inv r9教程s10钣金技术

1、第 10 章 钣金设计相关技术目前的功能，总体上说，还没有完经典的“钣金”设计需要，现在能处理冲压加工中的冲裁、弯折、卷边，并再此基础上完成展开。目前的功能参见图 10-1。图 10-1 钣金特征功能(本章中与 InventorR8 相同的操作，将沿用老的 AVI 文件)1. 体验钣金功能为了直接进入和理解钣金功能，借用这个简单的钣金零件进行示例，参见图 10-2 的零件，要求板厚度 0.5mm。下面体验一下创建这个钣金模型的过程：开始新零件，选定 Sheet Metal.IPT 作为模版。结束草图，在钣金特征工具面板中点击“样式”，设置基础参数，参见图 10-3；图 10-2 钣金零件图图

2、10-3 确认板厚，更改材料1 在“折弯”选项卡中更改“过渡类型(T)”和“释压形状(S)”参数，改成图 10-4 的结果；图 10-4 修改“过渡类型(T)”和“释压形状(S)”参数 在“拐角”选项卡中，将“释压形状(R)”改成“圆角”，参见图 10-5；图 10-5 修改拐角释压形状“保存”、“完成”。编辑草图，创建矩形草图，尺寸 50 x80mm；结束草图，在在钣金特征工具面板中点击“平板”，选定草图，创建基础板；在基础板侧面新建草图，绘制侧板的轮廓，参见图 10-6；图 10-6 侧面板草图 结束草图，在在钣金特征工具面板中点击“平板”，选定新草图，方向向内创建侧板； 因为另一个侧板是

3、对称的，按特征造型的，可以“镜像”，但是，Inventor 在钣金中不能做。只好在另一侧按上边的过程再做一个。注意要 在基础板的端面新建草图，创建矩形轮廓。不要在意宽度，只要高度上与侧板约束为“线重合”即可，参见图 10-7；相关的设计参数，而不是用投影；图 10-7 端部板草图2结束草图，在在钣金特征工具面板中点击“平板”，选定新草图，方向向内创建端板；在在钣金特征工具面板中点击“拐角接缝”，将弹出图 10-8 右边的界面，在其中设置“接缝”栏目的形状和“间隙”尺寸如图；图 10-8 处理拐角 按下“边”按钮，如图 10-8 左边所示，选定端板和侧板的外侧竖直棱边，之后“确定”，结果参见图

4、10-9，同样处理好另一边；图 10-9 拐角处的处理结果图 10-10 创建两个“凸缘” 在在钣金特征工具面板中点击“凸缘”，将弹出图 10-10 的界面，选定侧板外侧边，做 10mm图 10-11 草图的折弯；在新建板的表面作草图，参见图 10-11；在在钣金特征工具面板中点击“切割”，选定草图，“确定”，参见图 10-12；在钣金特征工具面板中点击“展开模式”，得到展开图，参见图 10-13；完成。3图 10-12 切割出孔洞图 10-13 展开结果2. 钣金基础参数设置在钣金工具面板中，“样式”功能是确定钣金模型的基本参数。这些参数将成为以后设计中的默认值。各个参数的作用如下：2.1.

5、 关于“图纸”选项卡：参见图 10-14。这里不得不说明一下，其实这里没有“图纸”什么事，界面中所说的“图纸”，实际上就是设计过关于钣金的“钣”。图 10-14 钣材参数设置界面 材料(M)、厚度(T):这是一些常规的概念，应当按实际情况设置。比较遗憾的是，钣厚参数不能直接设计变量表的数据，手工键入变量名。注意：一定要将材料改成设计需要的参数，因为默认的参数是“水”！应当将材料设置好，之后另存为钣金模版。 展开方式(U)：可选“水平线”或“折弯表”方式。以“水平线”展开是什么？读者可能不明白。这实际上就是“线性展开”，本地化中翻译有误。这是 Inventor 默认的展开模式；而“折弯表”则需要

6、用户自己创建并使用一种折弯展开计算中，补偿系数的数据文件进行展开参数的计算。选择“折弯表”作为展开控制后，折弯表中列出的值将决定了每种折弯半径和折弯角度所对应的展开补偿值。数据描述规则参见：C:Program FilesAutodeskInventor 9SlesBend TablesBend Table4(mm).TXT 范例文件，其中有详细的解释。 展开方式值(V)：对此，Inventor 自己的解释是确的，公式也不对。笔者认为是原文有误。笔者根据实际发生的结果，重新解释如下：其准确含义描述应当是“折弯部展开长度计算系数”。参见图 10-15。实际上在折弯变形过，折弯圆角内侧材料被压缩、外

7、侧材料被拉伸，而保持原有长度的材料呈圆弧线分布（图中的虚线）。这个圆弧所在位置是钣的材料力学中性线，这就是用来计算展开长度的线。它不可能超过钣厚的几何形状的 1/2 处。系数 K 就是对材料中性线位置的计算系数。性展开方式下，K 决定了计算折弯圆角部分结构（任何可以得到这种形状的特征），在计算展开长度时的系数。范围是 0-1；默认值是 0.44。折弯展开长度计算公式如下：展开结果长度 = 2*PI*（折弯半径 + K *厚度）*（折弯包角/360）可见，随着 K 系数的不同设置，带折弯的展开长度将有所不同，这种条件下，模型上所有的相关部分的展开计算，将使用同一个系数；而在“折弯表”模式下，可能

8、针对不同的参数使用不同的计算系数，应当更为精确合理。根据材料和具体钣金设计规则的不图 10-15 折弯示意同，可改变 K 系数到合适的值，以便能在展开后得到比较准确的长度。方法是点击图 10-16 K 系数修改或添加图 10-14 界面中的“修改列表(M)”按钮。之后再在图 10-16 的界面中操作。可修改，添加或者删除。K 系数与材料相关，主要也取决于钣厚度和折弯半径的比值。对于钢材，我国的 10-1。对于Inventor 默认的情况，折弯半径/厚度=1.0，而K=0.44，与我国设计表 10-1 K 系数表参数如表也相当一致。2.2. 关于 “折弯”选项卡折弯是钣金件上常用的特征，Inve

9、ntor 可能的设置参见图 10-17。图 10-17 折弯参数设置界面和折弯实例考虑到设计结果应当符合用户的钣金工艺设备的条件，其中若干参数需先确定，以便在建模过5折弯半径/厚度0.10.250.51.02.03.04.04.0K0.320.350.380.420.460.470.480.5能够自动处理相关的结构。参数细节参见图 10-18。半径(R)：默认的折弯处过渡圆角的内角半径，默认是钣厚（图中的 R0.5）。应当根据自己的加工条件设置。也能够在建模之后重新设置。最小余量(M)：如果折弯部分没有贯穿基础钣的全宽，按照钣金工艺要求，需要创建折弯释压结构。图 10-18 折弯参数细节释压槽

10、与基础钣之间的间距称为“释压余量”(图中的 4.5)，而“最小余量(M)”参数，是来设置“当前工艺条件下、许用的最小释压余量”，应当按照弯折设备的可能设置。如果实际余量小于这个参数，说明折弯设备不可能做出来，Inventor 将释压槽扩展到基础钣的尽头（如图 10-19右）；而在其余的条件下，将正常创建释图10-19 折弯释压结果实例压槽（如图 10-19 左）。 过渡类型(T)：在指定“折弯”的“释压形状(s)”参数为“无”时，过渡指定了折弯在展开状态的过渡类型。但笔者确实不知道在什么设计中，折弯处可能会不做出释压结构，因此也举不出实例。释压形状(S)：释压槽的底部形状，绝大多数用“圆角”。

11、释压宽度(W)、释压深度(D)：参考图 10-18 中的尺寸 0.5 和 1.25。2.3. 关于“拐角”选项卡拐角是三个钣金面相交处。默认情况下，Inventor 按照各自的面处理。实际设计中，应当按照结构需要，要对拐角处重新进行“拐角”特征定义，以达到工艺和结构要求，形成释压结构。参数设置界面参见图 10-20。图 10-20 拐角释压形状图10-21 圆形释压结构实例 释压形状(R)：拐角释压槽形状，绝大多数使用“圆角”（参见图 10-21），这可以最好地照顾到应力集中的解决和工艺装备的简化。6 释压大小(S)：对于圆形拐角释压槽，一般要大于钣厚的 4 倍。2.4. 关于“管理(M)”按

12、钮Inventor 自己的解释是：“将颜色和光源样式与材料格式从一个钣档”。这当然是错误的。档到另一个钣正确的解释是：“从某现有的文件中，引进钣金样式参数（假如其中包含有钣金样式定义），供当前的钣金模型”。2.5. 钣金模板创建钣金模型，当然需要处理成展开土，还有其他一些与钣金相关的特殊要求，创建这样的模型，需要以钣金转用的模版开始。可根据自己的专业设计要求，设置好这些参数，应当另存为钣金模板。（参见“钣金模板.IPT”）3. 基于草图的钣金特征3.1 平板几何定义：以草图轮廓为基础，按照当前的参数，创建一板。可以作为模型的第一个特征。再次创建，可与已有板造成连接结构。可控参数，参见图 10-

13、22：截面轮廓(P)：选定草图轮廓（不应当将这种轮廓称为“截面”）偏移(O)：平板厚度的方向选择(3) 应用提示：图 10-22 平板特征这是最基础的设计造型工具。作为钣金零件，不应当使用带有曲线的轮廓，除非在这条线上没有折弯的可能。 参见图 10-23，如果已经创建了基础平板，继续创建的平板可以直接与基础平板生成折弯结构。参见 002.IPT 中的“平板-1”特征。图 10-23 继续7创建平板从草图创建第二块平板时，可以直接指定折弯的边，并能够自动填补联接结构，完成造型。 也可以在多个草图轮廓基础上创建平板，也就相当于带有冲孔的结构了,参见002.IPT 中的“基础板”特征和草图。3.2异

14、形板几何定义：这是沿着“边”的方向，将矩形条带形原料，按弯折路径草图生长出弯曲的钣金结构的结果，也可以作为模型的第一个特征。可控参数，参见图 10-24：图 10-24 异形板参数设置截面轮廓(P)：选定弯折路径草图（但是这可绝不是什么“轮廓”）。 边(E)：选定已有特征上的边，作为异型板的拉伸方向（必须是与弯折路径草图所在面相垂直的边，但不必与路径草图相距很近），参见 003.IPT。如果是第一个特征，边的方向将自动处于垂直于草图所在面的方向。偏移(O)：板厚度的方向选择按钮：可有各种终止方式：边、宽度、偏移、距离 参见图 10-25。图 10-25 可能的各种终止方式边：按前边选定的、现有

15、特征上的边的长度创建。宽度：8指定前边所选的边的一个端点为“偏移”基准，并输入“宽度”。参见 004.IPT。偏移：指定前边所选的边的两个端点为“偏移”基准，并输入两个相对的“偏移量”距离。参见 005.IPT。距离：可不边选参考边，直接输入拉伸宽度，并指定方向。参见 006.IPT。(3) 应用提示：这是将条带形原料弯曲后的结果。主要创建方法是单独的（可定义带状板料的宽度）或者添加的（继承原特征相关边的宽度）。原始条件总是开口的草图线，草图线代表结果造型的一条轮廓（不是中性线）。3.3打孔/工作特征与普通造型中的同类特征完全相同。3.4 切割几何定义：以指定的草图轮廓，对现有板特征冲型孔。可

16、控参数，参见图 10-26：图 10-26 切割参数设置截面轮廓：型孔轮廓草图，可以是多个封闭草图。切割相交折弯(C)：这是个开关。如果打开，相当于先冲型孔、之后折弯，也就是按展开后的结构计算，参见 007a.IPT；如果关闭（默认状态）则按“终止方式”的设定直接切掉，但是在展开处理中会有一些问题，参见007T。可见结果相当不同。 终止方式、方向：与前边的功能完全相同。(3) 应用提示：据笔者所知，切割特征产生的这类结构，多是要产生钣金件在装配下“让开”其它零件的结构，因此直接“贯通”切除是合适的方法；似乎很少会使用“切割相交折弯”所得出的结果。如果在展开中 Inventor 出错，可以先选定

17、展开基准面，之后再启用展开功能，结果就正确了。93.5投影展开结果，约束切割草图在钣金环境下，二维草图工具面板投影的功能中，“投影展开模式”可以使用，参见图 10-27。这是将指定的轮廓，以当前草图所在面为基面，按展开后的结果线条投影到草图上。在“切割相交折弯”开关有效的条件下，为了能准确控制切割轮廓的位置，应使用“投影展开模式”的功能，并选定相关面投影，之后约束草图。因为投影的是展开后的结果，按照这个结果进行切割草图 10-27 工具面板图的约束，就能够正确控制弯折后的切割结果了。参见图 10-28。这样，切割后的结果，将保持尺寸 6 的位置约束。参见 007c.IPT。3. 添加与投影的关

18、系尺2. 得到展开线条的投影轮廓草图1. 选定的要展开的面图 10-28 投影展开结果的利用3.6翻折几何定义：在已有板的基础上，以一条草图直线为翻折的界，实现翻折特征。可控参数，参见图 10-29：翻折位置设置翻折侧切换翻折方向切换图 10-29 翻折特征参数设置折弯线(B)：选定指定用折弯界线的草图直线。线的两个端点必须落在现有板的边界上。位置(L)：确定折弯线在折弯弧形中的位置。折弯半径(R)：如果不输入半径值，则将使用由当前钣金样式中的默认值。角度(A)：10翻折角 翻折侧和方向：以翻折界线为基准，Inventor 用直箭头指向翻折侧（另一侧保持原状）；用弧箭头参见图 10-29 下部

19、的指示。(3) 应用提示：如果不能选定所画的翻折草图直线，常常是因为直线端点没落在板的边界上。翻折方向。3.7冲压工具在已有板的基础上，以一个草图点为基准， 已经做好的、标准的冲压的型孔或者拉深结构。这样的特征也可以被进一步阵列处理。冲压工具原型 是 iFearture ， 默 认 位 置 在 ： C:Program FilesAutodeskInventor 8CatalogPunches文件夹中。下面体验一下使用过程： 例了一块板，并作了草图，其中有一个放置冲压工具的草图点；结束草图，在钣金特征工具面板中点击“冲压工具”，在弹出的界面中选定工具的样式，参见图 10-30；之后“ 下一步”，

20、如果只有一个草图点， Inventor 将自动使用它；必要的话，设置结果形状的转角，参见图 10-31。图 10-30 选择样式图 10-31 设置位置和角度 之后“下一步”，设置各个尺寸，“确定”。可见，冲压工具也可以做出“浅拉深”的结构，但是否会拉裂，那就只能靠设计师自己来判断了。结果实例参见图 10-32 和 008.IPT。图 10-32 冲压工具使用结果11这样的结构在展开后也保持原有的三维结构(参见图 10-33)，拉深结构当然是不能展开的，但是在此基础上的特征（例如图 10-32 中的冲孔），也不会在展开图中来，这似乎不妥图 10-33 展开结果4. 基于已有特征的钣金特征4.1

21、 凸缘几何定义：在已有板的基础上，以选定的边为界，实现与边长相关的矩形弯折特征。可控参数，参见图 10-34：选定图凸缘板的厚度方向切换高度方向切换凸缘高度与原板的夹角图 10-34 凸缘参数设置界面形状栏目：参见图中的注释。角度可以在 0-180之间，对于 0和 180，虽然可以输入和使用，但应当是不计少会有人用到的。折弯栏目：其中的按钮“与侧面相切的折弯”，是设置未来的凸缘板的外表面，与原来板所指边所在的板侧面共面。如果按下这个按钮，在“形状”栏目中选定凸缘板厚度方向的按钮将不可用，因为厚度方向已经被确定了。笔者认为，这个按钮似乎是多余的。按钮：类似于异型板的同样功能，少了一个“距离”。(

22、3) 应用提示：不能对曲线的边创建凸缘；创建凸缘的过4.2 卷边不会自动处理拐角形状。12选定边几何定义：这是典型的钣金结构。沿所选已有板上的直线边的全长，按指定的形状模式创建卷边。可控参数，参见图 10-35：选定边卷边方向图 10-36 卷边的各种可能图 10-35 卷边特征参数设置 边(E)：左按钮选定要处理的边，右按钮可以调整设置卷边的方向。类型(T)：参见图 10-36，自左向右：双线、滚边形、水滴形、单层。终止方式(T)：边、宽度、偏移量（与凸缘类似）。4.3 拐角接缝几何定义：在创建了具有拐角的钣金模型之后，处理拐角的结构关系，以便完成拐角释压工艺结构；也可以处理相平行的面的接缝

23、。这是不能够自动完成的钣金结构，必须手动完成。具体参数与制造这个钣金工艺设备和方法相关， Inventor 已经提供了相关的处理类型选择。可控参数，参见图 10-37： 边：选定要处理的两个边 接缝：图 10-37 拐角特征参数设置13在原始结构基础上,可能有三种不同的拐角边搭接方式。图 10-38 三种搭接方式结果实例参见图 10-38，这是使用了常用的“圆角”释压形状创建的拐角接缝特征。不同的搭接方式，是出于结构的需要和工艺的可能性两方面考虑。 间隙(G)：搭接的间距可以设置。但是从工艺角度看不能太小，应大于 0.1mm。(3) 应用提示：拐角释压形状和尺寸边的“参数”中设置默认值，也可以

24、单独调整。这个功能还可以处理很多种类的“两个边”，典型的综合结果参见 009c.IPT。前边的是常用的情况，还有几种能够被处理的两个边（参见 009原始面不相平行T）：结果界面如图 10-37，以垂直于所指边的方向延长原始面，完成。例如对 1、2 面的边操作的结果，如图 10-39。图 10-39原始面相互平行结果如图 10-40，这是拐角接缝功能的另一种界面。操作方式栏目是“斜接”。结果也是以垂直于所指边的方向延长原始面，不同在于“缝”出现在延长边两个交点的连线处。图 10-40 “斜接”界面和结果例如对 3、4 面的边操作的结果，如图 10-40 下部。意外的结果在操作中，Inventor

25、 将用绿色线条显示“增加”的部分轮廓；用红色线条显示被“切掉”的部14分轮廓，因此，是否能够不出错地操作的结果，在选定边之后即可看到。意外的情况例如对 4、5 面操作，结果参见图 10-41。4.4 折弯(1) 几何定义：图 10-41在已有两块板（尚未有任何连接结构）之间，创建折弯连接部分；两片钣之间可以平行或夹角，但相关的边必须是平行的。(2) 可控参数：边：选定要处理的两块钣的对应边，边必须平行，可以是同侧，也可以不同侧。半径(R)：折弯半径。可以输入用户的值，Inventor 按照这个值创建折弯的弧形部分。(3) 应用提示：可以对于相互平行、且非共面的两片钣进行折弯，详细参数如下：完整

26、弧形过渡中间带有直线部切换完整保留的钣图 10-42 双向同侧折弯参数设置如果选定同侧边：（参见 009.IPT 和图 10-42）切换完整保留的钣联接选定的边做 45 度过渡图 10-43 双向异侧折弯参数设置如果选定不同侧边：（参见 009a.IPT 和图 10-43）如果在有圆角钣结构之间创建折弯，很可能出现意外的、不合理的结果，见 010.IPT 中红色特征“Inventor 的折弯”；其实，手动操作也能的结果，见 010.IPT 中绿色特征。区别在于 Inventor 没能完成释压结构的自动创建，而没有释压结构，这在钣金工艺上不正确。15圆角/倒角与普通造型中的同类特征类似。阵列/镜

27、像与普通造型中的同类特征类似。但是，对于某些钣金特征，不能执行阵列或者镜像。例如平板和异形板 这可能是考虑到未来展开时不把握？5. 展开5.1 规则多数条件下，在钣金工具面板点击“展开模式”即可。展开结果也是三维模型，但不能编辑处理。展开与原模型存在同一个文件中，钣金模型修改后，展开模型将自动更新。按现有设计规则和实际加工的需要，展开图应当是一个二维工程图。正确的做法是：自己依照模型的展开表达，创建展开工程图，Inventor 会将模型文件与展开工程图自动关联和更新。在创建工程图时，使用“表达视图”栏目中的“展开模式”即开模式的工程图。展开模式工程图的具体使用，参见第 11 章。到展只要是使用

28、钣金相关特征创建的零件，或者在钣金环境中创建的可展形状的特征，一般都能正确产生展开模型。如果模型改变后，展开结果不能正确跟随，Inventor 将报错；一般条件下，删除展开，重新建立即可。5.2 展开失败的对策在某些情况下，明明是可展开结构，展开也可能会失败。例如，打开 011.IPT，按下展开功能按钮，Inventor 会发出类似图 10-44 的提示，做展开。图 10-45 展开后的调整图 10-44展开的提示实例从 Inventor 的提示中实在是看不出什么，可以说这个提示没有意义。其实，基本的原因是因为 Inventor 找不到展开计算所依照的的基础表面造成的。真的不能展开么？其实不见

29、得解决方法极为简单：先选定展开基础表面（例如外表面），之后再启用展开功能。另外，在模型作了较大调整后，展开窗口中可能是空的，在“工具(T)”菜单下，选定“全部重建(R)”即可完成新的展开结果。最后，可以在展开后，调整展开结果在图形窗口的的摆放角度，参见图 10-45。165.3 展开基面的选定其实，即使在 Inventor 能自行展开的条件下，也需要在展开前选定基面。因为这个“基面”将决定了展开结果的边界轮廓如何确定。选定基面，是说明“按照哪个面的边界实施展开”，对于厚度较大的钣金零件，用不同的面做展开基面，结果是不相同的。展开结果必须要能够指导下料操作，而下料通常是使用切割、冲裁方法（切割方

30、向垂直于钣料）。例如 012.IPT 零件，由于原始设计来自装配下的结果（详细情况见后边的零件的金色的圆弧形状部分是与钣料相倾斜的。），因此这个厚钣用垂直于钣料的下料切割工具下料，其结果形状必须保证：不会在弯曲成形后，在装配中产生，而缺少的部分常常是用焊缝填补。为了能便于，笔者在上面作了个红色的“标记槽”以便做参照基准（参见图 10-46 左）。对于这个零件，展开之前选定的基础面不同，展开后的形状也不同。参见图 10-46，图中列出选内表面（图中）或者选外表面（图右）不同的展开结果。原始模型上的标记槽多余的部分图 10-46 同一个零件的两种展开结果可见，相对于标记槽的位置，其展开结果的形状并

31、不相同，而后展开的结果。需要的应当是选定外表面之当然，对于很薄的钣，因为钣厚引起的这类形状差很小，如果不是钣金焊接结构，可不必考虑展开后的形状误差问题，在 Inventor 不糊涂的条件下，也就不必先选定展开基面了。无论如何，展开后的长度尺寸，会按照 K 系数计算圆柱结构长度，不会因为基面选定的不同而产生误差。5.4 展开结果的后处理和排料展开结果，应当创建相关工程图，为施工制造做好准备。更详细的的相关内容“20.钣金展开工程图的后处理”。参见后面第 11 章工程图而排料，是钣金设计后期经常要进行的步骤。排料设计的要求是，确定冲裁的图形，节省材料，确定模具的基本形状和方向。实际上，Invent

32、or 并没有提供排料的相关功能，需要 自己设法排料的数据来源应当使用钣金件展开的结果，在 Inventor 中，这是与主模型相关联的实体模型。但是，如果将展开结果生成工程图，不能对视图的投影进行排料阵列处理，只能是“多个主视图”的模式；但是 Inventor 又不支持工程图视图之间的位置控制和关联，因此无法借助工程图完成排料。在浏览器中选定展开的结果，在右键菜单中可见，可以另存为 SAT/DWG/DXF 格式的结果，这些结果显然不能与模型动态关联。但毕竟是一个可能的排料处理方式。利用 SAT 结果建立排料模型参见 031.SAT，这是 031.IPT 钣金模型的展开结果。开始新装配，引入三次

33、031.SAT，完成基本的零件装入；将这些零件的表面对齐，调整位置，到比较合适的方向，参见图 10-47；根据冲压工艺要求，约束出两个零件之间要留出的距离（例如 5mm）；17图 10-47 排列位置做原料钣零件，创建矩形草图。根据冲压工艺要求，投影零件外侧的轮廓，留出两侧的边（例如 10mm）。参见图 10-48；图 10-48 原料钣草图完成原料钣，结果参见 031-排料.IAM；接着新零件，衍生这个装配，形成冲压工艺模型，参见图 10-49 和 031-冲压.IPT。接着就可以继续设计下去了图 10-49 冲压工艺模型(3) 数据关联的评价上述过程，是笔者按照 Inventor 目前的可

34、能探索而得，可能并不是唯一的方法。但是，这里边有些问题。目前 Inventor 将展开处理成与模型关联的、可跟随模型的参数变化而变化的三维实体。这本来是一种很好的排料基础条件。但是，Inventor 不允许在装配中，直接这个展开的三维模型，因此只好将可关联的展开模型输出成为不可关联的 SAT 格式的模型；而当使用这种 SAT 模型进行装配，确定了排料结果，保存文件的时候，Inventor 自动将这些 SAT 模型为 IPT 文件，再次断开与原始模型的关联。因此，再次打开这个装配，发现原来的 SAT 模型变成了 IPT 模型。这就造成了两次数据断裂的结果。就是说，如果修改了原始钣金设计（这是很常

35、见的事情），就不能仅将展开结果更新，并输出成同名的 SAT 文件，完成排料装配的更新。而是需要重复进行已经做过的装配和排料，并且重新存盘，才能是新的结果。这样的结果实在是很遗憾，因此钣金设计功能就有一个缺口了这样的麻烦，应当说是因为 Inventor 的作者不知道钣金设计还有“排料”的需求，而没有准备对策。根据笔者对 Inventor 的理解，有充分的信心认为，Inventor 完全能够将展开模型转换成关联的 IPT 文件，进而解决原始钣金模型与排料装配模型之间的数据关联。很简单就能证明笔者的推断：展开模型可以像零件模型一样，在工程图中用于视图的创建，可以有多种方向的投影，可以被剖切；而且与原

36、始模型关联。18如果将展开结果另存为 DWG/DXF，在 AutoCAD 中处理，也还是设计数据断裂的结果，并没有多少好处，而且还有图线在接多段线过的一些麻烦。目前，排料的程序算法还不太成熟，笔者见过的排料，都不如人工进行的结果。例如在服装设计中，打板排料是降低成本的重要措施。打板师的处理结果常常达到 80%以上的布料利用率，而则到不了这样的结果。5.5 错误设计的展开结果参见 036.IPT，这是个明显错误的设计，不可能制造。在展开的时候，Inventor 发出错误，并创建了“线框型”的展开结果，而不是通常的实体模型。实际上，这种“展开之后材料交叠”，是典型的钣金模型的设计错误，Invent

37、or 应当直接提示“不可能的设计，在处材料交叠”，并展开。6. 冲压工具自定义严格地说，这个功能是针对钣金中的“冲裁”工艺的，就是说，用模具在钣上冲出型孔，而不会造成钣料的拉长变形、起皱等现象。具体操作过程与零件造型中的 iFearture殊之处：(1) 基础特征的创建，但有几个特应当在钣金环境中，真实创建原始特征。如果涉及板厚，必须止设计数据断开。当前钣厚的变量 Thickness，而不应当手工键入具体值，防在特征的草图中，必须有“一个草图点”，作为冲压工具使用中的“装配基准”。各个草图驱动尺寸应当与这个草图点相关。直接的“切割”特征可顺利使用，多层次的特征组合常常不能成功定义为冲压工具。(

38、2) 冲压工具创建和使用冲压工具，是借用已经面介绍。过的 iFeature 功能制作的，主要技术细节相同，不同的部分会在下(3) 创建方形窗孔冲压工具参见 013.IPT。注意其中的草图点与其它草图线的驱动尺寸关系。详细驱动尺寸参见图 10-50。草图点图 10-50 方窗冲孔工具草图在形成以这个草图为基础的“冲裁”切割特征之后，就可以创建冲压工具了。在此之前，最好将有关参数名设置成汉字，以方便使用。之后，启用“提取 iFeature”功能，选定这个冲孔特征，参数设置参见图 10-51。不必保留“钣厚”参数，其他参数的处理与零件造型的 iFearture 相同。但是其中的“定位基准”不会在将来

39、被使用，现在的草图点才是基准。19为了管理方便，应当将结果保存到自己的路径下图 10-51 创建冲压工具(4) 使用方形窗孔冲压工具开始钣金零件，创建基础板，在板上创建草图点，这是的几何中心位置。之后启用“冲压工具”功能，找到刚才做好的冲压工具，参见图 10-52。之后“下一步(N)”，设置好有关参数，“确定“之后，完成冲的结构创建。(5) 创建“冲+孔”工具参见 014.IPT”和“窗孔+孔.IDE”。注意其中的草图点以及它与其它草图线的驱动尺寸关系。所有的结构在“一次”切割之后创建，圆孔不要用孔特征，可能失败。(6) 拉深的例子参见图 10-53，这是一个拉深的结构，按说不属于“冲压”。也

40、可以用上述技术建立工具，这个模型就是例子。全部过程如下：创建基础模型参见 039.IPT。注意，一定要使结构的参数与钣金样式的参数名称关联起来。提取 iFearture从原则上说，应当没有问题。结果参见“冲压工具凸起.IDE”。图 10-52工具图 10-53 模型实例图 10-54 参数设置2实0 例结果参数参见图 10-54。这里有个特殊的情况：特征的基础并不在平板上，而是基于一个工作面形成的回转特征，这就必须注意 iFearture 的参数问题。特征参数的选定iFearture 包含的特征是两个“旋转”特征，但是，“旋转 2”是基于“旋转 1”创建的，两者的关联是钣厚参数，所以不必在 i

41、Fearture 中加入“旋转 2”的参数。钣金设计参数处理必须确保自动加入的尺寸参数中，关于钣金的参数全部留在 iFearture 表中，就像图 10-54 的结果。这不会在钣金模型中这个 iFearture 时，要求用户输入这些数据（虽然有提示和限制条件），而是自动继承当前钣金设计的样式参数。这样的在钣金环境下创建的 iFearture，也可以在非钣金的模型中使用，这时，上述关于钣金的参数就会出现在截面的数据输入中。定位基准的处理参见图 10-54 的结果，必须指定“中心点”和“回转基面”。iFearture 的使用按说，可以利用“冲压工具”功能这个 iFearture，但出错，提示如图

42、10-55。图 10-55 出错提示这就不讲道理了，在这个 iFearture 的 IDE 文件中，实际上包含了一个基于草图的特征；而且尚未放置这个 iFearture 到模型中，怎么能断定“0积改变特征”呢？难道这个拉深的 iFearture 真的像 Inventor 所说的，不能用么？非也。使用过程如下：创建草图点和工作面。参见 039a.IPT。草图点控制凸起的中心位置，工作面要经过草图点，与钣垂直，这是确定“回转基面”的几何要素；在工具面版中启用“iFearture”，找到“凸起.IDE”,“打开” 之后的操作参见 002.AVI。结果参见 039(7) 点评：T。冲压工具作为钣金件上

43、各种冲裁孔，是一个有用的用户定制技术，应当根据自己的专业设计需要，定义相关的工具，而这些工具如果能与现有的冲模冲头相关，则会提高设计的可靠性和设计数据传递的顺畅性。但是对于拉深工艺的结果处理，目前虽有一些，笔者也提出了解决方案。这些前边已经分析过了。但是可能还不如利用装配衍生更可靠，更容易把握。7. 钣金件设计中特征造型的使用纯 Inventor 的钣金功能因为其表面程序有些缺口，例如不能直接创建锥形钣金零件。这种情况下，可以利用“特征”功能创建，之后“展开”，因为锥面是可展曲面。21注意：要想这样做，必须用钣金模板创建新模型，因为才能有展开功能可用。参见015.IPT，这个锥面是用“旋转”特

44、征创建。实际的钣金件不可能是全圆周的，而是有一道接缝，这个模型作了 0.2mm 的接缝。之后还用钣金的“切割”功能作了些其它结构。展开操作之前，要先选定这个外锥面，之后启用展开功能。参见 016.IPT，这个模型就是联合利用钣金和旋转两种特征，创建了带有两个锥面的造零建造型，选定一个锥面，之后启用展开，就可以完成了。参见 017.IPT，这个模型完全没有使用钣金造型，而是拉伸、圆角和抽壳的结果，也能顺利完成展开。但实验证明，线性变半径圆角，从数学上说虽然确实是可展面（锥面局部），却不能成功展开（参见 018.IPT）；而普通圆角就可以展开（参见 018a.IPT）8. 钣金件基于装配的关联设计

45、与普通零件一样，钣金件也能够利用基于装配约束的关联关系，完成与其他零件的关联设计。例如给一个零件（019.IPT）配上盖子。要求像图 10-56 的样子。要求在这个零件设计尺寸发生变化后，盖子能自动关联。过程如下：019.IPT图 10-57 新建钣金零件图 10-56 设计要求开始新装配,装入零件 019.IPT，创建新零件（要用钣金模板），参见图 10-57；在现有零件结合面上创建草图，投影现有零件的相关轮廓，利用其建基础板，参见图 10-58；图 10-58 基出板创建在现有零件端面创建草图，投影轮廓，创建新板，与现有板的边形成过渡处理，参见图 10-59；图 10-59 另一块板的创建

46、22盖子 装入螺钉；完成，参见 019.IAM。更改 019.IPT，可见盖子自动关联更新。9. 基于装配的钣金零件设计实例分析9.1 基于装配的圆柱筒设计如果想利用纯钣金功能，在装配状态下创建新零件，实际可能将受到许多限制，似乎在这方面，钣金的能力弱于普通特征造型。例如对于“异形钣”功能，在装配状态下使用，就没有特征造型中的许多终止方式，而只剩下“距离”一种，不能直接延伸到现有零件的平面上。在现有条件下，充分发掘特征造型在钣金设计中的使用技巧，实践证明是行之有效的方法。在上面已经作了基圆筒零件础的。图 10-60 钣金装配设计实例参见图 10-60 或者 020.IAM，这是个有趣的实例。如

47、图，其中圆桶形零件，如果用“异形钣”在圆弧草图基础上创建，则不能实现基于装配关系的尺寸关联适应，见图 10-61。图 10-61 异形板不能实现但是用拉伸特征作出同样的零件，就能够实现基于装配的关联，而且还可以正确展开。这样，先做圆筒拉伸到 020.IPT 的“轴向面”，确保有足够的长度储备，之后以 020.IPT 的外部面切割圆筒，造成交接处的形状关联。参见 020.IAM。但是，切割圆筒的曲面草图，虽然是投影结果，而且是黑色的可关联线，但在 020.IPT 做了修正之后，这条线并未关联（很奇怪）。只好编辑 020-圆筒.IPT 的这个草图，删除原有投影，重新投影，之后就好了后边的焊接处理，

48、因为 Inventor 不能处理不相贴合的面上的实体焊缝，而钣金零件又必须有个窄的间隙接缝，也就不能建立实体焊缝了9.2 基于装配的 T 型接头设计分析(1) 现有设计背景介绍23两个钣金件组成“变径丁字接头”， 设计草图参见图 10-62。在未来的设计中，这个模型作为原始基础设计，可能要改变一些参数，希望能整体关联，形成新设计。锥形筒做成两半，为了满足工艺上的要求。(2) 设计数据处理方法锥形筒和圆形筒的接合部是关键问题。仅靠图 10-62 钣金合件设计草图跨零件投影和装配约束，将不能可靠地完成，这是“变量化”尚未完全解决。应当在设计数据表的数据指导下，各自完成模型，再简单地装在一起。数据的

49、变化和关联，都利用单独的一个零件中的自定义设计数据表，衍生进来完成。(3) 创建设计数据的携带零件参见 021.IPT，所有数据都设置为“可输出”，参见图 10-63。这是上一级设计造成的结果，本设计无权修改，只能使用。图 10-63 设计数据.IPT 中的参数表实例(4) 创建圆筒模型以钣金模版开始新图，衍生 021.IPT，只要“输出参数”。在“原点”（也就是基准坐标系）的 XY 面做草图圆，设计数据做尺寸驱动，参见图 10-64。图 10-65 开口处理实例图 10-64 筒的草图做出钣金开口，参见图 10-65，双向拉伸，长度取自设计数据表；做切割孔的曲面。先在“原点”（也就是基准坐标

50、系）的 XY 面做草图，投影圆筒内圆；做竖直中心线和草图线，参见图 10-66；约束草图线与内圆轮廓投影相切；标注驱动尺寸，参见图 10-67；24圆锥筒高度+钣厚竖直中心线相切约束筒内圆投影图 10-67 约束图 10-66 草图 为了确保切割正确，在草图线上增加一个片段，参见图 10-68；旋转形成曲面。用这个曲面切割，形成孔。草图直线后加的片段图 10-69 圆筒结果模型图 10-68 后加的片段 分别做锥面和圆筒的轴线，这是未来的装配基准,结果参见 021a.IPT 和图 10-69。(5) 创建锥筒模型以钣金模版开始新图，衍生 021.IPT，只要“输出参数”；在 XY 面做草图，做

51、“普通”线形的草图圆，圆心点要落在基础坐标系的原点投影上（为了能用 Z 轴做装配基准），代表圆柱筒。设计数据做尺寸驱动，设置相切几何约束，参见图10-70。旋转-双向 180，形成半个锥筒；轮廓外边线与构造圆相切图 10-70 圆锥筒草图图 10-71 虚尖 做草图圆，直径=圆柱筒外径，双向贯通切割拉伸，完成造型，但留下个虚尖，结果参见 021T25曲面的草图线和图 10-71。虚尖的处理可以用用扫掠-切割，把结果零件上的虚尖去掉，成为真正的钣金构造结果。扫掠路径的三维边投影，需要在三维草图中创建。至于扫掠截面轮廓草图，请读者察看 021c.IPT”模型中，“切掉虚尖”特征的草图设置，总之要足

52、够大。创建装配模型开始新装配，引进两个 021c.IPT 零件，相关轴线对准、面贴合、基础坐标系缘典对准，就可以装配好；再引进 021a.IPT 零件，装配好，参见 021.IAM。可惜，还是无法创建实体焊缝。改变 021.IPT 的设计数据，装配结果正确跟随关联。因为这次设计，使用的是单纯的“参数化”数据处理，装配仅仅是使各个零件就位。9.3 基于装配的弯头设计分析参见图 10-73，这是个有角度要求的“拐脖”。因为参数不复杂，将完全借助设计参数的相互传递完成设计，不需要再建立独立的设计参数携带文件。YZ 面投影线图 10-74 草图图 10-73 设计草图创建 250 长圆筒先定义基础形状

53、。做草图参见图 10-74，同时更改有关变量名称，设置成可输出。注意，要将圆心放在基础坐标系 YZ 面的投影上，这样，YZ 面就成为零件轴向截面、并充当一个装配基准了。拉伸出 250mm 高度。做出斜角先定义用户设计参数：夹角=30，并可输出。参见图 10-75。图 10-75 设计变量-夹角之后在 YZ 面上作草图，定义切削斜角的轮廓，结果参见图 10-76，拉伸-切削-双相贯通。完成，结果模型参见 022a.IPT。26开缝侧图 10-76 草图创建 500 长度圆筒创建新零件，衍生 022a.IPT 的参数，除了长度不同，其它与上述过程完全一样。结果参见 022T。创建连接环创建新零件，

54、衍生 02a.IPT 的参数，使用其中的外径参数。结果参见 002c.IPT。装配连接环与圆筒的装配很简单，一个即可，参见图 10-77。两个圆筒在拐角处的装配要复杂一些，因为是斜的，要有以下三个约束才能完全到位：斜端面贴合、圆心点重合、开缝面平行。具体内容参见 022.IAM 中的装配关系。图 10-77 连接环的装配(6) 验证更改 022aIPT 的参数，外径改为 300mm，夹角改为 45，更新后，全部零件正确跟随变化。9.4 基于装配的天圆地方设计分析天元地方，是典型的钣金设计题目，但 Inventor没有提供有效的展开功能，所以，为了在“纯”Inventor中能完成这样的设计，需要

55、“完全(1) 模型分析建立模型。真实的天圆地方，在圆角处是若干片梯形钣加上弯折圆角过渡而成的，并不是理想中的“线性变径圆角”。而 Inventor 的钣金功能，就是基于常规的钣金工艺方法的。因此，如果完全按真实的结果建立模型，一定可以图 10-78 天圆地方模型27展开，参见图 10-78 或者 027c.IPT。为了简化模型创建过程，考虑到这个模型是 1/4 的完全对称结构，可先做 1/4 模型，之后再合并。(2) 草图参见图 10-79 或者 027a.IPT 的草图。天圆草图地方草图图 10-79 草图实例这样，将拐角处均分成 8 个片段，就像实际制造中要进行 8 次折弯操作一样。因为这

56、些图线都是关联参数化的结果，可以在今后方便地改变尺寸。(3) 构造模型利用现有草图，作出工作面；在工作面上建新草图；投影现有草图的有关点，并依此创建草图轮廓；进而创建平板特征。在相邻的平板特征之间，Inventor 将自动添加折弯的圆角。加上两片三角形的钣，这个 1/4 模型共有 10钣组成，这也是真实的模型。注意：将折弯半径设置成尽量大一些，会使天圆部分更圆。这里用的是 1.8 倍的钣厚。结果参见 027a.IPT。(4) 装配、衍生，得到最后模型衍生 027a.IPT 成为镜像零件，结果是 027T；开始新装配，装入 027a 和 027b 各两个，将这四个零件装配到位，形成完整的天圆地方

57、零件，结果成为 027.IAM；开始新钣金零件，衍生进来 027.IAM。制作开口，结果参见 027c.IPT。(5) 展开启用展开功能，之后 Inventor 会弹出图 10-80 的提示。不要管它，本来也没想要在这个模型上做什么“创建所有的周边释压”结构。按下“接收”按钮，完成展开。结果参见衍生 027c.IPT 和图 10-81 。图 10-80 出错警告图 10-81 结果模型和展开事情虽然作完了，但实在也太麻烦了。在钣金中这样经典的模式，不应当如此复杂。只是因为 Inventor 的相关功能没有编写好，造成能力有限，才出现这样的麻烦注意：天圆地方的“圆角”处结构并不是圆柱面或者正圆锥

58、面，在实际制造中是多次折弯过渡28而成的，否则天圆的“圆口”就不能与圆筒正确结合了。所以必须在展开结果中的出确实的折弯线。9.5 基于装配的电极钣金件设计分析这是一个测绘的设计实例，为了方便，笔者作了大量的简化。整体外观参见图 10-82。的支架是 4 条电极钣，用注射方法将他们封装在一起。根据测绘的结果，支架和外露的电极都已经作出模型，并装配在一起了。现在的设计任务，是将的弧形联接钣设计出来，并成为一个钣金零件。以下将以其中一条电极钣的设计过程，介绍怎样在装配的关系支持下，完成这个电极钣设计。(1) 整理基础装配模型图 10-82 零件外观在完整装配模型基础上，删除无关的零件，形成基础的装配

59、模型。参见“030支架-3.IAM”，这是完整测绘装配模型的局部结果。支架的轴线与装配环境基础坐标系的 Z 轴重合。其中“大铜片：1”零件是本设计需要的装配基准，但不是本设计要联接的结构，本设计连接结构参见图 10-83。其中，圆圈部分，是作为注塑模具给电极钣在注塑前定位用的结构，相关零件参见“孔铜片.IPT”。将它装配到位，并与“右端铜脚”表面平齐。结果参见“030支架-3a.IAM”。图 10-84 草图实例图 10-83 联接要求(2) 添加必要的结构本结构需要处理的“大铜片：3”，缺少一段弯曲的引线，在装配中作新零件“弯曲片”，投影“大铜片：3”和“支架”的相关棱边，作出草图，参见图

60、10-84。注意，所指处的草图线，必须相互平行和垂直,这样才符合未来钣金结构处理的要求。按钣厚度拉伸得到模型。结果参见“030支架-3b.IAM”。(3) 创建电极零件的基础开始新钣金零件，衍生“030数设置如图 10-85。支架-3b.IAM”，注意衍生参支架的方式是个“”号，这样，衍生结果零件将不出现塑料支架，但其他零件结构的相互关系，仍然继承并关联了这个装配模型的现有约束；大铜片:1 在这里不需要，方式是“-”号；其它的要用到，都是“+”号。结果参见图 10-86。图 10-85 衍生参数设置29图 10-86 衍生结果创建电极零件弧形部分结构在右侧零件衍生结果的面上作草图，创建弧形结构