你当前的位置:首页>>Inventor>>Inventor2008机械设计应用教程 基本应用练习和讨论(5)

     4.曲面造型练习

  本节中,企图通过一系列的练习和分析,帮助读者确认Inventor目前的曲面能力和主要技巧。本节所列的模型,其实并不是设计建模中绝对必要的手段,而是为了使读者能完整、确实地掌握 Inventor的曲面功能。这一节的相关文件在“\练习-4”。

    4.1.简单曲面

  这是用一两个草图为基础创建的曲面,例如:拉伸、旋 转、扫掠… 参见图19-46,结果参见4-01.IPT。
      

  (1)造型分析

  这是拉伸曲面,一条15mm长的水平直线,一条4个控制点的样条;两者在公共端点处相切,样条线各控制点位置如 图;样条线左端结束点切线方向与直线成80°角…

  (2)建模过程

 ◆做15mm长度直线草图;

 ◆做样条线,保证与直线有公共端点,保证有4个控制点;

 ◆约束与直线草图相切,添加驱动尺寸;

 ◆调出样条左端点的“控制柄”,添加切向角度和影响范围 驱动尺寸;

 ◆拉伸成曲面。

  (3)点评

  在Inventor中,构成曲面的草图,包括样条线,可以全参数驱动。在工程图中,要想投影曲面,需要像图19-47那样选 定曲面并设置成“包含”。
      

    4.2.两界曲面

  这是两条边组成的草图界线所构成的直素线曲面,用放样特 征完成。参见图19-48,结果参见4-02.IPT。
    

  (1)造型分析

  这是两条曲线边界组成的曲面,他们用“基线”关联,两条曲线所在面夹定角;线上各点参数

如图,基准点是在基线上。

  (2)建模过程

 ◆做直线草图,充当基线并作出60度斜线;

 ◆做垂直于基线的工作面,在面上创建三个控制点的样条“界-1”,标好驱动尺寸;

 ◆过60度线做工作面,在这个面上作四个控制点的样条线“界-2”,标驱动尺寸;

 ◆用放样特征形成曲面。

  (3)点评
  关键在于原始草图线之间的关系控制。在这个例子中,“基线”就起到了这种作用。整个曲面可以通过相关草图和工作面的参数改变而实现全参数驱动。

  注意:
  这个特征创建中,可能会“自动改变”草图的驱动尺寸标注方式,造成在工程图中直接引用模

型尺寸的错误。解决方案是回到原始草图,重新添加驱动尺寸。

     4.3.四界曲面

  这是四条边草图界线所构成的曲面,用放样特征完成。结果参见4-03.IPT。
  (1)造型分析

  这四条曲线的边相互具有公共端点,组成封闭空间线。
  目前在Inventor中,可用放样功能实现,两条界作为截面轮廓,另两条界作为控制轨道。
  参见图19-49,结果参见4-03.IPT。
      

  (2)建模过程

 ◆做R30草图,用构造线来限制90°的结构;

 ◆做XY面平行工作面,距离60;

 ◆做R150的草图所在工作面,过构造线,垂直于工 作面;

 ◆做新草图,投影工作面和R30端点,做直线和圆弧,标好尺寸;

 ◆同样完成R80草图;

 ◆用放样特征形成曲面。

  (3)点评

  曲面的边界是按照草图,中间部分将会根据 Inventor的内部算法,完成光顺的面。

     4.4.三界曲面

  理论上,这是三条边草图界线所构成的曲面, 也能用放样特征完成,参见图19-50。
   

  (1)造型分析

  参见4-04a.IPT,这是一个挺典型的板壳结构, 实际上能做出钣厚为0.001mm的实体模型。但不是 用Inventor的抽壳方法。

  (2)建模过程
  有了上边的经验,这个基础模型构建过程就是简单的了,参见4-04.IPT模型。但是,在抽壳特征创建的时候出了问题,参见图19-51的提示。
    

  实际上是能够有我们自己完成“抽壳”的。过程是:

 ◆整理设计参数表,添加钣厚参数B=0.001mm;

 ◆在R40的面上建草图,删除自动投影,投影直线棱边,创建于原来类似的草图,利用设计 变量和计算表达式控制驱动尺寸;
 ◆同样创建R60面上的草图,因为这里有个60mm的尺寸需要保证,草图中添加了钣厚构造线,这条线指向圆弧的圆心,落在原有R60的投影上,而线长度为参数B,参见图19-52;
    

 ◆R80面上的草图就很简单了…

 ◆之后用放样-切削,完成本来准备用抽壳特征完成的结构。结果参见4-04a.IPT和4-04.IDW。
  (3)点评

  从上边的过程看,这种自己做的“抽壳”,似乎也不算麻烦,但这个结果严格地说可能不是精确的“等距面”的结果,但是却能够、足够精确地完成Inventor抽壳未完成的造型。

  因为Inventor的抽壳不能成功,相关的方法(用等距面切割或者做曲面加厚)也同样不会成功。目前可能的结果参见4-04b.IPT,1mm架后,结果误差为0.05mm,参见图19-53。
     

  显然这还不如在4-04a.IPT中我们自己做的“抽壳”。
  其实,大多数看来需要用曲面解决的模型问题,在Inventor中似乎可以直接创建实体,这当然是更好的解决方案。后边将沿着这个思想,展开更多的模型创建分析…

    4.5.三维轨道控制线

  在现有的两段实体之间建立光顺过渡的结构,也是一种常见的外观造型需求。这时,三维轨道 控制线就很重要了。参见图19-54,结果参见4-05.IPT。
    

  这是个从椭圆过渡到圆的模型。
  (1)造型分析

  原始模型参见 4-05a.IPT。如果能直接做出实体模型,比做出曲面之后控制结果实体更好。这 是在任何CAD软件中完成这个设计表达都像做到的,但想做到不一定能做到。

  在Inventor中能够完成,关键技术方法是三维空间曲线的创建、控制和使用。
  要做到光顺过渡,需要在两个现有特征之间建立足够多的控制线,这样的控制必定是三维的曲

线、它们的端点落在现有特征上、并与现有特征的表面构成素线相切。

  (2)建模过程

 ◆创建面切割特征,形成未来三维曲线的基础之一。打开4-05a.IPT可见,XZ面是两者中心 线所在的面,用这个面切割现有特征外表面,得出4条切割线。

 ◆创建面切割特征,形成未来三维曲线的基础之二。YZ面是椭圆的过中心线的另一个面,用

这个面切割椭圆征外两段表面(被上次切割所分割),得出2条切割线。

 ◆创建面切割特征,形成未来三维曲线的基础之三。设置圆柱特征的草图可见,做过中心线 并垂直于XZ面的工作面,用它切割圆柱的两段外表面,得出2条切割线;

 ◆分别做4条三维草图下的样条线,注意连接过程和设置相切关系的过程;

 ◆创建放样特征;

 ◆在两端各自做草图,拉伸-切割出内部的两端3mm直线部分结构;

 ◆按上述过程,做出内腔的方样结果。

  结果参见4-05.IPT和4-05.IDW。

  (3)点评
  可见,直接创建实体模型是完全可能的,在其他的软件中,有可能需要经过创建曲面才能完成

实体模型。InventorR8版本对与三维曲线的功能提升,是能够这样做的主要原因。
  创建面切割特征,形成未来三维曲线的基础之一。打开4-05a.IPT可见,XZ面是两者中心线所

在的面,用这个面切割现有特征外表面,得出4条切割线;
  对于这种三维空间样条线,目前还不能完成像二维样条那样的参数控制,例如不能对某点的控

制柄的长度(影响范围)和角度(切向)标注驱动尺寸。这是因为三维草图没有直接的、有意义的 尺寸驱动能力。

  默认的三维样条上的控制柄,其影响范围是合适的,应当不必调整。

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