基于Inventor的安全閥三維建模和虛擬裝配

冷松

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)等也快速的發(fā)展，并取得優(yōu)異的成績(jī)。在技術(shù)的影響下，我們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ饕矎V泛的應(yīng)用了這些技術(shù)，使得人們的工作效率以及設(shè)備的安全性得以提高。Inventor是一種具有較強(qiáng)功能的三維立體軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)的人們結(jié)合，進(jìn)行相關(guān)軟件、設(shè)備、圖形等的設(shè)計(jì)，以提高設(shè)備的可視化，利用三維建模，將設(shè)備等設(shè)計(jì)主體展現(xiàn)出來，清晰的將設(shè)備中各個(gè)部件之間的關(guān)系展現(xiàn)出來。為此文章針對(duì)Inventor在安全閥三維建模和虛擬裝配中的應(yīng)用，以及相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：Inventor；安全閥；三維建模；虛擬裝配

引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，在圖文設(shè)計(jì)中形成了一種全新的技術(shù)，Inventor技術(shù)，Inventor技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)輔助軟件技術(shù)，具有三維建模、信息管理等功能。Inventor軟件技術(shù)，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，以產(chǎn)品功能和設(shè)計(jì)為向?qū)В鶕?jù)產(chǎn)品中相關(guān)部件之間的關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過三維建模和虛擬裝配，將設(shè)計(jì)的產(chǎn)品清楚的展現(xiàn)在人們面前。文章針對(duì)基于Inventor軟件技術(shù)的安全閥三維建模和虛擬裝配，以及相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行分析研究。

1 Inventor軟件技術(shù)的相關(guān)知識(shí)

Inventor軟件技術(shù)是一種基于計(jì)算機(jī)windows系統(tǒng)的三維軟件設(shè)計(jì)的軟件技術(shù)，其可以針對(duì)機(jī)械零件的造型、裝配、焊接等三維設(shè)計(jì)，Inventor軟件技術(shù)中包含了多個(gè)工作模塊，這些模塊在Inventor軟件工作的過程中有著相互聯(lián)系和相互獨(dú)立的關(guān)系。Inventor三維設(shè)計(jì)軟件在使用的過程中非常的簡(jiǎn)單，非常容易操作，其中的每一個(gè)模塊，有對(duì)應(yīng)的一個(gè)文件，在每一個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的文件和功能下，完成設(shè)計(jì)。例如在零件造型模塊中，Inventor軟件提供的是一個(gè)零件環(huán)境，在這個(gè)零件環(huán)境中，進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)，并創(chuàng)建相對(duì)應(yīng)的圖形幾何特征在其他模式下完成相關(guān)的圖形設(shè)計(jì)。Inventor軟件技術(shù)可以針對(duì)一張或者是多張圖紙對(duì)零件，進(jìn)行多視角，多方位的設(shè)計(jì)，以三維模型的形式呈現(xiàn)出來，并生成工程圖紙文件。

在零件設(shè)計(jì)中使用Inventor軟件技術(shù)，呈現(xiàn)出來就是零件特征的集合，Inventor軟件技術(shù)將實(shí)體零件中的特征呈現(xiàn)出來，主要的特征有零件的造型，零件的適應(yīng)性，在零件設(shè)計(jì)的過程中產(chǎn)生的衍生零件等[1]。其中零件的造型特征是Inventor軟件技術(shù)設(shè)計(jì)零件的過程中，零件的特征是零件的基本要素，在Inventor軟件技術(shù)下呈現(xiàn)出來的零件造型特征有：草圖特征、放置特征、定位特征，在這三個(gè)主要零件造型特征下，還有很多組合特征，例如草圖特征中包含的有拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、螺旋掃掠、放樣等特征，而在放置特征中包含的有打孔、抽殼、圓角、倒角、拔模斜度、分割、陣列、鏡像、抑制等多種特征。定位特征則包含的特征有三方面：工作平面、工作軸、工作點(diǎn)。

針對(duì)Inventor軟件技術(shù)下零件設(shè)計(jì)中的拉伸特征，我們以下圖進(jìn)行說明：

圖1 Inventor軟件技術(shù)下零件造型拉伸特征的形成過程

2 基于Inventor軟件技術(shù)的安全閥三維建模

安全閥主要的工作位置是壓力管道系統(tǒng)，對(duì)管道系統(tǒng)中的壓力進(jìn)行控制，保證管道系統(tǒng)的安全，安全閥其實(shí)就是一個(gè)零部件，其本有很多組成，閥體、閥門、墊片、蓋、罩、彈簧、螺母、螺釘?shù)?，這個(gè)部件工作組成了安全閥。如圖2所示：

在安全閥正常工作的狀態(tài)下，液體是從其右側(cè)流入，從其下部流出，在安全閥工作的過程中，整個(gè)管道系統(tǒng)在某種因素的影響下，管道中的壓力增加，并超過了管道系統(tǒng)的額定壓力，此時(shí)安全閥下部的液體產(chǎn)生的壓力大于彈簧產(chǎn)生的壓力，使得安全閥的閥門抬起，使得一部分的液體從閥門和閥體之間形成的縫隙中排除，進(jìn)行減低了管道系統(tǒng)中的壓力，使管道系統(tǒng)中的壓力在額定壓力之下，保證了管道系統(tǒng)的安全性。

安全閥在設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)采用Inventor軟件技術(shù)，在Inventor中安全閥就是一個(gè)零件特征集合體，由不同的組成元素構(gòu)成，在安全閥設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)按照零件的設(shè)計(jì)過程，依次的進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)，在安全閥零件的造型設(shè)計(jì)完成之后，可以通過Inventor軟件技術(shù)中的編輯軟件，編輯的草圖進(jìn)行相應(yīng)的修改和設(shè)計(jì)[2]。Inventor是一種自動(dòng)化的軟件技術(shù)，在設(shè)計(jì)的過程中，如果想要通過編輯草圖對(duì)零件的尺寸進(jìn)行修改，此時(shí)零件的特征和草圖會(huì)隨著相關(guān)參數(shù)的變化而變化。

在完成安全閥零件的三維建模之后，需要在一定的文件環(huán)境中，完成安全閥相關(guān)零件的特征實(shí)現(xiàn)，例如拉伸特征的實(shí)現(xiàn)。安全閥的墊片和閥體之間是相互聯(lián)系的關(guān)系，墊片是一個(gè)適應(yīng)性的零件，所以在對(duì)安全閥的閥體設(shè)計(jì)進(jìn)行修改之后，墊片也會(huì)隨著發(fā)生變化，是閥體相適應(yīng)。Inventor軟件技術(shù)在安全閥三維建模中的應(yīng)用，完成零件和零件之間的結(jié)合和適應(yīng)，保證這些零件在裝配的過程中是相互吻合的。

3 安全閥在Inventor軟件技術(shù)下的虛擬裝配

在Inventor軟件技術(shù)下，安全閥的相關(guān)零件，均完成了設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)文件的建立之后，可以進(jìn)入到裝配的環(huán)境中，進(jìn)行裝配，在零件裝配的過程中，Inventor對(duì)其進(jìn)行了配合、對(duì)準(zhǔn)、相切等裝配限制，通過安全閥零件的裝配約束完成零件的裝配。

安全閥的所有零件在裝配環(huán)境中，逐一的完成裝配，然后再利用零件裝配中的約束條件，將裝配好的零件將的自由度消除，完成整個(gè)安全閥全部零件的裝配。在所有零件裝配的這個(gè)過程中，構(gòu)成了虛擬的實(shí)物裝配，形象、直觀的呈現(xiàn)出實(shí)物裝配的效果。

在安全閥零件裝配的過程中，需要有一個(gè)實(shí)體的模型作為零件安裝的參考，為此這實(shí)體安裝模型可以事先的創(chuàng)建，也可以在零件安裝的過程中，一邊安裝零件，一邊進(jìn)行實(shí)體模型的創(chuàng)建。Inventor軟件技術(shù)具有自動(dòng)適應(yīng)性，在零件裝配的過程中，墊片和閥體的之間的關(guān)系會(huì)自動(dòng)的確定，其他有直接關(guān)系零件，在裝配的過程中，也會(huì)自動(dòng)的完成定位和適應(yīng)。

在裝配的過程中，閥體、閥門、螺桿、托盤等之間的關(guān)系和配合，要非常的注意，因?yàn)檫@些零件之間的配合是錐面配合，在裝配的過程中，不能在出現(xiàn)軸線的情況下完成裝配[3]。Inventor軟件的資源庫(kù)中有一些標(biāo)準(zhǔn)部件以及這些部件具有的特征，所以在安全閥零件裝配的過程中，可以根據(jù)相應(yīng)的零件放置列表中的零件參數(shù)值，進(jìn)行零件的裝配，完成好裝配的安全閥將以三位模型的形式呈現(xiàn)出來，如圖3。

完成安全閥的三維建模、虛擬裝配之后，還需要這對(duì)虛擬的安全閥裝配圖，進(jìn)行分解視圖，完成裝配之后，將安全閥從不同的角度呈現(xiàn)出來，從視覺上進(jìn)行呈現(xiàn)，達(dá)到三維效果，然后對(duì)安全閥的裝配進(jìn)行分解，從視圖中逐漸的將安全閥分解，可以在Inventor軟件中生成安全閥的拆卸動(dòng)畫。

將各個(gè)零件在Inventor軟件裝配完成之后的虛擬圖中分解，可以清楚的將各個(gè)零件在安全閥中的形狀、特征等展現(xiàn)，Inventor軟件在完成安全閥的裝配和拆卸之后，會(huì)生成相應(yīng)的文件，但是生產(chǎn)的這些文件，相對(duì)的較大，所以文件的清晰度就相對(duì)的較低，根據(jù)工作所需，文件在大小方面可以靈活的選擇。

4 結(jié)束語

Inventor軟件技術(shù)在安全閥的三維建模和虛擬裝配中的應(yīng)用，可以提升零件設(shè)計(jì)的技術(shù)含量，提高零件設(shè)計(jì)的精度，Inventor軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了零件等的三維設(shè)計(jì)，清晰的將零件的各個(gè)部位展現(xiàn)出來，滿足當(dāng)前各個(gè)零件設(shè)計(jì)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]楊晨升.基于Inventor的零件圖繪制方法[J].煤炭技術(shù)，2009（03）：5-6.

[2]馮冬菊，宋洪俠，徐占國(guó).基于Inventor的自由浮球式疏水閥三維建模和虛擬裝配[J].煤礦機(jī)械，2012（12）：229-230.

[3]馮冬菊，宋洪俠，戴恒震，等.基于Inventor的安全閥三維建模和虛擬裝配[J].煤礦機(jī)械，2010（11）：216-217.