基于Inventor零部件设计的研究
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摘要：随着现代科技的日新月异，在减速器课题设计中，为了提高效率，利用AutoCAD与inventor软件作为辅助设计是必不可少的。文章结合实际的课题设计介绍了如何利用Inventor进行零件设计、部件装配协同作业的方法。
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）15-0026-02
现代社会的不断发展，对高技能人才的职业和综合素质提出了越来越高的要求，这就要求我们在教学中不断运用新的知识、新的技术解决教学中课题设计的问题。在减速器课题设计中，为了提高效率，利用AutoCAD与Inventor软件作为辅助设计，让学生设计的课题更为快捷、合理是必不可少的。
Autodesk Inventor是美国Autodesk公司于1999年底推出的三维参数化实体模拟软件，它的优点在于其和AutoCAD无缝结合，操作简单，易于从二维设计过渡到三维设计，非常有利于新品试制及多品种产品的设计、开发。在进行课题设计的过程中，首先让学生对课题分析，按要求分工，完成零件的建模设计，再提交给组长进行“装配”，通过Autodesk Inventor强大的功能及时检查尺寸干涉及相关特性，并马上反馈给零件设计人员进行修改，大大提高减速器的设计质量。
但是，要把软件顺利应用，还需要有一些相应的技巧去更好地掌握和使用它。在进行零件建模时，可以有多种途径，可以抽壳、拉伸、布尔运算等。但实践下来，发现尽管“条条大路通罗马”，也要找到最优的方法，灵活运用，才能少走弯路。复杂零件内外形都比较复杂，但无论多么复杂，零件都是由简单的特征堆砌而成，而Inventor的建模功能能够满足普通零件造型需要，那么零件能否减少或简化其特征？又如何解决建模中的问题？
1 零件建模
Inventor的零件设计功能非常强大，可以对具有复杂平面、曲面的零件进行较为自如的设计。在减速器中，形状最为复杂的就是减速箱体，本文以这个零件介绍零件建模的方法。箱体类零件一般为机器、部件的主体，主要作用是支承和容纳零件。应用Inventor三维机械设计软件进行三维特征造型，零件形象直观，使设计造型过程虚拟实际加工过程，可提高设计效率和产品生产质量。复杂零件的造型设计，一般要进行零件结构分析特征分析零件建模工程图检查。
接到减速箱体零件的设计任务后，了解箱体零件在部件中的作用和地位，分析箱体零件内、外形的结构，有配合的重要部位在哪里，并了解其加工工艺路线如何。
减速箱体形状复杂，要把这个复杂零件分解成多个简单的基本零件，使复杂模型分解成多个简单特征，令复杂草图分解成多个简单草图。
对图1箱体零件进行分析可知，零件有空腔、轴承孔、放油塞孔、螺纹孔等结构特征，外形是长方体。在特征造型过程中，对于相同重复结构、对称结构，如螺纹孔等结构，应尽量采用特征的阵列、镜像、复制等功能进行设计，以简化设计过程，节省时间。
2 方案确定时要注意的事项
（1）注意设定“参数”尺寸，以便日后进行修改。
（2）主体用抽壳方法还是用切的方法。用切的办法很容易丢失数据，当变成“无参数”的模型后，该部分基本上就不能编辑和修改了，会对以后的模型修改、尺寸修改造成极大困难。因此，主体采用抽壳的方法。
（3）复杂零件涉及比较多的尖角，异形特征也比较多，那么先抽壳还是先倒角？倒角虽然使得这些特点变得更加突出，但这些特征的存在又有可能使得倒角变得不可用。所以抽壳不要先倒角再抽壳，应该先抽壳后倒角，并且保留所有原来的特征。倒角是先倒内后倒外。
（4）抽壳的时机要视具体情况而定。在哪一步进行抽壳相当关键，操作顺序不当，有可能导致抽壳特征的失败。因此在进行复杂壳体建模的过程中如果遇到抽壳不成功的时候，就要提醒学生：考虑抽壳与其他操作的顺序是否合适？
（5）在建模过程中，要做到先主要结构后细小结构，先大尺寸形状后局部结构，先外表形状后内部结构。复杂的减速箱体，我们可考虑分段建模，把每一个分段建模好以后，再组装成一个我们需要的箱体模型，然后利用衍生命令衍生已经装配好的整体，获得实体，得到一个我们需要的箱体零件。这样，无论多么复杂的零件都可以由简单的模型特征堆砌而成复杂的零件。
（6）对复杂模型，应三维实体建模与生成二维图两个过程相结合。在空间不容易检查的尺寸，在二维图能进行较准确的检查，通过生成的二维图可反过来检查实体建模的正确与否，能及时发现存在的问题。
3 协同合作完成部件装配
协同合作就是互相配合，共同合作把事情做好，它是为了完成某一设计目标，由多名成员组成，通过一定的信息交换和相互协同机制，分别以不同的设计任务共同完成设计目标。无论在零件设计还是部件装配中，协同合作都是整个设计的关键。每个人设计零件时就要根据装配要求互相配合，注意尺寸的关联性。在成员把各自按要求设计出来的零件提交给组长后，组长在装入并添加装配约束、检查干涉时，就能发现零件设计的合理性。
当然，在设计过程中，多人几乎同时进入课题的设计是必然的。设计数据的公用、共享、关联，是协同设计必须做到的基本要求。但在协同设计的过程中，我们要防止多人同时修改同一个零件的可能性，否则会出现不确定的结果。为此，我们应该利用“项目-选项中的设置”进行限制。
在减速器三维造型设计完毕后，我们还可以与Excel做链接，实现零件建模设计或部件装配的参数化。以后在实际工作中需要对尺寸修改时，只要通过改变Excel里面的参数就可以完成了。
4 结语
Inventor在零件建模、部件装配、参数化等方面都有独特的优势：在参数化后，零件图、部件图、工程图等参数都是相互关联，这就大大方便了设计过程中发现有干涉等问题后进行修改，提高了效率。但Inventor也有不足之处，如Inventor在进行三维向二维转化时，在图形表达方面及尺寸表达方面都不是很理想，与实际工程图有些距离。
参考文献
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