inv r9教程s06裝配技術(shù)

1、第 6 章 裝配相關(guān)技術(shù)之所以能夠真正進(jìn)行設(shè)計(jì)輔助的基礎(chǔ)功能。能否對(duì)設(shè)計(jì)過程做出有效的支持，裝配能力和裝配中相關(guān)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)能力，是最裝配，是 CAD一個(gè) CAD主要的指標(biāo)。裝配的第一目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“基于裝配關(guān)系的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)”。這就有可能實(shí)現(xiàn)在幾何設(shè)計(jì)范圍內(nèi)、相當(dāng)程度上的“概念設(shè)計(jì)”。基于裝配關(guān)系的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)能力，使 Inventor 能夠以空前的順暢與工的設(shè)計(jì)構(gòu)思一致，比較理想地完成自頂向下的創(chuàng)成設(shè)計(jì)，或者完成對(duì)已有設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)。這是 Inventor 最令人滿意的功能，裝配的全部功能參見圖 6-1。這一章的文件有各自的文件夾，例如說到005.IAM，就是在附加光盤中“第 6 章005005.IAM”，

2、同樣，說到 007-外管.IPT，就是在附加光盤中“第 6 章007007-外管.IPT”。(本章中與 InventorR8 相同的操作，將沿用老的 AVI 文件)圖 6-1 裝配功能1. 裝入或者創(chuàng)建零1.1 裝入現(xiàn)有零件或子裝配在“面板”中啟用“裝入零(P)”，可見圖 6-2 的界面。圖 6-2 裝入零選定要裝入的零件文件或子裝配文件，“打開(O)”。之后 Inventor 將自動(dòng)裝入一個(gè)，并準(zhǔn)備裝入第二個(gè)。用光標(biāo)拾取為止，將裝入下一個(gè)；在右鍵菜單中“結(jié)束(D)”結(jié)束。1.2 創(chuàng)建新的零件或子裝配在“面板”中啟用“創(chuàng)建新零(N)”，可見圖 6-3 的界面。其中：(1) 結(jié)果類型控制實(shí)際上，

3、結(jié)果類型完全是由所依賴的模板文件控制的，因此，沒必要在“文件類型”欄目中選擇。正確的方法是展開“模板”列表，選擇合適的模板。對(duì)于特殊的情況，例如前邊講過的齒輪設(shè)計(jì)模板，圖 6-3 創(chuàng)建新零1需要點(diǎn)擊“瀏覽”按鈕，在類似圖 6-4 的界面中選定用戶自己定義的特殊模板。圖 6-4 使用自定義模板(2) 文件名稱和位置可以在相關(guān)欄目中直接鍵入，也可以點(diǎn)擊“文件類型”右邊的“瀏覽”按鈕直接確認(rèn)。2. 裝配功能裝配選項(xiàng)卡參見圖 6-5，從左至右分別是：配合、對(duì)準(zhǔn)角度、相切、。將“先拾取零件”開關(guān)打開，可以在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)裝配中，先定義對(duì)哪個(gè)零件進(jìn)行操作，以減少感應(yīng)選擇的數(shù)據(jù)量，加快速度。配合：先拾取零件幾何

4、關(guān)系：圖 6-5 Inventor 的裝配約束功能界面平面、直線或者點(diǎn)之間的平行、重合類位置約束。操作界面參見圖 6-6。其中：距離預(yù)計(jì)偏移量和方向顯示預(yù)覽朝向相反朝向相同圖 6-6 配合約束間的法向間距。距離：兩個(gè)元2顯示預(yù)覽：在設(shè)置了參數(shù)，但尚未“確定”或者“應(yīng)用”之前，是否預(yù)覽者這些參數(shù)所造成的結(jié)果。預(yù)計(jì)偏移量和方向：應(yīng)當(dāng)這樣理解：“顯示當(dāng)前的可能裝配參數(shù)”。例如，在被約束的兩個(gè)面平行的條件下，成圖 6-7的結(jié)果，偏移量有初值，就是目前的距離?？梢灾苯邮褂眠@些參數(shù)，這就造成了“確認(rèn)當(dāng)前位置關(guān)系”的結(jié)果；也可以重新輸入距離，這將按新的參數(shù)完成裝配約束。默認(rèn)的狀態(tài)是這個(gè)功能有效。是否出現(xiàn)預(yù)計(jì)

5、的參數(shù)，還取決于當(dāng)前兩個(gè)被裝配元素的相互關(guān)系，如果不能以當(dāng)前位置推理出一個(gè)裝配結(jié)果，則不會(huì)顯示“可能的參數(shù)”。圖 6-7 預(yù)計(jì)的結(jié)果若關(guān)閉此功能，將不計(jì)算和顯示初值和可能的配合方法，所有的參數(shù)都需要用戶認(rèn)定。對(duì)于大多數(shù)裝配約束的添加，關(guān)閉此功能會(huì)更為方便和簡潔。朝向：每個(gè)面都有自己的“正方向”，調(diào)整朝向，可控制結(jié)果的方向。對(duì)于兩個(gè)平面：選定兩個(gè)零件上的平面（特征上的平面、工作面、坐標(biāo)面），參見 001.AVI。兩面朝向相反、兩面朝向相同?？梢允橇汩g距貼合，也可以有間隙。對(duì)于平面和線：選定一個(gè)零件上的平面和另一個(gè)零件上的直線（棱邊、未將線約束為面的平行線，也可以有距離，參見 002.AVI。對(duì)于

6、平面和點(diǎn)：的草圖直線、工作軸、坐標(biāo)軸）。選定一個(gè)零件上的平面和另一個(gè)零件上的點(diǎn)（工作點(diǎn)）。將點(diǎn)約束為在面上，也可以有距離，參見 003.AVI。對(duì)于線和線：選定兩個(gè)零件上的線（棱邊、未以有距離，參見 004.AVI。對(duì)于點(diǎn)和點(diǎn)：的草圖直線、工作軸、坐標(biāo)軸）。將兩線約束為平行，也可選定兩個(gè)零件上的點(diǎn)（工作點(diǎn)）。將兩點(diǎn)約束為重合，也可以有距離，參見 005.AVI。對(duì)準(zhǔn)角度：幾何關(guān)系：平面或者直線之間的角度位置約束。操作界面參見圖 6-8。其中：定向角度未定向角度夾角圖 6-8 對(duì)準(zhǔn)角度約束圖 6-9 預(yù)計(jì)的結(jié)果預(yù)計(jì)偏移量和方向：類似前邊的描述。例如，在被約束的兩條線共面的條件下，成圖 6-9 的

7、結(jié)3果，這個(gè)角度就是目前的夾角?？梢灾苯邮褂盟?，也可重新輸入距離。默認(rèn)的狀態(tài)是這個(gè)功能有效。定向角度：未定向角度：沒有角度方向的概念，夾角值只起到大小的作用。對(duì)于兩個(gè)平面：選定兩個(gè)零件上的平面（特征上的平面、工作面、坐標(biāo)面）。將兩面約束是要夾一定角度，夾角 0，成為平行面，參見 006.AVI。對(duì)于平面和線：選定一個(gè)零件上的平面和另一個(gè)零件上的直線（棱邊、未將線約束為面的夾定角的線，夾角 0，成為垂直線。對(duì)于線和線：的草圖直線、工作軸、坐標(biāo)軸）。選定兩個(gè)零件上的線（棱邊、未夾角 0，成為平行線。相切：幾何關(guān)系：的草圖直線、工作軸、坐標(biāo)軸）。將兩線約束為夾定角的線，面或者面與線之間的相切位置約束

8、。作界面參見圖 6-10。對(duì)于兩個(gè)面：選定兩個(gè)零件上的面，其中一個(gè)可以是平面（特征上的平面、工作面、坐標(biāo)面）；而另一個(gè)是曲面；或者都是曲面（例如圓柱面、樣條草圖創(chuàng)建的面）。將兩面約束為相切，距離欄目的數(shù)據(jù)，這種條件下也是有意義的，說明兩者在相切的基礎(chǔ)上有距離。相當(dāng)于在兩者之間“墊上”一層距離厚度的虛擬實(shí)體。內(nèi)切外切距離圖 6-10 相切約束(4)：幾何關(guān)系：相當(dāng)于用兩個(gè)零件上選定的圓或者弧形邊實(shí)現(xiàn)所在面的配合、所在圓心同心，而兩軸線的方向一致性可控的位置約束，并不是一定要孔、軸。操作界面參見圖 6-11。軸線反向軸線同向共面或距離圖 6-11約束2.2 運(yùn)動(dòng)選項(xiàng)卡4描述“齒輪、齒條”的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

9、關(guān)系。操作界面參見圖 6-12。幾何關(guān)系：這是的一些“假定”的約束，嚴(yán)格地講并沒有“裝配”的味道。這種約束，并不需要兩者真的有齒、真的是齒輪；也不需要兩者一定有接觸 應(yīng)當(dāng)僅僅是個(gè)“動(dòng)畫的參數(shù)”，并不是真正的設(shè)計(jì)表達(dá)。界面中的標(biāo)記很清楚，例如類型：從左至右分別是，圓柱齒輪和齒輪齒條。打開 002.IAM，可見 002-3 零件下帶有名為“主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)”裝配約束，這是個(gè)“對(duì)準(zhǔn)角度”的約束，還可見帶有“速比”裝配約束，這就是“運(yùn)動(dòng)”約束、參數(shù)為 0.1 速比。在瀏覽器中選定“主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)”，在右鍵圖 6-12 運(yùn)動(dòng)約束菜單中“驅(qū)動(dòng)約束(D)”，可見圖 6-13 的界面，按下其中的黑三角按鈕，可見到 10

10、:1 的效果。但實(shí)際上殼體中確實(shí)什么也沒有。器運(yùn)行圖 6-13 運(yùn)動(dòng)約束實(shí)例2.3 過渡選項(xiàng)卡約束各種凸輪和從動(dòng)件這種類型的裝配關(guān)系，參見圖 6-14。打開 003.IAM，如圖 6-14 驅(qū)動(dòng)“凸輪旋轉(zhuǎn)”的角度約束，可看到這種裝配約束的結(jié)果。對(duì)于驗(yàn)證凸輪設(shè)計(jì)中幾個(gè)關(guān)鍵位置的設(shè)計(jì)結(jié)果，是有意義的。這是“直動(dòng)從動(dòng)件”的情況。在 003a.IAM 中，也可以正確地對(duì)線+弧組成的凸輪輪廓實(shí)現(xiàn)過渡約束，這是“擺動(dòng)從動(dòng)件”的情況。004.IAM 是另外一種凸輪機(jī)構(gòu)的模擬結(jié)構(gòu)，這個(gè)就比較復(fù)雜一些，兩條凸輪槽聯(lián)合控制一個(gè)從動(dòng)件，而 Inventor 也能夠做得很好，參見圖 6-15。另外的例子參見 006a

11、.IAM，這是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的裝配模型，Inventor 很好地模擬了機(jī)構(gòu)動(dòng)作，關(guān)鍵的是正確可靠的過渡約束。不僅是過度約束，在其他裝配約束的支持下，圖 6-14 過渡約束圖 6-15 凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)例-25Inventor 對(duì)于連續(xù)貼合的配合，能表達(dá)得很好。例如 005.IAM，這是個(gè)軸線錯(cuò)位 3mm 的連軸器結(jié)構(gòu)，能順利實(shí)現(xiàn)動(dòng)作模擬；較復(fù)雜的情況也沒問題，見 006.IAM（頭萬向節(jié)的裝配模型）。2.4 零的選擇這實(shí)際上是一種根據(jù)設(shè)定的條件來篩選當(dāng)前裝配模型中符合條件的零件或子裝配。在瀏覽器或者圖形區(qū)選定某零件，在右鍵菜單中可見圖 6-16 的“零列的幾種條件設(shè)置可能：約束到(C)：在圖形區(qū)和瀏覽

12、器中，分別醒目顯示與選定零件有裝配約束的所有零件。零大小(S):選擇”項(xiàng)目，其中有下按指定零的大小，選擇相關(guān)的零，可以有“大于等于”、“小于等于”兩種關(guān)系，界面參見圖 6-17。 其中，大小是用計(jì)算長度衡量，就是這個(gè)零件最小包含長方體的對(duì)角線長度。例如：一個(gè)直徑 10mm、長度 50mm的圓柱，其最小包含長方體是 10 x10 x50mm，對(duì)角線長度為 51.96mm,參見圖 6-18 中的標(biāo)注圖 6-16 零選擇確認(rèn)并結(jié)束最小包含長方體計(jì)算長度圓柱零件對(duì)角線重新選擇圖 6-17 按大小選擇圖 6-18 計(jì)算長度示意 零偏移(O) 球體偏移(P):按指定零的大小，選擇相關(guān)的零。先有這個(gè)指定零件

13、的初始的包含長方形（零偏移）或者球形（球體偏移），并默認(rèn)將這個(gè)長方形擴(kuò)大，（例如 12mm 偏距），參見圖 6-19?？梢灾苯虞斎肫凭嚯x、或者選定長方形的某面，拖動(dòng)移動(dòng)調(diào)整距離 被包含在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的零被選定。 按平面選擇(P):將圖 6-19 偏移選擇選定某平面，在這平面某一側(cè)邊（正方向、或者反方向）上的所有零將被選定?？梢杂霉ぷ髅婊蛘吡愕膶?shí)體面操作。圖 6-20 平面選擇 外部零件(X)零件(I) 照相機(jī)中的所有零(M):這是另外一種按零件大小選擇的方法，這三個(gè)方法實(shí)際上是相同機(jī)制的左、右、中這三種表達(dá)，參見圖 6-21，。所謂“可見度”，實(shí)際上是相對(duì)的大小。其中：圖 6-21 三種界面6

14、外部：應(yīng)理解為“較小的程度”，0%選出最大的零件、而 100%則會(huì)選定全部零件；：應(yīng)理解為“較大的程度”，0%選擇除了最大零件之外的全部零件、而 100%則不選定任何零件。最大的零件始終不會(huì)被選中；相機(jī)：與“外部”模式，最小的零件始終被選中。Inventor 中的“照相機(jī)”是什么尚無明確的解釋，如果是指當(dāng)前圖形區(qū)，應(yīng)當(dāng)是毫無關(guān)系。并不是在圖形區(qū)外面的零甚至在圖形區(qū)沒有任何內(nèi)容被顯示的條件下，也能按參數(shù)的設(shè)置選定相關(guān)零就不會(huì)參與選擇，。3. 裝配后的表達(dá)控制和驗(yàn)證(1)在裝配中，會(huì)有許多零可以將不需要處理的零參與，顯示有些。以前版本中，一一“不可見”，但是比較麻煩。選定零后，右鍵菜單中的“”功能

15、，是將選定的零之外的所有模型“不可見”。只有“可見”狀態(tài)下才會(huì)有“隔離”的可能性。回到原始狀態(tài)，同樣在右鍵菜單中可見“撤銷參見圖 6-22?！眻D 6-22 恢復(fù)全部顯示(2) 剖開顯示裝配之后，很難看到里邊的東西。工的1/4 剖半剖3/4 剖不剖想法是：如果能切開就好了。而 Inventor“正好”提供了這樣的功能。但是需要主機(jī)顯示卡的顏色設(shè)置成“真彩色（32 位）”的參數(shù)，否則顯示速度很慢?？赡艿难b配剖切表達(dá)參見圖 6-23（亮黃是保留部分）：剖切表達(dá)的基礎(chǔ)是工作面或者零件特征的圖 6-23 Inventor 的剖切表達(dá)功能界面平面。而實(shí)際上常用的是工作面。在裝配環(huán)境中，創(chuàng)建獨(dú)立的，能滿足希

16、望結(jié)果的工作面，用于剖切表達(dá)控制，這樣使用者的意圖能更方便地表達(dá)出來，例如 007.IAM 中的“P”工作面。這種工作面常常是在裝配環(huán)境下，根據(jù)具體的條件新建立的。這個(gè) P1 和 P2 面就是一個(gè)經(jīng)過外管軸線，垂直于裝配環(huán)境的 XY 面。結(jié)果參見圖 6-24。對(duì)于半剖，需要一個(gè)面；對(duì)于 1/4 或 3/4剖，則需要兩個(gè)面。實(shí)際上也并不是什么“1/4”或“3/4”，正確的解釋是：1/4 是說“剩下少半邊”；而 3/4 是說“剩下多半邊”，兩面夾角完全可以不是 90 度，因此也就可能是 1/3 或者 3/5 剖了。有些遺憾的是，如果能將剖切面上的零件輪廓勾勒出來，就更為清晰了。圖 6-24 剖切表

17、達(dá)實(shí)例(3) 剩余度顯示正確的、完整的裝配約束，應(yīng)當(dāng)能完全限制零件的六個(gè)度，這個(gè)檢驗(yàn)可以由 Inventor 的“自由度”工具實(shí)現(xiàn)，這個(gè)工具可以動(dòng)態(tài)地顯示某零件剩余度。如果被完全限制，則不會(huì)在這個(gè)零件上出現(xiàn)任何度標(biāo)記。參見圖 6-25。7如果欠約束的零件受到了約束，其度符號(hào)上會(huì)顯示一個(gè)立方體。將光標(biāo)在立方體上懸停，圖 6-25 剩余度顯示實(shí)例Inventor 將醒目顯示相關(guān)的零件。使用跨零件參照的“自適應(yīng)”零件不會(huì)顯示任何度。(4) 關(guān)于“啟用約束冗余分析”在“選項(xiàng)”界面的“是什么功能?”選項(xiàng)卡中，有一個(gè)參數(shù)“啟用約束冗余分析”，參見圖 6-23。這到底實(shí)際上在以前的版本中,這個(gè)功能也存在,但

18、是始終有效,不能由用戶關(guān)閉。因此，當(dāng)用戶在裝配中添加了與現(xiàn)有裝配約束相重復(fù)的裝配約束（也就是產(chǎn)生了約束冗余）的時(shí)候，Inventor 將彈出提示，用戶可以選擇“編輯”、“取消”或者“接受”。如果接受，在瀏覽其中這個(gè)約束前邊帶有白色底子“！”號(hào)，以提醒用戶裝配約束有問題；如果是黃色底子的“!”號(hào)，就是的約束了?，F(xiàn)在默認(rèn)狀態(tài)下是“無效”。因此，當(dāng)添加了冗余的裝配約束時(shí)，Inventor 不做任何提示，在瀏覽器中也沒有任何標(biāo)記；當(dāng)然對(duì)于的約束，還是會(huì)有標(biāo)記。難道不需要幫助進(jìn)行裝配約束的檢查么？當(dāng)然需要。應(yīng)當(dāng)總是將這個(gè)開關(guān)打開，就像圖 6-26 的樣子。圖 6-26 約束冗余分析(5) 驅(qū)動(dòng)裝配約束，

19、驗(yàn)證機(jī)構(gòu)動(dòng)作裝配約束可以被驅(qū)動(dòng)，以便表達(dá)整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，在上文的“過渡選項(xiàng)卡”中已有介紹。實(shí)際上所有的裝配約束都可以被這樣驅(qū)動(dòng)。值得注意的是，這種驅(qū)動(dòng)僅僅是在現(xiàn)有“幾何關(guān)系”基礎(chǔ)上的、以某參數(shù)為自變量的從新計(jì)算而已，與真實(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)作可能并不相同。關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的過程還是很順暢的。打開 008.IAM，在瀏覽器中雙擊“008-棘輪”，編輯這個(gè)零件，再選定“齒溝”特征的草圖進(jìn)行編輯，改變齒溝角 60為 55；在右鍵菜單中“結(jié)束草圖”、再在右鍵菜單中“完成編輯(F)”?？梢?，除了棘輪已經(jīng)更新之外，棘爪的頭部形狀，也關(guān)聯(lián)齒溝的新形狀而自動(dòng)更新。參見 007.AVI。8(6) 關(guān)于“接觸集合”在以前版本

20、Inventor 中的裝配約束驅(qū)動(dòng)，對(duì)于不連續(xù)的配合不能產(chǎn)生動(dòng)作。簡單的例子參見 024.IAM：在“選項(xiàng)”界面的“”選項(xiàng)卡中的“交互式接觸”欄目中，將“僅接觸集合”設(shè)置成有效；或者在菜單中“工具(T)”-“激活接觸識(shí)別器”；再在瀏覽器中選定有關(guān)零件或子裝配（024-3、024-2），之后在右鍵菜單中將“接觸集合(S)”選項(xiàng)設(shè)置成有效。拖動(dòng)茶色的零件（024-3）沿長度方向移動(dòng)，可見子裝配（024-2）產(chǎn)生了“接觸隨動(dòng)、脫離 ”的結(jié)果。這是 Inventor 裝配功能的改進(jìn)，也是對(duì)工程條件表達(dá)的進(jìn)一步支持。對(duì)于比較復(fù)雜的情況，例如“一齒差擺線針輪嚙合”，也能正確得到動(dòng)作模擬，參見 024a,I

21、AM，這是近似齒形下的結(jié)果，可見針輪轉(zhuǎn)一周，兩者相差一個(gè)齒。但是，可能是因?yàn)樗惴ǖ脑?，?duì)于“內(nèi)、外側(cè)面接觸”的情況，例如鏈條（參見 024b.IAM），目前還不能正確處理。4. 裝配環(huán)境下的草圖與特征在機(jī)械設(shè)計(jì)中，有一種“裝配后加工”的技術(shù)方法，是將相關(guān)零件安裝到位置后，在進(jìn)行一些結(jié)構(gòu)的加工。這種模式下，相關(guān)零件上并沒有這些結(jié)構(gòu)，只在“合件”設(shè)計(jì)中才出現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)的表達(dá)。Inventor 的“裝配環(huán)境下的草圖與特征”，恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)了這種設(shè)計(jì)構(gòu)思。操作體驗(yàn)：打開 009a.IAM，可見已經(jīng)有三個(gè)裝配好的零件了，現(xiàn)在要在裝配條件下，以零件 009-2的橙色面未基礎(chǔ)，創(chuàng)建合件的特征。創(chuàng)建裝配環(huán)境草圖：

22、在裝配環(huán)境下，在右鍵菜單中選定“新建草圖”；或者在菜單中選“草圖”，指點(diǎn)某零件的平面。按常規(guī)創(chuàng)建草圖，參見圖 6-27,其中，利用投影是必然的操作。之后拉伸-切割-貫通，可見相關(guān)零件都已具有這個(gè)圖 6-27 裝配環(huán)境下的草圖特征，見圖 6-28。圖 6-28 特征和瀏覽器中的結(jié)構(gòu)也可以利用這種“總體特征”與零件上“各自的特征”進(jìn)一步創(chuàng)建基于特征的特征，參見 009.IAM和圖 6-26。這種裝配環(huán)境中創(chuàng)建的特征（以下簡稱“裝配特征”），與零件本身的特征（以下簡稱“零件特征”），功能圖標(biāo)的樣子雖然相同，性能并不相同：裝配特征，在零件上不存在，僅在這個(gè)零件處于裝配環(huán)境中的時(shí)候才存在。這樣，就應(yīng)當(dāng)9

23、按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的“合件補(bǔ)充加工”或者“焊接合件”的概念，在模型和工程圖中使用這樣的特征。裝配特征依托于創(chuàng)建草圖時(shí)的零件，如果這個(gè)零件改變位置，影響到其他零件裝配特征的位置。在裝配中，具體那個(gè)其它零件受到影響可以單獨(dú)添加。參見圖 6-29 左。圖 6-29 添加或撤銷參與件在裝配中，也可以撤銷具體某個(gè)受到影響的零件。參見圖 6-29 右。目前只提供了拉伸、打孔、倒角和預(yù)定義裝配基準(zhǔn)這幾種特征。裝配特征和相關(guān)表面，不能像零件特征那樣調(diào)整顯示的顏色，只能是默認(rèn)顏色。5. 實(shí)裝配與虛裝配至此，已經(jīng)羅列了并介紹了 Inventor 的裝配功能，下面的內(nèi)容，則是如何使用這些功能，進(jìn)行的設(shè)計(jì)構(gòu)思表達(dá)，達(dá)到輔

24、助設(shè)計(jì)之目的。一個(gè)好的 CAD，要能夠清晰正確地表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思；表達(dá)越接近實(shí)際制造過程和工程條件，就越容易做到這一點(diǎn)，就對(duì)設(shè)計(jì)過程提供了更為有效的支持。對(duì)與裝配功能更是如此。裝配約束的施加與設(shè)計(jì)思維的表達(dá)兩者應(yīng)當(dāng)是一致的；裝配約束類型的選用，必定是基于、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思維的表達(dá)需要，而不僅僅是將零件放置到合適的位置上。這是一個(gè)根本性的概念問題。由于 Inventor 直接提供的裝配約束類型比設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中需要表達(dá)的類型少（例如沒有鍵到槽中、沒有螺紋旋入），因此，需要組合使用現(xiàn)有的裝配類型，才能正確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。在機(jī)構(gòu)裝配的中，與零件造型類似：不應(yīng)當(dāng)欠約束。就是說，完成裝配后在任何零件上，六個(gè)度都應(yīng)當(dāng)完全被

25、限制。當(dāng)然，因?yàn)?Inventor 并沒有建立螺紋聯(lián)接的裝配約束，螺紋連接的度限制就會(huì)留下一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，這與實(shí)際設(shè)計(jì)構(gòu)思的表達(dá)要求不完全符合描述裝配關(guān)系的目的一般是：在裝配中、在裝配關(guān)系約束下，根據(jù)要求進(jìn)行新零件設(shè)計(jì)。驗(yàn)證零件設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)構(gòu)思的結(jié)果。實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作模擬，檢查設(shè)計(jì)結(jié)果和出裝配工程圖以及其他表達(dá)圖樣。5.1 實(shí)裝配：。以零件上既看得見、也摸得到的、確實(shí)存在的幾何實(shí)體要素進(jìn)行裝配，筆者稱之為“實(shí)裝配”，10這種條件下，一定存在著零件之間的“接觸”。這也是在制造過最后的、真實(shí)機(jī)器的裝配結(jié)果。這種裝配關(guān)系，工5.2 虛裝配：是很熟悉的。這里就不必贅述了以零件上邏輯存在的幾何要素進(jìn)行裝配，例

26、如：中心線、工作面、曲面甚至是參數(shù)化的草圖 或者雖然裝配要素也是幾何實(shí)體，但它們之間并并沒有接觸，筆者稱之為“虛裝配”。這種裝配在實(shí)際制造過當(dāng)然是無法實(shí)現(xiàn)的。但這些在工的設(shè)計(jì)過，在思維推理中卻十分常見，這是設(shè)計(jì)構(gòu)思中很必要的一種技術(shù)，或者說是一種概念設(shè)計(jì)。在零件尚未完全確定的條件下，許多條件下是需要用虛裝配作為過渡條件，配湊零件最后的幾何形狀的。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過，這種虛裝配是在裝配圖中“比劃”，當(dāng)然是相當(dāng)費(fèi)勁了。而在 Inventor 中，可以輕易地實(shí)現(xiàn)這種虛裝配。這裝配的實(shí)現(xiàn)，甚至比實(shí)裝配還要順暢，因?yàn)檫@是 Inventor 的長項(xiàng)?？梢姡浞掷锰撗b配這種技術(shù)，是完整表達(dá)設(shè)計(jì)思維、全面支持設(shè)計(jì)

27、過程的重要一環(huán)。虛裝配可能是在中完成概念設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。下面是幾個(gè)虛裝配的例子：(1) 為中間零件設(shè)計(jì)條件作準(zhǔn)備利用相關(guān)零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或者虛擬的幾何結(jié)構(gòu)，在“裝配”這種工程關(guān)系的約束下，完成某零件的設(shè)計(jì)參數(shù)求解，進(jìn)而完成零件幾何形狀的設(shè)計(jì)，對(duì)于工來說，是常見的設(shè)計(jì)構(gòu)思。Inventor中能夠相當(dāng)完美地表達(dá)這種設(shè)計(jì)構(gòu)思。用好了這種功能，甚至可能利用草圖實(shí)現(xiàn)虛裝配，能使設(shè)計(jì)過程真正得到支持。例如一個(gè)在三中，較為復(fù)雜裝配的設(shè)計(jì)需求。這是個(gè)彎管工裝的典型設(shè)計(jì)，現(xiàn)有條件是：經(jīng)過前期計(jì)算，彎管滾輪理論點(diǎn)（軸線與對(duì)稱面的交點(diǎn)）位置在，以底板為基準(zhǔn)的 X=35、Y=20、 Z=40；滾輪軸線對(duì)于 XY 面為 30

28、 度、軸線投影在 XY 面上的投影與 X 軸成 15 度。滾輪和底板已經(jīng)造型完成。本設(shè)計(jì)的要求是：繼承前面的設(shè)計(jì)結(jié)果，完成滾輪的位置確定；并以此為基礎(chǔ)，創(chuàng)建滾輪支座的設(shè)計(jì)模型。具體交互操作過程以及相關(guān)的解釋如下：新建裝配模型在面板中單擊“裝入零”或者按“P”鍵，在接著彈出的界面中選定“底臺(tái)”零件，“打開”。參見圖 6-30。圖 6-30 引入現(xiàn)有零件點(diǎn)（不需要考慮位置），每拾取一次，就一個(gè)零件。在右鍵菜單中多了，可選定零件，在右鍵菜單中“刪除”。接著用光標(biāo)指定 “結(jié)束”。如果注意：新裝配中首先加入的零件，默認(rèn)為“固定”，在瀏覽其中，這個(gè)零件的左邊的圖標(biāo)是11一個(gè)圖釘。固定的零，將不會(huì)因?yàn)檠b配約

29、束的添加改變位置。同樣的方法一個(gè)“滾輪”。注意：以后加入的零件，默認(rèn)為“可動(dòng)”，在瀏覽其中，這個(gè)零件的左邊的圖標(biāo)沒有圖釘。可動(dòng)的零，將會(huì)因?yàn)檠b配約束的添加，相對(duì)改變位置。在瀏覽器中雙擊“底臺(tái)”零件，進(jìn)入這個(gè)零件的編輯操作。也可以在圖形區(qū)雙擊零件、或者在瀏覽器中選定零件，在右鍵菜單中“編輯(E)”。創(chuàng)建基于底臺(tái)上表面的草圖，并繪制草圖直線 A，按照設(shè)計(jì)要求標(biāo)注驅(qū)動(dòng)尺寸，參見圖 6-31。草圖線A圖 6-32圖 6-31結(jié)束草圖。過草圖直線作與底座上表面垂直的工作面，然后在其上新建草圖。投影草圖直線 A，參見圖 6-32。做草圖直線 B，從直線 A 的投影端點(diǎn)開始，標(biāo)注長度 40，參見圖 6-33

30、。作草圖直線 C，從直線 B 的端點(diǎn)開始，標(biāo)注角度 30 度。這是需裝配的基準(zhǔn)之一：軸線。參見圖 6-34。草圖線C草圖線B圖 6-34圖 6-33圖 6-35圖 6-3612結(jié)束草圖。做垂直于草圖線 C，并通過 C 線、B 線共同端點(diǎn)的工作面。這是虛裝配的基準(zhǔn)之二：基面（參見圖 6-35）。裝配滾子軸線與草圖線 C 重合；裝配滾子對(duì)稱工作面（基準(zhǔn)的 XY 面）與剛才的裝配工作面貼合（參見圖 6-36）。至此，虛裝配完成。結(jié)果參見 010a.IAM?？梢哉{(diào)整有關(guān)參數(shù)成不同的值，可見滾子位置能夠順利地跟隨變化，這就是參數(shù)化算法在裝配設(shè)計(jì)配湊中的作用。(2) 利用裝配關(guān)系，創(chuàng)建中間零件根據(jù)現(xiàn)有的裝

31、配（描述了設(shè)計(jì)構(gòu)思中工程關(guān)系），就可以根據(jù)這些進(jìn)一步設(shè)計(jì)滾子的支撐零件，而這個(gè)支座則是完全根據(jù)滾子的空間位置、基于與滾子、底座的裝配關(guān)系產(chǎn)生的，因此能隨著裝配關(guān)系的變化，自動(dòng)更新自己的參數(shù)，具體交互操作過程以及相關(guān)的解釋：打開 010.IAM，在工具面板中點(diǎn)擊“創(chuàng)建新零”；在接著彈出的界面中，指定零件文件名和位置，參見圖 6-37；圖 6-37 指定新文件參數(shù)“確定”之后，Inventor 將要求選擇一個(gè)平面，作為新零件第一個(gè)特征的草圖所依附的面。在這個(gè)例子中，選定滾輪的安裝端面上，于是，將創(chuàng)建草圖；在草圖工具邊板中單擊“投影幾何圖元”，選定滾輪的安裝孔，投影到草圖上，這是支座設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，參見

32、圖 6-38；圖 6-38 投影安裝孔圖 6-39 安裝結(jié)構(gòu)造型拉伸草圖成安裝軸，長度 20mm、以同樣的方法新建草圖，投影滾輪外圓的倒角小圓，拉伸草圖成安裝面，結(jié)果參見圖 6-39（從圖中可見，新結(jié)構(gòu)特征的左邊有一個(gè)紅綠弧形箭頭的標(biāo)記，這是 Inventor 的“自適應(yīng)”結(jié)構(gòu)標(biāo)記）。在底臺(tái)上表面新建草圖，投影新建零件的大圓；繪制矩形草圖，繪制矩形的構(gòu)造線對(duì)角先，將對(duì)角線的中點(diǎn)約束到投影橢圓的圓心上，標(biāo)注驅(qū)動(dòng)尺寸。參見圖 6-40 左。拉伸草圖“到”表面，參見圖 6-40 右。13到達(dá)面圖 6-40 支座立柱草圖和特征部分，完成支座基礎(chǔ)造型。結(jié)果參見 010.IAM。修剪掉立柱的至此，要求的設(shè)

33、計(jì)工作基本完成。其中已經(jīng)使用了基于裝配工程關(guān)系的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)。更改設(shè)計(jì)參數(shù)，支座零件將自動(dòng)跟隨關(guān)聯(lián)更新，參見 012.AVI。(3) 驗(yàn)證零件的設(shè)計(jì)是否正確常常有這樣的情況：零件已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，但因?yàn)槟承┰虿皇峭耆幕谘b配的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。工常常希望能“裝上試試，看看行”。例如 007.IAM，取自深孔噴吸鉆的設(shè)計(jì)，為了便于，簡化了不少結(jié)構(gòu)。外管、內(nèi)管都是按照以前的設(shè)計(jì)模式做的新設(shè)計(jì)，而定位釘則是直接以前的老設(shè)計(jì)。由于管子實(shí)際上很長（一米左右），內(nèi)管的前端要靠這三個(gè)支撐釘支撐在外管內(nèi)壁上，而后端則是很可靠的孔-軸配合。現(xiàn)在想“真的裝上試試”。于是引進(jìn)相關(guān)零件，支撐釘與內(nèi)管是實(shí)裝配；而內(nèi)管合件與

34、外管，則是以中心線為準(zhǔn)的虛裝配。剖視察看，效果見圖 6-41。需要在這種條件下驗(yàn)證老的支撐釘是否可用。雖然用尺寸鏈計(jì)算也能得出結(jié)論，但是對(duì)于設(shè)計(jì)配湊的不斷變化過程，試裝配會(huì)更直觀有效。先進(jìn)行檢查：“工具(T)”-“檢查(I)”，選定支撐釘和外管。發(fā)現(xiàn)出來了），參見圖 6-42。（其實(shí)剖面察看已經(jīng)能看圖 6-41 噴吸鉆設(shè)計(jì)局部結(jié)構(gòu)圖 6-42設(shè)計(jì)修改詳細(xì)參數(shù)求解過程：檢查結(jié)果創(chuàng)建新零件（這是假動(dòng)作，用后要?jiǎng)h除它）；以 P1 面創(chuàng)建新草圖；利用“投影”功能中的“投影剖切邊”，將支撐釘投影到草圖上；14利用“投影”功能中的“投影剖切邊”，將外管投影到草圖上；在菜單中“工具(T)”-“測量距離”，選

35、定兩投影線，結(jié)果為 1.5mm，參見圖 6-43。這就是支撐釘?shù)哪⒐筋^高度。測量線 1測量線 2圖 6-43 測量真實(shí)尺寸圖 6-44 修改設(shè)計(jì)“完成編輯”，“刪除”剛才新建零件；打開雙擊修改 007-支撐釘.IPT 中的草圖尺寸。參見圖 6-44。存盤結(jié)束，回到裝配中，再次做“檢查”，已經(jīng)可以了。綜上，利用虛裝配、剖切、假零件、剖切輪廓投影和草圖等功能，可以在裝配狀態(tài)下找到零件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)求解的具體方法，得出正確的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證零件設(shè)計(jì)的正確性，從而達(dá)到輔助設(shè)計(jì)的要求。(4) 確定軸系的位置關(guān)系齒輪傳動(dòng)軸系設(shè)計(jì)，是常見的需求。參見圖 6-45。圖 6-45 輪系概念設(shè)計(jì)結(jié)果實(shí)例這就是011Base.

36、IPT 零件，僅有草圖，這就是輪系的幾何概念設(shè)計(jì)的結(jié)果。其中，三個(gè)齒輪分度圓的驅(qū)動(dòng)尺寸，是使用表達(dá)時(shí)創(chuàng)建的；而尺寸 10 和尺寸 150 則是設(shè)計(jì)的需求。在零件設(shè)計(jì)中，公用設(shè)計(jì)草圖的概念和用法已經(jīng)介紹了，在裝配中，怎樣用草圖實(shí)現(xiàn)基于設(shè)計(jì)概念的裝配設(shè)計(jì)？三根軸的齒輪傳動(dòng)，一般是先有齒輪，再有軸，之后有軸的支撐結(jié)構(gòu)，最后是殼體設(shè)計(jì)。在殼體設(shè)計(jì)之前，需要確定這三根軸的空間位置。虛裝配能夠完成這個(gè)設(shè)計(jì)構(gòu)思的表達(dá)。為了簡化，將齒輪軸串的復(fù)雜裝配用圓柱表示，分別是 010-Z1、010-Z2 和 010-Z3 三個(gè)零件。裝配過程如下：新建裝配，引入 Base.IPT 和三根軸的零件；在工具面板上單擊“添加

37、約束”，圖 6-46 虛擬裝配的結(jié)果15在“配合”選項(xiàng)卡中，選定 Z1 軸線和直徑 d0 的草圖圓，實(shí)現(xiàn)軸線重合；選定 Z1 端面與 Base 零件基礎(chǔ)坐標(biāo)系中的 XY 面貼合，實(shí)現(xiàn)軸向定位，完成。同樣完成 Z2 與直徑 d1 的草圖圓、Z3 與直徑 d2 的草圖圓的裝配。這樣，軸串的位置在草圖的約束下，就可以正確表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思了，隨著 Base.IPT 的參數(shù)修改而跟隨關(guān)聯(lián)。結(jié)果參見 011.IAM 和 6-46。(5) 確定精確的中心距關(guān)系齒條與齒輪的相對(duì)位置是一個(gè)無限不循環(huán)小數(shù)（因?yàn)橛袌A介入）。怎樣精確得到中心距關(guān)系？參見 012.IAM。其中按虛裝配定位了一個(gè)齒輪的分度圓柱曲面與一個(gè)齒條

38、節(jié)線平面之間的相切關(guān)系，參見圖 6-47。利用曲面進(jìn)行裝配，也是有效的虛裝配。當(dāng)然，曲面的參數(shù)驅(qū)動(dòng)是基于零件施加的。在這種需求下，是否要做出齒部輪廓，對(duì)于涉及輔助并沒有實(shí)質(zhì)意義。圖 6-47 齒輪-齒條裝配實(shí)例6. 基于裝配約束的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)方法對(duì)于任何零件的設(shè)計(jì)，工于裝配關(guān)系進(jìn)行的。的設(shè)計(jì)思維總是“基于工程關(guān)系”，進(jìn)行的，在幾何設(shè)計(jì)中，是基絕不存在真正能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)出來的零件。在 Inventor 中，這種設(shè)計(jì)思維能夠很準(zhǔn)確地被表達(dá)出來，因此能夠相當(dāng)順暢地進(jìn)行設(shè)計(jì)支持。讀者在 4.2 節(jié)中會(huì)有感覺，這就是 Inventor 所說的“自適應(yīng)”。實(shí)際上，不能要求 Inventor 像成工那樣理解這些問

39、題，因此，有必要對(duì) Inventor 的規(guī)則與設(shè)計(jì)構(gòu)思的關(guān)聯(lián)可能作，以便充分利用 Inventor 完成預(yù)想的設(shè)計(jì)構(gòu)思表達(dá)。下面就“基于裝配約束”這種具有 Inventor 獨(dú)特風(fēng)格的方法就行細(xì)展開。利用裝配約束關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)零件的參數(shù)基于裝配的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，還是將形狀和尺寸分開來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。形狀需要自己設(shè)計(jì)，而具體的尺寸則是依據(jù)裝配關(guān)系，自動(dòng)計(jì)算得到的。這與參數(shù)化的二維草圖是同樣的道理。先體驗(yàn)一下。例如圖 6-48所示的例子：設(shè)計(jì)一個(gè)銷軸，并能隨著上游設(shè)計(jì)的修改而關(guān)聯(lián)修改。其中支座、搖臂是上游設(shè)計(jì)做的，而螺母合螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件。軸上的 M14x1.5 螺紋部分是確定的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；空刀槽寬度 3mm 也是確定

40、的數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)構(gòu)思中的各零件關(guān)系如下：銷軸貫穿支座和搖臂孔，完成徑向支撐。，其它的方法還有許多，將在后面詳搖臂銷軸螺母支座圖 6-48 設(shè)計(jì)實(shí)例軸向間隙調(diào)整，由銷軸大端右端面-搖臂厚度-支座右耳厚度-調(diào)整螺母，用這樣的裝配關(guān)系完成。銷軸小直徑軸徑應(yīng)縮入支座右端面 2mm，這是為了防止加工誤差，造成螺母不能正確縮緊的常規(guī)設(shè)計(jì)。16整個(gè)設(shè)計(jì)過程如下：開始新裝配，引入 013-支座.IPT；創(chuàng)建新零件 013-0.IPT，在 Inventor 要求選定草圖依附的面時(shí)，在空白處拾取，這是“暫時(shí)不建立關(guān)聯(lián)”的響應(yīng)方法。創(chuàng)建軸的草圖，其中僅確定螺紋軸徑和空刀的驅(qū)動(dòng)尺寸，其余欠約束，準(zhǔn)備在裝配中確定尺寸。空刀

41、槽不是標(biāo)注半徑，而是標(biāo)注“切入深度”，這既是設(shè)計(jì)思維的真實(shí)表達(dá)，也適應(yīng)未來基于裝配的關(guān)聯(lián)變化。結(jié)束草圖，在瀏覽器中選定這個(gè)草圖，在右鍵菜單中設(shè)置成“自適應(yīng)”，參見圖 6-49。圖 6-50 軸圖 6-49 軸的草圖回轉(zhuǎn)成軸，完成所有的細(xì)節(jié)修飾和螺紋定義。參見圖 6-50。在右鍵菜單中“完成編輯”，回到裝配；在瀏覽器中可見新零件已經(jīng)帶有“自適應(yīng)”圖標(biāo)了。在工具面板上單擊“移動(dòng)零”和“旋轉(zhuǎn)零”，選定新零件，調(diào)整到大致符合裝配關(guān)系的位置，可使裝配過程更方便。裝配銷軸大端外圓與支架大孔表面接觸配合。先選定大端外圓：要看準(zhǔn) Inventor 的反饋，不能在帶有中心線顯示的情況下選定。也可以稍等或者在右鍵

42、菜單中“選擇其它”，點(diǎn)擊“選擇其它”標(biāo)記上的箭頭改變選擇，直到出現(xiàn)“圓柱表面”的反饋顯示，再單擊提示中間的綠色方塊，選定。選擇其它圖 6-51 裝配操作示例之后，選定支架大孔的內(nèi)壁（Inventor 會(huì)自動(dòng)配對(duì)特征類型）。零件將自動(dòng)約束到位，同時(shí)銷軸大端直徑也自動(dòng)確定。當(dāng)然，如果是大間隙配合，就要輸入間隙值了。同樣操作，裝配銷軸小端外圓與支架小孔表面接觸配合，小軸徑也就因此而確定了。裝配銷軸大端外端面與支架外端面“表面平齊”，確定軸向長度的一個(gè)基準(zhǔn)。17裝配銷軸小軸徑的外端面與支座小端外端面“表面平齊”并帶有 2mm 的縮入，確定小端右端面軸向位置。這是為了避免加工誤差大來的過定位的常見措施。

43、將 013-搖臂.IPT 零件裝配到位。裝配銷軸大端的內(nèi)端面與搖臂的結(jié)合面貼合，確定大端軸向長度。裝入 013-螺母.IPT 到位，因?yàn)槁菽傅难b配結(jié)果，完全在設(shè)計(jì)師意料之中，所以并不需要真的安裝上，“”約束即可。裝配螺母外端面與軸螺紋段外端面“表面平齊”并帶有 2mm的凸出，完全確定了軸的各個(gè)尺寸。至此，銷軸設(shè)計(jì)完了。最后結(jié)果參見 013.IAM 和相關(guān)模型，過程可察看 008.AVI。這樣，上游設(shè)計(jì)的零件改變尺寸，銷軸的形狀和尺寸始終會(huì)在裝配關(guān)系的約束下，得到可靠的關(guān)聯(lián)變化。無論是零件模型還是零件工程圖，都同樣自動(dòng)跟隨變化。6.2 利用裝配關(guān)系確定零件具體尺寸的要點(diǎn)：(1) 相關(guān)零件的幾何形

44、狀存在著相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)例如：孔和軸、端面和端面這就是通常工程條件中的“裝配”基礎(chǔ)條件。在 Inventor 中，因?yàn)榭梢赃M(jìn)行“虛裝配”，因此，實(shí)際上這類“對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)”也可以擴(kuò)展到中心線、坐標(biāo)面這樣的，在實(shí)際裝配中無法直接利用的幾何要素，這無疑大大方便了設(shè)計(jì)構(gòu)思的表達(dá)。因此，實(shí)際上裝配對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)，可以是“實(shí)-實(shí)”、“虛-實(shí)”、“”這樣的各種配合關(guān)系。(2) 具有“自適應(yīng)”的需要根據(jù)裝配關(guān)系進(jìn)行約束變化的零件，必需設(shè)置成“自適應(yīng)”，與變化相關(guān)的特征和草圖也設(shè)置成“自適應(yīng)”，而且不要標(biāo)注相關(guān)驅(qū)動(dòng)尺寸。例如前邊軸上的大小軸徑和軸段長度。這種結(jié)果并不是“欠約束”，而是“緩約束”。某些零件上確定的，不需要依賴裝

45、配約束而確定的結(jié)構(gòu)，在草圖或者特征中，就需要給出確定的尺寸，Inventor 就不會(huì)再根據(jù)裝配約束計(jì)算它了。例如前邊軸上的螺紋段直徑和空刀槽。(3) 在裝配模型中添加必要的約束對(duì)于具有自適應(yīng)的、驅(qū)動(dòng)尺寸“緩約束”的特征結(jié)構(gòu)，在裝配模型中添加合適的裝配約束，這樣就把曾經(jīng)是“緩約束”的結(jié)構(gòu)“完成約束”了，因此確定了這個(gè)結(jié)構(gòu)的具體尺寸，達(dá)到確定最后參數(shù)的目的。6.3 裝配的目的在任何 CAD中，裝配都不是最終目的，實(shí)現(xiàn)基于裝配的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)這種工設(shè)計(jì)思維的真實(shí)描述和表達(dá)，并實(shí)施緩約束零件的約束，實(shí)現(xiàn)基于裝配的零件設(shè)計(jì)，這才是進(jìn)行裝配的最終目標(biāo)。當(dāng)然，對(duì)于相當(dāng)復(fù)雜的裝配關(guān)系，需要使用者自己要十分清醒，真正

46、地理解自己的設(shè)計(jì)究竟是怎么回事；掌握可 Inventor 中確切對(duì)應(yīng)的裝配約束技術(shù)方法。這對(duì)使用者的設(shè)計(jì)能力和 CAD能力，確實(shí)是一個(gè)考核過程，因?yàn)槿魏味疾荒芟袢艘粯幼龀觥澳：钡氖抡?qǐng)。這樣說，是因?yàn)閷?shí)際上并不是每個(gè)工對(duì)自己正在做的設(shè)計(jì)都真正理解。而學(xué)習(xí) Inventor 的過程，也是“規(guī)整”自己設(shè)計(jì)能力的過程。6.4 復(fù)雜裝配時(shí)的操作技巧較復(fù)雜的裝配關(guān)系設(shè)置中，Inventor 在紛繁的零件表達(dá)圖線中不容易感應(yīng)到所需要的裝配要素，但是提供了“先選定零件”的功能，參見圖 6-52。18這就能在選定裝配基準(zhǔn)要前，先給 Inventor 劃定具體感應(yīng)范圍，可減少差錯(cuò)。也可以在瀏覽器中選定目前不參與

47、裝配的內(nèi)容，在右鍵菜單中“不可見”，以減少顯示的復(fù)雜程度。6.5 理解“自適應(yīng)”現(xiàn)在，回過頭來看 Inventor 的“自適應(yīng)”，就能夠理解，這實(shí)際上就是“基于裝配關(guān)系的關(guān)聯(lián)”這種工了如指掌的基本概念。圖 6-52 先選定零件所以，與其說“自適應(yīng)”，還不如說“關(guān)聯(lián)”更為貼切，更容易被中國用戶接受。而這種關(guān)聯(lián)，Inventor 只是提供了工具。要想有效地使用，并確實(shí)造成設(shè)計(jì)過程和要求的順暢表達(dá)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)求解，其基礎(chǔ)還是用戶的設(shè)計(jì)能力。(1) 基于已有零件輪廓的跨零件投影，實(shí)現(xiàn)隱含裝配關(guān)聯(lián)這實(shí)際上是也是一種裝配約束定義方法，只不過是“隱含”的操作而已。就是說，雖然并沒有直接使用裝配功能，In

48、ventor 卻能根據(jù)操作過程，自動(dòng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的裝配約束。例如：將新建零件的草圖所在面放置在原有零件的某面上，就自動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)“表面平齊”的裝配約束。而跨零件輪廓投影，將產(chǎn)生在投影輪廓上的裝配約束，這種約束比裝配功能產(chǎn)生的約束要復(fù)雜，但性質(zhì)是相近的，都是建立裝配關(guān)聯(lián)，并能在原始零件相關(guān)輪廓改變后，自動(dòng)基于裝配關(guān)聯(lián)，在新零件上產(chǎn)生相關(guān)改變。由于這樣的裝配約束，并不是通過啟用具體的某種裝配功能所造成的，因此筆者就稱之為“隱含的裝配關(guān)系定義”。這種技術(shù)方法是 Inventor 的特色功能，很符合工在實(shí)際設(shè)計(jì)中使用。這是典型的“變量化”模型算法。的設(shè)計(jì)思維過程，而且有許多的技巧可以典型的設(shè)計(jì)規(guī)則是，零件

49、相互連接的部分，在形狀和尺寸上也是相互關(guān)聯(lián)的。就是說，兩零件的連接部形狀相同、尺寸相關(guān)。下面體驗(yàn)一下：設(shè)計(jì) 014a.IPT 零件相配合的新零件，要求兩者的連接部分形狀與尺寸能夠一致并關(guān)聯(lián)：開始新裝配。引入 014a.IPT創(chuàng)建新零件 014b，并用這兩個(gè)零件的接合面為新草圖所依附的面。利用“投影幾何圖元”功能，將光標(biāo)放在接合面輪廓，等 Inventor 感應(yīng)到全部輪廓，拾取，投影到新草圖上。參見圖 6-53。這樣的草圖一定是“自適應(yīng)”的。以這個(gè)投影后的草圖，拉伸創(chuàng)建新零件的基礎(chǔ)特征，再創(chuàng)建建定心配合的圓柱部分，參見圖 6-54 左圖和014T。圖 6-53 投影結(jié)果圖 6-54 零件關(guān)聯(lián)結(jié)果

50、實(shí)例保存這個(gè)裝配到 014.IPT，打開 014T，作詳細(xì)設(shè)計(jì)。19究竟會(huì)有怎樣的關(guān)聯(lián)結(jié)果？可以做下面的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：編輯 014a.IPT，更改外圓直徑 32 改變到 50mm。新零件將自動(dòng)跟隨（參見圖 6-54 右圖）。(2) 基于跨零件投影的幾點(diǎn)注意投影過程在這種技術(shù)方法下，要經(jīng)常地利用 Inventor 的感應(yīng)功能取得需要投影的其他零件上的棱邊，而自動(dòng)感應(yīng)將隨著光標(biāo)的移動(dòng)自動(dòng)進(jìn)行。如果當(dāng)前顯示中的棱邊較多而且復(fù)雜，這種自動(dòng)感應(yīng)將很不容易操作；如果要感應(yīng)投影的零件從顯示上看，與草圖所依附的面之間隔著較多的其他零件，可能感應(yīng)不出來；Inventor 在這種條件下不能像裝配功能那樣，可以先指定零

51、件。因此，設(shè)法化簡可能被感應(yīng)的內(nèi)容，就是必須的做法了。具體方法是：將無關(guān)的零件或子裝配，設(shè)置成“不可見”、甚至干脆“不啟用”。其實(shí)，這也正是工在設(shè)計(jì)中原來的做法，而 Inventor 提供了這種可能操作。對(duì)于有關(guān)的子裝配，可能的條件下，可以使用衍生功能，大幅度減少相關(guān)的棱線，是投影感應(yīng)變得成最簡結(jié)果（詳細(xì)關(guān)聯(lián)與非關(guān)聯(lián)見下邊的“子裝配的衍生”條目）。并不是所有的這類投影（包括指點(diǎn)棱邊、投影剖切邊）都能建立裝配關(guān)聯(lián)。如果投影結(jié)果不是黑線，而是粉紅線，就說明這個(gè)投影是“非關(guān)聯(lián)的”。如果想建立關(guān)聯(lián)，就不能用粉紅色的投影線。為什么會(huì)有“非關(guān)聯(lián)”呢？筆者不能解釋。關(guān)聯(lián)的有效性圖 6-55 草圖參見 014

52、-1.IAM，這是個(gè)簡單的模擬模型，014-1a 零件是基于 014-1 的跨零件投影確定結(jié)構(gòu)位置的，參見圖 6-55。如果將 014-1 零件的尺寸 50 改成 80，結(jié)果能夠正確關(guān)聯(lián)。關(guān)于投影“回路”的數(shù)量在 014.IAM 中，如果改變 014a.IPT 的環(huán)形陣列數(shù)量，014T 外觀上的結(jié)構(gòu)能夠順利跟隨變化，甚至改變相關(guān)草圖的結(jié)構(gòu)也沒有問題；但是會(huì)出問題。如果減少陣列數(shù)量，Inventor 報(bào)錯(cuò),參見圖 6-56；而增加陣列數(shù)量，將缺少新增加的孔。分析原因，筆者認(rèn)為這里有一個(gè)“投影回路數(shù)量”的規(guī)則問題：在跨零件投影時(shí)，Inventor 記得所有投影的回路數(shù)量，這個(gè)例子是 8 個(gè)回路，也

53、就是內(nèi)圈、外圈加上 6 個(gè)孔。在更新過，Inventor 將按照原來記得的這 8 個(gè)回路進(jìn)行關(guān)聯(lián)，所以陣列數(shù)量修改后沒問題，因?yàn)榛芈窋?shù)量不變；但不會(huì)計(jì)算新加入的回路，所以，沒有新的孔；而缺少回路將導(dǎo)致出錯(cuò)。(3) 關(guān)于尺寸公差的處理問題基于裝配的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，從結(jié)構(gòu)關(guān)系上圖 6-56 出錯(cuò)實(shí)例20很好地表現(xiàn)了工的設(shè)計(jì)思維，這是一個(gè)很有意義的功能，是 Inventor 的優(yōu)點(diǎn)之一。但是，因?yàn)镮nventor 作者對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)則還不是很清楚，這種模式下有個(gè)明顯的功能配合的處理規(guī)則，現(xiàn)狀如下：，這就是關(guān)于公差與如果在模型中確定了約束尺寸，就能添加這個(gè)尺寸的公差；但是這不是“緩約束”的狀態(tài)，也不能利用裝配

54、關(guān)系進(jìn)行相關(guān)件的公稱尺寸的關(guān)聯(lián)。如果模型的這個(gè)特征是“緩約束”，則不能給定驅(qū)動(dòng)尺寸，因此也就不能添加公差，這是“自適應(yīng)”要求的規(guī)則。在給“自適應(yīng)”零件添加裝配約束的時(shí)候，實(shí)際上相當(dāng)于確認(rèn)了這個(gè)特征的驅(qū)動(dòng)尺寸（公稱尺寸）；但不能按配合方式和精度，給這個(gè)尺寸添加公差。因此，自適應(yīng)零件的相關(guān)尺寸和公差，只能在其工程圖中，手工交互操作進(jìn)行添加。公稱尺寸可以直接繼承裝配帶來的大小，而公差則只能硬性設(shè)置。實(shí)際上，Inventor算法中的裝配功能，已經(jīng)具有了“配合間隙”的概念和處理能力了，只不過寫程序的時(shí)候，沒想到需要這樣寫，更沒想到根據(jù)配合方式中也應(yīng)當(dāng)能確定裝配參數(shù)，并進(jìn)一步將這個(gè)數(shù)據(jù)傳遞給零件和裝配工程

55、圖，完成完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞過程。(4) 草圖和特征的“自適應(yīng)”區(qū)別對(duì)于輪廓草圖：設(shè)置成“自適應(yīng)”，只有呈欠約束的、未被標(biāo)注驅(qū)動(dòng)尺寸的圖線，能夠在裝配約束下補(bǔ)全約束，達(dá)到全約束。對(duì)于特征：設(shè)置成“自適應(yīng)”，則可以給定驅(qū)動(dòng)尺寸，達(dá)到全約束；但是，在這樣的條件下，也能根據(jù)裝配關(guān)系計(jì)算并為這個(gè)驅(qū)動(dòng)尺寸重新賦值（例如拉伸特征的長度、旋轉(zhuǎn)特征的角度）。這是 Inventor 對(duì)不同數(shù)據(jù)的不同處理規(guī)則。7. 子裝配與、合件同一個(gè)裝配中，完成上千零件的裝配關(guān)系描述，不僅是相當(dāng)麻煩的，也完全不是必要的。實(shí)際的設(shè)計(jì)過，裝配總是分級(jí)完成的。這就是“子裝配”的概念。也就是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思中、合件一類的概念的模擬。一個(gè)子裝

56、配，常常是百十個(gè)零件的裝配，而其中也并不全是基于裝配關(guān)系而設(shè)計(jì)的零件。對(duì)操作體驗(yàn)：裝配，Inventor 將它也作為一個(gè)“零件”在裝配環(huán)境中處理。打開 015-1.IAM，將光標(biāo)放在紅色的 015-1b 上，按住拾取件拖動(dòng)，可見零件能繞著安裝孔旋轉(zhuǎn)新建裝配，引入 015-1.IAM;015-1T再引入 015-1因?yàn)橹皇荰，用“”裝配成圖 6-57 的樣子。約束，015-1b 可以在選定后，拖動(dòng)著繞安裝孔轉(zhuǎn)動(dòng)；而在 015-1 合件中的 015-1b 此時(shí)則不能拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)了。在瀏覽器中雙擊 015-1，再試驗(yàn)，又可以轉(zhuǎn)動(dòng)了圖 6-57 裝配結(jié)果可見。默認(rèn)狀態(tài)下，雖然從子裝配自身來說是可能相對(duì)于運(yùn)

57、動(dòng)的，但是進(jìn)入上一級(jí)裝配之后，則可能會(huì)成為不可運(yùn)動(dòng)的。原因是裝配中的各個(gè)級(jí)別之間數(shù)據(jù)傳遞的限制所致。將子裝配的可動(dòng)零件性能帶到上一級(jí)裝配中，并繼續(xù)使用，需要進(jìn)行各級(jí)裝配的數(shù)據(jù)傳遞和關(guān)聯(lián)。而解決的方法也很簡單：將這個(gè)需要做數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的子裝配 015-1 定義為“自適應(yīng)”，使這個(gè)子裝配也成為基于總裝配的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳遞模式，在總裝環(huán)境中就成為可動(dòng)的了。21例如圖 6-58 的設(shè)計(jì)。按照設(shè)計(jì)師的想法，法蘭、銷軸、油缸、活塞和油缸蓋自成一組裝配油缸合件；裝配到總裝中，并與殼體配合；與夾緊桿通過銷子配合；在夾緊動(dòng)作模擬中實(shí)現(xiàn)活塞桿的伸縮和油缸的擺動(dòng)。具體操作是：如實(shí)表達(dá)這種裝配層次，并且裝入，再將油缸合

58、件定義為“自適應(yīng)”狀態(tài)。至此，子裝配與總裝配之間的數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系、表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思的方法等已經(jīng)完全解決。而對(duì)于不必傳遞可能的動(dòng)作到總裝配的情況，就沒有必要將這個(gè)子裝配設(shè)置成“自適應(yīng)”，這可以減少 Inventor 數(shù)據(jù)處理的工作量，加快效率；而且這也是設(shè)計(jì)構(gòu)思的正確表達(dá)。圖 6-58 夾具設(shè)計(jì)實(shí)例8. 焊接合件裝配設(shè)計(jì)焊接件，是一種多個(gè)零在焊接的工藝下進(jìn)行組裝的合件，Inventor 為此提供了相關(guān)功能。一種的，為焊接結(jié)構(gòu)合件的裝配設(shè)計(jì)而用模板。應(yīng)當(dāng)用的模板名是：Wemdlent(GB).IAM。以這樣的模板新建的裝配，Inventor 環(huán)境界面上有些特殊的內(nèi)容，這里了一些項(xiàng)目，例如：準(zhǔn)備、焊接、加

59、工。參見圖 6-59。作為焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必然要求有型材的功能，Inventor 的能，單獨(dú)提供了型材庫。自 Inventor R6 開始，庫就是自動(dòng)在安裝過加入了。型材庫的使用這是 Inventor 提供的標(biāo)準(zhǔn)庫成員，隨著 Inventor 的安裝而自動(dòng)裝入。型材庫只能在裝配環(huán)境中使用。例如使用角鋼型材的過程：在瀏覽器上沿，點(diǎn)擊“模型”右邊的三角，將彈出菜單，在其中選定“庫”，按圖 6-60 的過程操作；圖 6-59 焊接件環(huán)境界面圖 6-60 選定型材庫最后瀏覽器將切換成圖 6-60 右邊的樣子。一般需要拉寬瀏覽器的寬度，才能出現(xiàn)完整的界面。界面上沿的按鈕從左至右分別是：后退、上一級(jí)、前進(jìn)、

60、顯示模式切換（列表/圖標(biāo)）、圖 6-61 型材參數(shù)22搜索、收藏夾、歷史和標(biāo)準(zhǔn)過濾器。例如使用 GB9788-88 不等邊角鋼，在圖 6-60 最右邊的界面中選定了規(guī)格，會(huì)切換到圖 6-61的界面。在其中指定詳細(xì)參數(shù)，之后在帶有“筆”的框格中按下拾取鍵，將“筆”標(biāo)記拖放到圖形區(qū)。接著 Inventor 將要求指定這個(gè)零件文件的名稱和存放位置。整個(gè)過程參見 009.AVI。(1) 關(guān)于型材文件名的處理：上，零件文件名與裝配中的零件名搞成相同的，這便于管理。文件名可以在型材文件的界面中自定義；而這個(gè)裝配瀏覽器中的零件名，默認(rèn)為這個(gè)零件的“代號(hào)”，例如： “GB9787-88-20 x20 x4-5