Mô hình chi tiết 3D có thể được tạo bằng cách quét thẳng góc Extrude,quét theo đường dẫn Sweep, xoay Revolve, vuốt Loft, tạo gân Rib hoặc Projectmột đối tượng hình học phác thảo Sketch t
Trang 1CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MÔ HÌNH CHI TIẾT
Sau khi chúng ta tạo được hình dạng phác thảo bằng các lệnh trongSketch, chúng ta bắt đầu tạo các chi tiết 3 chiều (3D) Chương này giới thiệutổng quan về các khái niệm, cách sử dụng các công cụ tạo các Feature và trình
tự thực hiện trong môi trường thiết kế mô hình chi tiết ( Part Model)
4.1 Giới thiệu chung
Mô hình chi tiết (Part Model) là tập hợp các Feature, hầu hết các Featurenày được tạo ra từ phác thảo (Sketch) Các Feature liên kết với một Featurekhác theo trình tự chúng tạo ra Có rất nhiều cách để tạo mô hình chi tiết
Mô hình chi tiết 3D có thể được tạo bằng cách quét thẳng góc Extrude,quét theo đường dẫn Sweep, xoay Revolve, vuốt Loft, tạo gân Rib hoặc Projectmột đối tượng hình học phác thảo (Sketch) theo một đường dẫn hoặc quay nóquanh một trục Các mô hình này thường được gọi là các Solid
Các mô hình Solid trong Autodesk Inventor là Feature-based và Persistent + Feature-based có nghĩa là chi tiết là tổ hợp của các Feature thông qua các phéptoán Boole như cộng, trừ, giao với các công cụ tạo các Hole (lỗ), Flange (Gờmép), Fillet (vê tròn), Boss (vấu lồi)
+ Persistent có nghĩa là ta có thể thay đổi các đặc điểm của Feature bằng cáchtrở lại thay đổi Sketch của Feature đó hoặc thay đổi giá trị các tham số được sửdụng trong lệnh tạo ra Feature đó
Ví dụ, ta có thể thay đổi chiều dài của một Extruded Feature bằng cách nhập vàogiá trị mới cho trường Extent của lệnh Extrude Feature này Ta cũng có thể dùngcác biểu thức để lấy ra giá trị kích thước từ kích thước khác
Feature là một bộ phận riêng của chi tiết mà có thể được chỉnh sửa bất kỳ khinào Có 4 loại Feature: Sketched Feature, Placed Feature, Pattern Feature vàWork Feature
+ Sketched Feature được tạo ra dựa trên một phác thảo hình học(Sketch) vàđược định nghĩa bởi các giá trị tham số ta nhập vào khi thực hiện lệnh tạoFeature Ta có thể thay đổi giá trị các tham số của Feature và của phác thảo hìnhhọc
+ Placed Feature, ví dụ như Fillet ( vê tròn góc) hoặc Chamfer (vát góc) là cácFeature không đòi hỏi một phác thảo của riêng nó Để tạo một Fillet ta có thểnhập vào bán kính vê tròn và chọn một cạnh Các Placed Feature chuẩn gồm có:Shell, Fillet hoặc Round, Chamfer và Face draft
+ Pattern Feature là một mảng các Feature hoặc một nhóm các Feature Có thể
ẩn sự xuất hiện của các thành phần riêng trong Pattern nếu cần thiết
Trang 2+ Work Feature là Work Plane, Work Axis, Work Point Work Feature có thểxác định vị trí và hướng của các Feature Ví dụ, ta có thể tạo một Work Planetạo với một mặt của chi tiết (mặt A) một góc nhất định Nếu mặt A thay đổi thìWork Plane và các Feature liên quan tới Work Plane cũng sẽ bị thay đổi Nếu tathay đổi góc giữa Work Plane với mặt A thì các Feature liên quan sẽ thay đổitương ứng với hướng mới.
Môi trường Part Model được kích hoạt bất kỳ khi nào ta tạo hoặc chỉnhsửa chi tiết Ta sử dụng môi trường Part Model để tạo hoặc chỉnh sửa cácFeature, định nghĩa các Work Feature, tạo các Pattern và kết hợp các Feature đểtạo thành chi tiết Dùng Browser (cửa sổ duyệt) để chỉnh sửa các Sketch hoặccác Feature, ẩn hoặc hiện các Feature, tạo các ghi chú thiết kế, tạo các Featurethích nghi và truy cập vào các thuộc tính
Khi mở file Part, Part là mục trên đỉnh trong Browser Khi mở fileAssembly mỗi chi tiết được liệt kê riêng
Ta có thể tìm các Feature được liệt kê dưới biểu tượng Part trongBrowser Để chỉnh sửa một Feature, kích chuột phải trong Browser hoặc cửa sổ
đồ hoạ Từ menu ngữ cảnh ta có thể chọn Edit Feature để đưa ra các tham số tạoFeature hoặc chọn Edit Sketch để đưa ra các tham số tạo Sketch
4.2 Các tiện ích
Danh sách dưới đây nêu một vài tiện ích dùng trong môi trường tạo môhình chi tiết để tạo chi tiết
Feature preview: Xem trước Feature trước khi tạo
Feature Editing: Chỉnh sửa hình dáng bên ngoài của Feature
Work Features: Chọn trực tiếp đối tượng hình học để tạo các Work FeatureDerived parts: Tạo một chi tiết dẫn xuất từ một chi tiết cơ sở hoặc một thànhphần trong lắp ráp
Component color: gàn màu và chất lượng tô bóng cho chi tiết và gán màu trongsuốt như thuỷ tinh khi có một chi tiết khác ẩn sau nó
Surface design: Dựng các hình phức tạp của các chi tiết chất dẻo và tăng độchính xác và năng suất
4.3 Tạo lập các chi tiết mới
Khi ta tạo một chi tiết mới ta có thể chọn từ một số biểu mẫu (template)
có sẵn với đơn vị đo được định nghĩa trước Một biểu mẫu có thể chứa các thôngtin về thuộc tính có sẵn như các thuộc tính về vật liệu, các thông tin về đề án
Trang 3Các biểu mẫu được lưu trữ trong thư mục Autodesk\Inventor 9\Templates hoặc trong các thư mục con English hoặc Metric Các thư mục con trong thư mục Templates được hiển thị như các nút Tabs trong hộp thoại New
Để tạo một chi tiết mới:
Chọn một biểu mẫu tạo chi tiết từ hộp thoại New hoặc kích chuột vào mũi
tên cạnh nút New sau đó chọn Part từ menu mở rộng Để mở hộp thoại New cóthể chọn New từ cửa sổ Getting Started hoặc kích vào nút New trên thanh công
cụ chuẩn hoặc chọn File sau đó chọn New
Cách tạo một biểu mẫu (Template):
Mở một file chi tiết (Part) và sửa lại những thông tin cần thiết sau đó chọnFile, chọn Save Copy As để ghi vào trong thư mục Autodesk\Inventor9\
Templates Nếu tạo một Folder mới trong thư mục Templates thì thư mục
đó sẽ xuất hiện như là một nút Tab trong hộp thoại New
Định nghĩa các thuộc tính cho chi tiết:
Chọn File ->Properties Nhập các thông tin diễn tả định nghĩa chi tiết nhưcác dữ liệu về đề án và chi tiết, các thuộc tính về vật liệu, đơn vị đo, tình trạngchi tiết Những thông tin trên các Tab Summary, Project, Status và Customcũng có ở bên ngoài Autodesk Inventor thông qua Design Assistant
- Bổ sung màu cho Feature :
Trong cửa sổ duyệt kích chuột phải vào một Feature và chọn Properties TrongFeature Color chọn một màu mới
4.4 Tạo các Feature cơ sở
Sau khi lập kế hoạch thứ tự các bước, ta quyết định cách tạo chi tiết cơ sở
Có thể dùng hai cách cơ bản là Extrude và Revolve Ta có thể dùng Extrude đểtạo các mặt như là khi ta dùng nó để tạo các solid Ta cũng có thể dùng Loft,Sweep hoặc là Coil
Extrude là đùn một tiết diện dọc theo một đường thẳng
Revolve là quay liên tục một tiết diện quanh 1 trục
Loft tạo dựng Feature bằng cách đùn qua các thiết diện thay đổi Ta có thể tạocác phác thảo trên nhiều mặt làm việc Loft tạo ra mô hình được đùn từ một biêndạng tới một biên dạng tiếp theo Loft có thể đùn theo một đường cong
Sweep đùn một tiết diện không đổi theo một đường cong
Coil đùn một tiết diện không đổi theo một đường xoắn ốc
Để tạo một Feature cơ sở:
Mở trực tiếp một file Part mới hoặc tạo một Part trong file lắp ráp
Tạo một phác thảo bao gồm phác thảo tiết diện và đường dẫn (nếu cần)
Trang 4Chọn công cụ tạo Feature thích hợp Hộp thoại yêu cầu nhập các tham sốđịnh nghĩa cho Feature Autodesk Inventor chọn biên dạng kín Nếu có nhiềubiên dạng kín kích chọn biên dạng mô tả tiết diện cần đùn Nếu không thực hiệnlệnh Extrude thì cần chọn thêm đường dẫn hoặc trục quay.
Kích OK để kết thúc việc tạo mô hình Thay đổi chế độ hiển thị từ 2D sang môhình 3D
Ta có thể tạo Work Feature khi tạo chi tiết cơ sở
- Tạo các Work Feature:
Kích chuột vào nút Work Plane, Work Axis hoặc Work Point Chọn mộtđối tượng hình học hoặc hệ toạ độ mặc định Autodesk Inventor có thể tạo raWork Feature từ đối tượng hình học đã chọn
Ví dụ nếu muốn tạo một trục làm việc chỉ cần chọn mặt đầu của một hìnhtrụ khi đó trục làm việc được tạo ra qua đường tâm của hình trụ
4.5 Quan sát các chi tiết
Có một số cách quan sát chi tiết, cách quan sát chi tiết mặc định là vuônggóc với biên dạng phác thảo Khi kích chuột phải vào cửa sổ đồ hoạ và chọnIsometric View từ menu thì véc tơ quan sát sẽ thay đổi theo hướng đó Ta cũng
có thể chọn Previous View từ menu hoặc ấn phím F5 để trở lại mô hình của lầnquan sát trước
1 Zoom All Hiển thị toàn bộ các chi tiết
trong cửa sổ đồ hoạ
Window
Hiển thị kín màn hình vùngđược chọn
5 Rotate Thay đổi hướng quan sát mô
hình
Trang 56 Look At
Thay đổi hướng quan sát saocho nó vuông góc với đối tượnghình học được chọn
Display Tô bóng mô hình Hidden
EdgeDisplay
Tô bóng mô hình nhưng nhìnthấy các cạnh ẩn
Sử dụng công cụ Common View:
Trên thanh công cụ chuẩn kích chuột vào Rotate để kích hoạt lệnhCommon View ấn phím SPACEBAR Khi Rotate được kích hoạt kích chuộtvào một mũi tên mô hình sẽ quay cho đến khi góc thẳng hướng quan sát
4.6 Chỉnh sửa các Feature
Để chỉnh sửa một Feature :
Thay đổi các tham số trong lệnh tạo Feature hoặc biên dạng phác thảo.Kích chuột phải vào Feature cần sửa trong trình duyệt sau đó chọn Edit Feature ,Edit Sketch hoặc Show Dimensions Edit Feature sẽ mở hộp thoại của lệnh tạoFeature đó Edit Sketch kích hoạt Sketch của Feature Show Dimensions hiểnthị kích thước Sketch Từ đó ta có thể chỉnh sửa chúng trong môi trường môhình chi tiết
Để thoát khỏi chế độ Sketch:
Kích chuột vào nút Update Feature được cập nhật và chương trình thoátkhỏi chế độ Sketch
Trang 64.7 Các công cụ tạo mô hình chi tiết
Tập hợp các công cụ tạo mô hình chi tiết bao gồm các công cụ tạo Featuretrên thanh công cụ Feature và các công cụ quan sát trên thanh công cụ chuẩn.Một số công cụ Feature có nhiều lựa chọn Mũi tên bên cạnh nút công cụ chỉ cho
ta có thể mở rộng nút để có thể nhìn thấy nhiều lựa chọn hơn
T
Đùn một biên dạng theophương vuông góc vớiphác thảo để tạo một khốirắn hoặc mô hình mặt
Có thể dùng tạoFeature cơ sở
2 Revolve Quay liên tục một biên
dạng quanh 1 trục
Có thể dùng tạoFeature cơ sở
3 Hole Tạo một lỗ trong chi tiết
Dùng điểm cuốicủa một đườngthẳng hoặc tâm lỗlàm đường tâm lỗ
5 Rib Tạo một gân cho chi tiết Placed Feature
Tạo một Feature có tiếtdiện thay đổi, có thể theomột đường dẫn cong
Yêu cầu có nhiềumặt phẳng làmviệc
Đùn một phác thảo biêndạng theo một đường dẫncong
Có thể dùng đểtạo chi tiết cơ sở
8 Coil Đùn một biên dạng theo
một đường dẫn xoắn ốc
Có thể dùng đểtạo Feature cơ sở
ren ngoài trên chi tiết
Trang 711 Chamfer Vát mép các cạnh Placed Feature
12 Face Draft Tạo khối vát trên cạnh đã
13
Split
Cắt các mặt theo đườngcắt hoặc cắt chi tiết theođường cắt
14
ViewCatalog
- Mở một mẫu phần tửthiết kế
- Chèn một phần tử thiếtkế
- Tạo phần tử thiết kế từFeature có sẵn
15
DerivedComponent
Tạo một chi tiết mới từ chitiết cơ sở
ar Pattern
Tạo một ma trận chữ nhậtFeature
Plane Tạo một mặt làm việc
20 Work Axis Tạo một trục làm việc
Point Tạo một điểm làm việc
Trang 822 Parameter
s
Hiển thị các tham số chocác Feature sửa đổi cácchữ số trong equations
Tạo các tham số bổ sung
4.7.1 Lệnh tạo đặc tính quét thẳng góc Extrude (E)
Trang Shape:
Hình 4.1 Hộp thoại Extrude, trang Shape:
Profile: xác định biên dạng quét, phần nay tự động kích hoạt khi hộp thoạiExtrude mở ra
Join: lựa chọn này mặc định đối với việc quét biên dạng phác thảo cơ sở.Khi đã có khối cơ sở thì nó cho phép cộng vào chi tiết cơ sở đã chọn
a) Trước khi cộng b) Sau khi cộngCut: Gỡ bỏ vật liệu từ chi tiết cơ sở đã chọn
Intersect: Tạo phần giao giữa chi tiết cơ sở và biên dạng phác thảo sẽ quét
Biªn d¹ng ph¸c
Trang 9Out put: Xác định mô hình được tạo.
Solid: Tạo mô hình dạng solid, lựa chọn này mặc định đối với biên dạngquét khép kín
Surface: Tạo mô hình dạng mặt, lựa chọn này mặc định đối với biên dạngquét hở
Extends: xác định phần kết thúc của việc quét thẳng góc Đối với các chitiết cơ sở, mặc định của Extends là Distance
Distance: Quét thẳng góc biên dạng bằng cách xác định khoảng cách
To Next: Quét thẳng góc biên dạng đến mặt kế tiếp
To: Quét thẳng góc biên dạng đến mặt phẳng xác định
From to: Xác định mặt phẳng hoặc mặt cong bắt đầu hoặc kết thúc choviệc quét
All: Cắt suôt chi tiết cơ sở.
a) Solid cơ sở b) Solid tạo ra C¸c híng quÐt xuèng díi, lªn trªn vµ sang hai bªn
Trang More:
Chi tiÕt c¬ së
Biªn d¹ng ph¸c
Biªn d¹ng ph¸c
Trang 10Hỡnh 4.2 Hộp thoại Extrude, trang MoreTaper: Xác định góc vuốt khi quét thẳng góc Góc vuốt âm nằm trongkhoảng [-900; +900].
4.7.2 Lệnh tạo đặc tính xoay Revolve (R).
Ta có thể tạo đặc tính xoay bằng việc xoay một biên dạng quanh một trục.Trục này có thể là một cạnh chi tiết, trục làm việc, đờng phác nằm trong biêndạng phác thảo
Hỡnh 4.3 Hộp thoại RevolveShape: Xác định cách tạo chi tiết xoay
Profile: xác định biên dạng xoay, phần nay tự động kích hoạt khi hộp thoạiRevolve mở ra
Axis: Xác định trục xoay
Join: lựa chọn này mặc định đối với việc xoay biên dạng phác thảo cơ sở.Khi đã có khối cơ sở thì nó cho phép cộng vào chi tiết cơ sở đã chọn
Cut: Gỡ bỏ vật liệu từ chi tiết cơ sở đã chọn
Intersect: Tạo phần giao giữa chi tiết cơ sở và biên dạng phác thảo sẽ xoay.Out put: Xác định dạng mô hình đợc tạo, mặt cong hoặc mặt solid
Solid: Tạo mô hình dạng solid, lựa chọn này mặc định đối với biên dạngxoay khép kín
Surface: Tạo mô hình dạng mặt, lựa chọn này mặc định đối với biên dạngxoay hở
Trang 11Hỡnh 4.4 Cỏc chi tiết tạo từ lệnh RevolveExtends: xác định phần kết thúc của việc xoay tròn quanh trục
Full: Xoay biên dạng 3600 quanh trục, lựa chọn này mặc định
Angle: Xoay biên dạng quanh trục một góc cho trớc
Hỡnh 4.5 Cỏc chi tiết tạo từ lệnh Revolve
4.7.3 Tạo đặc tính làm việc, Work Features.
Các đặc tính làm việc là các đặc tính giúp định vị các đối tợng hình họckhó định vị theo tham số Ta có thể ràng buộc các đặc tính phác thảo và các đặctính định vị vào một đặc tính làm việc mà ràng buộc với chi tiết Bằng cách đó ta
có thể điều khiển đợc đặc tính phác thảo và các đặc tính định vị bằng cách thay
đổi vị trí của
Có 3 loại đặc tính làm việc: work plane, work point, work axis Các mặtphẳng và trục cơ sở nằm trong mục Origin trên khung Browser Bar
Trục quay
Trang 12Hỡnh 4.6 Các đặc tính làm việc trên khung Browser Bar
* Tạo mặt phẳng làm việc Work plane
Lệnh Work plane sử dụng để định nghĩa mặt phẳng làm việc tham số khitạo chi tiết, các mặt phẳng làm việc tơng tự nh các mặt phẳng phác,ta có các tr-ờng hợp tạo mặt phẳng làm việc nh sau:
+ Qua hai cạnh chi tiết có sẵn hoặc trục làm việc
+ Vuông góc với một cạnh có sẵn hoặc trục làm việc và qua một điểm
+ Tiếp xúc với một mặt trụ hoặc mặt nón và qua một cạnh hoặc một trục
+ Vuông góc với một mặt và qua một cạnh hoặc một trục
Ta có thể thay đổi góc vuông nhờ hộp thoại
+ Qua ba điểm, ba đỉnh
+ Qua một điểm và song song với một mặt
+ Tiếp xúc với một đối tợng và song song với một mặt
Trang 13+ Song song với một mặt phẳng và cỏch một khoảng xỏc định.
* Tạo trục làm việc Work Axit
Trục làm việc là các đờng thẳng tham số mà ta có thể đặt trùng qua tâm của solidtrụ hoặc mặt phẳng phác
Sử dụng trục làm việc để tạo mặt phẳng làm việc qua trục, xác định tâm đểPattern Circular, xác định trục xoay cho Revolve, tạo chi tiết quét xoắn ốc
Các phơng pháp tạo trục làm việc:
+ Trục qua hai điểm
+ Sử dụng cạnh của chi tiết
+ Giao của hai mặt phẳng
+ Trục đi qua khối trụ
+ Vuông góc với một mặt và đi qua một điểm
Trang 14* Tạo điểm làm việc Work Point.
Điểm làm việc giúp định vị các đặc tính phác thảo chính xác, tạo tâm sắp xếpcác đối tợng, tạo các lỗ, đặt các đặc tính mặt cong cắt Các phơng pháp tạo điểmlàm việc:
+ Là điểm giữa hoặc đầu cạnh
