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第3章

零件设计

3.1 Inventor零件设计的一般方法

用Inventor系统创建零件模型,其方法十分灵活,分为以下几种:

1.“积木”式方法

这是大部分机械零件的实体三维模型的创建方法。这种方法是先创建一个反映零件主要形状的基础特征,然后在这个基础特征上添加其他特征,如伸出、切槽、倒角和圆角等。

2.由曲面生成零件的实体三维模型的方法

这种方法是先创建零件的曲面特征,然后把曲面转换成实体模型。

3.从装配中生成零件的实体三维模型的方法

这种方法是先创建装配体,然后在装配体中创建零件。

本章将主要介绍用第一种方法创建零件模型的一般过程,其他方法将在后面的章节中陆续介绍。

下面以一个零件为例,说明用Inventor软件创建零件三维模型的一般过程,同时介绍拉伸(Extrude)特征的基本概念及创建方法。连接座的三维模型如图3.1.1所示。

图3.1.1 连接座三维模型创建过程

3.1.1 零件文件的新建步骤

新建一个零件模型文件的操作步骤如下:

选择下拉菜单 命令。

说明

每次新建一个文件时,Inventor会显示一个默认名。如果要创建的是零件,默认名的格式是.ipt前跟一个序号(如零件1.ipt),以后再新建一个零件,序号自动加1。

3.1.2 创建一个拉伸特征作为零件的基础特征

基础特征是一个零件的主要轮廓特征,创建什么样的特征作为零件的基础特征比较重要,一般由设计者根据产品的设计意图和零件的特点灵活掌握。本小节中,零件的基础特征是一个拉伸特征1(图3.1.2)。拉伸特征是将截面草图沿着草图平面的垂直方向拉伸而形成的,它是最基本且经常使用的零件建模工具。

图3.1.2 “拉伸特征1”示意图

1.选取特征命令

进入Inventor零件设计环境后,在软件界面上方会显示图3.1.3所示的“三维模型”选项卡,该功能选项卡中包含Inventor中所有的零件建模工具,特征命令的选取方法一般是单击其中的命令按钮。

图3.1.3 “三维模型”选项卡

区域中单击 按钮后,系统弹出图3.1.4所示的“创建拉伸”对话框。

2.定义拉伸特征的截面草图

定义拉伸特征的截面草图的方法有两种:一是选择已有草图作为截面草图;二是创建新草图作为截面草图。本例中,介绍定义拉伸特征截面草图的第二种方法,具体定义过程如下。

定义草图平面。

对草图平面的概念和有关选项介绍如下:

◆ 草图平面是特征截面草图或轨迹的绘制平面。

◆ 选择的草图平面可以是 XZ 平面、 XY 平面和 YZ 平面中的一个,也可以是模型的某个平整的表面。

图3.1.4 “创建拉伸”对话框

单击图3.1.4所示“创建拉伸”对话框中的 按钮,完成本步操作后,在系统 的提示下,选取 XY 平面作为草图平面,进入草图绘制环境。

创建特征的截面草图。

基础拉伸特征的截面草图如图3.1.5所示。下面将以此为例介绍特征截面草图的一般创建步骤:

图3.1.5 基础拉伸特征的截面草图

(1)设置草绘环境,调整草绘区。

操作提示与注意事项:

◆ 进入草绘环境后,如果草图视图与屏幕不平行,可通过ViewCube工具调整至我们需要的平面上。

◆ 除可以移动和缩放草绘区外,如果用户想在三维空间绘制草图或希望看到模型截面草图在三维空间的方位,可以旋转草绘区,方法是按住键盘上的Shift键和鼠标的中键并移动鼠标,此时可看到图形跟着鼠标旋转。

(2)创建截面草图。下面将介绍创建截面草图的一般过程,在以后的章节中,创建截面草图时,可参照这里的内容。

① 绘制截面几何图形的大体轮廓。

操作提示与注意事项:

◆ 绘制草图,开始时没有必要很精确地绘制截面的几何形状、位置和尺寸,只要大概的形状与图3.1.6相似即可。

② 建立几何约束。建立图3.1.7所示的水平、竖直、相切、对称和重合约束。

图3.1.6 草绘横断面的初步图形

图3.1.7 建立几何约束

③ 建立尺寸约束。单击“草图”选项卡中的 按钮,标注图3.1.8所示的4个尺寸,建立尺寸约束。

说明

每次标注尺寸时,系统都会弹出“编辑尺寸”对话框,此时可不作修改。若不想让系统弹出“编辑尺寸”对话框,可通过以下操作进行设置:单击 选项卡 区域中的“应用程序选项”按钮 ,系统弹出“应用程序选项”对话框,单击该对话框中的“草图”选项卡,选择 区域中 中的 按钮,系统弹出“约束设置”对话框,取消选中 区域中的 选项。

④ 修改尺寸。将尺寸修改为设计要求的尺寸,如图3.1.9所示。

其操作提示与注意事项如下:

◆ 尺寸的修改应安排在建立完约束以后进行。

◆ 注意修改尺寸的顺序,先修改对截面外观影响不大的尺寸。

图3.1.8 建立尺寸约束

图3.1.9 修改尺寸

完成草图绘制后,单击“三维建模”选项卡中的“完成草图”按钮 ,退出草绘环境。

说明

中的叙述外,还有两种方法可以退出草绘环境。

◆ 在图形区单击鼠标右键,在系统弹出的图3.1.10所示的菜单按钮界面中单击 按钮。

◆ 在浏览器中右击“草图1”,在弹出的快捷菜单中选择 命令。

图3.1.10 菜单按钮界面

说明

草图轮廓主要有两种类型:开放的和封闭的。封闭的轮廓多用于创建实体特征,开放的轮廓主要用于创建路径或者曲面。另外,草图轮廓也可以通过投影模型中的几何图元的方式来创建。

3.定义拉伸深度属性

再次单击 区域中 按钮,系统弹出图3.1.11所示的“拉伸”对话框(一)。

在图形区选取图3.1.12所示的封闭轮廓。

定义拉伸深度方向。采用系统默认的深度方向。

说明

◆ 在完成草图后原则上可通过单击 选项卡 中的 按钮,就可切换至三维环境,然后定义深度属性即可,无须再次单击 按钮。但由于此草图在进行编辑时, 选项卡 区域处于隐藏状态,无法单击区域中的 按钮,因此才再次单击 区域中的 按钮。在后续特征创建时,若可以单击 选项卡 中的 按钮,直接执行此命令即可。

◆ 如果草图中包含一个封闭的轮廓,则在使用拉伸命令时,草图轮廓会被自动选中,如果草图中包含两个或者多个轮廓,就需要在拉伸特征中手动选择我们需要的封闭轮廓。在本例中所绘制的草图只有三个封闭的轮廓,所以在选取拉伸命令后要自行选择所需的封闭轮廓来生成实体。

图3.1.11 “拉伸”对话框(一)

图3.1.12 选取封闭轮廓

说明

按住键盘上的Shift键和鼠标的中键并移动鼠标,可将草图旋转到便于观察的三维视图状态,若要改变拉伸深度的方向,可拖动图3.1.13所示的方向箭头使其处于草图法向的某一侧;也可以通过“拉伸”对话框中的方向箭头来调整拉伸深度方向。

定义拉伸深度类型。

在“拉伸”对话框 区域中的下拉列表中选择 选项,将拉伸方向设置为“方向1”拉伸类型

说明

读者不仅可以在“拉伸”对话框中设置各个参数,也可以在图3.1.14所示的小工具栏中设置各个参数。

图3.1.13 定义拉伸深度类型

图3.1.14 小工具栏

图3.1.11所示的“拉伸”对话框的部分说明如下。

◆ 如图3.1.11所示,“拉伸”对话框中 选项卡中的选项说明如下。

按钮:单击此按钮用于选择要拉伸的面域或者截面轮廓。如果草图中有多个截面轮廓,并且没有选择其中的一个,可以单击此按钮,然后在绘图区域选取一个或多个封闭的截面轮廓;对于“实体”类型的输出结果,必须是封闭的草图,对于“曲面”类型的输出结果,截面可以开放。

按钮:若模型中存在多个实体,单击此按钮可选择单个实体参与运算。

按钮:用于从开放或闭合轮廓创建实体特征,对于基础特征不能选择开放的截面轮廓。

按钮:用于从开放或闭合轮廓创建曲面特征,可以用来构造曲面作为其他特征的终止条件,也可以作为分割工具创建分割零件或将单个零件分割为多个实体;需要注意的是,此选项对部件拉伸或基本要素不可用。

按钮:用于将拉伸特征产生的体积添加到另外一个特征或实体中,此选项对于部件的拉伸不可用,效果如图3.1.15所示。

按钮:用于将拉伸特征产生的体积从另外一个特征或实体中移除,效果如图3.1.16所示。

按钮:用于将拉伸特征产生的体积与其他特征的公共体积作为新特征,未包含在公共体积内的材料将被移除,此选项对部件拉伸不可用,效果如图3.1.17所示。

图3.1.15 求并操作

图3.1.16 求差操作

图3.1.17 求交操作

按钮:用于创建新实体,如果拉伸的是零件文件中的第一个实体,那么此选项就是默认的选项;选择该选项可在包含实体的零件文件中创建新实体;每个实体都与其他的实体相互分离,成为独立的特征集合,此时在浏览器中会出现一个实体如图3.1.18所示。

图3.1.18 新建实体操作

◆ 如图3.1.11所示,打开“拉伸”对话框中 区域的下拉列表,特征的各拉伸深度类型选项说明如下。

按钮:可以创建确定深度尺寸类型的特征,此时特征将从草图平面开始,按照所输入的数值(拉伸深度值)向特征创建的方向一侧进行拉伸,效果如图3.1.19所示。

按钮:用于创建按箭头方向拉伸到第一个有意义的接触面而进行的拉伸,效果如图3.1.19所示。

按钮:用于创建按箭头方向拉伸到选定的终点、顶点、面或者平面。对于点或者顶点相当于在选定的点或者顶点上创建一个平行于草图平面的基准面,以此面作为拉伸的终止条件;对于面或者平面,将以我们选定的面作为拉伸的终止面;效果如图3.1.19所示。

按钮:用于创建在指定的起始面和终止面之间进行拉伸,效果如图3.1.19所示。

按钮:用于创建在指定的方向上拉伸至与所有的面相交,选择此选项后并集操作将不可用,效果如图3.1.19所示。

图3.1.19 拉伸深度选项示意图

选项:表示特征从草图基准面的法向方向进行拉伸,效果如图3.1.20所示。

选项:表示特征从草图基准面的另外一个法向方向进行拉伸,效果如图3.1.21所示。

图3.1.20 方向1

图3.1.21 方向2

选项:表示特征从草图基准面的两个方向同时进行拉伸,并且两侧拉伸的值均为输入值的一半,效果如图3.1.22所示。

选项:表示特征从草图基准面的两个方向同时进行拉伸,且两侧拉伸可以随意指定,效果如图3.1.23所示。

图3.1.22 对称

图3.1.23 不对称

◆ 如图3.1.11所示,打开“拉伸”对话框中 选项卡中的部分选项说明如下。

下拉列表:用于在创建拉伸特征的同时,对实体进行拔模操作,如果输入的值为正值,则特征将沿矢量方向增大截面面积,如果输入的数值为负值,则特征将沿矢量方向减小截面面积,效果如图3.1.24所示。

图3.1.24 锥度选项

定义拉伸深度值。在“拉伸”对话框 下拉列表中输入数值10.0,完成拉伸深度值的定义。

4.完成凸台特征的定义

特征的所有要素被定义完毕后,预览所创建的特征,以检查各要素的定义是否正确。

说明

预览时,可按住键盘上的Shift键加鼠标中键进行旋转查看,如果所创建的特征不符合设计意图,可选择对话框中的相关选项重新定义。

预览完成后,单击“拉伸”对话框中的 按钮,完成特征的创建。

3.1.3 创建其他特征

1.创建拉伸特征2

在创建零件的基本特征后,可以增加其他特征。现在要创建图3.1.25所示的拉伸特征2,操作步骤如下。

图3.1.25 拉伸特征2

选择命令。在 区域中单击 按钮后,系统弹出“创建拉伸”对话框。创建截面草图。

(1)选取草图平面。单击“创建拉伸”对话框中的 按钮,选取图3.1.26所示的模型表面作为草图平面,进入草图绘制环境。

说明

如果读者在选取图3.1.26所示的平面进入草绘环境后,系统自动投影了模型边线,而这些边线并不是我们需要的,可进行如下操作:单击 选项卡 区域中的“应用程序选项”按钮 ,系统弹出“应用程序选项”对话框,单击 选项卡,取消选中 选项。

(2)绘制图3.1.27所示截面草图(注意圆心与原点重合)。完成草图绘制后,单击 选项卡 区域中的 按钮,然后单击草图的封闭区域,退出草图绘制环境。

图3.1.26 添加切削特征

图3.1.27 截面草图

选择拉伸类型。在“拉伸”对话框 区域中的下拉列表中选择 选项,将拉伸方向设置为方向1的拉伸类型 ;在“拉伸”对话框 下拉列表中输入数值40.0,完成拉伸深度值的定义。

完成特征的创建。

(1)特征的所有要素被定义完毕后,预览所创建的特征,以检查各要素的定义是否正确。如果所创建的特征不符合设计意图,可选择操控板中的相关项,重新定义。

(2)在对话框中单击 按钮,完成特征的创建。

2.创建图3.1.28所示的拉伸特征3

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“创建拉伸”对话框。

创建特征的截面草图。

(1)选取草图平面。单击“创建拉伸”对话框中的 按钮,选取 XZ 平面作为草图平面。

图3.1.28 拉伸特征3

(2)绘制截面草图。

① 绘制图3.1.29所示的截面草图的大体轮廓。

② 建立几何约束。建立图3.1.30所示的相切、竖直和重合约束。

③ 建立尺寸约束。标注两个尺寸并修改至图3.1.31所示的大小。

图3.1.29 大体轮廓

图3.1.30 建立几何约束

图3.1.31 建立尺寸约束

(3)完成草图绘制后,单击“三维建模”选项卡中的“完成草图”按钮 ,退出草绘环境。

选择拉伸类型。在 区域中单击 按钮,在“拉伸”对话框 下拉列表中输入数值25.0,将拉伸方向设置为“方向2”类型

单击对话框中的 按钮,完成特征的创建。

3.创建图3.1.32所示的拉伸特征4(切削特征)

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“创建拉伸”对话框。

创建特征的截面草图。

(1)选取草图平面。单击“创建拉伸”对话框中的 按钮,选取图3.1.33所示的模型表面作为草图平面。

(2)绘制截面草图。在草绘环境中创建图3.1.34所示的截面草图。

(3)完成草图绘制后,单击“三维建模”选项卡中的“完成草图”按钮 ,退出草绘环境。

选择拉伸类型。在 区域中单击 按钮,在“拉伸”对话框中单击 按钮,然后在 下拉列表中选择 选项。

单击对话框中的 按钮,完成特征的创建。

图3.1.32 拉伸特征4

图3.1.33 大体轮廓

图3.1.34 截面草图

4.创建图3.1.35所示的拉伸特征5(切削特征)

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“创建拉伸”对话框。

创建特征的截面草图。

(1)选取草图平面。单击“创建拉伸”对话框中的 按钮,选取图3.1.36所示的模型表面作为草图平面。

(2)绘制截面草图。在草绘环境中创建图3.1.37所示的截面草图。

(3)完成草图绘制后,单击“三维建模”选项卡中的“完成草图”按钮 ,退出草绘环境。

图3.1.35 拉伸特征5

图3.1.36 大体轮廓

图3.1.37 截面草图

选择拉伸类型。在 区域中单击 按钮,在“拉伸”对话框中单击 按钮,然后在 下拉列表中选择 选项。

单击对话框中的 按钮,完成特征的创建。

3.2 模型的显示与控制

学习本节时,请先打开模型文件D:\inv19\work\ch03.02\link-base.ipt。

在Inventor中单击 功能选项卡,将进入图3.2.1所示的界面,该选项卡用于控制模型视图和管理文件窗口。

对图3.2.1所示的“视图”选项卡中各个区域的功能按钮进行简要说明。

区域:用于控制特征、用户特征、二维草图、三维草图、UCS特征、重心空间坐标系、分析结果、iMate图示符的显示与隐藏。

区域:用于设置模型的外观以及视图样式等。

区域:用于定制工作界面以及切换文件窗口等。

区域:用于调整模型在图形区中的显示大小,控制模型的显示方位。

图3.2.1 “视图”选项卡

3.2.1 模型的移动、旋转与缩放

视图的平移、旋转与缩放是零部件设计中常用的操作,这些操作只改变模型的视图方位而不改变模型的实际大小和空间位置,下面叙述其操作方法。

1.平移的操作方法

(1)单击 功能选项卡 区域中的“平移”按钮 ,然后在图形区按住左键并移动鼠标,此时模型会随着鼠标的移动而平移。

(2)在绘图区域单击“导航栏”中的“平移”按钮 ,然后在图形区按住左键并移动鼠标,此时模型会随着鼠标的移动而平移。

(3)按住鼠标中键不放并移动鼠标,模型将随着鼠标的移动而平移。

2.旋转的操作方法

(1)单击 功能选项卡 区域中 下的“动态观察”按钮 ,然后在图形区按住左键并移动鼠标,此时模型会随着鼠标的移动而旋转(此命令的快捷键为F4加鼠标左键)。

(2)单击 功能选项卡 区域中 下的“受约束的动态观察”按钮 ,然后在图形区按住左键并移动鼠标,此时模型也会随着鼠标的移动而旋转。

(3)在绘图区域单击“导航栏”中的“自由动态观察”按钮 ,然后在图形区按住左键并移动鼠标,此时模型会随着鼠标的移动而旋转。

(4)按住键盘上的Shift键加鼠标中键并移动鼠标,模型将随着鼠标的移动而旋转。

3.缩放的操作方法

(1)使用智能鼠标滚轮放大和缩小。

向后滚动鼠标滚轮以在当前光标位置放大,向前滚动鼠标滚轮缩小。

(2)使用全部缩放命令缩小或放大。

单击 功能选项卡 区域中 下的“全部缩放”按钮 ,此时绘图区域的所有元素都显示在图形窗口中。

(3)使用缩放命令缩小或放大。

单击 功能选项卡 区域中 下的“缩放”按钮 ,然后在图形区按住左键并移动鼠标,向下移动时放大,向上移动时缩小。

(4)使用缩放窗口命令缩小或放大。

单击 功能选项卡 区域中 下的“缩放窗口”按钮 ,然后在图形区合适的位置按住左键并移动鼠标绘制出一个矩形轮廓,松开鼠标左键,此时矩形区域内的元素都会显示在图形窗口中。

(5)使用缩放选定实体命令缩小或放大。

单击 功能选项卡 区域中 下的“缩放选定实体”按钮 ,然后在图形区选取边、特征或其他元素,此时选定的元素都会显示在图形窗口中。

(6)读者也可以在“导航栏”中找到对应的命令进行缩放操作。

注意

采用以上方法对模型进行缩放和移动操作时,只是改变模型的显示状态,而不能改变模型的真实大小和位置。

3.2.2 模型的视图定向

在设计零部件时,经常需要改变模型的视图方向,利用模型的“定向”功能可以将绘图区中的模型精确定向到某个视图方位(图3.2.2)。通过ViewCube工具调整至我们所需要的视图方位。

◆ (前视):沿着Z轴正向的平面视图,如图3.2.3所示。

说明

将视图调整至前视图后还可以通过图3.2.4所示的旋转箭头对视图进行旋转,单击图3.2.5所示的箭头后,视图将调整为图3.2.5所示的位置。

图3.2.2 原始视图方位

图3.2.3 前视图1

图3.2.4 ViewCube工具

图3.2.5 前视图2

◆ (后视):沿着Z轴负向的平面视图,如图3.2.6所示。

◆ (左视):沿着X轴正向的平面视图,如图3.2.7所示。

◆ (右视):沿着X轴负向的平面视图,如图3.2.8所示。

图3.2.6 后视图

图3.2.7 左视图

图3.2.8 右视图

◆ (下视):沿着Y轴负向的平面视图,如图3.2.9所示。

◆ (上视):沿着Y轴正向的平面视图,如图3.2.10所示。

图3.2.9 下视图

图3.2.10 上视图

说明

若读者在创建好一个视图后又想返回到主视图的状态,可单击ViewCube工具中的“主视图”按钮 或者使用键盘上的快捷键F6快速地将视图调回至主视图状态。

3.2.3 模型的剖切

下面说明模型的剖切的一般操作过程。

打开模型文件D:\inv19\work\ch03.02\link-base.ipt。

选择命令。单击 功能选项卡 区域中的“剖视”按钮 ,系统弹出“截面分析”对话框。

设置平面。在浏览器中选取 YZ 平面为参考面。

设置方向。将方向箭头调整至图3.2.11所示的方向。

单击 按钮,完成模型剖切的创建,如图3.2.12所示。

图3.2.11 调整方向箭头

图3.2.12 模型的剖切

说明

在浏览器中右击 ,在弹出的快捷菜单中选中 选项,则剖视图显示,若取消选中 选项,则剖视图隐藏。

“截面分析”对话框各选项说明如下。

选项:表示分析类型按照单一剖切平面提供零件的剖视图,与二维草图中的切片类似。

选项:用于选取剖切平面,此剖切面可以是模型的表面,也可以是系统提供的基准平面。

选项:用于设置剖切的方向。

选项:用于设置相对于选定平面的偏移值,读者可以在文本框中输入一个具体数值,也可以在绘图区域拖动平面动态设置该值。

选项:此选项提供了有关任意数量的剖切平面的更详细的信息,其中包括壁厚分析和面积物理特性的计算。

3.3 旋转特征

3.3.1 旋转特征概述

如图3.3.1所示,旋转(Revolve)特征是将截面绕着一条中心轴线旋转而形成的形状特征。注意旋转特征必须有一条绕其旋转的中心线。

要创建或重新定义一个旋转特征,可按下列操作顺序给定特征要素。

定义特征属性包括:草图平面→绘制旋转中心线→绘制特征截面→确定旋转方向→输入旋转角。

注意

旋转体特征分为旋转特征和旋转切削特征(图3.3.1所示为旋转特征),这两种旋转特征的截面草图都必须是封闭的。

下面以图3.3.1所示的零件——短轴(pin)为例,说明在新建一个以旋转特征为基础特征的零件模型时,创建旋转特征的详细过程。

图3.3.1 旋转特征示意图

1.新建文件

选择下拉菜单 命令。

2.创建图3.3.1所示的实体旋转特征

区域中选择 命令后,系统弹出图3.3.2所示的“创建旋转”对话框。

图3.3.2 “创建旋转”对话框

定义特征的截面草图。

(1)选择草图平面。单击 按钮,在系统 的提示下,选取 XZ 平面作为草图平面,进入草图绘制环境。

(2)绘制图3.3.3所示的截面草图(包括旋转中心线)。

① 绘制草图的大致轮廓。

② 建立图3.3.3所示的几何约束和尺寸约束,修改并整理尺寸。

(3)单击 功能选项卡 区域的“完成草图”按钮 ,退出草图绘制环境。

定义旋转属性。单击 选项卡 区域中的 按钮,系统弹出“旋转”对话框。在“旋转”对话框 区域的下拉列表中选中 选项。

单击对话框中的 按钮,完成旋转的创建。

图3.3.3 截面草图

说明

◆ 旋转特征必须有一条旋转轴线,围绕轴线旋转的草图只能在该轴线的一侧。

◆ 实体特征的截面必须是封闭的,而曲面特征的截面则可以不封闭。

◆ 旋转轴线一般是用 命令绘制的一条中心线,也可以是用 命令绘制的一条直线,或者是草图轮廓的一条直线边。

选择下拉菜单 命令,命名为revolve01.ipt,保存零件模型。

3.3.2 旋转切削特征

下面以图3.3.4所示的一个简单模型为例,说明创建旋转切削特征的一般过程。

图3.3.4 旋转切削特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.03\revolve02.ipt。

选择命令。在 区域中选择 命令后,系统弹出图3.3.2所示的“创建旋转”对话框。

定义特征的截面草图。

(1)选择草图平面。单击 按钮,在系统 的提示下,选取 XZ 平面作为草图平面,进入草图绘制环境。

(2)绘制图3.3.5所示的截面草图(包括旋转中心线)。

① 绘制草图的大致轮廓。

② 建立图3.3.5所示的几何约束和尺寸约束,修改并整理尺寸。

图3.3.5 截面草图

定义旋转属性。单击 选项卡 区域中的 按钮,系统弹出“旋转”对话框,在“旋转”对话框 区域的下拉列表中选中 选项,将布尔运算类型设置为“求差”类型

单击窗口中的 按钮,完成旋转切除的定义。

选择下拉菜单 命令,命名为revolve02-ok.ipt,保存零件模型。

3.4 Inventor的浏览器

3.4.1 浏览器界面简介

在学习本节时,请先打开模型文件D:\inv19\work\ch03.04\link-base.ipt,Inventor的浏览器操作界面如图3.4.1所示。

图3.4.1 浏览器操作界面

3.4.2 浏览器的作用与一般操作

(1)在浏览器中选取对象。可以从浏览器中选取要编辑的特征或零件对象。当要选取的特征或零件在图形区的模型中不可见时,此方法尤为有用。当要选取的特征和零件在模型中禁用选取时,仍可在浏览器中进行选取操作。

(2)更改项目的名称。在浏览器的项目名称上右击,选择 命令,然后在 对话框中输入新名称,即可更改所选项目的名称。

(3)在设计树中使用快捷命令。单击或右击浏览器中的特征名或零件名,可弹出一个快捷菜单,从中可选择相对于选定对象的特定操作命令。

(4)确认和更改特征的生成顺序。浏览器中有一个“造型终止”选项,作用是指明在创建特征时特征的插入位置。在默认情况下,它的位置总是在浏览器列出的所有项目的最后。可以在浏览器中将其上下拖动,将特征插入到浏览器中的其他特征之间。将“造型终止”选项移动到新位置时,“造型终止”后面的项目将被隐含,这些项目将不在图形区的模型上显示。

可在“造型终止”位于任何地方时保存模型;当再次打开文档时,可直接拖动“造型终止”选项至所需位置。

3.5 对特征进行编辑

3.5.1 编辑特征的操作

特征的编辑是指修改特征尺寸,编辑草图轮廓,改变特征的深度变化方式,隐藏以及删除特征。在学习本节前,请打开模型文件D:\inv19\work\ch03.05\link-base.ipt。

1.编辑特征尺寸

特征尺寸的编辑是指对特征的尺寸和相关修饰元素进行修改,以下将举例说明其操作方法。

(一)显示特征尺寸值

打开文件D:\inv19\work\ch03.05\link-base.ipt。

在图3.5.1所示模型(link-base)的浏览器中,右击切削拉伸特征(特征名为“拉伸4”),在弹出的快捷菜单中选择 命令(图3.5.2),此时该特征的所有尺寸都显示出来,如图3.5.3所示,以便进行编辑。

(二)修改特征尺寸值

通过上述方法进入尺寸的编辑状态后,如果要修改特征的某个尺寸值,方法如下。

在模型中双击要修改的某个尺寸,系统弹出图3.5.4所示的“编辑尺寸”对话框。

在“修改”对话框的文本框中输入新的尺寸(如23),并单击对话框中的 按钮。

编辑特征的尺寸后,选择 选项卡 区域中的“更新”按钮 ,这样修改后的尺寸才会重新驱动模型。

图3.5.3 显示尺寸

图3.5.4 “编辑尺寸”对话框

2.编辑特征属性

当特征创建完毕后,如果需要重新定义特征的属性或特征的深度选项,就必须对特征进行“编辑定义”,也叫“编辑特征”。下面以滑块(link-base)模型为例,说明其操作方法。

在图3.5.1所示的滑块(link-base)浏览器中,右击实体拉伸特征(特征名为“拉伸1”),在弹出的快捷菜单中选择 命令(图3.5.2),此时系统弹出图3.5.5所示的“拉伸”对话框,即可重新定义该特征的属性。

3.5.2 三维夹点的编辑

三维夹点编辑特征的一般操作步骤如下。

选择命令。在浏览器中右击某一特征,然后在图3.5.2所示的快捷菜单中,选择 命令。

图3.5.5 “拉伸”对话框

编辑尺寸。选取此命令后,绘图区域会将该特征的尺寸显示出来,如图3.5.6所示,此时双击要修改的尺寸,系统弹出图3.5.7所示的“编辑尺寸”对话框,然后输入尺寸值,单击 按钮。

图3.5.6 显示尺寸

图3.5.7 “编辑尺寸”对话框

在绘图区域空白处右击,选择 命令,完成编辑特征的操作。

说明

◆ 此方法在修改尺寸后,特征也会随尺寸改变而变化,无须再进行更新。

◆除 中修改尺寸的方法外,还有另外一种方法修改尺寸值。将鼠标移动至草图的边线上,此时会出现一个与此线段垂直的箭头,我们可以通过拖动此箭头来更改整体尺寸的大小。

3.5.3 编辑特征的显示与隐藏

在滑块零件模型(link-base)的浏览器中,右击某些基准特征名(如 XY 平面),从弹出的图3.5.8所示的快捷菜单中选择 命令,即可“显示”该基准特征,也就是在零件模型上能看见此特征。

如果想要隐藏基准特征,可在浏览器中右击隐藏特征名,再在弹出的快捷菜单中选择 命令,如图3.5.9所示,即可“隐藏”该基准特征,也就是在零件模型上看不见此特征。

图3.5.8 “显示”命令

图3.5.9 “隐藏”命令

3.5.4 特征的抑制

在滑块零件模型(link-base)的浏览器中,右击某些零件特征(如拉伸3),在弹出的图3.5.10所示的快捷菜单中选择 命令,即可“抑制”该零件特征,在零件模型上即看不见此特征。浏览器中的符号也会更改,以反映抑制了该特征,如图3.5.11所示。

图3.5.10 “抑制”命令

如果想要取消被抑制的特征,可在浏览器中右击被抑制的特征,再在弹出的快捷菜单中选择 命令,如图3.5.12所示。

图3.5.11 浏览器

3.5.5 删除特征

删除特征的一般操作步骤如下。

(1)选择命令。在浏览器中右击图3.5.11所示的 ,然后在图3.5.2所示的快捷菜单中,选择 命令,系统弹出图3.5.13所示的“删除特征”对话框。

(2)定义是否删除已使用的草图和特征。在“删除特征”对话框中选中 对话框。

图3.5.12 “取消抑制”命令

图3.5.13 “删除特征”对话框

说明

已使用的草图和特征即所选特征的子代特征,如本例中所选特征的已使用的草图和特征即为“草图3(草图)”,若取消选中 复选框,则系统执行删除命令时,只删除特征,而不删除草图。

(3)单击对话框中的 按钮,完成特征的删除。

说明

如果要删除的特征是零部件的基础特征(如模型slide中的拉伸特征“拉伸1”),也选中 复选框和 复选框,所有特征将均被删除。

3.5.6 编辑特征的名称

在浏览器中,可以修改各特征的名称,以便于识别特征。

操作说明如下:

在浏览器中右击图3.5.14所示的 ,在弹出的快捷菜单中选择 命令,系统弹出“特征特性”对话框,然后在“名称”文本框中输入切削拉伸4,并按回车键确认。

图3.5.14 修改特征的名称

3.5.7 编辑特征尺寸

在图3.5.1所示的滑块(link-base)的浏览器中,右击“实体拉伸特征”(特征名为“拉伸1”),在弹出的快捷菜单中选择 命令(图3.5.2),系统再次进入草绘环境,可以在草绘环境中修改特征草绘截面的尺寸、约束关系和形状等;修改完成后,单击“完成草图”按钮

3.6 特征的多级撤销/重做功能

多级撤销/重做(Undo/Redo)功能,意味着在所有对特征、组件和制图的操作中,如果错误地删除、重定义或修改了某些内容,只需一个简单的“撤销”操作就能恢复原状。下面以一个例子进行说明。

打开文件D:\inv19\work\ch03.06\lundo-operation.ipt。

创建图3.6.1所示的拉伸切削特征。

删除上步创建的拉伸切削特征,然后单击快速访问工具栏中的 (撤销)按钮,则刚刚被删除的拉伸切削特征又恢复回来;如果再单击快速访问工具栏中的 (重做)按钮,恢复的拉伸切削特征又被删除了。

图3.6.1 拉伸切削特征

3.7 孔特征

Inventor中提供了专门的孔特征(Hole)命令,用户可以方便而快速地创建各种要求的孔。

3.7.1 简单直孔

下面以图3.7.1所示的简单模型为例,说明在模型上创建孔特征(简单直孔)的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19\work\ch03.07\hole-01.ipt,如图3.7.1所示。

图3.7.1 孔特征

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.7.2所示的“孔”对话框。

图3.7.2 “孔”对话框

图3.7.2所示的“孔”对话框中各选项的说明如下。

◆ 图3.7.2所示“孔”对话框的 选项组用于定义孔中心的放置方式,可通过选择面和位置、草图点或工作点来进行放置。

◆ 图3.7.2所示“孔”对话框的 选项组用于定义孔的类型及样式,各按钮的说明如下。

(简单孔)选项:表示创建孔的类型为不带螺纹的简单孔。

(配合孔)选项:表示创建孔的类型为与选定的紧固件配合的孔。

(螺纹孔)选项:表示创建孔的类型为带螺纹的孔。

(锥螺纹孔)选项:选项:表示创建孔的类型为带螺纹的锥度孔。

(无)选项:表示创建孔的样式为直孔。

(沉头孔)选项:表示创建孔的样式为沉头孔。

(沉头平面孔)选项:表示创建孔的样式为沉头平面孔。

(倒角孔)选项:表示创建孔的样式为倒角孔(或者称为埋头孔)。

◆ 图3.7.2所示“孔”对话框的 选项组用于定义孔的终止方式及方向,部分按钮的说明如下。

(距离)选项:可以创建确定深度尺寸类型的特征,此时特征将从草绘平面开始,按照所输入的数值(即拉伸深度值)向特征创建的方向一侧生成。

(贯通)选项:特征将与所有曲面相交。

(到)选项:特征在拉伸方向上延伸,直到与指定的平面相交。

选项:表示孔特征从草图基准面的法向方向进行拉伸。

选项:表示孔特征从草图基准面的另外一个法向方向进行拉伸。

选项:表示孔特征从草图基准面的两个方向同时进行拉伸,并且两侧拉伸的值均为输入值的一半。

◆ 图3.7.2所示“孔”对话框的 选项组用于定义孔的高级参数设置,各按钮的说明如下。

复选框:选中后,可生成用来预定义装配要素的条件。

复选框:选中后,表示与草图相邻的孔的另一端也会延伸。

定义孔的放置方式及参考。在系统 的提示下,选取图3.7.1a所示的模型表面为孔的放置面,然后选取图3.7.1a所示的边线为同心参考。

定义孔的样式及类型。在“孔”对话框 选项组中确认“简单孔”按钮 与“无”按钮 被选中。

定义孔的参数。

(1)定义孔的深度。在“孔”对话框 选项组 区域中选择“贯通”选项

(2)定义孔的直径。在“孔”对话框预览图像区域输入孔的直径值为60.0。

单击“孔”对话框中的 按钮,完成孔的创建。

3.7.2 标准孔

下面以图3.7.3所示的简单模型为例,说明在模型上创建孔特征(标准孔)的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19\work\ch03.07\hole-02.ipt,如图3.7.1所示。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“孔”对话框。

定义孔的放置方式及参考。在系统 的提示下,选取图3.7.4所示的模型表面为孔的放置面,然后选取图3.7.5所示的边线为同心参考。

图3.7.3 标注孔特征

图3.7.4 定义孔的放置面

图3.7.5 定义同心参考

定义孔的样式及类型,在“孔”对话框 选项组中确认“螺纹孔”按钮 与“无”按钮 被选中,在 选项组 的下拉列表中选择 选项,选中在 下拉列表中选择 ,在 下拉列表中选择 ,其余参数接受系统默认。

定义孔的参数。

(1)定义孔的深度。在“孔”对话框 选项组 区域中选择“贯通”选项

(2)定义孔的直径。在“孔”对话框孔预览图像区域输入图3.7.6所示的参数。

单击“孔”对话框中的 按钮,完成孔的创建。

图3.7.6 定义孔参数

3.8 修饰特征

3.8.1 螺纹特征

螺纹特征(Thread)是在其他特征上创建,螺纹特征在零件建模时并不能完整反映螺纹,只是以贴图的形式显示出螺纹效果,但其在工程图中可以清晰地显示出来。

螺纹特征可以表示外螺纹或内螺纹,可以是不通的或贯通的,可通过指定螺纹内径或螺纹外径(分别对于外螺纹和内螺纹)来创建螺纹特征。

下面以图3.8.1所示的简单零件为例,说明在一个模型上添加螺纹特征的详细过程。

图3.8.1 螺纹特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.08.01\thread.ipt。

选择命令,在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.8.2所示的“螺纹”对话框。

图3.8.2 “螺纹”对话框

定义螺纹放置面。选择图3.8.1a所示的面作为螺纹放置面。

定义螺纹参数。在“螺纹”对话框中选中 复选框;单击 选项卡,在 下拉列表中选择 选项,在 下拉列表中选择 选项。

单击“螺纹”对话框中的 按钮,完成螺纹特征的创建。

3.8.2 倒角特征

倒角(chamfer)特征实际上是一个在两个相交面的交线上建立斜面的特征。倒角特征属于构建特征。构建特征不能单独生成,而只能在其他特征之上生成。构建特征包括倒角特征、圆角特征、孔特征和修饰特征等。

下面以图3.8.3所示的简单零件为例,说明在一个模型上添加倒角特征的详细过程。

图3.8.3 倒角特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.08.02\chamfer.ipt。

选择命令,在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.8.4所示的“倒角”对话框。

图3.8.4 “倒角”对话框

图3.8.4所示的“倒角”对话框的说明如下。

选项:创建的倒角沿两个邻接曲面距选定边的距离相等,需输入倒角的值。

选项:创建的倒角沿一邻接曲面距选定边的距离为倒角值,并且与该面成一指定夹角;只能在两个平面之间使用该命令,需输入角度和倒角边长的值,如图3.8.5所示。

选项:创建的倒角沿第一个曲面距选定边的距离为倒角边长1,沿第二个曲面距选定边的距离为倒角边长2,需输入倒角边长1和倒角边长2的值,如图3.8.6所示。

选项:用于定义要倒角的各条边。

选项:用于定义由距离和角度定义的倒角边。

选项:对于由两个距离定义的倒角,使倒角距离的方向相反。

图3.8.5 应用“倒角边长和角度”的倒角

图3.8.6 应用“两个倒角边长”的倒角

文本框:用于指定倒角的距离。

文本框:用于由距离和角度选项定义倒角时倒角的角度。

选项:用于选择所有相连相切边。

选项:用于选择独立的边。

选项:用于在平面相交处连倒角,如图3.8.7所示。

选项:用于在相交处形成角点,如图3.8.8所示。

图3.8.7 应用“过渡”的倒角

图3.8.8 无过渡的倒角

定义倒角类型。在“倒角”对话框中定义倒角类型为“倒角边长”选项

选取模型中要倒角的边线,如图3.8.3a所示。

定义倒角参数。在“倒角”对话框 文本框中输入数值5。

单击“倒角”对话框中的 按钮,完成倒角特征的定义。

选择下拉菜单 命令,命名为chamfer_ok,保存零件模型。

3.8.3 圆角特征

圆角(Round)特征可创建曲面间的圆角或中间曲面位置的圆角。曲面可以是实体模型的曲面,也可以是曲面特征。在Inventor中提供了三种圆角的方法,用户可以根据不同情况进行圆角操作。这里将其中的两种圆角方法介绍如下。

1.创建等半径圆角

下面以图3.8.9所示的一个简单模型为例,说明创建等半径圆角特征的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19\work\ch03.08.03\round-01.ipt。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.8.10所示的“圆角”对话框(一)。

图3.8.9 等半径圆角特征

图3.8.10 “圆角”对话框(一)

定义圆角类型。在“圆角”对话框(一)中单击“边圆角”按钮 ,并确认 选项卡被激活。

选取要圆角的对象。在系统 的提示下,选取图3.8.9所示的模型边线为要圆角的对象。

定义倒圆参数。在“倒圆角”小工具栏“半径R”文本框中输入数值10。

单击“圆角”对话框中的 按钮,完成等半径圆角特征的创建,如图3.8.9所示。

图3.8.10所示的“圆角”对话框(一)的说明如下。

(边圆角)选项:用于在零件的一条或者多条边线上添加圆角。

(面圆角)选项:用于在不需要共享边的两个选定的面集之间添加圆角。

(全圆角)选项:用于添加与三个相邻面相切的变半径的圆角。

选项:用于显示当前所选边的数目。

选项:用于指定所选边线倒圆的半径值。

区域:用于改变在一组边中添加或者删除边的方法。

选项:用于选择或者删除单条边线。

选项:用于选择或者删除在一个面上形成封闭回路的边。

选项:用于选择或者删除因某个特征与其他面相交所导致的边以外的所有边。

选项:用于选择多实体零件中的参与实体,在单实体零件中不可用。

选项:用于选择或删除所有剩余的凹边和拐角,在部件环境中不可用。

选项:用于选择或删除所有剩余的凸边和拐角,选择或删除所有剩余的凸边和拐角。在部件环境中不可用。

选项:选中该复选框可以在需要时改变指定的半径,以保证相邻面的边壁延伸。

选项:选中该复选框用于创建一个边圆角,若清除该复选框则在锐利拐角的边圆角之间建立连续相切的过渡,效果如图3.8.11所示。

图3.8.11 在可能位置使用球面连接选项

选项:选中该复选框可以在选择一条圆角边时自动选取所有与其相切的边。

选项:选中该复选框,所有与圆角相交的特征都会被选中,并且在进行圆角操作时计算它们的交线。如果清除了该复选框,则在圆角操作中只计算参与操作的边。

选项:用于提供当前选择的圆角预览。

2.创建变半径圆角

下面以图3.8.12所示的一个简单模型为例,说明创建变半径圆角特征的一般过程。

图3.8.12 变半径圆角特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.08.03\round-02.ipt。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出如图3.8.10所示的“圆角”对话框(一)。

定义圆角类型。在“圆角”对话框(一)中单击“边圆角”按钮 ,并单击 选项卡,如图3.8.10所示“圆角”对话框(二)。

选取要圆角的对象。在系统 的提示下,选取图3.8.12a所示的模型边线为要圆角的对象。

定义倒圆参数。在选中的倒圆边线上单击,此时在“圆角”对话框“点”区域会添加除了开始点与结束点之外的另外一个点,然后在“圆角”对话框 文本框中修改控制点的半径值,并修改点1的位置(具体数值可参考图3.8.13所示)。

图3.8.13 “圆角”对话框(二)

单击“圆角”对话框中的 按钮,完成变半径圆角特征的定义。

图3.8.13所示的“圆角”对话框(二)的说明如下。

选项:选中该复选框可以使圆角在控制点之间逐渐过渡,若清除该复选框则在控制点之间用线性过渡来创建圆角,效果如图3.8.14所示。

图3.8.14 平滑半径过渡选项

3.创建面圆角

下面以图3.8.15所示的一个简单模型为例,说明创建面圆角特征的一般过程。

图3.8.15 创建面圆角特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.08.03\round-03.ipt。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“圆角”对话框(一)。

定义圆角类型。在“圆角”对话框单击“面圆角”按钮 ,系统弹出图3.8.16所示的“圆角”对话框(三)。

图3.8.16所示的“圆角”对话框(三)的说明如下。

选项:用于指定要创建圆角的第一个面集中的模型或曲面的一个或多个相切面、连续面,可通过反转按钮反转在选取曲面时要在其上创建圆角的侧面。

选项:用于指定要创建圆角的第二个面集中的模型或曲面的一个或多个相切面、连续面,可通过反转按钮反转在选取曲面时要在其上创建圆角的侧面。

选项:选中此选项则允许圆角在相切面、相邻面上自动延续。

选项:选中此选项,当单个选择后,系统自动进入下一个“选择”命令。

文本框:用于指定所选面集的圆角半径。

图3.8.16 “圆角”对话框(三)

选取要圆角的对象。在系统 的提示下,选取图3.8.15a所示的模型面1和面2。

定义倒圆参数。在“圆角”对话框 文本框中输入数值30。

单击对话框中的 按钮,完成面圆角特征的定义。

4.创建全圆角

全圆角:生成相切于三个相邻面组(一个或多个面相切)的圆角。

下面以图3.8.17所示的一个简单模型为例,说明创建全圆角特征的一般操作步骤。

图3.8.17 全圆角特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.08.03\round-04.ipt。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“圆角”对话框(一)。

定义圆角类型。在“圆角”对话框单击“全圆角”按钮 ,系统弹出图3.8.18所示的“圆角”对话框(四)。

选取要圆角的对象。在系统 的提示下,依次选取图3.8.17a所示的模型侧面集1、中心面集、侧面集2。

单击对话框中的 按钮,完成全圆角特征的定义。

图3.8.18 “圆角”对话框(四)

说明

◆ 在添加小圆角之前添加较大圆角。当有多个圆角会聚于一个顶点时,应先生成较大的圆角。

◆ 在生成圆角前先添加拔模。如果要生成具有多个圆角边线及拔模面的铸模零件,在大多数的情况下,应在添加圆角之前添加拔模特征。

◆ 最后添加装饰用的圆角。在大多数其他几何体定位后,尝试添加装饰圆角。越早添加它们,则系统需要花费越长的时间重建零件。

◆ 如要加快零件重建的速度,请使用单一圆角操作来处理需要相同半径圆角的多条边线。然而,如果改变此圆角的半径,则在同一操作中生成的所有圆角都会改变。

3.8.4 抽壳特征

抽壳特征(Shell)是将实体的内部掏空,留下一定壁厚(等壁厚或多壁厚)的空腔,该空腔可以是封闭的,也可以是开放的,如图3.8.19所示。在使用该命令时,要注意各特征的创建次序。

1.等壁厚抽壳

下面以图3.8.19所示的简单模型为例,说明创建等壁厚抽壳特征的一般操作步骤。

打开D:\inv19\work\ch03.08.04\shell-feature.ipt。

图3.8.19 等壁厚的抽壳

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.8.20所示的“抽壳”对话框。

图3.8.20 “抽壳”对话框

定义抽壳厚度。在“抽壳”对话框 文本框中输入抽壳厚度值为1.0。

图3.8.20所示的“抽壳”对话框中的各选项说明如下。

(向内)选项:用于向零件的内部偏移壳壁,原始零件的外壁成为抽壳的外壁。

(向外)选项:用于向零件外部偏移壳壁,原始零件的外壁成为抽壳的外壁。

(双向)选项:用于向零件内部和外部以相同距离偏移壳壁,零件的每侧厚度将增加抽壳厚度的一半。

选项:用于选择要删除的零件面,保留剩余的面作为壳壁。

文本框:用于指定抽壳面的厚度。

选择要移除的面。在系统 的提示下,选择图3.8.19a所示的模型表面为要移除的面。

单击“抽壳”对话框中的 按钮,完成抽壳特征的创建。

2.多壁厚抽壳

利用多壁厚抽壳,可以生成在不同面上具有不同壁厚的抽壳特征。

下面以图3.8.21所示的简单模型为例,说明创建多壁厚抽壳特征的一般过程。

打开D:\inv19\work\ch03.08.04\shell-feature.ipt。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“抽壳”对话框,然后单击 按钮。

图3.8.21 多壁厚的抽壳

定义抽壳厚度。在“抽壳”对话框 文本框中输入抽壳厚度值为1。

选择要移除的面。在系统 的提示下,选择图3.8.21a所示的模型表面为要移除的面。

定义抽壳剩余面的厚度。

在“抽壳”对话框 区域单击 使其激活,然后选取图3.8.21a所示的特殊面,输入厚度值3。

单击“抽壳”对话框中的 按钮,完成抽壳特征的创建。

3.8.5 拔模特征

1.拔模特征简述

注射件和铸件往往需要一个拔摸斜面才能顺利脱模,Inventor的拔摸(斜度)特征就是用来创建模型的拔摸斜面的。拔模特征共三种:固定边拔模、固定平面拔模和分模线拔模。

2.从固定平面拔模

下面以图3.8.22所示的模型为例,说明从固定平面拔模特征的一般操作过程。

打开文件D:\inv19\work\ch03.08.05\draft.ipt。

图3.8.22 拔模(斜度)特征

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.8.23所示的“面拔模”对话框。

图3.8.23 “面拔模”对话框

图3.8.23所示的“面拔模”对话框中的各选项说明如下。

(固定边)选项:选中此选项,指定拔模角度将从零件边开始,如图3.8.24所示。

(固定平面)选项:选中此选项,指定的拔模角度将从参考平面定义,如图3.8.25所示。

(分模线)选项:用于创建有关二维或三维的拔模,模型将在分模线的上方和下方进行拔模,使用此选项的前提是有一个三维的线即分模线。

图3.8.24 固定边拔模

图3.8.25 固定面拔模

选项:用于选取在拔模过程中固定不变的面,同时通过此面确定拔模的方向,读者可通过 按钮改变拔模的方向。

选项:用于选取要进行拔模的面。

选项:选中该复选框可以在选择一个面时自动选取所有与其相切的面。

选项:用于以圆角或其他特征过渡到其他面。

选项:用于设置拔模的角度。

(单项)选项:用于在一个方向上进行拔模。

(对称)选项:用于在平面或分模线的上方和下方添加同一角度的拔模。

(步对称)选项:用于在平面或分模线上方和下方添加不同角度的拔模。

定义拔模类型。在“面拔模”对话框中将拔模类型设置为“固定平面”类型

定义固定面。在系统 的提示下,选取图3.8.22a所示的模型表面为拔模固定平面。

定义拔模面。在系统 的提示下,选取图3.8.22a所示的模型表面为需要拔模的面。

定义拔模属性。在“面拔模”对话框 文本框中输入数值20。

定义拔模方向。拔模方向如图3.8.26所示。

单击“面拔模”命令条中的 按钮,完成从固定平面拔模特征的创建。

图3.8.26 定义拔模方向

3.9 特征的重新排序及插入操作

3.9.1 概述

对一个零件进行抽壳时,零件中特征的创建顺序非常重要,如果各特征的顺序安排不当,抽壳特征会生成失败,有时即使能生成抽壳,但结果也不会符合设计要求,可按下面的操作方法进行验证。

打开文件D:\inv19\work\ch03.09\insert01.ipt。

将底部圆角半径从R10改为R15,会看到模型的底部出现多余的实体区域,如图3.9.1所示。显然这不符合设计意图,之所以会产生这样的问题,是因为圆角特征和抽壳特征的顺序安排不当,解决办法是将圆角特征调整到抽壳特征的前面,这种特征顺序的调整就是特征的重新排序。

图3.9.1 注意抽壳特征的顺序

3.9.2 重新排序的操作方法

这里以readjust.ipt为例,说明特征重新排序(Reorder)的操作方法。

打开文件D:\inv19\work\ch03.09\readjust.ipt。

如图3.9.2所示,在零件的设计树中选取 特征,按住左键不放并拖动鼠标,拖至 特征的下面,然后松开左键,这样圆角特征就调整到抽壳特征的前面了。

图3.9.2 特征的重新排序

注意

特征的重新排序(Reorder)是有条件的,条件是不能将一个子特征拖至父特征的前面。如果要调整有父子关系的特征的顺序,必须先解除特征间的父子关系。解除父子关系有两种办法:一是改变特征截面的标注参照基准或约束方式;二是改变特征的重定次序(Reorder),即改变特征的草绘平面和草绘平面的参照平面。

3.9.3 特征的插入操作

在上一节readjust.ipt的练习中,当所有的特征完成以后,假如还要创建一个图3.9.3b所示的凸台-拉伸特征,并要求该特征创建在 特征的后面,利用“特征的插入”功能可以满足这一要求。下面说明其一般过程。

图3.9.3 插入拉伸特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.09\insert.ipt。

定义创建特征的位置。在设计树中,选取 选项,将其拖动到 特征之后。

定义创建的特征。

(1)选择命令。在 区域中单击 按钮。

(2)创建截面草图。选取图3.9.4所示的平面作为草绘基准面,绘制图3.9.5所示的横断面草图。

图3.9.4 草绘基准面

图3.9.5 绘制横断面草图

(3)完成草图绘制后,单击“三维建模”选项卡中的“完成草图”按钮 ,退出草绘环境。

(4)选择拉伸类型。在 区域中单击 按钮,在“拉伸”对话框中单击 按钮,然后在 下拉列表中选择 选项。

(5)单击对话框中的 按钮,完成特征的创建。

完成特征的创建后,将 拖动到 特征之后。

说明

若不用退回控制棒插入特征,而直接将拉伸特征创建到 之后,则生成的模型如图3.9.6所示。

图3.9.6 创建拉伸特征

3.10 参考几何体

Inventor中都包括由系统默认存在的三个工作平面、三个坐标轴、一个工作点组成的“原始坐标系”,此坐标系是固定的,相当于在Autocad中的WCS。

Inventor中的参考几何体包括工作平面、工作轴、工作坐标系和工作点等基本几何元素,这些几何元素可作为其他几何体构建时的参照,在创建零件的一般特征、曲面、零件的剖切面以及装配中起着非常重要的作用。

3.10.1 工作平面

工作平面也称基准面。它是一种自定义、参数化且无限大的坐标平面。在创建一般特征时,如果模型上没有合适的平面,用户可以创建工作平面作为特征截面的草图平面及其参考平面。

在绘制草图时也可以根据一个工作平面进行标注,就好像它是一条边。工作平面的大小可以调整,以使其看起来适合零件、特征、曲面、边、轴或半径。

要选择一个工作平面,可以在浏览器中选择其名称,或在图形区中选择它的一条边界。

1.创建平面绕边旋转一定角度的参考平面

下面以一个范例来说明创建工作平面的一般过程。如图3.10.1所示,现在要创建一个工作平面1,使其穿过图中模型的一个边线,并与模型上的一个表面成30°的夹角。

图3.10.1 基准面的创建

打开D:\inv19\work\ch03.10.01\plane01.ipt。

选择命令。在 区域中单击“平面”按钮 下的 ,选择 命令。

定义基准面的参考实体。在系统 的提示下,选取图3.10.1所示的面为参考平面,然后选取图3.10.1a所示的线为参考轴。

定义参数。在系统弹出的“平面”工具栏中输入角度值为-30.0,单击 按钮,完成特征的创建。

说明

工作平面有正反面之分,默认情况下正面颜色是淡黄色板透明,反面颜色是淡蓝色板透明,可以更改工作平面的名称,也可以控制显示与隐藏。

2.创建平行于选定平面或面的参考平面

选择命令,在 区域中单击“平面”按钮 下的 ,选择 命令。

选取某一参考平面,然后在“基准面”工具栏的下拉列表中输入要偏距的距离。

单击 按钮,完成偏距基准面的创建。

3.创建垂直于选定曲线的参考平面

利用点与曲线创建基准面,此基准面通过所选点,且与选定的曲线垂直。

如图3.10.2所示,通过垂直于曲线创建基准面的一般操作步骤如下。

图3.10.2 创建垂直于曲线的基准面

打开D:\inv19\work\ch03.10.01\plane02.ipt。

选择命令,在 区域中单击“平面”按钮 下的 ,选择 命令。

定义基准面的参考实体。选取图3.10.2所示的曲线为参考线,然后再选取点1。

完成通过点1且垂直于参考曲线的平面的创建。

4.创建相切于选定曲面的参考平面

通过选择一个曲面创建基准面,此基准面与所选曲面相切,需要注意的是,创建时应指定方向矢量。下面介绍图3.10.3所示基准面创建的一般操作步骤。

图3.10.3 创建与曲面相切的基准面

打开D:\inv19\work\ch03.10.01\plane03.ipt。

选择命令,在 区域中单击“平面”按钮 下的 ,选择 命令。

定义基准面的参考实体。选取图3.10.3a所示的点和曲面作为所要创建的基准面的参考实体。

完成基准面的创建。

5.控制工作平面的显示大小

尽管工作平面实际上是一个无穷大的平面,但在默认情况下,系统根据模型大小对其进行缩放显示。显示的基准平面的大小随零件尺寸的不同而改变。除了那些即时生成的平面以外,其他所有工作平面的大小都可以加以调整,以适应零件、特征、曲面、边、轴或半径。操作步骤如下。

在浏览器上单击一基准面,然后右击,从弹出的快捷菜单中选择 命令,此时系统将根据图形区域零件的大小自动调整基准面。读者要想自由调整平面的大小,可通过如下操作:首先确认 不被选择,然后选取要更改大小的基准面,选中基准面上的某个控制点,通过拖动基准面上的四个控制点来调整基准面的大小。

6.工作平面的作用

(1)用于作为草图绘制时的参考面。

(2)用于作为创建工作轴或工作点的参考。

(3)用于作为拉伸、旋转等特征时的终止平面。

(4)用于作为装配时的参考平面。

(5)用于作为装配或零件状态下剖切观察的剖面。

(6)工作平面还可以向其他的草图平面进行投影,作为草图的定位或参考基准。

3.10.2 工作轴

“工作轴(axis)”功能是在零件设计模块中建立轴线,同基准面一样,工作轴也可以用于特征创建时的参照,并且工作轴对创建基准平面、同轴放置项目和径向阵列特别有用。

创建工作轴后,系统用工作轴1、工作轴2等依次自动分配其名称,要选取一个工作轴,可通过选择工作轴线自身或其名称。

1.利用两平面创建工作轴

可以利用两个平面的交线创建工作轴。平面可以是系统提供的基准面,也可以是模型表面。如图3.10.4b所示,利用两平面创建工作轴的一般操作步骤如下。

图3.10.4 利用两平面创建工作轴

打开文件D:\inv19\work\ch03.10.02\axis01.ipt。

选择命令,在 区域中单击“工作轴”按钮 后的小三角 ,选择 命令。

定义工作轴的参考实体。在系统 的提示下,依次选取图3.10.4a所示的两个面作为要创建的工作轴的参考实体,完成工作轴的创建。

2.利用两点/顶点创建工作轴

利用两点连线创建工作轴。点可以是顶点、边线中点或其他基准点。

下面介绍图3.10.5b所示工作轴创建的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19\work\ch03.10.02\axis02.ipt。

选择命令,在 区域中单击“工作轴”按钮 后的小三角 ,选择 命令。

图3.10.5 利用两点/顶点创建工作轴

定义工作轴参考实体。在系统 的提示下,选取图3.10.5a所示的顶点1和顶点2为工作轴的参考实体,完成工作轴的创建。

3.利用圆柱/圆锥面创建工作轴

下面介绍图3.10.6b所示工作轴创建的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19\work\ch03.10.02\axis03.ipt。

图3.10.6 利用圆柱/圆锥面创建工作轴

选择命令,在 区域中单击“工作轴”按钮 后的小三角 ,选择 命令。

定义工作轴参考实体。在系统 的提示下,选取图3.10.6a所示的半圆柱面为工作轴的参考实体,完成工作轴的创建。

4.利用点和面/基准面创建工作轴

选择一个曲面(或基准面)和一个点生成工作轴,此工作轴通过所选点,且垂直于所选曲面(或基准面)。需注意的是,如果所选面是曲面,那么所选点必须位于曲面上。

下面介绍图3.10.7b所示工作轴创建的一般操作步骤。

图3.10.7 利用点和面/基准面创建基准轴

打开文件D:\inv19\work\ch03.10.02\axis04.ipt。

选择命令,在 区域中单击“工作轴”按钮 后的小三角 ,选择 命令。

定义工作轴参考实体。在系统 的提示下,选取图3.10.7a所示的平面与点为工作轴的参考实体,完成工作轴的创建。

5.工作轴的作用

(1)用于作为创建工作平面或工作点的参考。

(2)用于为旋转特征提供旋转轴。

(3)用于为装配约束提供参考。

(4)用于为工程图尺寸提供参考。

(5)用于为环形阵列体中心提供参考。

(6)用于作为对称的对称轴。

(7)用于为三维草图提供参考。

3.10.3 工作点

“工作点(point)”功能是在零件设计模块中创建点,作为其他实体创建的参考元素。

1.利用面的中心创建点

利用所选面的中心创建工作点。

下面介绍图3.10.8b所示工作点创建的一般操作步骤。

图3.10.8 利用面中心创建点

打开文件D:\inv19\work\ch03.10.03\point01.ipt。

选择命令。在 区域中单击“工作点”按钮 后的小三角 ,选择 命令。

定义工作点参考实体。在系统 的提示下,选取图3.10.8a所示的模型表面为工作点的参考实体,完成工作点的创建。

2.利用交叉点创建工作点

在所选参考实体的交线处创建点,参考实体可以是边线、曲线或草图线段。

下面介绍图3.10.9b所示工作点创建的一般操作步骤。

图3.10.9 利用交叉点创建点

打开文件D:\inv19\work\ch03.10.03\point02.ipt。

选择命令,在 区域中单击“工作点”按钮 后的小三角 ,选择 命令。

定义工作点参考实体。在系统 的提示下,选取图3.10.9a所示的两条边线为工作点的参考实体,完成工作点的创建。

3.工作点的作用

(1)用于作为创建工作平面或工作轴的参考。

(2)投影工作点作为二维草图的参考点。

(3)用于为装配约束提供参考。

(4)用于作为工作坐标系的参考。

(5)用于为三维草图提供参考。

3.10.4 用户坐标系

“用户坐标系(coordinate)”功能是在零件设计模块中创建坐标系,作为其他实体创建的参考元素。

下面介绍图3.10.10b所示用户坐标系创建的一般操作步骤。

图3.10.10 创建坐标系

打开文件D:\inv19\work\ch03.10.04\coordinate.ipt。

选择命令,在 区域中单击“用户坐标系”按钮

定义坐标系参数。

(1)定义坐标系原点。在系统 的提示下,选取图3.10.10a所示的顶点为坐标系原点。

(2)定义坐标系 X 轴。在系统 的提示下选取图3.10.10a所示的点1。

(3)定义坐标系 Y 轴。在系统 的提示下选取图3.10.10a所示的点2。

3.11 加强筋(肋板)特征

加强筋(肋板)设计是用来加固零件的,也常用来防止出现不需要的折弯。肋板(筋)特征的创建过程与拉伸特征基本相似,不同的是加强筋(肋板)特征的截面草图是不封闭的。

下面以图3.11.1所示的模型为例,说明创建加强筋(肋板)特征的一般过程。

打开文件D:\inv19\work\ch03.11\rib-feature.ipt。

图3.11.1 筋特征

定义(肋板)特征的截面草图。

(1)在 选项卡 区域单击 按钮,然后选择 XZ 平面为草图平面,系统进入草图设计环境。

(2)绘制图3.11.2所示的截面草图,单击 按钮,退出草绘环境。

图3.11.2 截面草图

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.11.3所示的“加强筋”对话框。

图3.11.3 “加强筋”对话框

图3.11.3所示的“加强筋”对话框中的各选项说明如下。

(垂直于草图平面)选项:用于创建加强筋厚度垂直于草图平面的筋特征,如图3.11.4所示。

(平行于草图平面)选项:用于创建加强筋厚度平行于草图平面的筋特征,如

图3.11.5所示。

选项:用于定义加强筋形状的截面轮廓。此轮廓可以开放也可以封闭。

选项:用于指定几何图元的拉伸方向。

文本框:用于指定加强筋的厚度。

选项:用于选择要创建特征的轮廓的一侧。肋板方向可以是向一侧、向另一侧或者双向拉伸,如图3.11.6所示。

图3.11.4 “垂直于草图平面”选项

图3.11.5 “平行于草图平面”选项

图3.11.6 轮廓一侧形式

(到表面或平面)选项:使加强筋或腹板终止于下一个面,如图3.11.7所示。

(有限地)选项:设定加强筋或腹板终止的特定距离,需输入一个值,如图3.11.8所示。

图3.11.7 “到表面或平面”选项

图3.11.8 “有限的”选项

指定加强筋轮廓。在绘图区域选取 中创建的截面草图。

指定加强筋的类型。在“加强筋”对话框单击“平行于草图平面”按钮

定义加强筋特征的参数。

(1)定义加强筋的拉伸方向。在“加强筋”对话框中设置拉伸方向为“方向2”类型

(2)定义加强筋的厚度。在 文本框中输入数值2.0,将加强筋的生成方向设置为“双向”类型 ,其余参数接受系统默认设置。

单击“加强筋”对话框中的 按钮,完成加强筋特征的创建。

3.12 特征生成失败及其解决方法

在特征创建或重定义时,由于给定的数据不当或参考的丢失,会出现特征生成失败。下面就特征失败的情况进行讲解。

3.12.1 特征生成失败的出现

这里以一个简单模型为例进行说明。如果进行下列“编辑定义”操作(图3.12.1),将会出现特征生成失败。

图3.12.1 编辑特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.12\fail.ipt。

在图3.12.2所示的浏览器中,右击 ,在系统弹出的快捷菜单中选择 命令,此时进入草图绘制环境。

修改截面草图。将截面草图尺寸约束改为图3.12.3所示,单击 按钮,完成截面草图的修改。

退出草图工作台后,系统弹出图3.12.4所示的“Autodesk Inventor Professional-退出草图模式”对话框,提示拉伸2特征有问题,这是因为拉伸2的草图中“15”的尺寸是以图3.12.5所示的形式标注的(尺寸“15”以图3.12.5所示的边线为参考),重定义拉伸1后,新的形状使得该参考边线丢失,造成尺寸“15”找不到参考,草图无法生成,导致特征生成失败。

图3.12.2 浏览器

图3.12.3 修改截面草图

图3.12.4 出错警告对话框

图3.12.5 拉伸2的尺寸

3.12.2 特征生成失败的解决方法

1.解决方法一:删除特征

在系统弹出的“Autodesk Inventor Professional-退出草图模式”对话框中单击 按钮。

右击浏览器中的 ,在系统弹出的快捷菜单中选择 命令。

2.解决方法二:重定义特征

在系统弹出的“Autodesk Inventor Professional-退出草图模式”对话框中单击“设计医生”按钮 ,系统弹出图3.12.6所示的“Autodesk Inventor Professional 2019”对话框。

图3.12.6 “Autodesk Inventor Professional 2019”对话框

单击“Autodesk Inventor Professional 2019”对话框中的 按钮,系统弹出图3.12.7所示的“设计医生”对话框(一)。

图3.12.7 “设计医生”对话框(一)

单击 按钮,系统弹出图3.12.8所示的“设计医生”对话框(二)。

图3.12.8 “设计医生”对话框(二)

单击 按钮,系统弹出图3.12.9所示的“设计医生”对话框(三)。

图3.12.9 “设计医生”对话框(三)

在“设计医生”对话框(三)中单击 按钮,进入草图编辑环境,修改图3.12.10a所示的草图如图3.12.10b所示。

单击“完成草图”按钮 ,退出草绘环境,完成特征的重定义。

图3.12.10 修改横断面草图

3.13 特征变换的几种方式

特征的复制(Copy)命令用于创建一个或多个特征的副本,Inventor的特征复制包括一般复制和镜像复制,下面分别介绍其操作过程。

3.13.1 特征的镜像复制

特征的镜像复制就是将源特征相对一个平面(这个平面称为镜像中心平面)进行镜像,从而得到源特征的一个副本。如图3.13.1所示,对拉伸特征2进行镜像复制的操作过程如下。

图3.13.1 镜像特征

图3.13.2 “镜像”对话框

打开文件D:\inv19\work\ch03.13.01\mirror.ipt。

选择命令。在 区域中单击“镜像”按钮 ,系统将弹出图3.13.2所示的“镜像”对话框。

选取要镜像的特征。在图形区中选取要镜像复制的拉伸特征(或在浏览器中选择“拉伸2”特征)。

定义镜像中心平面。单击“镜像”对话框中的 按钮,然后选取XY平面作为镜像中心平面。

图3.13.2所示的“镜像”对话框的说明如下。

选项:用于镜像复制草图特征。

选项:用于镜像不能单独镜像的特征的实体。

选项:用于定义要复制的特征。

选项:用于定义镜像中心平面。

区域:各单选按钮的功能说明如下。

选项:用于通过镜像特征面来创建与选定的特征完全相同的副本。

选项:用于通过复制原始特征的结果来创建与选定的特征完全相同的副本,当优化方法不能使用时,可以使用此方法。

选项:同于通过镜像特征并分别计算每个镜像引用的范围或终止方式,来创建选定不同特征的副本。

单击“镜像”对话框中的 按钮,完成镜像操作。

3.13.2 特征的一般复制

特征的一般复制是使用“复制”和“粘贴”命令,以不同的草绘平面和尺寸来创建特征的副本。

打开文件D:\inv19\work\ch03.13.02\copy.ipt。

选择要复制的特征。在浏览器中选取要复制的拉伸2特征。

选择复制命令。在选中的拉伸2特征上右击,选择 命令。

选择粘贴命令。在浏览器中的空白区域右击,选择 命令,系统弹出图3.13.3所示的“粘贴特征”对话框。

放置复制的特征。将鼠标指针移动至图3.13.4所示的面上,单击鼠标左键确定。

单击 按钮,完成一般复制特征的创建。

图3.13.3 “粘贴特征”对话框

图3.13.4 放置位置

说明

特征复制完成后读者可通过编辑复制后特征的草图来重新定义特征在平面上的位置。

3.13.3 矩形阵列

下面介绍图3.13.5中圆柱体特征的矩形阵列的操作过程。

图3.13.5 创建矩形阵列

打开文件D:\inv19\work\ch03.13.03\rectangular.ipt。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.13.6所示的“矩形阵列”对话框。

选择要阵列的特征。在图形区中选取孔特征(或在浏览器中选择“孔1”特征)。

图3.13.6所示的“矩形阵列”对话框的说明如下。

选项:用于阵列复制各个特征。

选项:用于阵列包含不能单独阵列的特征的实体。

选项:用于定义要阵列的特征。

区域:用于设置阵列方向1的相关参数。

选项:用于设定阵列方向1的方向。

选项:用于反转引用的方向。

选项:用于设定方向1中阵列实例的数量。

选项:用于设定阵列实例之间的间距。

区域:用于设置阵列方向2的相关参数。

选项:用于设置两个方向上的第一个引用的起点。阵列可以是任何一个可选择的点为起点。

区域:用于指定阵列特征的计算方式。

区域:用于指定阵列特征的定位方式。

选项:用于阵列中每个引用的定位方式都和选定的第一个特征的定位方式相同。

选项:用于指定控制阵列特征的位置的方向。

图3.13.6 “矩形阵列”对话框

定义阵列参数。

(1)定义方向1参考边线。在“矩形阵列”对话框中单击 区域中的 按钮,然后选取图3.13.7所示的边线1为方向1的参考边线,阵列方向可参考图3.13.7所示。

图3.13.7 定义阵列参数

(2)定义方向1参数。在 区域的 文本框中输入数值2,在 文本框中输入数值72。

(3)定义方向2参考边线。在“矩形阵列”对话框中单击 区域中的 按钮,然后选取图3.13.7所示的边线2为方向2的参考边线,阵列方向可参考图3.13.7所示。

(4)定义方向2参数。在 区域的 文本框中输入数值2,在 文本框中输入数值47。

单击 按钮,完成矩形阵列的创建。

3.13.4 环形阵列

特征的环形阵列就是将源特征以圆周排列方式进行复制,使源特征产生多个副本。如图3.13.8所示,对孔特征进行环形阵列的操作过程如下。

图3.13.8 创建环形阵列

打开文件D:\inv19\work\ch03.13.04\pattern-circle.ipt。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.13.9所示的“环形阵列”对话框。

选择要阵列的特征。在图形区中选取拉伸3与圆角2特征(或在浏览器中选择“拉伸3”与“圆角2”特征)。

图3.13.9 “环形阵列”对话框

定义阵列参数。

(1)定义阵列轴。在“环形阵列”对话框中单击 按钮,然后在绘图区域中选取图3.13.8所示的圆柱面为环形阵列轴的参考。

(2)定义阵列实例数。在 区域的 按钮后的文本框中输入数值3。

(3)定义阵列角度。在 区域的 按钮后的文本框中输入数值360.0。

图3.13.9所示的“环形阵列”对话框的说明如下。

区域:用于定义阵列中引用的数量、引用之间的角度间距和重复的方向。

选项:用于设定阵列的个数。

选项:用于定义阵列的角度。

单击 按钮,完成环形阵列的创建。

3.13.5 删除阵列

下面以图3.13.10所示的图形为例,说明删除阵列的一般过程。

图3.13.10 删除阵列

打开文件D:\inv19\work\ch03.13.05\delete-pattern.ipt。

选择命令。在浏览器中选择 ,然后右击,从弹出的快捷菜单中选择 命令。

3.14 扫掠特征

3.14.1 创建扫掠特征的一般过程

如图3.14.1所示,扫掠(Sweep)特征是将一个截面沿着给定的轨迹“掠过”而生成的。要创建或重新定义一个扫掠特征,必须给定两大特征要素,即扫掠轨迹和扫掠截面。

下面以图3.14.1为例,说明创建扫掠拉伸特征的一般过程。

打开模型文件D:\inv19.1\work\ch03.14.01\sweep.ipt。

选择扫掠命令。在 区域中单击“扫掠”按钮 ,系统弹出图3.14.2所示的“扫掠”对话框。

图3.14.1 扫掠拉伸特征

图3.14.2 “扫掠”对话框

图3.14.2所示的“扫掠”对话框的部分选项说明如下。

选项:用于指定草图的一个或多个截面轮廓以沿选定的路径进行扫掠,如果草图中只有一个封闭的截面轮廓,系统将自动选中。

选项:用于为截面轮廓指定路径或者轨迹,路径可以开放也可以封闭,需要注意的是,路径必须穿透轮廓截面。

下拉列表:用于指定要创建的扫掠类型。

选项:用于沿路径扫掠截面轮廓以创建扫掠特征。

选项:用于沿路径扫掠截面轮廓以创建扫掠特征。

选项:用于沿路径和引导曲面扫掠截面轮廓以创建扫掠特征。

区域:用于指定扫掠特征是实体还是曲面。

选项:选中该选项,扫掠截面相对于扫掠路径不变,所有扫掠截面都维持与该路径相关的原始截面轮廓,效果如图3.14.3所示。

选项:选中该选项,扫掠截面将保持与原始截面平行,效果如图3.14.4所示。

图3.14.3 路径

图3.14.4 平行

选项:用于设置垂直于草图平面的扫掠斜角,此选项不适用于“平行”,对于封闭的路径也不可用。

选项:仅适用于在Inventor 2019或更高版本中创建的垂直扫掠。指定的扭曲角度可确定大部分的截面轮廓将沿指定的路径扭曲。

定义扫掠轨迹。在“扫掠”对话框中确认 前的 按钮被按下,然后在图形区中选取图3.14.1所示的扫掠轨迹,完成扫掠轨迹的选取。

定义扫掠类型。在“扫掠”对话框 区域的下拉列表中选择 ,其他参数接受系统默认。

单击“扫掠”对话框中的 按钮,完成扫掠特征的创建。

说明

创建扫掠特征,必须遵循以下规则,否则扫掠可能失败。

◆ 相对于扫掠截面的大小,扫掠轨迹中的弧或样条半径不能太小,否则扫掠特征在经过该弧时会由于自相交而出现特征生成失败。例如,图3.14.2中螺旋线的半径和螺距,相对于后面将要创建的扫掠截面不能太小。

◆ 对于切削材料类的扫掠特征,其扫掠轨迹不能自身相交。

◆ 对于填料类的扫掠特征而言,轮廓必须是封闭环,若是曲面扫掠,则轮廓可以是开环也可以是闭环。

◆ 路径可以为开环或闭环。

◆ 路径可以是一张草图、一条曲线或模型边线。

◆ 路径的起点必须位于轮廓的基准面上。

◆ 不论是截面、路径还是所要形成的实体,都不能出现自相交叉的情况。

3.14.2 创建扫掠切削特征的一般过程

下面以图3.14.5为例,说明创建扫掠切削特征的一般过程。

打开文件D:\inv19\work\ch03.14.02\sweep-cut.ipt。

选择扫掠命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“扫掠”对话框。

定义扫掠轨迹。在“扫掠”对话框中确认 前的 按钮被按下,然后在图形区中选取图3.14.5所示的扫掠轨迹,完成扫掠轨迹的选取。

定义扫掠类型。在“扫掠”对话框 区域的下拉列表中选择 ,在区域中选中 单选项,其他参数接受系统默认。

在“扫掠”对话框中单击“求差”类型 ,单击 按钮,完成扫掠切削特征的创建。

图3.14.5 扫掠切削特征

3.15 螺旋扫掠特征

如图3.15.1所示,将一个截面沿着螺旋轨迹线进行扫掠,可形成螺旋扫掠(Helical Sweep)特征。该特征常用于创建弹簧、螺纹与蜗杆等零件形状。

这里以图3.15.1所示的螺旋特征为例,说明创建这类特征的一般过程。

图3.15.1 螺旋扫掠特征

新建一个零件模型。

创建图3.15.2所示的草图1。

(1)在 区域中单击 按钮。

(2)选取XZ平面为草图平面,进入草图绘制环境。

(3)绘制图3.15.2所示的草图1,单击 按钮,退出草绘环境。

选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.15.3所示的“螺旋扫掠”对话框(一)。

图3.15.2 草图1

图3.15.3 “螺旋扫掠”对话框(一)

图3.15.3所示的“螺旋扫掠”对话框的说明如下。

选项:用于指定草图的一个截面轮廓,如果草图中只有一个封闭的截面轮廓,系统将自动选中;如果有多个截面轮廓,需要我们手动指定一个。

选项:用于指定螺旋扫掠的旋转轴。

区域:用于指定螺旋扫掠是顺时针方向,还是逆时针方向。

选项:用于定义螺旋的横截面和旋转轴。横截面可以平行或垂直于旋转轴。

定义特征的旋转轴。在绘图区域单击 按钮,然后将图3.15.2所示的线定义为旋转轴。

定义螺旋规格。

(1)在“螺旋扫掠”对话框中单击 选项卡,系统弹出图3.15.4所示的“螺旋扫掠”对话框(二)。

图3.15.4 “螺旋扫掠”对话框(二)

图3.15.4所示的“螺旋扫掠”对话框(二)的说明如下:

选项:用于定义螺旋的方式。

选项:用于通过指定螺距和圈数定义螺旋。

选项:用于通过指定圈数和高度定义螺旋。

选项:用于通过指定螺距和高度定义螺旋。

选项:用于在一个平面内创建螺旋。

选项:用于创建有一定锥度的螺旋。

(2)在“螺旋扫掠”对话框(二) 下拉列表中选择 选项,然后在 文本框中输入数值5,在 文本框中输入数值6,在 文本框中输入数值20。

单击“螺旋扫掠”对话框中的 按钮,完成螺旋特征的创建。

3.16 放样特征

放样特征是将一组不同的截面沿其边线用过渡曲面连接形成一个连续的特征,放样特征分为凸台放样特征和切除放样特征,分别用于生成实体和切除实体。放样特征至少需要两个截面,且不同截面应预先绘制在不同的草图平面上。图3.16.1所示的放样特征是由三个平行的截面放样而成的。

3.16.1 创建放样特征的一般过程

下面以图3.16.1所示的实体为例,说明创建填料放样特征的一般过程。

图3.16.1 放样特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.16\blend01.ipt。

创建图3.16.1所示的放样1。

(1)选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出图3.16.2所示的“放样”对话框。

图3.16.2 “放样”对话框

图3.16.2所示的“放样”对话框的说明如下。

选项:用于指定要包括在放样中的截面轮廓。

选项:用于指定截面与截面之间控制放样形状的二维或三维曲线,需要注意的是,轨道必须与截面相交,效果如图3.16.3所示。

图3.16.3 轨迹线选项

选项:用中心线引导放样形状,其作用与扫掠路径类似,效果如图3.16.4所示。

图3.16.4中心线选项

选项:用于允许控制沿中心线放样的指定点处的横截面面积。

选项:用于将第一个截面与最后一个截面之间连接起来,以构成封闭回路。

选项:用于合并相切的放样面,效果如图3.16.5所示。

图3.16.5 合并相切面选项

(2)选择截面轮廓。依次选取图3.16.1所示的截面1、截面2和截面3。

(3)选择轨迹线。在“放样”对话框中单击 下的 ,然后在绘图区域中选取图3.16.1所示的轨迹线1与轨迹线2。

(4)单击“放样”对话框中的 按钮,完成特征的创建。

3.16.2 创建放样切削特征的一般过程

创建图3.16.6所示的放样切削特征的一般过程如下。

图3.16.6 放样切削特征

打开文件D:\inv19\work\ch03.16\blend02.ipt。

选取命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“放样”对话框。

选择截面轮廓。依次选择图3.16.6所示的截面1与截面2作为放样切削特征的截面轮廓。

在“放样”对话框中单击“求差”类型 ,单击“放样”命令条中的 按钮,完成特征的创建。

3.17 凸雕特征

“凸雕特征”命令是通过投射于平面或者曲面上的闭合曲线、草图或者文本,构造与零件表面垂直的拉伸体。主要用于生成突出文字、雕刻字符、商标或者标志等。

下面以图3.17.1所示的模型为例说明创建这类特征的一般过程。

新建一个零件模型。

创建图3.17.2所示的拉伸特征1。

(1)选择命令。在 区域中单击 按钮,系统弹出“创建拉伸”对话框。

(2)定义特征的截面草图。单击“创建拉伸”对话框中的 按钮,选取 XZ 平面作为草图平面,进入草绘环境。绘制图3.17.3所示的截面草图。

(3)定义拉伸属性。单击 选项卡 区域中的 按钮,在“拉伸”对话框 区域中的下拉列表中选择 选项,在“距离”下拉列表中输入数值5。

(4)单击“拉伸”对话框中的 按钮,完成拉伸特征1的创建。

创建图3.17.4所示的圆角。圆角半径值为2.5。

图3.17.1 凸雕特征

图3.17.2 拉伸特征1

图3.17.3 截面草图

图3.17.4 圆角特征

创建图3.17.6所示的草图1。

(1)选择命令,在 选项卡 区域单击 按钮。

(2)定义特征的截面草图。

① 定义草图平面。选取图3.17.5所示的模型表面为草图平面,进入草绘环境。

② 在草绘环境中绘制图3.17.6所示的文字。单击 功能选项卡 区域中的“文本”按钮 ;在绘图区域的合适位置单击以确定文本放置的位置,系统弹出“文本格式”对话框;在 下拉列表中设置文字的字体为宋体,文字的大小为3mm;在 区域的文本框中输入“inventor”;单击 按钮,完成文字的绘制。

图3.17.5 定义草图平面

图3.17.6 草图1

③ 为文字添加图3.17.6所示的尺寸约束。

④ 单击 按钮,退出草绘环境。完成草图1的创建。

创建图3.17.7所示的凸雕拉伸1。

(1)选择命令。单击 功能区域选项卡 区域中的 按钮。

(2)定义截面轮廓。选取图3.17.6所示的草图1。

(3)定义方向和高度,调整方向至图3.17.7所示。在 下拉列表中输入数值1。

(4)单击“凸雕”对话框中的 按钮,完成凸雕特征1的创建。

图3.17.7 定义方向

保存模型文件。选择下拉菜单 命令,文件名称为text。

3.18 零件模型属性的设置

3.18.1 零件模型材料的设置

在零件模块中,选择 选项卡 区域中的“材料”命令 ,系统弹出图3.18.1所示的“材料浏览器”对话框(一),在此对话框中可创建新材料并定义零件材料的属性。

图3.18.1 “材料浏览器”对话框(一)

下面说明设置零件模型材料属性的一般操作步骤。

下面以一个简单模型为例,说明设置零件模型材料属性的一般操作步骤,操作前打开模型文件D:\inv19\work\ch03.18\link-base.ipt。

将材料应用到模型。

(1)选择 选项卡 区域中的“材料”命令 ,系统弹出“材料浏览器”对话框(二)。

(2)在 区域中单击图3.18.2所示的“将材料添加到文档中”按钮 或者双击材料,将材料应用到模型,然后关闭此对话框。

图3.18.2 “材料浏览器”对话框(二)

创建新材料。

(1)选择 选项卡 区域中的“材料”命令 ,在弹出的“材料浏览器”对话框(二)中单击“在文档中创建新材质”按钮 ,系统弹出图3.18.3所示的“材料编辑器”对话框,在“材料编辑器”对话框中的“指定材质名称”文本框中输入“45steel”,然后在外观特性以及物理特性选项卡中可分别填入材料的属性值,如 等,设置完成后单击 按钮。

(2)在“材料浏览器”对话框 区域会多出一个上步创建的45steel材质,单击该材质,即可将材料应用到模型。

3.18.2 零件模型单位的设置

每个模型都有一个基本的米制和非米制单位系统,以确保该模型的所有材料属性保持测量和定义的一贯性。Inventor系统提供了一些预定义单位系统,其中一个是默认单位系统,但用户也可以定义自己的单位和单位系统(称为定制单位和定制单位系统)。在进行一个产品的设计前,应该使产品中的各元件具有相同的单位系统。

下面说明设置单位的一般操作步骤。

图3.18.3 “材料编辑器”对话框

(1)选择 命令,系统弹出“文档设置”对话框。

(2)在对话框中单击 选项卡,在图3.18.4所示的对话框中可以设置相应的参数。

图3.18.4 “文档设置”对话框(一)

3.19 模型的测量

3.19.1 测量距离

下面以一个简单模型为例,说明测量距离的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19.1\work\ch03.19\measure.ipt。

选择命令。在 选项卡 区域中单击“测量”按钮 ,系统弹出“测量”对话框。

测量面到面的距离。选取图3.19.1所示的模型表面,在图3.19.2所示的“测量距离”对话框中会显示测量的结果。

图3.19.1 选取要测量的面

图3.19.2 “测量距离”对话框

测量点到面的距离,如图3.19.3所示。

测量点到线的距离,如图3.19.4所示。

图3.19.3 选取点和面

图3.19.4 选取点和线

测量点到点的距离,如图3.19.5所示。

测量线到线的距离,如图3.19.6所示。

图3.19.5 选取两点

图3.19.6 选取两线

测量点到曲线的距离,如图3.19.7所示。

测量线到面的距离,如图3.19.8所示。

图3.19.7 选取点和曲线

图3.19.8 选取线和面

说明

如果要求显示同一个尺寸的两个不同形式,如毫米与英寸,则用户需在“测量距离”对话框中单击 按钮,系统弹出图3.19.9所示的快捷菜单,然后在此下拉菜单中选择单击 选项,在弹出的图3.19.10所示的快捷菜单中选择 选项。

图3.19.9 快捷菜单1

图3.19.10 快捷菜单2

3.19.2 测量角度

下面以一个简单模型为例,说明测量角度的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19.1\work\ch03.19\measure.ipt。

选择命令。在 选项卡 区域中单击“测量”按钮 ,系统弹出“测量”对话框(一)。

测量面与面间的角度。选取图3.19.11所示的模型表面1和模型表面2为要测量的两个面;完成选取后,在图3.19.12所示的“测量角度”对话框(一)中可看到测量的结果。

测量线与面间的角度,如图3.19.13所示。操作方法参见 ,结果如图3.19.14所示。

图3.19.11 测量面与面间的角度

图3.19.12 “测量角度”对话框(一)

图3.19.13 测量线与面间的角度

图3.19.14 “测量角度”对话框(二)

测量线与线间的角度,如图3.19.15所示。操作方法参见 ,结果如图3.19.16所示。

图3.19.15 测量线与线间的角度

图3.19.16 “测量角度”对话框(三)

3.19.3 测量面积及周长

1.测量面积

下面以图3.19.17为例,说明测量面积的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19.1\work\ch03.19\measure.ipt。

选择命令。在 选项卡 区域中单击“测量”按钮 ,系统弹出“测量”对话框。

定义要测量的面。选取图3.19.17所示的模型表面为要测量的面。

查看测量结果。完成上步操作后,在图3.19.18所示的“测量面积”对话框中会显示测量的结果。

2.测量周长

下面以图3.19.19为例,说明测量周长的一般操作步骤。

图3.19.17 选取指示测量的模型表面

图3.19.18 “测量面积”对话框

打开文件D:\inv19.1\work\ch03.19\measure.ipt。

选择命令。在 选项卡 区域中单击“测量”按钮 ,系统弹出“测量”对话框。

定义要测量的面。选取图3.19.19所示的模型表面为要测量的对象。

查看测量结果。完成上步操作后,在图3.19.20所示的“测量周长”对话框中会显示测量的结果。

图3.19.19 选取指示测量的模型表面

图3.19.20 “测量周长”对话框

3.19.4 测量曲线长度

下面以图3.19.21为例,说明曲线长度的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19.1\work\ch03.19\measure.ipt。

选择命令。在 选项卡 区域中单击“测量”按钮 ,系统弹出“测量”对话框。

定义要测量的曲线。选取图3.19.21所示的曲线为要测量的对象。

查看测量结果。完成上步操作后,在图3.19.22所示的“长度”对话框中会显示测量的结果。

图3.19.21 选取指示测量的曲线

图3.19.22 “长度”对话框

3.19.5 模型的质量属性分析

通过质量属性的分析,可以获得模型的体积、总的表面积、质量、密度和惯性特性等数据,对产品设计有很大参考价值。下面以一个简单模型为例,说明质量属性分析的一般操作步骤。

打开文件D:\inv19\work\ch03.09\measure.ipt。

选择命令。选择 命令,系统弹出“measure.ipt iProperty”对话框。

在“measure.ipt iProperty”对话框中单击 按钮,如图3.19.23所示。

在“measure.ipt iProperty”对话框中单击 按钮,其列表框中将会显示模型的质量属性,如图3.19.23所示。

图3.19.23 “measure.ipt iProperty”对话框

图3.19.23所示“measure.ipt iProperty”对话框的说明如下。

按钮:用于计算质量、曲面面积和体积。

按钮:用于以多信息文本格式将物理特性报告移动到操作系统剪贴板中。

下拉列表:用于选择所选零部件的材料。

:用于显示所选材料的密度。

下拉列表:同于设置物理特性计算的精度。

区域:用于计算所选零件或部件的质量、曲面面积和体积。

区域:用于显示相对于激活编辑目标的坐标系报告的选定零部件的质量特性。 PSvQJ0YMntxXSj4A3d17W/61q3xjn1axInzQCEnzyyui+FQQmbbE+c//D0Bh8rcM

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