特征，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（10）完成了主要特征的建模，最后再根據(jù)圖紙信息，添加半徑為3.2mm的圓角，如下圖所示。至此，此鈑金零件的建模已經(jīng)完成。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（11）鈑金零件完成建模，此時(shí)模型為“折疊模型”狀態(tài)。作為鈑金零件，在生產(chǎn)時(shí)需要知道下料信息，因此，需要生成鈑金零件的展開圖。使用“轉(zhuǎn)至展開模式”工具，為此鈑金零件創(chuàng)建展開模式，驗(yàn)證鈑金零件是否可展開，如下圖所示。正確創(chuàng)建鈑金零件的展開模式后，在瀏覽器中會(huì)新建一個(gè)“展開模式”的節(jié)點(diǎn)。鈑金零件的折疊模式和展開模式，可在瀏覽器中雙擊對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也可單擊工具欄的相應(yīng)圖標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（12）完成鈑金零件539609L的建模，保存文件。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.4其他鈑金零件建模任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）鈑金零件540380L的結(jié)構(gòu)和零件539609L.ipt類似，建模方法和步驟也相似，可以參考零件539609L的建模步驟進(jìn)行建模。建模思路如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）零件540326比較簡(jiǎn)單，其基礎(chǔ)特征為異形板特征，在此基礎(chǔ)上，添加陣列的剪切特征和孔特征，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）零件540495L的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但細(xì)節(jié)特征較多。其基礎(chǔ)特征為一個(gè)大的平板特征，然后在平板的一邊加一個(gè)凸緣特征，再增加一些細(xì)節(jié)的圓角、剪切特征即可，建模步驟如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要注意的是，此零件的凸緣特征不是整條邊，而是一部分。凸緣的距離為36.5mm，角度為90°，注意折彎位置，要對(duì)齊原平板特征的端面，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此外，根據(jù)圖紙上折彎處的釋壓形狀的細(xì)節(jié)尺寸，需要對(duì)此凸緣特征的折彎釋壓特征進(jìn)行設(shè)置。參考圖紙上標(biāo)注的尺寸，計(jì)算得：釋壓深度：11.9?4.8×2（材料厚度+折彎半徑）=2.3mm釋壓寬度：50.8?48.4=2.4mm為此，在凸緣窗口中，切換到“折彎”選項(xiàng)卡處進(jìn)行折彎特征的釋壓形狀設(shè)置，將釋壓寬度設(shè)置為2.4mm，釋壓深度設(shè)置為2.3mm，如下圖所示。任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)3.2鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成鈑金零件的建模后，需要完成子裝配OPT-539583.iam的裝配，如下