作者：胡仁喜
出版社：电子工业出版社
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Autodesk Inventor 2016中文版实操实练权威授权版试读：
前言
Autodesk Inventor是美国Autodesk公司于1999年年底推出的中端三维参数化实体模拟软件。与其他同类产品相比，Inventor用户界面简单，在三维运算速度和显示着色功能方面有突破性进展。Inventor建立在ACIS三维实体模拟核心之上，摒弃许多不必要的操作而保留最常用的基于特征的模拟功能。Inventor不仅简化了用户界面和缩短了学习周期，而且大大加快了运算及着色速度。这样就缩短了用户设计意图的产生与系统反应时间之间的距离，从而最小限度地影响设计人员的创意和发挥。
本书定位于创作一本针对Autodesk Inventor Professional 2016在工程设计应用领域功能全面的教材与自学相结合的指导书。内容全面具体，不留死角，适用于各种不同需求的读者。同时为了在有限的篇幅内提高知识集中程度，作者对所讲述的知识点进行精心剪裁。通过实例操作驱动知识点讲解，这样读者在实例操作过程中就牢固地掌握了软件功能。实例的种类也非常丰富，有知识点讲解的小实例，有几个知识点或全章知识点综合的综合实例。各种实例交错讲解，达到巩固读者理解的目标。
全书以Autodesk Inventor Professional 2016为平台，重点介绍了Autodesk Inventor Professional 2016中文版的新功能及各种基本操作方法和技巧。全书共11章，内容包括Autodesk Inventor 2016入门、绘制草图、基础特征、放置特征、曲面造型、钣金设计、部件装配、创建工程图、焊接设计、运动仿真和应力分析。在介绍的过程中，注意由浅入深，从易到难，各章节既相对独立又前后关联。编者根据自己多年的经验及学习的通常心理，及时给出总结和相关提示，帮助读者快捷地掌握所学知识。
本书除利用传统的纸面讲解外，还随书配送了多媒体学习配套资源文件。本书配套资源中包含所有实例的素材源文件，并制作了全程实例动画AVI文件。为了增强教学的效果，更进一步方便读者的学习，作者亲自对实例动画进行了配音讲解。利用作者精心设计的多媒体界面，读者可以随心所欲地像看电影一样轻松愉悦地学习本书。配套资源请在 http://www.broadview.com.cn/28632 进行下载。
本书主要由胡仁喜和刘昌丽编著。另外，孙立明、李兵、甘勤涛、徐声杰、张辉、李亚莉、王玮、闫聪聪、王敏、杨雪静、张日晶、卢园、孟培、康士廷、王义发、王培合、王玉秋、王艳池等也参与了部分章节的编写，值此图书出版发行之际，向他们表示衷心的感谢。
限于时间和编者水平，书中疏漏之处在所难免，不当之处恳请读者批评指正，编者不胜感激。有任何问题，可登录网站www.sjzswsw.com或联系win760520@126.com反馈。编者2016年4月第1章Inventor 2016入门
本章我们学习Inventor 2016绘图的基本知识。了解Inventor中各个工作界面，熟悉如何定制工作界面和系统环境等，为进入系统学习准备必要的前提知识。1.1 参数化造型简介
CAD 三维造型技术的发展经历了线框造型、曲面造型、实体造型、参数化造型以及变量化造型几个阶段。
1.线框造型
最初的是线框造型技术，即由点、线集合方法构成的线框式系统，这种方法符合人们的思维习惯，很多复杂的产品往往仅仅用线条勾画出基本轮廓，然后逐步细化。这种造型方式数据存储量小，操作灵活，响应速度快，但是由于线框的形状只能用棱线表示，只能表达基本的几何信息，因此在使用中有很大的局限性。图1-1所示为利用线框造型做出的模型。图1-1 线框模型
2.曲面造型
20世纪70年代，在飞机和汽车制造行业中需要进行大量的复杂曲面的设计，如飞机的机翼和汽车的外形曲面设计，由于当时只能够采用多截面视图和特征纬线的方法来进行近似设计，因此设计出来的产品和设计者最初的构想往往存在很大的差别。法国人在此时提出了贝赛尔算法，人们开始使用计算机来进行曲面的设计，法国的达索飞机公司首先进入了第一个三维曲面造型系统“CATIA”，是CAD发展历史上一次重要的革新，CAD技术有了质的飞跃。
3.实体造型
曲面造型技术只能表达形体的表面信息，要想表达实体的其他物理信息如质量、重心、惯量矩等信息时，就无能为力了。如果对实体模型进行各种分析和仿真，模型的物理特征是不可缺少的。在这一趋势下，SDRC公司于1979年发布了第一个完全基于实体造型技术的大型“CAD/CAE”软件——“I-DESA”。实体造型技术完全能够表达实体模型的全部属性，给设计以及模型的分析和仿真打开方便之门。实体造型技术代表着 CAD 技术发展的方向，它的普及也是 CAD 技术发展史上的一次技术革命。
4.参数化实体造型
线框造型、曲面造型和实体造型技术都属于无约束自由造型技术，进入20世纪80年代中期， CV 公司内部提出了一种比无约束自由造型更新颖、更好的算法——参数化实体造型方法。从算法上来说，这是一种很好的设想。它主要的特点是：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。
1）基于特征
基于特征是指在参数化造型环境中，零件是由特征组成的，所以参数化造型也可成为基于特征的造型。参数化造型系统可把零件的结构特征十分直观地表达出来，因为零件本身就是特征的集合。图1-2所示为Inventor软件中的零件图以及零件模型，左边是零件的浏览器，显示这个零件的所有特征。浏览器中的特征是按照特征的生成顺序排列的，最先生成的特征排在浏览器的最上面，这样模型的构建过程就会一目了然。图1-2 Inventor软件中的零件图以及零件模型
2）全尺寸约束
全尺寸约束是指特征的属性全部通过尺寸来进行定义。比如在“Autodesk Inventor”软件中进行打孔，需要确定孔的直径和深度；如果孔的底部为锥形，需要确定锥角的大小；如果是螺纹孔，那么还需要指定螺纹的类型、公称尺寸、螺距等相关参数。如果将特征的所有尺寸都设定完毕，那么特征就可成功生成，并且以后可任意进行修改。
3）全数据相关
全数据相关是指模型的数据如尺寸数据等不是独立的，而是具有一定的关系。例如，设计一个长方体，要求其长length、宽width和高height的比例是一定的（如1:2:3），这样长方体的形状就是一定的，尺寸的变化仅仅意味着其大小的改变。那么在设计时，可将其长度设置为L，将其宽度设置为2L，高度设置为3L。这样，如果以后对长方体的尺寸数据进行修改，仅仅改变其长度参数即可。如果分别设置长方体的三个尺寸参数，以后在修改设计尺寸时，工作量就增加了3倍。
4）尺寸驱动设计修改
尺寸驱动设计修改是指在修改模型特征时，由于特征是尺寸驱动的，所以可针对需要修改的特征，确定需要修改的尺寸或者关联的尺寸。在某些“CAD”软件中，零件图的尺寸和工程图的尺寸是关联的，改变零件图的尺寸，工程图中对应的尺寸会自动修改，一些软件甚至支持从工程图中对零件进行修改，也就是说修改工程图中的某个尺寸，则零件图中对应特征会自动更新为修改过的尺寸。1.2 工作界面简介
工作界面包括主菜单、快速访问工具栏、功能区、浏览器、ViewCube、导航栏、状态栏和绘图区，如图1-3所示。图1-3 Autodesk Inventor工作界面
绘图区（1）主菜单：通过单击工具按钮旁边的下移方向键，可以扩展以显示带有附加功能的弹出菜单，如图1-4所示。（2）快速访问工具栏：和快速入门功能区一样。（3）功能区：功能区以选项卡形式组织，按任务进行标记。每个选项卡均包含一系列面板。可以同时打开零件、部件和工程图文件。在这种情况下，功能区会随着激活窗口中文件的环境而变化。（4）浏览器：浏览器显示了零件、部件和工程图的装配层次。浏览器对每个工作环境而言都是唯一的，并总是显示激活文件的信息。（5）ViewCube：ViewCube工具是一种始终显示的可单击、可拖动的界面，可用于在模型的标准视图和等轴测视图之间切换。显示ViewCube工具时，显示在模型上方窗口的一角，且处于不活动状态。ViewCube 工具可在视图变化时提供有关模型当前视点的视觉反馈。将光标放置到ViewCube工具上时，该工具会变为活动状态。可以拖动或单击ViewCube、切换至一个可用的预设视图、滚动当前视图或更改至模型的主视图。图1-4 主菜单（6）导航栏：默认情况下，导航栏显示在图形窗口的右侧。可以从导航栏访问查看和操作导航命令。（7）状态栏：状态栏位于Inventor窗口底端的水平区域，提供关于当前正在窗口中编辑的内容的状态，以及草图状态等信息等内容。（8）绘图区：绘图区是指在标题栏下方的大片空白区域，绘图区域是用户建立图形的区域，用户完成一幅设计图形的主要工作都是在绘图区域中完成的。
Inventor具有多个功能模块，如二维草图模块、特征模块、部件模块、工程图模块、表达视图模块、应力分析模块等，每一个模块都拥有自己独特的菜单栏、功能区和浏览器，并且由这些菜单、功能区和浏览器组成了自己独特的工作环境，用户最常接触的6种工作环境是：草图环境、零件（模型）环境、钣金模型环境、部件（装配）环境、工程图环境和表达视图环境，下面分别进行简要介绍。1.3 Inventor的安装与卸载1.3.1 安装Inventor之前要注意的事项
使用本地计算机管理员权限安装 Inventor。如果登录的是受限账户，可用鼠标右键单击Setup.exe以管理员身份运行。
在Windows Vista上安装时应禁用“用户账户控制”功能，在Windows 7上安装时，应关闭“用户账户控制”或降低等级为“不要通知”。
确保有足够的硬件支持。对于复杂的模型、复杂的模具部件及大型部件（通常包含1 000多个零件），建议最低内存为3GB。同时应该确定有足够的磁盘空间。以Inventor 2016为例，它的磁盘需求大约要7GB。
在安装Autodesk Inventor 2016之前应先更新操作系统，如果没有更新则会自动提示用户更新。安装所有的安全更新后应重启系统。切勿在安装或卸载该软件时更新操作系统。
强烈建议先关闭所有的Autodesk应用程序，然后再安装、维护或卸载该软件。
DWG TrueView是Inventor必不可少的组件。卸载DWG TrueView可能导致Inventor无法正常运行。
安装Inventor时应尽量关闭防火墙、杀毒软件。如果安装的操作系统是Windows 7，应降低或者关闭UAC安全的设置。1.3.2 安装Autodesk Inventor 2016的步骤（1）插入安装光盘，双击“Setup.exe”文件，弹出Inventor安装的欢迎界面，在右上角选择语言，如图1-5所示。图1-5 Inventor安装的欢迎界面（2）单击“安装”按钮，进入“许可协议”界面，选择“我接受”选项，如图1-6所示。（3）单击“下一步”按钮进入“产品信息”界面。如果用户选择的不是试用该产品，则需要提供用户信息和产品序列号数据，如图1-7所示。图1-6 “许可协议”界面图1-7 “产品信息”界面（4）单击“下一步”按钮，进入选择要安装的产品及路径界面，如图1-8所示。图1-8 选择要安装的产品及路径界面（5）选择好路径后单击“安装”按钮等待自动安装，最后单击“完成”按钮。1.3.3 更改或卸载安装
Inventor提供3种维护方式：卸载、更改和修复。（1）关闭所有打开的程序。（2）选择“开始”→“控制面板”→“程序和功能”命令，选择Autodesk Inventor 2016，然后单击“卸载/更改”按钮，如图1-9所示。图1-9 添加或更改程序（3）在修改完成后需要重新启动系统来启用修改设置。1.4 Inventor基本使用环境1.4.1 应用程序主菜单
单击位于Inventor窗口的左上角的“I”按钮，会弹出应用程序主菜单，如图1-10所示。它整合了经典菜单界面下的“文件”菜单中的所有命令，同时提供搜索命令和应用程序选项。
应用程序菜单具体内容如下。
1.新建文档
选择“新建”命令即弹出“新建文件”对话框（见图 1-11），单击对应的模板即创建基于此模板的文件，也可以单击其扩展子菜单直接选定模板来创建文件。当前模板的单位与安装时选定的单位一致。用户可以通过替换“Template”目录下的模板更改模块设置。
也可以将鼠标指针悬于“新建”选项上或者单击其后的按钮，在弹出的列表中直接选择模板。
当Inventor中没有文档打开时，可以在“新建文件”对话框中指定项目文件或者新建项目文件，用于管理当前文件。图1-10 程序主菜单图1-11 “新建文件”对话框
2.打开文档
选择“打开”命令会弹出“打开”对话框。将鼠标指针悬停在“打开”选项上或者单击其后的按钮，会显示“打开”、“打开DWG”、“从资源中心打开”、“导入DWG”和“打开样例”选项。“打开”对话框与“新建文件”对话框可以互相切换，并可以在无文档的情况下修改当前项目或者新建项目文件。
3.保存/另存为文档/导出
将激活文档以指定格式保存到指定位置。如果第一次创建，在保存时会打开“另存为”对话框，如图1-12所示。“另存为”则用来以不同文件名、默认格式保存。“保存副本”则将激活文档按“保存副本”对话框指定格式另存为新文档，原文档继续保持打开状态。Inventor支持多种格式的输出，如IGES、STEP、SAT、Parasolid等。图1-12 “另存为”对话框
另外，它还集成了一些功能：
以当前文档为原型创建模板，即将文档另存到系统Templates文件夹下或用户自定义模板文件夹下。
利用打包（Pack and Go）工具将Autodesk Inventor文件及其引用的所有文件打包到一个位置。所有从选定项目或文件夹引用选定Autodesk Inventor文件的文件也可以包含在包中。
4.管理
管理包括创建或编辑项目文件，浏览iFeature目录、查找、跟踪和维护当前文档及相关数据，更新旧的文档使之移植到当前版本，更新任务中所有过期的文件等。
5.iProperty
使用iProperty可以跟踪和管理文件，创建报告，以及自动更新部件BOM表、工程图明细栏、标题栏和其他信息，如图1-13所示。
6.设置应用程序选项
单击“选项”按钮会打开“应用程序选项”对话框，如图 1-14 所示。在该对话框中，用户可以对Inventor的零件环境、iFeature、部件环境、工程图、文件、颜色、显示等属性进行自定义设置，同时可以将应用程序选项设置导出到XML文件中，从而使其便于在各计算机之间使用并易于移植到下一个Autodesk Inventor版本。此外，CAD管理器还可以使用这些设置为所有用户或特定组部署一组用户配置。图1-13 iProperty对话框图1-14 “应用程序选项”对话框
7.搜索命令
使用搜索命令可对位于快速访问工具栏、应用程序菜单和功能区中的所有命令进行实时搜索。“搜索”字段显示在应用程序菜单顶部。搜索结果可以包含菜单命令、基本工具提示和命令提示文本字符串。可以使用任何支持的语言输入搜索词。
8.预览最近访问的文档
通过“最近使用的文档”列表查看最近使用的文件，如图1-15所示。在默认情况下，文件显示在“最近使用的文档”列表中，并且最新使用的文件显示在顶部。
鼠标指针悬停在列表中其中一个文件名上时，会显示此文件的如下信息：
文件的预览缩略视图。
存储文件的路径。
上次修改文件的日期。1.4.2 功能区图1-15 最近使用的文档
除了继续支持传统的菜单和工具栏界面之外，Autodesk Inventor 2016默认采用功能区界面以便于用户使用各种命令，如图 1-16 所示。功能区将与当前任务相关的命令按功能组成面板并集中到一个选项卡。这种用户界面和元素被大多数Autodesk产品（如AutoCAD、Revit、Alias等）接受，方便Autodesk用户向其他Autodesk产品移植文档。图1-16 功能区
功能区具有如下特点。
直接访问命令：轻松访问常用的命令。研究表明，增加目标命令的大小可使用户访问命令的时间锐减（费茨法则）。
发现极少使用的功能：库控件（例如“标注”选项卡中用于符号的库控件）可提供图形化显示可创建的扩展选项板。
基于任务的组织方式：功能区的布局及选项卡和面板中的命令组，是根据用户任务和对客户命令使用模式的分析而优化设计的。
Autodesk 产品外观一致：Autodesk 产品家族中的 AutoCAD、Autodesk Design Review、Autodesk Inventor、Revit、3ds max等采用了风格相似的界面。某一产品的用户只要熟悉一种产品就可以“触类旁通”。
上下文选项卡：使用唯一的颜色标识专用于当前工作环境的选项卡，方便用户进行选择。
应用程序的无缝环境：目的或任务催生了 Autodesk Inventor 内的虚拟环境。这些虚拟环境帮助用户了解环境目的及如何访问可用工具，并提供反馈来强化操作。每个环境的组件在放置和组织方面都是一致的，包括用于进入和退出的访问点。
更少的可展开菜单和下拉菜单：减少了可展开菜单和下拉菜单中的命令数，以此减少鼠标单击次数。用户还可以选择向展开菜单中添加命令。
快速访问工具栏：其默认位于功能区上，是可以在所有环境中进行访问的自定义命令组，如图1-17所示。图1-17 快速访问工具栏
若要删除则只需在“快速访问工具栏”上用鼠标右键单击该命令，在弹出的快捷菜单中选择“从快速访问工具栏中删除”命令即可，如图1-18所示。图1-18 从快速访问工具栏中删除命令
扩展型工具提示：Autodesk Inventor功能区中的许多命令都具有增强（扩展）的工具提示，最初显示命令的名称及对命令的简短描述，如果继续悬停鼠标指针，则工具提示会展开提供更多信息。此时按住“F1”键可调用对应的帮助信息，如图1-19所示。图1-19 扩展型工具提示
可以在“应用程序选项”对话框中控制工具提示的显示。在“常规”选项卡中可进行“工具提示外观”设置。1.4.3 鼠标的使用
鼠标是计算机外围设备中十分重要的硬件之一，用户与Inventor进行交互操作时几乎80%利用了鼠标。如何使用鼠标直接影响到产品设计的效率。使用三键鼠标可以完成各种功能，包括选择和编辑对象、移动视角、单击鼠标右键打开快捷菜单、按住鼠标滑动快捷功能、旋转视角、物体缩放等。具体的使用方法如下。
单击鼠标左键（MB1）用于选择对象，双击用于编辑对象。例如，单击某一特征会弹出对应的特征对话框，可以进行参数设置再编辑。
单击鼠标右键（MB3）用于弹出选择对象的关联菜单。
按下滚轮（MB2）来平移用户界面内的三维数据模型。
按下“F4”键的同时按住鼠标左键并拖动则可以动态观察当前视图。鼠标放置轴心指示器的位置不同，其效果也不同，如图1-20所示。
滚动鼠标中键（MB2）用于缩放当前视图。图1-20 动态观察1.4.4 观察命令
使用观察命令可以操纵激活零件、部件或工程图在图形窗口中的视图，或者在工程师记事本中的视图。在执行其他操作时，可以使用观察命令操纵视图。例如，在进行圆角操作时旋转零件，以便于选择隐藏的边。常用的观察命令位于“导航”组和导航栏上，如图1-21所示。图1-21 观察命令
常用的观察命令如下。平移：沿与屏幕平行的任意方向移动图形窗口视图。当“平移”图标激活时，在用户图形区域会显示手掌平移光标。将光标置于起始位置，然后单击并拖动鼠标，可将用户界面的内容拖动到光标所在的新位置。缩放：使用此命令可以实时缩放零件部件。缩放窗口：光标变为十字形，用来定义视图边框，在边框内的元素将充满图形窗口。全部缩放：激活“全部缩放”命令会使所有可见对象（零件、部件或图纸等）显示在图形区域内。缩放选定实体：在零件或部件中，缩放所选的边、特征、线或其他元素以充满图形窗口。可以在单击“缩放”之前或之后选择元素。该命令不能在工程图中使用。受约束的动态观察：在模型空间中围绕轴旋转模型，即相当于在纬度和经度上围绕模型移动视线。主视图：将前视图重置为默认设置。当在部件文件的上下文选项卡中编辑零件时，在顶级部件文件中定义的前视图将作为主导前视图。观察方向：在零件或部件中，缩放并旋转模型使所选元素与屏幕保持平行，或使所选的边或线相对于屏幕保持水平。该命令不能在工程图中使用。上一个：当前视图采用上一个视图的方向和缩放值。在默认情况下，“上一个”命令位于“视图”选项卡的“导航”组中，可以单击导航栏右下角的下拉按钮，在弹出的“自定义”菜单中选择“上一视图”命令，将该命令添加到导航栏中。可以在零件、部件和工程图中使用“上一视图”命令。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]