基于Autodesk论文_唐杰,谢旺盛,黄毅

摘要：本文以三维实体造型软件Autodesk Inventor为开发平台，以汽车覆盖件模具参数化设计为例，并在原有模具结构设计方法的基础上利用特征参数化造型技术，利用Autodesk Inventor自身CAD功能实现了汽车覆盖件模具部分典型零件的三维结构参数化设计,开发了拉延模具参数化设计系统。

关键词：Inventor；三维结构；参数化

一、引言

本文目的就是解决Autodesk Inventor的参数化设计关键技术，主要包括标准库的建立，拉延模主要部分参数化建模，以提高产品设计效率，减轻设计者的劳动强度，为实现Autodesk Inventor的参数化设计奠定基础。所设计的参数设计系统最终目的是根据用户的设计要求在Autodesk Inventor中造出产品的三维结构雏型，设计人员在此基础上稍做修改即可生成最终产品三维实体（如图1所示）。

图1系统生成的不同尺寸与结构的模具三维模型

二、基于Autodesk Inventor冲模标准零件库的开发

本系统利用Visual Basic编程技术与Autodesk Inventor的二次开发功能，开发了冲模标准零件库。参数化技术是本研究的核心，这为冲模标准零件库实现各项功能以及具有良好的扩展性奠定了坚实的基础, 标准件库模型的实现过程如图2所示。本库的零件不是静态固定模型，而是一种参数驱动的三维模型，当用户通过用户界面选择主要参数值时，辅助参数值通过系统查询标准参数数据库获得，所获得的具体参数值驱动零件模型生成新的零件。这些模型在标准库中的表现形式为：变量+程序。变量用来代表标准件的几何参数，程序则通过Autodesk Inventor有各级对象的方法、属性来记录组成零件的各特征的生成过程以及他们的之间的约束关系。

图2 标准件库模型的实现过程

三、参数化设计系统的设计

根据拉延模结构设计的特点，设计人员输入关键尺寸后，计算机依据装配模型自动扫描装配树上的零件结点，得到它的几何信息和相对于装配图基准零件的定位点信息，进行尺寸链计算，决定其它相关变量的尺寸，实现零件的参数化，并确定其定位点。当修改零件的某些尺寸参数或替换工艺三维CAD型面时，重新进行参数化并生成零件和零件装配结构。由于任何复杂的零件均可看成是由一基体与一些特征形体进行布尔运算〔主要添加或挖切)而形成的，基体及各特征形体均为参数化特征体。参数化特征由截面形状和位置为全约束的轮廓通过拉伸、旋转、扫掠而生成。结构及形体间的位置由尺寸约束和拓扑约束决定。在设计模型时，当确定了模型的周界后，根据典型组合形式，即可确定模型大部分构成件的参数文件中的参变量的取值，进而确定这些零件的具体大小，设计过程如图3所示。

四、参数化设计过程

在参数化过程中，用一个简单的面代替型面复杂的工艺数模，这样起到了简化作用。用一条样条曲线代替实际设计中的分模线，在设计时只要把这简单的面与样条曲线用新的工艺数模面、分模线替换即可设计出符合要求的凸凹模。

为了验证汽车覆盖件模具参数化设计系统的实用性，以柳州生产的某一型号汽车零件的拉延模具的设计为例，首先在拉延模参数化设计系统中输入模具的相关参数，然后以导入的分模线与工艺数模面替换原有的分模线与工艺数模面，得到整个拉延模的整体三维模型，如图4，图5、图6、图7所示：

图6 压边圈 图7 上模座板

到此整套拉延模具参数化完毕，接着就要用手工办法加入一些其它特征进行详细设计，比如安装槽，安全杆等。

五、结论

本文主要研究Autodesk Inventor的参数化设计，以汽车覆盖件模具参数化设计为案例，开发了冲模标准零件库系统与拉延模具参数化设计系统，旨在产品的设计效率和质量。

参考文献

[1]魏群，姬广坤，尹伟波；基于深层分析方法的Inventor二次开发.华北水利水电学院学报[J]；2010年10月

[2]苏梦香，郑超欣，王桂梅，杨立洁；基于AutodeskInventor的三维参数化设计方法[J].《机械设计与制造》；2007年06期

[3]庄亚红;面向产品的机械系统三维参数化设计研究[D];南京理工大学;2003年

论文作者:唐杰,谢旺盛,黄毅

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/3/11

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