Inventor基于多实体的Top—Down设计

李庆丰

摘要：对Inventor基于多实体的Top-Down设计进行了介绍，描述了基于多实体的Top-Down设计的主要步骤，分析了设计方法的优点。

关键词：Inventor；多实体；Top-Down

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号1009-3044（2014）08-1736-02

我们在使用Inventor软件进行创新设计过程中，初学者往往习惯于采用传统的自底向上设计方法，自底向上设计（即我们精确设计每一个零件，然后根据需要逐层向上进行装配，最终形成总装配的设计方法）具有非常方便的工作流程，容易被设计师所掌握。

但在全新的机械创新设计中，设计师往往需要根据设计意图和设计需要指定出一套设计方案，然后绘制出设计的整体构架，最后进行各个零部件的细化设计，这也就是我们所说的Top-Down的设计思想。Top-Down设计能够有效 地传递设计规范给各个子组件，从而更方便高效的对整个设计流程进行管理 。近年来，随着Inventor不断的研发，Top-Down设计的方式方法也越来越多，在Inventor设计过程中，Top-Down设计模式主要有基于概念草图、基于概念模型、基于布局、基于多实体等。该文，主要介绍基于多实体的Top-Down设计方法。

多实体造型的基本思路是首先根据设计者的设计意思在Inventor中创建模型的整体形状。模型的整体开关的尺寸、外形越接近设计要求越好。整体模型创建完成后可以利用分割、衍生以及其他一些工具来分割模型，把模型分割成多个实体，并在多实体模型上创建每个实体的细节特征，最后使用Inventor的生成零件或者生成零部件功能把多实本生成需要的零件文件。基于多实体的Top-Down设计在设计时通常包括六个主要步骤，这些步骤包括：创建模型框架；分割模型框架；编辑多实体；衍生外部实体；创建新实体；生成零部件。在构建较为复杂模型的设计时，Top-Down设计是驾御和控制Inventor软件相关性设计工具最好的方法之一。

1 创建模型框架

所有的产品在设计之前要有初步的规划，如设计草图、提出各种想法和建议及设计规范等来实现产品设计的目的和功能。我们往往需要根据模型的外弄结构，或者使用Inventor提供的草图贴入图片功能，导入概念模型的图片做参考。创建模型主要框架的草图以后，使用拉伸、旋转、扫掠、放样等命令创建基本模型框架，在基本模型框架的基础上使用倒角、圆角、抽壳等命令对模型的局部进行建模，最终产生模型。

2 分割模型框架

模型整体框架创建完成以后就可以分割模型框架成多实体了，分割之前我们先要创建分割面。为了能够保证模型能够正常地分割，要保证创建的分割面的投影包含或者大于分割面所在位置的实体的截面投影，就是分割面的边界必须在实体的表面或者跟实体面成一条相交线。在创建分割面时要尽可能使用相对简单的分割面，这样分割后的模型也较为简单，后续操作比较容易。但在实际设计过程中模型的复杂程度不同，可能有时需要创建比较复杂的分割面。

分割完成以后，展开浏览器上方的实体节点，会发现已经有实体1、实体2两个实体存在了。可以激活实体节点的右键快捷菜单，通过可见性命令来分别查看两个实体，并可以为不同的实体设定不同的颜色，以便于操作时容易选择需要的实体。

3 编辑多实体

实体分割完成以后就可以单独对每个实体进行操作了，对每个实体进行修改和编辑，创建配合实体的凸柱特征，创建两个实体连接的止口、卡扣等。到目前为止我们只生成了两个实体，在实际设计过程中，可以根据需要在新生成的实体中间选择继续创建分割产生更多的实体。

4 衍生外部实体

在实际设计过程中，如果有外部零件可以参照，我们可以使用衍生命令来使用外部零件。以实体方式衍生外部零件，衍生后会自动作为零件中的一个实体。可以使用实体移动工具来调整实体的位置和角度，再用实体的布尔运算完成实体的利用。

5 创建新实体

多实体在设计过程中，我们不仅可以通过分割、衍生等方式产生实体，还可以在零部件中直接生成新的实体，在创建特征的命令中如拉伸、旋转、扫掠、放样等都带有创建新实体的选项。根据对模型的实际情况选择合适的创建实体的途径和方法，对实际的设计需求进行设计细节的调整。

6 生成零部件

通过Top-Down创建完多实体模型后，我们就可以在菜单栏中选择“管理”→“布局” →“生成實体”命令，来创建单个零件。生成的新零件会与部件的坐标系重合地放入部件中。但是零件和部件都是没有保存的，必须保存文档并把零件和部件全部保存才能够在本地磁盘中生成零部件。

使用多实体Top-Down设计有许多优点。首先所有的实体都是从一个主模型上分割下来的，实体之间的外形匹配肯定没有问题。其次是模型细节的创建过程中，尤其是塑件的装配结构特征，如卡扣、凸柱等可以使用共同的基准草图或者工作点，因为在同一个零件中创建，所以基本上不会存在尺寸过大而无法互相嵌入的问题。第三，采用多实体Top-Down设计数据关联更快，零件中投影不会有问题。第四，多实体Top-Down设计完成后，可以直接使用生成的零部件时的装配文件，装配关系直接使用坐标系的重合，不用考虑零部件之间的干涉问题。

参考文献：

[1] 陈伯雄，董仁杨，张云飞.Autodesk Inventor Professional 2008 机械设计实战教程[M].北京： 化学工业出版社，2008.

[2] 赵卫东.Inventor 2011基础教程与项目指导[M].上海： 同济大学出版社，2010.

[3] 夏继海.自顶向下设计方法在Pro/ENGINEER软件环境中的实现 [J]. CAD/CAM与制造业信息化，2012（3）.