工程制图课件：第4章 几何实体建模的基础知识

1、第4章 几何实体建模的基础知识 4.1 参数化设计 在开发产品时，零件设计模型建立的速度是决定整个产品开发效率的关键。 参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同形状和大小的零件模型。 参数化设计可以大大提高模型的生成速度和修改速度，特别在产品的系列设计、相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大的应用价值。 4.1.2常用的约束形式1.几何约束几何约束是指图形中几何元素之间的拓扑关系，如平行、垂直、相切、对称和同心等约束。因此，建模时首先确定几何约束。 2.尺寸约束(a)垂直约束 (b)平行约束 (c)同心约束 (d)相切约束

2、 (e)对称约束(a)参数化的图形 (b)修改尺寸，图形改变4.2 特征设计特征设计是: 面向设计和制造的全过程，它是以几何模型为基础并包括零件设计、生产过程所需的各种信息的一种产品模型方案。它允许设计者通过组合常见形体，如：孔、槽、筋、凸台等来完成产品的设计，而不是使用抽象的几何点、线、面。 如图为支架的特征建模过程:(a)建立主体特征 (b)添加辅助特征-槽 (c)添加辅助特征-凸台(d)添加辅助特征-螺纹孔 (e)添加辅助特征-孔 (f)添加辅助特征-倒角图4-4 支架的特征建模过程 Inventor 由 Autodesk 公司开发，是创建数字样机，实现产品整个设计制造过程数字化的有力工

3、具。 Inventor 融入了最为先进的造型技术，可实现基于装配的关联设计；文件之间的相互关联可有效减少重复工作。 Inventor 可与 AutoCAD 无缝连接，并可与其他 CAD 软件实现数据交换，使人们最大限度地利用原有数据。 Inventor 具有出色的人机界面及完善的帮助功能，技术人员可快速掌握这一软件并利用她创造价值。4.3 基于特征的参数化CAD系统Inventor基础知识基础知识主要功能模块基本模块应力分析三维布线三维布管运动仿真专业模块草图 零件装配焊接件结构件生成器设计加速器工程图资源中心钣金Inventor studio4.3 基于特征的参数化CAD系统Inventor

4、基础知识1. Inventor Professional 2010的界面2. Inventor新建文件类型对话框基础知识界面预览面板选项卡快速访问工具栏浏览器状态栏图形区右键关联菜单内存占用显示基础知识设计数据管理“项目”在一个完整的设计过程中，对设计中的文件（包括标准件、现在设计的零件、过去设计的零件、零件工程图、装配工程图等）进行有效的管理和维护。“项目”的概念使用“项目”对文件进行管理和维护，以防止在移动、整理或者复制设计成果的时候，不会出现关联错误和丢失文件这类现象。“项目”的目的基础知识设计数据管理“项目”创建“项目”指定项目所在工作目录输入项目的名称项目添加到项目列表中钣金零件工程

5、图表达视图零件部件焊接件英制米制模具基础知识关于“模板”新建零件或装配时，首先要选择“模板”基础知识关于“模板” 零件模板：普通零件（standard.ipt)、钣金零件（Sheet Metal.ipt） 装配模板：普通装配（standard.iam）、焊接件（weldment.iam） 工程图模板：standard.idw、standard.dwg 表达视图模板：standard.ipn 注：还有根据标准不同而划分出来的模板。如standard(DIN).ipt是DIN标准的普通零件模板模板分类Autodesk Inventor 2010 帮助设计表达与分析部件装配添加特征创建草图 Auto

6、desk Inventor 2010草图截面轮廓创建零件造型载入零部件生成工程图添加几何约束添加尺寸约束添加草图特征添加放置特征添加装配约束检查装配干涉驱动装配约束创建表达视图动画渲染运动仿真工程分析零件阶段装配阶段表示阶段基础知识环境配置设计环境配置草图环境配置草图草图基础知识“工具”菜单 “文档设置” “应用程序选项”环境参数设置草图草图基础知识草图环境绘图光标数据行浏览器功能区草图图形区状态栏3. Inventor的零件模型设计环境4. 二维草图选项卡5.尺寸约束和几何约束6. 草图的编辑功能草图草图几何图形的绘制直 线 调用方式：工具面板中单击 操作规则： 在图形区单击确定直线的起点和

7、终点，并可不间断的连续绘制多条直线。 在已绘直线的终点上，长按左键不放，沿圆弧路径移动光标，可绘制圆弧。 在右键菜单中“结束”（完成并退出直线功能）或者“重启动”（完成并继续绘制新的直线）样条线 调用方式：工具面板中单击 操作规则： 在图形区单击拾取点为样条线的控制点，并动态显示所绘样条线。 双击结束或在右键菜单中选“创建”，完成开口样条线绘制。 右键菜单中“后退”可取消当前控制点的建立。 拾取所绘样条线的起点，完成封闭样条线绘制草图草图几何图形的绘制圆与椭圆 在工具面板中单击 ，来绘制以圆心和半径来确定的圆 单击 ，通过选择三条直线来生成相切圆 单击 ，通过定义中心点、长轴和短轴来构造椭圆

8、在图形区单击拾取点为椭圆的圆心。 移动光标，以中心线动态显示椭圆一个轴的方向，拾取后，一个半轴的方向与长度被确定； 移动光标，将以光标点作为未来椭圆的经过点，动态显示结果椭圆，拾取确认，在右键菜单中“结束”。圆 弧 工具面板中单击 ，以圆弧上的三点来确定圆弧 单击 ，绘制以选定目标相切的圆弧，选定目标可为直线、圆弧或样条线 单击 ，以圆弧圆心、终点和起点来确定圆弧草图草图几何图形的绘制矩 形 在工具面板中单击 ，通过选择矩形的两对角点来绘制与坐标轴平行的矩形。 单击 ，通过选选择三点绘制任意矩形。正多边形工具面板中单击 ，在任意方向绘制内接或外切正多边形外接于圆边数内切于圆草图草图几何图形的绘

9、制圆角和倒角 在工具面板中单击 ，来为选定两直线添加圆角。有如下操作规则： “二维圆角”对话框中 被按下，则这次操作的所有圆角，将被添加“相等”半径的约束，只有一个驱动尺寸；否则每个圆角有各自的驱动尺寸； 对于具有公共端点的图线，选定这个端点就可以创建圆角；对于没有公共端点的图线，选定这两条线就可以创建圆角； 单击 ，为两条直线或两条非平行线的拐角或交点处放置倒角，倒角有三种不同类型：等距离、不同距离或分别指定距离和角度。草图草图几何图形的绘制点、孔中心点在工具面板中单击 ，绘制点或孔中线点，通过“标准”工具栏上的 来切换。草图文本 普通文本：单击 几何图元文本：单击 ，创建的文本将符合选定几

10、何图元的形状。草图草图几何图形的绘制镜 像在工具面板中单击 ，通过现有草图和可充当轴的直线生成轴对称图形。 改变一半图形，另一半也会相应变化 改变“轴”，相互对称的两图形也会相应变化参见视频演示偏 移在工具面板中单击 ，绘制等距曲线草图草图几何图形的绘制矩形阵列在工具面板中单击 ，以原始草图和阵列方向草图线为基础，形成矩形或者菱形阵列。 阵列成员相互具有关联性 选中阵列某一对象，在右键菜单中可以“编辑阵列”和“删除阵列”阵列方向反向阵列数量单元距离草图草图几何图形的绘制环形阵列在工具面板中单击 ，以原始草图和阵列中心点为基础，形成完整的或包角的环形阵列 阵列成员相互具有关联性 选中阵列某一对象

11、，在右键菜单中可以“编辑阵列”和“删除阵列”阵列中心阵列数量阵列包角阵列方向草图草图几何图形的绘制投 影将不在当前草图中的几何图元投影到当前草图以便使用。投影结果与原始图元动态关联。 投影几何图元：在工具面板中单击 ，可投影其他草图几何元素、边和回路。 投影剖切边：单击 ，可以将这个平面与现有结构的截交线求出来，并投影到当前草图中。草图草图几何图形的编辑拖 动对选定的、未约束或欠约束的草图几何图元进行拖动，可调整其大小或位置。这是最简单、最常用的操作。延 伸在工具面板中单击 ，将选定的图元延伸到最近的图元上。修 剪在工具面板中单击 ，将自动感应出的有界图元片断修剪掉。延伸修剪分 割在工具面板中

12、单击 启动命令。分割草图草图几何图形的编辑与AutoCAD相类似的命令移动、复制、缩放、旋转和拉伸依次的调用按钮为草图草图的几何约束几何约束Inventor草图中的几何约束有：相互垂直、相互平行、相切、G2平滑、点重合即连接约束、同圆心、共线、等长、水平方向、竖直方向、固定位置、轴对称。草图草图的几何约束添加几何约束方式一方式二 方式一：在绘制草图时，自动推理并添加几何约束。 方式二：后期手动添加几何约束注：新加约束已经存在或者与现有约束矛盾，弹出提示对话框草图草图的几何约束查看几何约束 方式一：图形区右键菜单选择“显示所有约束” 方式二：工具面板中单击 ，选择要显示几何约束的图元注：光标悬停

13、在某一约束上，与其相关的几何图元被红色亮显草图草图的几何约束删除几何约束显示出要删除的几何约束，选择此约束，在右键菜单中“删除”草图草图的尺寸约束标注尺寸就是添加尺寸约束： 通用尺寸：工具面板中单击 ，根据用户选择的图形，作出相应的标注。 自动标注尺寸：工具面板中单击 ，将所选图元中所缺的尺寸一次性标注完。整个草图完全约束所需尺寸个数草图草图的尺寸约束尺寸显示设置在图形区，没有选择任何元素的情况下，右键菜单中“尺寸显示”可设置尺寸显示方式 一、草图设计的原则： 4.4 Inventor的特征草图设计（1）草图越简单越好。在绘制草图时，应尽量简单，如圆角、倒角等可以在基础特征完成后，再用修改特征造型。（2）在新建草图上，尽可能将原始坐标系的原点、坐标轴和坐标平面的投影作为所绘几何图形的中心、对称线等参考要素。在草图定位时尽量以基准平面FRONT、TOP、RIGHT面为基准进行绘制。这样零件容易定位，也便于复杂的图形进一步的定位造型。（3）通常生成实体所用的草图应为闭合的截面轮廓，不闭合的轮廓一般只能生成面。截面轮廓不能出现自交叉的情况。（4）草图中一般是先画出轮廓的大致形状，但应尽量接近实际形状，否则在添加约束时容易使绘制的草图变形。（5）草图要求全约束。草图绘制完