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Inventor2010学习教程(二)

时间:2017-05-25 22:19:51   作者:   来源:   阅读:764   评论:0
第二章 造型设计

第一部分:草图设计

2.1 草图环境概述

    草图是三维造型的基础,是创建零件的第一步。创建草图时所处的工作环境就是草图环境,草图环境是专门用来创建草图几何图元的,虽然设计零件的几何形状各不相同,但是用来创建零件的草图几何图元的草图环境都是相同的。

2.1.1 默认草图环境

1. 自动创建草图环境

    创建新零件模板文件时,Autodesk Inventor会自动创建一个草图,直接进入草图环境,并且把草图平面定义在原始三维坐标系的XY平面上。如果我们需要再创建一个新的草图,则需要手动地在零件的表面或原始坐标平面或工作平面上创建一个新的草图。

2. 草图环境概述

    虽然Autodesk Inventor的草图环境同AutoCAD一样是绘制二维图形,但是其摒弃了AutoCAD传统的命令行交互的操作方式,并添加了几何约束和尺寸约束等独有的功能。

    草图环境的功能大概分布如图2-2所示。

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图2-2 草图环境

2.1.2 新建草图环境

    “新建草图”的方法有三种:在原始坐标系平面上创建、在已有特征平面上创建、在工作平面上创建。这几种方法都有一个共同特点,就是新建草图必须要依附一个平面创建。新建草图之后所进入的草图环境和上述所讲的默认草图环境是相同的。

1.在原始坐标系平面上创建草图

    如果需要在原始坐标系平面上创建草图,工作环境必须处在零件造型环境。

方法1:

(1)使工作环境处在零件造型环境,在【浏览器】对话框中找到【原始坐标系】图标;

(2)点击【原始坐标系】图标前面的“+”图标,将打开如图2-3所示的原始坐标系列表;

(3)在列表中找到新建草图所需要依附的平面,在其图标上单击鼠标右键,在右键菜单中点击【新建草图】按钮,即可创建一个新的草图环境,右键菜单如图2-4所示。

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图2-3 原始坐标系列表    图2-4 右键菜单  图2-5 右键菜单

方法2:

(1)使工作环境处在零件造型环境,在模型区的空白处单击鼠标右键;

(2)在打开的右键菜单中点击【新建草图】按钮,右键菜单如图2-5所示;

(3)在【浏览器】对话框中找到【原始坐标系】图标,点击【原始坐标系】图标前面的“+”图标;

(4)在打开的原始坐标系列表中选中新建草图所需要依附的平面(例如X-Z平面),即可创建一个新的草图环境。

    如果需要在已有特征平面上创建草图,工作环境必须处在零件造型环境且有模型存在。

方法1:

(1)使工作环境处在零件造型环境,在现有模型上找到“新建草图”所需要依附的平面;

(2)使用鼠标左键单击模型上的平面,使其亮显,如图2-6所示;

(3)在所选平面范围内,单击鼠标右键,在右键菜单中点击【新建草图】按钮,即可创建一个新的草图环境。

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图2-6 平面“亮显”

方法2:

(1)使工作环境处在零件造型环境,在模型区的空白处单击鼠标右键;

(2)在打开的右键菜单中点击【新建草图】按钮;

(3)在现有模型上找到“新建草图”所需要依附的平面并单击鼠标左键,即创建一个新的草图环境。

3. 工作平面上创建草图

    如果需要在工作平面上创建草图,前提条件是需要创建一个新的工作平面作为新建草图所需要依附的平面。创建工作平面的方法,在后续的章节中会详细的介绍。

方法1:

(1)使工作环境处在零件造型环境,在模型中找到“新建草图”所需要依附的工作平面;

(2)使用鼠标左键单击模型中的工作平面,使其亮显,如图2-7所示;

(3)在所选工作平面范围内,单击鼠标右键,在右键菜单中点击【新建草图】按钮,即可创建一个新的草图环境。

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图2-7 工作平面“亮显”

方法2:

(1)使工作环境处在零件造型环境,在模型区的空白处单击鼠标右键;

(2)在打开的右键菜单中点击【新建草图】按钮;

(3)在现有模型中找到“新建草图”所需要依附的工作平面并单击鼠标左键,即可创建一个新的草图环境。

2.1.3 练习:创建草图环境

    习题1:通过相关设置,使应用程序打开零件模板文件时,自动创建的草图环境所依附的平面为X-Z平面。

步骤:

(1)使用桌面快捷方式打开应用程序;

(2)在没有启动任何工作环境的情况下,单击菜单栏【工具】|【应用程序选项】按钮;

(3)在打开的【应用程序选项】对话框中,选择【零件】选项卡;

(4)在【零件】选项卡的【新建零件时创建草图】选项组中,勾选【在X-Z平面创建草图】选项;

(5)单击【确定】完成设置。

习题2:通过相关操作,在原始坐标系的Y-Z平面上新建一张草图。

步骤:

(1)打开零件模板文件,应用程序自动依附X-Y平面创建草图环境;

(2)在工具栏上单击【返回】按钮,或者在右键菜单中选择 【结束草图】按钮,均可退出草图环境,进入零件造型环境;

(3)在浏览器上,点击【原始坐标系】图标前面的“+”图标,在打开的列表中找到Y-Z平面;

(4)在Y-Z平面右键菜单中选择【新建草图】按钮,即可创建依附于Y-Z平面的草图环境。

2.3 快速工具栏

    快速工具栏选项包括:新建、打开、保存、撤消、恢复、返回、更新、选择优先设置、颜色替代、设计医生、自定义按钮,如图2-25所示。

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图2-25 标准工具栏

    其具体功能如下:

(1)新建——新建模板文件环境。如,零件、装配、工程图、表达视图等。

(2)打开——打开并使用现有的一个或多个文件;在同时打开多个文件时按住 Shift 键按顺序打开多个文件,也可以按住 CTRL 键不按顺序选择多个文件。

(3) 保存——将激活的文档内容保存到窗口标题中指定的文件,并且文件保持打开状态。

另外还有三种保存方式:

    另存为——将激活的文档内容保存到“另存为”对话框中指定的文件。原始文档关闭,新保存的文档打开,原始文件的内容保持不变。

    保存副本为——将激活的文档内容保存到“保存副本为”对话框中指定的文件,并且原始文件保持打开状态。能够保存的格式如图2-27所示。

    保存副本为模板——直接将文件作为模板文件进行保存,保存目录为:

    Windows XP系统——盘符: Program Files \Autodesk\Inventor 2010\Templates;

    Windows 7或Vista系统——盘符: 用户\公用\公用文档\Autodesk\Inventor 2010\Templates;

(4)撤消——撤消上一功能命令。

(5)恢复——取消最近一次撤消操作。

(6)返回——有三个级别的操作,它们的含义分别为:

    返回——返回到上一个编辑状态。例如,草图环境中的“返回 (上一状态)”将返回到包含草图的零件;

    返回到父级——返回到浏览器中的父零部件。例如,当编辑子部件中的零件时,“返回到父级”会将编辑目标更改为子部件。当编辑草图时,“返回到父级”会将编辑目标更改为草图所属的零件;

    返回到顶级——返回到浏览器中的顶端模型,而不考虑编辑目标在浏览器装配层次中的嵌套深度。

(7)更新——获取最新的零件特性。

    本地更新——仅重新生成激活的零件或子部件及其从属子项;

    全局更新——所有零部件(包括顶级部件)都将更新。

(8)选择优先设置——在零件造型中设置选择模式并选择要操作的元素,如图2-28所示。

    特征优先——将工具设置为选择零件上的特征;

    选择面和边——将工具设置为选择零件上的面和边(特征环境默认选项);

    选择草图特征——将工具设置为选择用于创建特征的草图几何图元(草图环境默认选项);

(9)颜色替代——可以改变零件表面的颜色,例如图2-29所示,将零件的颜色由“按材料”替代为“蓝色”;如果只想改变单一面的颜色如图2-30所示,方法是:在零件特征环境中鼠标左键选中所要改变颜色的特征面,单击鼠标右键,在菜单中选中【特性】按钮,将打开【面特性】对话框,在下拉菜单中找到所要替代的颜色,单击【确定】完成操作。

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(a)特征优先     (b)选择面和边      (c)选择草图特征

图2-28选择优先设置

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按材料        蓝色

图2-29整体颜色替代           图2-30单一面颜色替代

 2.5 草图绘制功能区

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图2-41“绘图”功能区

1.【直线】——绘制直线以及与直线相切的圆弧。

    Inventor给我们提供了一个叫做“基于手势”的绘图方法,如图2-42所示:

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图2-42 “基于手势”的绘图方法

步骤:

1) 在草图工具面板中单击【直线】命令;

2) 在绘图区域确定直线的第一点;

3) 沿水平方向确定直线的第二点,绘制一条直线;

4) 把光标移回第二点位置,光标将有黄色亮显变为灰色亮显;

5) 按住鼠标左键移动光标,移动方向为半圆弧路径;

6) 确定半圆弧的终点,需与第一条直线的第二点处于同一竖直线上;

7) 移动光标绘制第二条直线的终点,需与第一条直线的第一点处于同一竖直线上;

8) 同④、⑤步绘制另一侧半圆弧,终点与第一条直线的第一点重合。

2.【圆】工具

(1)圆——可以用圆心+半径和三个相切条件绘制圆。

   操作方法如下:

    【圆心+半径】绘制方法——首先确定圆心位置,然后移动光标,将光标点作为圆的通过点,定义圆的半径。

    【相切圆】绘制方法——在图形区把鼠标放在现有直线上,Inventor会自动感应到可以充当相切对象的线,单击拾取,再选择两条直线相切。

3.【圆弧】工具

(1)三点圆弧——以三个点画圆弧

    方法:

1)首先在图形区拾取一个圆弧的端点;

2)移动光标,Inventor会用虚线显示拉出的弧的弦长,然后确定圆弧的另一个端点;

3)在移动光标,以光标位置来确定圆弧的经过点,动态的拉出圆弧;

4)确认之后,圆弧就创建好了。

(2)相切圆弧——画与线相切的圆弧。(这个线可以是直线、圆弧或样条线)

    方法:

1)在草图工具面板中单击【三点弧】工具右边的黑三角,点击【相切圆弧】图标;

2)将光标悬停在现有图线上,拾取确认;

3)移动光标,以光标点作为圆弧的经过点;

4)确认之后,圆弧就创建好了。

(3)中心点圆弧——以中心、起点和终点画圆弧

    方法:

1)在草图工具面板中单击【三点弧】工具右边的黑三角,点击【中心点圆弧】图标;

2)首先在图形区拾取圆弧的弧心点;

3)移动光标,以光标点作为圆弧的经过点,来确定弧的半径和起点;

4)再移动光标,来确定弧的包角大小;

5)确认之后,圆弧就创建好了。

4.【矩形】工具

(1)两点矩形——通过绘制对角线的两个点来绘制矩形。

    方法:

1)在草图工具面板中单击【两点矩形】工具图标;

2)在图形窗口中单击以设定第一个角点;

3)沿对角移动光标,然后单击设定第二点。

(2)三点矩形——先定义一边的长度,然后给出宽度。

    方法:

1)在草图工具面板中单击【两点矩形】工具右边的黑三角,点击【三点矩形】图标;

2)在图形窗口中单击以设定第一个角点;

3)移动光标,单击设定第一条边的长度和方向;

4)移动光标,单击设定相邻边的长度。

5.【样条曲线】——按“非均匀有理B样条(NURBS)”的规则创建二维曲线

    在草图工具面板中单击【直线】工具右边的黑三角,会看到两个按钮,单击【样条曲线】按钮。

样条曲线可以绘制开放和封闭的样条曲线,其操作规则如下:

1)选择“样条曲线”工具,在绘图区单击拾取键,确定点。

2)之后移动光标,Inventor将用每个光标点作为线的控制点,绘制二维样条曲线,并动态显示所绘样条线。

3)双击结束点或在结束点处的右键菜单中选“创建”,完成开口样条线绘制。

4)在创建过程中,右键菜单中选“后退”,可以取消当前的控制点建立,并且可以一直退回到起点,重新开始。

5)将光标返回到起点的话,就可以创建封闭的样条线。

6.【椭圆】——通过定义中心点、长轴和短轴来构造椭圆,但不能自动创建椭圆的两个焦点。

在草图工具面板中单击【圆】工具右边的黑三角,会看到三个按钮,单击【椭圆】按钮。首先确定圆心位置,然后移动光标,分别确定长轴和短轴的距离。

7.【点、中心点】工具

点、孔中心点——可以用这个功能定义点的精确位置和在放置孔特征时的定位。并且可以被标注尺寸或约束到草图内的其他几何图元上。

8.【倒角】工具

(1)圆角——在直线拐角或两条直线相交处放置指定半径的圆弧来添加圆角,图2-43所示为【二维圆角】对话框。并且可以仅使用一个命令创建多个圆角,这些圆角的半径将与第一个创建的圆角的半径相等。

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图2-43【二维圆角】对话框

(2) 倒角——在直线拐角或两条直线相交处添加圆角,可以是等距的,也可以不是,图2-44所示为【二维倒角】对话框。在草图工具面板中单击【圆角】工具右边的黑三角,可选取【倒角】命令。

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图2-44【二维倒角】对话框

7.【多边形】工具

    多边形——根据给出的边数,在任意方向绘制内接或外切正多边形(注意:输入的边数要在3-120之间),图2-45所示为【多边形】对话框。

方法:

1)在草图工具面板中单击【多边形】工具图标;

2)在【多边形】对话框中,选择内接或外接图标;

3)指定边数;

4)在图形区域选定多边形的中心,拖动光标以确定多边形的大小。

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图2-45【多边形】对话框

8.【文本】——零件设计时会用到文字,例如零件的编号、商标和产地等内容。在草图中编辑好文本后,我们可以使用拉伸、凸雕和冲压等工具生成模型。Inventor会自动推理文件的外边界作为截面轮廓使用。 在草图工具面板上单击“文本”工具,打开的文本编辑界面,其中大部分功能与Word雷同,在这里不做过多介绍。

实例练习

练习1:如图2-49所示,创建椭圆的焦点。

    步骤:

1)在草图工具面板中单击【椭圆】工具图标,任意绘制一个椭圆;

2)在草图工具面板中单击【直线】工具图标,创建长、短半轴,并把两条直线改为构造线;

3)从短半轴与椭圆的交点到长半轴上任意一点作直线构造线;

4)为步骤3所作的构造线和长半轴添加“等长”约束,它们的交点就是椭圆的焦点。

5)拖动椭圆的中心点或椭圆上任一点,焦点也跟随椭圆的变化而变化。

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图2-49椭圆的焦点

练习2:绘制如图2-50所示图形。

    步骤:

1)在草图工具面板中单击【两点矩形】工具图标,任意绘制一个矩形;

2)在草图工具面板中单击【通用尺寸】工具图标,标注矩形的长为90;

3)在草图工具面板中单击【直线】工具图标,连接矩形两条竖直边的中点,并改为构造线;

4)在草图工具面板中单击【相切圆】工具图标,依次绘制四个角的圆;

5)在草图工具面板中单击【圆】工具图标,以构造线的中点为圆心,并与其中一个圆的切点距离为半径绘制圆;

6)在草图工具面板中单击【等长】约束图标,约束各圆相等。

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图2-50【圆】工具练习

练习3:绘制如图2-51所示的图形,并测量黄色区域的面积。

步骤:

1)按图2-51所示依次绘制五边形、圆、六边形(小)、六边形(大),并标注尺寸;

2)使用【检验】/【面域特性】工具,添加黄色区域,并点击“计算”按钮得出答案。

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图2-51


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