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| 草圖技術(shù)（7） |
| 7. 草圖的驅(qū)動尺寸約束 在Inventor中，除了工程圖視圖中手工標(biāo)注的尺寸之外，無論是草圖、特征或者裝配中的尺寸，都是起“驅(qū)動”的作用，是所標(biāo)注對象的幾何數(shù)據(jù)庫的基本內(nèi)容，而不是對所標(biāo)注的對象的一個“注釋”。驅(qū)動尺寸的驅(qū)動作用和機制，與AutoCAD中的標(biāo)注尺寸很不同，雖然它們看起來挺像。這是個極為重要的概念。 這些驅(qū)動尺寸，是在幾何關(guān)系已經(jīng)充分確定的基礎(chǔ)上，定義那些無法用幾何約束表達的、或者是設(shè)計過程中可能需要改變的模型參數(shù)。 這些驅(qū)動尺寸與工程圖上應(yīng)當(dāng)標(biāo)出的制造尺寸有密切的關(guān)系。一些設(shè)計尺寸，可以借助于許多設(shè)計基準(zhǔn)進行定義，例如對著中心線標(biāo)直徑；還可以使用計算表達式，例如某尺寸是某已有尺寸的1/2；這些尺寸也可能是某設(shè)計數(shù)據(jù)表中的某項已有數(shù)據(jù)（后面專題討論）；驅(qū)動尺寸在最終的工程圖中可能直接使用，也可能不出現(xiàn)；驅(qū)動尺寸將始終與標(biāo)注對象關(guān)聯(lián)。 目前Inventor提供了兩種驅(qū)動尺寸標(biāo)注模式. 7.1 自動標(biāo)注尺寸 這是個很“有趣”的功能，打開02-004.IPT，之后雙擊“草圖0”，并且在草圖工具面板中點擊“自動標(biāo)注尺寸”，將會彈出圖2-61的界面。其中： 曲線：實際上，這是要求選定要標(biāo)注驅(qū)動尺寸的圖線，多數(shù)并不是曲線。 尺寸和約束：是否對所選圖線自動添加相關(guān)尺寸和幾何約束。 所需尺寸：計算并顯示出目前草圖中要完全約束草圖，還欠缺的幾何約束和尺寸約束數(shù)量。 應(yīng)用：對所選圖線添加約束尺寸和幾何約束。 刪除：刪除這個功能添加的約束尺寸和幾何約束。 結(jié)束：完成，退出。  試著選定所有的圖線，“應(yīng)用”，結(jié)果如圖2-62所示。這樣的結(jié)果，是按照“Inventor認(rèn)為應(yīng)當(dāng)如何”，而不見得是“設(shè)計者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)如何”的規(guī)則完成的。結(jié)論是：基本上不可用。 但是，這個功能能夠顯示欠缺的約束數(shù)量，在“所需尺寸”欄目中顯示。這多少會協(xié)助我們統(tǒng)計約束的狀況。在一般情況下，如果顯示“所需尺寸”數(shù)量為2，就是具有完整的草圖自身約束了。這個“2”，是指草圖輪廓相對于原始坐標(biāo)系的約束還少兩個，整個圖形的相對位置還未確定。 最簡單的辦法是將草圖上某點約束到原始坐標(biāo)系的原點投影上、或?qū)⒛滁c約束為“固定”。上例中“結(jié)束”后，再點擊“自動標(biāo)注尺寸”就會顯這種情況。 7.2 通用尺寸 在草圖工具面板中單擊“通用尺寸”或者按“D”鍵啟動，隨著操作的不同，Inventor將自動推理按用戶選擇要標(biāo)注的圖形，以相應(yīng)的方式做出響應(yīng)。這是絕大多數(shù)驅(qū)動尺寸標(biāo)注所使用的機制。 ◆單個直線的線性水平、垂直尺寸： 選定單個直線，將以直線的兩個端點作為尺寸界線的原點；移動光標(biāo)，Inventor將以光標(biāo)點作為尺寸線的經(jīng)過點，依據(jù)點位置的不同，動態(tài)拉出水平或者垂直的尺寸；在合適的位置拾取，創(chuàng)建這個驅(qū)動尺寸；單擊這個尺寸，彈出編輯框，可修改尺寸數(shù)據(jù)。參見圖2-63。，修改后確定。  ◆兩點間的線性水平、垂直尺寸： 選定兩個可感應(yīng)到的點，將以這兩個點作為尺寸界線的原點；移動光標(biāo)，Inventor將以光標(biāo)點作為尺寸線的經(jīng)過點，依據(jù)點位置的不同，動態(tài)拉出水平或者垂直的尺寸；在合適的位置拾取，創(chuàng)建這個驅(qū)動尺寸。 ◆線性對齊尺寸： 參見圖2-64左，在建立任何一種線性尺寸過程中，單擊右鍵，在菜單中選定“對齊(A)”，；Inventor將根據(jù)尺寸界線原點聯(lián)線的平行方向測量和創(chuàng)建尺寸線；移動光標(biāo)，Inventor將以光標(biāo)點作為尺寸線的經(jīng)過點，在合適的位置拾取，創(chuàng)建這個驅(qū)動尺寸。參見圖2-64右。  ◆平行線間距： 選定兩平行的線（平行直線、同心圓或弧、等距線…），將用線間的法線測量和確定尺寸線的方向；以光標(biāo)點作為尺寸線的經(jīng)過點，在合適的位置拾取，創(chuàng)建這個驅(qū)動尺寸。參見圖2-65。 ◆圓、弧的半徑或直徑： 如果選定的圖線是圓或者弧，Inventor將推理決定創(chuàng)建直徑或半徑尺寸，移動光標(biāo)，Inventor將以光標(biāo)點作為尺寸線的經(jīng)過點，在合適的位置拾取，創(chuàng)建這個驅(qū)動尺寸。 想改變直徑標(biāo)注為半徑，在建立尺寸過程中，可以在右鍵菜單中選擇半徑，參見圖2-66。  ◆角度： 選定兩條不平行的直線，Inventor將推理決定創(chuàng)建角度尺寸；接著移動光標(biāo)，Inventor將以光標(biāo)點作為尺寸線弧的經(jīng)過點，并根據(jù)所在位置不同，決定標(biāo)注銳角還是鈍角；在合適的位置拾取，創(chuàng)建這個驅(qū)動尺寸。 選定三個點也可以創(chuàng)建角度尺寸，選擇次序是：邊端點1、角頂點、邊端點2。不太常用。 ◆軸向截面的直徑： 選定兩條平行直線，可標(biāo)注線性直徑。如果其中一條是“中心線”的線形，Inventor將自動推理標(biāo)注直徑；如果該線不是中心線形的線，標(biāo)注過程中，可以在右鍵菜單中選“線性直徑(L)”，效果一樣,參見圖2-67。這里說的“線性直徑”，確切的概念應(yīng)當(dāng)是“軸對稱尺寸”。  ◆標(biāo)注到圓或弧的象限點尺寸： 打開02-004.IPT，雙擊“草圖2”，可見尺寸12和35.481的標(biāo)法，這是很常見的設(shè)計思維表達。在Inventor中的操作過程是：啟用“通用尺寸”；選定線，再將光標(biāo)放在圓或者弧的象限點附近，Inventor會感應(yīng)到這樣的點，并顯示圖2-68 中那樣的反饋圖標(biāo)，拾取。 7.3 尺寸顯示設(shè)置 因為Inventor是個“參數(shù)化-變量化”的設(shè)計軟件，所有的尺寸實際上都是模型未來的“參數(shù)”，因此，Inventor會自動給尺寸命名，一般是“dxxx”。 既然是這樣，就可能在添加尺寸時借用現(xiàn)有的參數(shù)并進行計算處理。但是，默認(rèn)狀態(tài)下，Inventor只顯示尺寸的數(shù)值。 調(diào)整顯示的方法是：在沒有啟用任何草圖功能的條件下，光標(biāo)放在空白處，再在右鍵菜單中操作，參見圖2-69,這是直接的操作方法。 若選擇了“顯示表達式”方式，所有的尺寸將按照“dxx=xxx.xxx”的格式顯示；而在輸入新尺寸或修改老尺寸時，就可以根據(jù)設(shè)計表達的需要，鍵入表達式，來描述兩者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系了。  7.4 引用本草圖內(nèi)的其他尺寸 可以在輸入驅(qū)動尺寸數(shù)據(jù)時，雙擊現(xiàn)有某尺寸，將直接使用它的參數(shù)名作為這個尺寸的值表達式。例如打開02-004.IPT，雙擊編輯“草圖1”，標(biāo)注圓與邊的中心距： ◆啟用“通用尺寸”。 ◆選定圓，再選定邊線，拉出尺寸。 ◆單擊尺寸，彈出編輯框； 點擊圓的直徑尺寸，可見d18變量已經(jīng)被直接引用為圓的直徑，參見圖2-70；  ◆單擊編輯框右側(cè)的綠對號，完成。 這樣的結(jié)果，也可以在尺寸顯示“表達式”的條件下，看到參數(shù)名，鍵入到相關(guān)尺寸之中。 7.5 引用本草圖之外的其他尺寸 可以在輸入驅(qū)動尺寸數(shù)據(jù)時，引用現(xiàn)有特征或者其他草圖的某尺寸，將直接使用它的參數(shù)名作為這個尺寸的值表達式。 這需要在尺寸輸入框中點擊黑三角，并啟用“顯示尺寸”功能。參見圖2-71。  7.6 尺寸數(shù)據(jù)引用的計算表達式 可以在尺寸數(shù)據(jù)編輯框中，使用計算表達式。Inventor可理解許多計算符號，常用的是：+、-、*、/、()等。表達式能使用的計算功能后面將詳述。 例如打開02-004.IPT，雙擊“草圖1”，切換到尺寸的表達式顯示，參見圖2-72。例如其中的d19尺寸，使用了d17*0.5的表達式。這樣，一旦d17的參數(shù)發(fā)生變化，d19將按照表達式計算新值并關(guān)聯(lián)變化。 7.7 計算尺寸 在某些情況下，尺寸標(biāo)注產(chǎn)生了“重復(fù)約束”，例如在標(biāo)注了三角形三個邊的長度，又標(biāo)注某個角的角度，別的角度標(biāo)注就是重復(fù)的。這種條件下，Inventor將彈出圖2-73的提示。  按下“接受”按鈕，Inventor將創(chuàng)建在顯示時用圓括號包起來的“計算尺寸”，參見圖2-75右圖左。這種尺寸可以被引用，但不能修改數(shù)據(jù)。這很類似機械設(shè)計中的“參考尺寸”。 這是一種對設(shè)計過程很有用的機制。 7.8 測量尺寸 雙擊現(xiàn)有尺寸，按下數(shù)據(jù)編輯框右邊的“>”，可見“測量(M)”操作項。參見圖2-74。  選定這一項，Inventor將按照現(xiàn)有尺寸的類型，提示選定測量的對象；選定圖中測量對象之后，將動態(tài)顯示測量結(jié)果，確認(rèn)后將測量結(jié)果填入數(shù)據(jù)編輯框。 按說這應(yīng)當(dāng)是個很有意義的功能，也就是“按這條線的長度”、“按這個圓的直徑”或者“按這兩條線的夾角”等，建立這個尺寸的值。 但是非常遺憾，按Inventor現(xiàn)有的規(guī)則，這種方法建立的尺寸，與“測量對象”之間沒有關(guān)聯(lián)，就是說，測量對象的變化，不會影響到這樣的尺寸。這使實際作用受到了很大的限制。 7.9 公差： 公差是機械設(shè)計特有的設(shè)計數(shù)據(jù)和概念，實際上也屬于幾何參數(shù)，在Inventor中可以從草圖創(chuàng)建過程中就引進公差參數(shù)，并一直延續(xù)使用到模型和零件工程圖之中；同時，還能控制這個草圖所創(chuàng)建的實體的大小，也就是按照何種極限尺寸造型。 這樣，在裝配模型中，就可能更為精確地判斷機構(gòu)的工程條件設(shè)計是否合理，進行空間裝配尺寸鏈的測試和求解。 這無疑是一種很好的功能。這說明Inventor的驅(qū)動尺寸已經(jīng)細致到了公差級別。添加公差的操作過程是： 雙擊現(xiàn)有尺寸，在圖2-74的界面中點擊右面的 “>”，將展開詳細操作列表；在其中選定“公差…”，將彈出圖2-75的界面。在其中展開“類型”列表，并選定“極限值-平鋪”前綴的模式；  之后在圖2-76左邊 (為圖2-75的下部) 所示的界面中展開“軸”或“孔”（根據(jù)設(shè)計需要）列表，選擇配合類型和精度等級，結(jié)果如圖2-76右邊。  這樣，由于公差的存在，決定了草圖具有了極限尺寸；而草圖的極限尺寸，決定了未來三維模型的可能大��；未來模型的大小，決定了這個零件在裝配中的表現(xiàn)。 ◆關(guān)于“估算大小” 這里的設(shè)置與“估算”并無瓜葛。這是設(shè)置結(jié)果模型按照何種實際尺寸構(gòu)造，也就是“模型實際大小”。圖2-75中已經(jīng)標(biāo)注了四個開關(guān)的作用，它們是： 用平均尺寸創(chuàng)建模型；用最大極限尺寸創(chuàng)建模型和用最小極限尺寸創(chuàng)建模型。如果使用了非公稱尺寸，Inventor將在驅(qū)動尺寸中顯示下劃線以示標(biāo)記。 ◆公差值的自動關(guān)聯(lián) 對于從公差表中選定的公差（不是手工鍵入的），Inventor將會依據(jù)公稱尺寸的大小和配合類別、精度等級，自動產(chǎn)生偏差值，并與公稱尺寸的變化自動關(guān)聯(lián)。 ◆關(guān)于“自由公差” 這又是機械設(shè)計所特有的概念，并非常識所能理解。那就是：沒有標(biāo)記公差的尺寸并不是沒有公差，而是“非配合類自由公差”；依照行業(yè)的不同，可能在12級精度左右，是最粗糙的尺寸公差。但是值得注意的是，Inventor尚未完全表現(xiàn)出這個概念，詳細的討論在后邊進行。 8. 草圖約束完整性監(jiān)控 前邊說過，Inventor的“自動尺寸標(biāo)注”可能提示我們是否全約束，或者缺少幾個約束；但不能告訴我們是哪條線缺少約束。實際上，Inventor已經(jīng)具備一個隨時報告我們約束現(xiàn)狀的功能，這就是草圖顏色的反饋顯示。 Test.IPT為測試環(huán)境，已經(jīng)列出了各種不同身份的圖線，測試的目標(biāo)是：找到一個各種身份的圖線顏色最為醒目的配色方案，使約束反饋成為最明顯。而設(shè)置了圖形區(qū)背景圖案，使得看著比較舒服。對于不同的圖形區(qū)底色，草圖顏色的反饋顯示的結(jié)果并不是相同的，而且所有的可能方案都不太令人滿意，再加上目前草圖顏色可以單獨設(shè)置，并因此不會有是否完全約束的顏色反饋，造成了更多的不確定性。推薦使用“冬日”方案設(shè)置可以得到相對更清晰一些的表達結(jié)果。 |
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