基于inventor的台虎钳三维建模和运动仿真

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1、维设计可以为其他产品的虚拟设计提供参考。关键词：台虎钳；AutodeskInventor；三维建模；运动仿真中图分类号：TP391.7文献标识码：A文章编号：1002－2333（2012）12－0047－033DModelingandMotionSimulationofTableViceBasedonInventorFENGDong-jua,XUZhan-guob（a.SchoolofMechanicalEngineering,b.SchoolofElectronicsInformationandElectricEngineering,DalianUnivers

2、ityofTechnology,Dalian116024,China）Abstract：3DmodelingandvirtualassemblyofallpartsoftablevicearecompletedbyusingInventorsoftware.Assemblyanimationoftableviceiscreatedbyusingtheexpressedview.Atthesametime,motionsimulationanimationoftableviceisalsocreatedusingdrivingconstrainsandInvent

3、orStudiomodule.Theseanimationsshowtheactualassemblyandworkprocessoftablevice.Thethreedimensionaldesignofthepartsoftablevicecanprovidereferenceforthevirtualdesignofotherproducts.Keywords：tablevice;AutodeskInventor;threedimensionalmodeling;motionsimulation引言传统的产品设计离不开实物试验，因此设计流程周长、耗费高，

4、已经无法满足现代产品设计的要求。虚拟造技术的发展为解决上述问题提供了新的途径［1，2］。虚装配是虚拟制造技术中的一项关键技术，在虚拟环境，工程师可以利用计算机软件生成三维实体模型，真实模拟产品三维装配过程，并可进行干涉检查、拆装动画示和运动仿真等，以检验产品的可装配性。从而减少实模型和样机的投入，优化产品的设计质量，缩短产品开周期，降低产品开发成本。本文以台虎钳为例，利用Inventor软件介绍零件三实体造型、虚拟装配和运动仿真动画制作的过程。台虎钳三维实体建模图1为回转式台虎钳基本结构示意图，它主要由底、固定钳身、活动钳身、螺杆、导螺母、施力手柄、弹簧、圈、开

5、口销、钳口铁、螺钉以及锁紧手柄等零件组成。螺栓、螺钉和开口销是标准件，可以直接从资源中心库调用，不需要另外造型，弹簧可以在部件环境下借助于设计加速器进行快速造型［3］。其他的较复杂零件则需要进行三维实体建模。2.1固定钳身的三维建模固定钳身主要用来支撑和安装其他零件，与其他零件配合关系最多，它是台虎钳最复杂的零件。在三维建模前需要对其进行形体分析，弄清零件的主要结构，继而将复杂的形体分解成简单的几何形体，根据它们之间的组合形式和形体间的相对位置，选择合适的造型方式。在Inventor中零件是由若干参数化的特征堆砌而成，特征是一些与机械设计的表达意图相关的简单几何

6、形体。Inventor软件提供了草图特征（拉伸、旋转、加强筋等）、放置特征（倒角、圆角、螺纹和镜像等）和定位特征（工作面、工作轴、工作点等）等建模工具［4-6］。使用以上这些三维实体造型工具，选择固定钳身的底面圆盘作为第一个基本特征开始建模，通过并、交、差的布尔运算，便可顺序生成其他特征，进而逐步构建出复杂的固定钳身三维实体模型，如图2所示。由于固定钳身形体对称，在绘制草图和创建特征过程中采用了镜像工具，大大提高了建模效率。同时，利用草图的几何约束和尺寸约束功能，通过对尺寸值进行更在进行台虎钳虚拟装配和运动仿真之前，要先进行零件的实体造型。对于许多常规机械结构，

7、如图1中的施力手柄活动钳身护口板螺杆导螺母固定钳身底座图1回转式台虎钳结构示意图图2固定钳身的三维实体模型改，草图及特征也会随之自动更新，因此创建出的零件模型是非常精确的。2.2其他零件的三维建模运动既有平移运动又有旋转运动。最后，调整各零件的动作顺序使其符合实际拆装顺序，各零件移动的方向和距离以能看清各零件的结构为准。此外，可以利用“编辑任务及顺序”界面的通过绘制草图并使用拉伸、旋转、打孔等特征工具，能够方便快捷地创建出活动钳身、施力手柄、导螺母等零件的三维实体模型，如图3所示。3台虎钳的虚拟装配台虎钳各零件创建完成之后，新建一个装配文件进入装配环境进行零件装

8、配。“设置照相机”功能，