基于装配关系的关联设计

1、1 2007 Autodesk 基于装配关系的关联设计基于装配关系的关联设计 Autodesk Inventor User Club 2 2007 Autodesk 主要内容主要内容进行关联设计的必要性如何在Inventor中进行关联设计利用fx参数表进行零部件之间的关联设计利用基于装配约束关系的自适应技术进行零件设计利用衍生来实现零件级别的布尔运算利用复制对象技术来实现复杂曲面之间的关联设计通过跨零件投影来实现关联设计利用三维曲线创建控制路径进行管道设计3 2007 Autodesk 进行关联设计的必要性进行关联设计的必要性任何零件都不可能是单独设计出来；设计是一个不断调整、配凑的过程；零件

2、与零件之间存在着关联。在三维软件中进行设计，应该在现有的软件功能基础上，尽可能去“再现”设计思维中的关联，提高设计的质量和效率。4 2007 Autodesk Inventor中实现关联设计的方法中实现关联设计的方法 fx参数表 自适应技术 衍生 对象复制 跨零件投影 5案例一：利用案例一：利用fx参数表实现零部参数表实现零部件之间关联设计件之间关联设计6 2007 Autodesk 零部件之间因设计参数而关联在一起； 设计参数文件往往是多个零部件所共同使用的数据； 数据的修改，将改变所关联的模型，造成整个装配的改变。参数参数fx7 2007 Autodesk 实际案例：轴系部件上键槽的设计实

3、际案例：轴系部件上键槽的设计键槽轴已经设计完成为该轴设计键槽8 2007 Autodesk 设计过程设计过程1. 通过fx参数表创建键零件2. 链接键零件的fx参数来设计键槽特征输入用户参数引用尺寸完成链接参数表生成键槽9 2007 Autodesk 3. 用同样的方法创建轮毂键槽4. 装配更改键的尺寸，轴上键槽和轮毂键槽都将作相应的变化10 2007 Autodesk 点评点评：这种装配关系所依据的参数，往往都是在装配尚未进行之前，就已经被确定了的；而这种确定常常是基于比装配更原始的设计构思（例如：根据刚度要求而确定的一根轴的直径）这种方法的结果是极其稳定的，思路也是十分清晰的。但是不能表达

4、尚未确定数据的结构设计过程。 除了在本案例中提到的直接关联模型文件来实现参数关联的方法之外，衍生也能达到相同的效果。在Inventor中，通过Excel文件也能实现模型之间的参数关联。需要说明的是：Excel具有强大的计算和统计功能，我们可以在Inventor利用这些优势；但是这种方法使得关联响应速度慢；而且参数项的数据和含义的正确性需要自己把握，Excel不会有任何提示；各种数据辅助性能都不如Inventor自己的参数表。11案例二：利用基于装配约束关系案例二：利用基于装配约束关系的自适应技术进行零件的自适应技术进行零件设计设计12 2007 Autodesk 设计中的很多零件尺寸都是通过装

5、配约束关系来确定的零件设计的初期“缓约束”这些尺寸，将来在装配环境下基于约束关系自动计算这些尺寸自适应13 2007 Autodesk 实际案例实际案例 轴上套筒的设计轴上套筒的设计 轴上的关键零部件(轴、齿轮、轴承、键) 已经设计并装配完成 为了固定轴上零部件，需要设计一套筒 该套筒的一个端面和轴承端面平齐，另一端面和齿轮端面平齐，轴套的轴向长度是根据齿轮以及轴承安装在轴上的安装位置来确定的 可以通过自适应技术来确定轴套的长度14 2007 Autodesk 设计过程设计过程创建轴套零件，将轴向的长度尺寸设置为缓约束零件环境和装配环境下，将套筒零件都设置成自适应状态添加装配约束此时套筒的尺寸

6、完全由装配关系决定，改动轴上套筒端的长度，套筒长度也会做出相应的变化15 2007 Autodesk 点评点评 自适应是这种方法适用于设计的参数不太清楚或者不太关心，只能确认几何结构和装配关系条件下的关联设计简单装配时Inventor的自适应可以实现，但是零件多的时候就容易会出错16案例三：利用衍生来实现零件级案例三：利用衍生来实现零件级别的布尔运算别的布尔运算17 2007 Autodesk 机械加工过程往往是一个材料的去除的过程在零件设计时有时需要通过零件级别的布尔运算模拟这个过程衍生衍生18 2007 Autodesk 实际案例实际案例 电话机的面板上按键孔电话机的面板上按键孔 根据按键

7、的形状和排列，在已有底座上设计出按键孔 将按键“安装”在外壳上，调整其位置达到最佳效果，然后再在外壳上“减去”按键作出孔，得到外壳零件19 2007 Autodesk 设计过程设计过程2. 阵列按键1.安装按键4. 完成3. 衍生装配体可能在设计后期当需要更改按键的形状和排列时，电话底座上的按键孔也会相应的更改20 2007 Autodesk 点评：点评：在该设计中，通过衍生实现了零件级别的布尔运算；衍生是Inventor中一个强大、实用的工具，它是设计人员常挂在嘴边上的设计用语“在xxx基础上如何如何”这个设计思维的清晰的表达方法。Inventor关于零件环境中衍生机制的几个规则是： 2.1

8、 草图的衍生：对于二维草图，可见的草图都能衍生进来，而不管是否被特征引用过；但是，三维草图不会被衍生带进来。 2.2 非几何参数的传递：一个零件的设计数据，是几何参数和非几何参数组成。而衍生实际上仅是在大部分几何构成上作数据处理，并不会涉及到非几何数据。在衍生的参数设计中，目前还没有提供关于原始模型的非几何设计参数，这几乎是唯一的缺憾。21案例四：利用复制对象技术来实案例四：利用复制对象技术来实现复杂曲面之间的关联现复杂曲面之间的关联设计设计22 2007 Autodesk 在装配体中，有时零件与零件之间装配关系并不能通过一些简单的点、线、面来描述，而是通过一些复杂的空间曲面来配合；在设计过程

9、中建立这曲面之间的关联关系。复制对象23 2007 Autodesk 实际案例：为电话底座设计手柄实际案例：为电话底座设计手柄为齿轮安装设计键槽底座已在上一案例中设计完毕手柄外形需要和底座贴合24 2007 Autodesk 设计过程设计过程1. 创建轮廓复制底座中相贴合的面扫掠出电话听筒轮廓25 2007 Autodesk 2. 创建听筒切除听筒多余部分修饰当我们改变底座外形的时候，手柄形状都会作相应的更新。26 2007 Autodesk 点评：点评： 1在装配环境下，可以通过复制对象命令来实现跨零件的曲面关联 2在Inventor中，衍生也可以建立这种跨零件曲面关联关系。但是两种方法有以

10、下几点不同： a. 衍生必须关联被衍生件的所有表面，而复制对象则可以选择希望关联的表面； b. 复制对象仅在装配环境下有效，衍生则无此要求。 3在Inventor 2008以前的版本中，复制对象命令叫做升级。27案例五：通过跨零件投影实现关案例五：通过跨零件投影实现关联设计联设计28 2007 Autodesk 在装配体中，有些零部件之间是通过几何形状连接在一起的，如法兰盘、花键等结构。在设计的后期可能需要更改其中的某个零件的结构，这时候我们自然希望和它关联的另外一个零件也能够相应的自动更改。跨零件投影29 2007 Autodesk 实际案例：空间连接件的设计实际案例：空间连接件的设计为齿轮

11、安装设计键槽两零件的形状、位置已经由上一级结果结出30 2007 Autodesk 设计过程1. 创建连接件跨零件投影拉伸创建出连接部分31 2007 Autodesk 2. 创建过渡部分扫掠创建过渡部分32 2007 Autodesk 调整两个零件的形状、空间位置，连接件都将做相应的变化33 2007 Autodesk 点评点评像这样比较麻烦的空间位置关系，很难用二维的设计手法解决。而在三维的，具有参数化核心算法的Inventor中零件创建过程相当顺利,同时满足了连接件与被连接物体的位置关系和几何尺寸两个关联要求；需要注意的是，并不是所有的这类投影（包括点、棱边、投影剖切边）都能建立装配关联

12、。如果投影结果不是当前颜色方案（见工具-应用程序选项-颜色）下的关联线颜色就说明这个投影是“非关联的”。例如在“黄金时代”颜色方案下，粉红色的投影线为关联线颜色，黑色图线则无法关联。34案例六：利用三维交线创建控制案例六：利用三维交线创建控制路径进行管道设计路径进行管道设计35 2007 Autodesk 在设计过程中，有时需要创建空间曲线来构造复杂模型，而这些三维曲线可能是依附在一定的集合元素上的。在Inventor中，可以先做出辅助元素，利用三维交线来产生此类曲线三维交线36 2007 Autodesk 实际案例：管道零件实际案例：管道零件为齿轮安装设计键槽设计零件的结构37 2007 Autodesk 设计过程设计过程创建辅助曲面做两辅助曲面的交线扫掠成形 38 2007 Autodesk 点评点评 在本案例中，利用辅助曲面的交线来产生空间曲线，可视性强，而且易于控制 2006 Autodesk 关联设计是Inventor的特色功能之一，Inventor提供了多种有利方法