BUPT第二章 Inventor的基础知识本章介绍Inventor的基础知识Date1BUPT2.1 三维CAD的基础知识1. 三维CAD软件介绍按照软件的功能和应用领域，三维CAD软 件分为高端和中端两个层次高端：主要用于航天航空、汽车制造等 领域，涉及的产品往往具有复杂曲面、 而且零部件数量庞大，因此需要提供十 分全面的工程支持，如逆向工程、数控 加工、产品数据的控制管理等Date2BUPT中端：发展历史普遍较短，主要提供CAD 功能，在工程应用方面需要其他模块的支持 但随着中端软件的不断升级进步，在 CAD功能方面得到已经达到高端软件的水 平高端软件系统功能全面，但较难掌握中端 相对简单，但功能也差一些因此中端CAD 软件主要用于技术含量稍低的一般制造业 事实上除个别的领域外，中端CAD软件基本 上可以满足用户的所有需求Date3BUPT我们选用了Autodesk公司的Inventor选 择Inventor不仅由于它与我们前面学习的 AutoCAD同属一个公司的产品，兼容性 好，更重要的是Inventor易学易用，在很 短的时间内即可学会其基本的使用方法 ，另外它是专门用来进行机械设计的软 件，与我们的需求相符。
Date4BUPT一个设计经常不能完全由一个软件来完 成，可能需要几个软件的配合因此软 件间的数据互换是非常重要的Step（stp、ste、step)（国际标准）与Iges （ige、igs、iges)（美国）Inventor不仅能打开和保存dwg文件 (AutoCAD)，而且还能输入和输出符合国 际标准的“Step”和 “Iges”等格式的文件Date5BUPT2. 三维CAD软件的主要特点l 采用参数化和变量化技术l 采用草图和特征造型技术l 曲面构建与生成能力l 设计重用和设计系列化l 设计意图描述l 数据一致性l 爆炸图和动画Date6BUPTl 具体工程应用：如模具设计、钣金设计l 提供对其它软件的支持Date7BUPT3. 自由度与约束 参数化与变量化运动与固定是机械设计的核心问题，机械产 品的功能由一系列的活动加以实现运动与 固定的基础是约束与自由度约束与自由度是相反的概念一个物体的自 由度和约束度之和等于六一个彻底自由的 物体自由度为六，即三个坐标方向的移动和 绕三个坐标轴的转动在草图中和进行零部 件装配时要用到自由度的概念Date8BUPT草图绘制的平面图形有三个自由度，即沿 着两个坐标轴和绕原点的转动。
参数化设计是以PTC(Pre/E)为代表参数 化技术用“顺序方法”对约束求解，达到全 数据相关、全尺寸约束、用尺寸驱动设计 结果的修改变量化设计以SDRC(I-DEAS)为代表用“几 何图形约束和工程方程耦合”来求解达到 将参数化技术中的全尺寸约束细分为“尺寸 约束”和“几何约束”Date9BUPTInventor是变量化设计软件在Inventor中， 约束由尺寸约束和几何约束确定几何约束确定图形的几何关系，如平行、垂 直、相切、同心、重合、对称、固定等而几何图形的大小和位置要靠尺寸约束确定 ，大小主要约束直径（半径）、长（宽、高 ）度及角度等位置约束主要是线性尺寸和 角度尺寸参数化软件要求全约束，而变量化软件即 可全约束也可欠约束Date10BUPT1997年以前，在IDEAS系统推出变量化技 术之前，传统参数化造型的草图的实体必 须全部约束将一个复杂的草图完全约束 是非常困难的例如图2.1一个并不复杂的 图形需要23个尺寸而图2.2只需10个尺寸 Date11BUPT需要23个尺寸的草图图2.1Date12BUPT此图的尺寸注 全了吗?10个尺寸的草图图2.2Date13BUPT尺寸分析：已知线段（完全确定）、中 间线段（少一个定位尺寸）、连接线段 （无定位尺寸或无定形尺寸）。
已知：R13、 R72中间：R16 、R12、75º 斜线 连接：R8 、斜线Date14BUPT为此图注尺寸图2.3 Date15BUPTDate16BUPT已知线段：16、 12、15、20、 27、R32、20、2中间线段：R15、 R27连接线段：R28、 R40、R3Date17BUPT4. 造型基础一般三维CAD软件有拉伸、旋转、扫掠等 等创建特征造型功能，那么如何用这些功 能创建模型呢？首先介绍造型的基础知识 Date18BUPT（1）并运算（叠加）（2）差运算（挖切）（3）交运算 求形体的交集Date19BUPT（4） 拉伸 拉伸是特征建模最常用的方法一个平面沿 着与该平面垂直的方向拉伸形成Date20BUPT以拉伸造型为主的零件Date21BUPT以拉伸造型为主的零件Date22BUPTDate23BUPTCSG方法另一种方法（拉伸到曲面）Date24BUPT去除材料的拉伸Date25BUPT具有斜度的拉伸Date26BUPT（5） 旋转一个平面绕轴线旋转（平 面与轴线共面）形成回转 体 Date27BUPT以旋转为主的零件Date28BUPTDate29BUPTDate30BUPT（6）放样、扫掠、复杂曲面等Date31BUPT（7）抽壳Date32BUPTDate33BUPTDate34BUPT对同一个模型 可能有多种不同的成形方式和途径Date35BUPT多种不同的构形方法 阶梯轴的构形方法Date36BUPT多种不同的构形方法 柱体的构形方法Date37BUPT构型的原则：按照加工的方法构型。
不好好Date38BUPT2.2 熟悉Autodesk Inventor 10启动Inventor后，就会打开“打开”界面 这个界面提供了几种选择：“快速入门” 、“新建”、“打开”和“项目”Date39BUPT【快速入门】提供了多个链接：查看本 版本包含那些新特性、学习约束、学习 AutoCAD到Inventor帮助、学习如何快速 建立模型和学习项目这些链接可帮助 初学者快速入门Date40BUPT例如：当我们选择如何“快 速建立模型”时，出现 “Autodesk Inventor 10教程 ”界面Date41BUPT如果用户要建立一个新文件，选择：“新 建”，则出现：“新建—选择一个模板创建新文件”界面Date42BUPTInventor提供了许多模板文件：零件模板文 件、部件模板文件、表达视图模板文件和 工程图模板文件 当我们选择【新建】选项时，可以在每一 个选项卡（【默认】、【English】、【 Metric】）选择模板文件 Date43BUPT模板的文件类型有以下几种： 1．零件文件 零件文件中仅能包含一个零件模型，其扩 展名为.ipt；2．部件文件 部件文件中可以有一个或多个零件或子部 件。
在一个部件里可以装入无限个外部零 件和子部件，其扩展名为.iam；3．表达视图文件 表达视图可以是部件的分解视图或其他风 格的视图，还可以形成装配动画其扩展 名为.ipnDate44BUPT4．工程图文件 工程图文件可以是零件图也可以装配图， 并且可以是一张或多张图纸，其扩展名为 .idw默认】选项卡中的零件模板文件、部 件模板文件、表达视图模板文件和工程 图模板文件的绘图标准和单位取决于安 装Inventor时所作的选择 Date45BUPT我们一般应选择【Metric】中的GB，在 创建部件文件时，选择但在创建零件模 板文件时，应选择【Metric】中的 Standard.ipt，创建部件文件时，可选择【 Metric】中的Weldment(GB).ipn或 Standard.ipnDate46BUPT2.3 Autodesk Inventor的工作流水线Inventor可以创建两种三维模型：零件模 型（仅包含以一个零件）和部件模型（包 含一个或多个模型）传统的CAD建模流程是：先独立地创建零 件模型，然后在建立部件文件，将每个零 件装入，再创建零件图和装配图如修改 零件需回到零件模型中。
Date47BUPT创建每一个零件的 模型(零件文件.ipt)装配(部件文件.iam)表达视图、装配动画(.ipn)投影成工程图投影成工程图传统的CAD建模流程Date48BUPT在Autodesk Inventor部件中，可以在部件 环境中在位创建零件，也可以在部件环境 中修改零件而不需要单独打开该文件当 保存部件时，零件文件也被保存到指定的 目录在创建一个装配后，就可以创建表达视图 ，来表示零件是如何装配在一起的 Autodesk Inventor具有将表达视图转化为 动画的功能Date49BUPT创建部件模型 (部件文件.iam)在位创建零件 (零件文件.ipt)表达视图、装配动画(.ipn)投影成工程图投影成工程图现代CAD建模流程Date50BUPT2.4 零件的用户界面草图面板下拉菜单标准工具栏绘图区状态栏浏览器Date51BUPT创建草图及约束结束草图创建零件特征完成？结束NY创建零件的过程Date52BUPT举例通过这个例子 ，使我们对三 维建模和 Inventor 有个 了解Date53BUPT例2Date54。