基于Inventor的参数化钻机三维零件库建立

摘要： 利用Autodesk Inventor 2011软件，以钻机设计中常用的某型号液压接头为例，介绍了参数化三维零件库的建立过程和方法，体现了Autodesk Inventor软件操作简便、设计效率高、成本低等功能。

Abstract： Based on Autodesk Inventor 2011， take the hydraulic coupling commonly used in the drilling rig's design， this paper describes the building process and method of 3D parametric parts library. Give expression to the simple operation， high efficiency and low cost of Autodesk Inventor 2011.

关键词： 参数化设计；三维模型；零件库

Key words： Parametric Design；3D-Model；Parts Library

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0098-02

0 引言

Autodesk Inventor软件为用户提供了一个资源中心库，其中包括了国家标准、行业标准和企业标准，譬如美国标准、俄罗斯标准、德国标准、中国标准和钣金行业标准等[1]。

虽然Inventor提供的标准内容丰富，几乎涵盖各个国家的标准，但还是不能完全满足各个行业的专业需求。例如煤矿井下瓦斯抽放钻机设计中常用到的液压接头，因各个公司都有自己的专业标准，Autodesk不能完全将其包括。对此，Inventor软件提供了iPart功能可实现自制零件库的建立。

1 创建iPart零件的基本流程

iPart功能是对设计过程中出现的一些结构上大体一致、各个细节尺寸有明确规定，在材料、尺寸和颜色或其他参数不同的零件，将其创建为系列化的零件模型，节省零件建模时间、提高工作效率。

用户需要该系列内的不同零件时，只需切换型号即可。创建iPart的过程包括创建基础模型、建立参数表、整理参数表、添加参数行、设置关键字和验证数据等，以下就煤矿井下用瓦斯抽放钻机设计中常用到的某型号液压接头零件库的建立为例，介绍iPart零件创建的主要过程[2]。

1.1 创建基础模型和参数管理

Inventor软件具有完善的系统参数提取功能，能够在草图设计阶段将输入的尺寸约束作为特征参数保存起来。尺寸驱动作为表驱动的基础，建立基础模型后，可以使用表驱动生成模型的不同规格，应注意参数化设计过程中不允许出现欠约束状态，以免模型求解时出错。

iPart功能创建的基础模型必须拥有该系列零件的所有特征，因为iPart零件只能删除制定特征而不能添加特征[1]。

如图1所示，按照该液压接头中最具代表性的一个型号的参数建立二维基础模型，在“草图设计”状态下，通过“管理”“fx参数”调用软件的参数设计功能，为便于参数管理将决定该零件外形特征关系的关键尺寸设置为自定义参数。本例中自定义参数有：总长L、接管端直径、接管端长度L1、ED圈端直径、ED圈端长度L2等。改变自定义参数的值，即可改变零件草图的形状，达到系列化零件的目的。

基础模型建立后，在软件功能区依次选择：“管理”选项卡“编写”面板“创建iPart”，弹出“iPart编写器”。可见inventor软件将用户自定义的参数全部列入了参数表中。

依次在iPart编写器中录入不同规格零件的参数，注意在零件代号列中输入该接头的不同型号。用户还可以通过添加其他参数，例如螺纹、零件代号、材料和描述等，设置系列化零件的各个参数值。在库文件生成二维工程图时以上参数值将直接反映在标题栏内，不需用户再次更改，提高设计效率。

1.2 设置关键字和数据验证

在系列化零件通过iPart后，为方便用户使用和查询就必须设置零件库检索用的关键字。例如此型号的液压接头在使用时，最方便的检索方式就是接头的型号，即零件代号。因此在iPart编写器中“零件代号”列鼠标右键单击选择“1”。即可将零件代号设定为查询的第一个参数。

在完成数据输入和关键字设定后，通过软件的数据验证功能可以对输入的数据和参数等进行验证，避免出现无效单元值，如有无效数据inventor将以亮色提示设计者修改。

1.3 iPart零件的特点

普通零件和iPart零件的区别：普通零件只能表达一个规格的零件，而iPart零件可以表达同一类所有规格的零件，iPart零件可以通过表驱动更改零件规格[1]。

1.4 iPart零件使用

完成零件参数输入和设定后，用户即可使用带有iPart功能的零件。装配时软件会弹出提示“放置标准iPart”对话框，要求用户对参数进行选择。

如图4所示，当用户选择型号后即可和使用其他

“.ipt”类型的零件一样使用iPart功能的零件。当用户调用iPart零件后，Inventor软件将自动在项目所在文件目录下建立一个和库文件零件名相同的文件夹，并将已使用型号的零件存储在该文件夹内，每个型号存储一次。

2 iPart功能的使用技巧

iPart功能使用时应注意以下几点：

①要使用该功能的零件应该具有相似的结构特征，便于后期数据处理和管理；

②基础图形的建立一定要做到简洁、自定义参数少，有利于用户编辑；

③设置的关键字应便于使用者理解和查询；

④在“iPart编写器”中应将零件代号、描述和材料等在二维工程图中需要的参数加入，减少工程图转化时的工作量。

3 结语

本文以某型号液压接头为例，利用inventor软件的iPart功能建立了能够反映零件结构特征的参数化零件库，该零件库能够满足用户客观设计中需要的检索、调用和等管理功能。解决了钻机三维建模中繁杂的标准件建模工作，提高了工作效率，体现了该软件操作简便、设计成本低等特点，对简化钻机产品的三维设计具有一定帮助[3]。

参考文献：

[1]Autodesk，Inc主编.Autodesk Inventor 2011进阶培训教程[M].北京：电子工业出版社，2011.1.

[2]沈玲珑，胡进，陈晓勇.关于Inventor中的iPart功能探讨[J].农业装备与车辆工程，2007（2）：52-53.

[3]岳玉洁，赵建国.基于Inventor三维吊装仿真系统的研究与应用[J].机械设计与制造，2012（4）：73-75.