基于Inventor的安全阀三维建模和虚拟装配

冷松

摘 要：随着时代的进步和发展，科学技术、计算机技术、软件技术等也快速的发展，并取得优异的成绩。在技术的影响下，我们日常生活、工作也广泛的应用了这些技术，使得人们的工作效率以及设备的安全性得以提高。Inventor是一种具有较强功能的三维立体软件设计技术，通过与计算机技术的人们结合，进行相关软件、设备、图形等的设计，以提高设备的可视化，利用三维建模，将设备等设计主体展现出来，清晰的将设备中各个部件之间的关系展现出来。为此文章针对Inventor在安全阀三维建模和虚拟装配中的应用，以及相关的知识内容进行分析研究。

关键词：Inventor；安全阀；三维建模；虚拟装配

引言

随着计算机技术、网络技术等技术的发展，在图文设计中形成了一种全新的技术，Inventor技术，Inventor技术是一种计算机辅助软件技术，具有三维建模、信息管理等功能。Inventor软件技术，在进行产品设计时，以产品功能和设计为向导，根据产品中相关部件之间的关系进行设计，通过三维建模和虚拟装配，将设计的产品清楚的展现在人们面前。文章针对基于Inventor软件技术的安全阀三维建模和虚拟装配，以及相关的知识内容进行分析研究。

1 Inventor软件技术的相关知识

Inventor软件技术是一种基于计算机windows系统的三维软件设计的软件技术，其可以针对机械零件的造型、装配、焊接等三维设计，Inventor软件技术中包含了多个工作模块，这些模块在Inventor软件工作的过程中有着相互联系和相互独立的关系。Inventor三维设计软件在使用的过程中非常的简单，非常容易操作，其中的每一个模块，有对应的一个文件，在每一个模块对应的文件和功能下，完成设计。例如在零件造型模块中，Inventor软件提供的是一个零件环境，在这个零件环境中，进行零件的设计，并创建相对应的图形几何特征在其他模式下完成相关的图形设计。Inventor软件技术可以针对一张或者是多张图纸对零件，进行多视角，多方位的设计，以三维模型的形式呈现出来，并生成工程图纸文件。

在零件设计中使用Inventor软件技术，呈现出来就是零件特征的集合，Inventor软件技术将实体零件中的特征呈现出来，主要的特征有零件的造型，零件的适应性，在零件设计的过程中产生的衍生零件等[1]。其中零件的造型特征是Inventor软件技术设计零件的过程中，零件的特征是零件的基本要素，在Inventor软件技术下呈现出来的零件造型特征有：草图特征、放置特征、定位特征，在这三个主要零件造型特征下，还有很多组合特征，例如草图特征中包含的有拉伸、旋转、扫掠、螺旋扫掠、放样等特征，而在放置特征中包含的有打孔、抽壳、圆角、倒角、拔模斜度、分割、阵列、镜像、抑制等多种特征。定位特征则包含的特征有三方面：工作平面、工作轴、工作点。

针对Inventor软件技术下零件设计中的拉伸特征，我们以下图进行说明：

图1 Inventor软件技术下零件造型拉伸特征的形成过程

2 基于Inventor软件技术的安全阀三维建模

安全阀主要的工作位置是压力管道系统，对管道系统中的压力进行控制，保证管道系统的安全，安全阀其实就是一个零部件，其本有很多组成，阀体、阀门、垫片、盖、罩、弹簧、螺母、螺钉等，这个部件工作组成了安全阀。如图2所示：

在安全阀正常工作的状态下，液体是从其右侧流入，从其下部流出，在安全阀工作的过程中，整个管道系统在某种因素的影响下，管道中的压力增加，并超过了管道系统的额定压力，此时安全阀下部的液体产生的压力大于弹簧产生的压力，使得安全阀的阀门抬起，使得一部分的液体从阀门和阀体之间形成的缝隙中排除，进行减低了管道系统中的压力，使管道系统中的压力在额定压力之下，保证了管道系统的安全性。

安全阀在设计的过程中，会采用Inventor软件技术，在Inventor中安全阀就是一个零件特征集合体，由不同的组成元素构成，在安全阀设计的过程中，会按照零件的设计过程，依次的进行零件的设计，在安全阀零件的造型设计完成之后，可以通过Inventor软件技术中的编辑软件，编辑的草图进行相应的修改和设计[2]。Inventor是一种自动化的软件技术，在设计的过程中，如果想要通过编辑草图对零件的尺寸进行修改，此时零件的特征和草图会随着相关参数的变化而变化。

在完成安全阀零件的三维建模之后，需要在一定的文件环境中，完成安全阀相关零件的特征实现，例如拉伸特征的实现。安全阀的垫片和阀体之间是相互联系的关系，垫片是一个适应性的零件，所以在对安全阀的阀体设计进行修改之后，垫片也会随着发生变化，是阀体相适应。Inventor软件技术在安全阀三维建模中的应用，完成零件和零件之间的结合和适应，保证这些零件在装配的过程中是相互吻合的。

3 安全阀在Inventor软件技术下的虚拟装配

在Inventor软件技术下，安全阀的相关零件，均完成了设计和设计文件的建立之后，可以进入到装配的环境中，进行装配，在零件装配的过程中，Inventor对其进行了配合、对准、相切等装配限制，通过安全阀零件的装配约束完成零件的装配。

安全阀的所有零件在装配环境中，逐一的完成装配，然后再利用零件装配中的约束条件，将装配好的零件将的自由度消除，完成整个安全阀全部零件的装配。在所有零件装配的这个过程中，构成了虚拟的实物装配，形象、直观的呈现出实物装配的效果。

在安全阀零件装配的过程中，需要有一个实体的模型作为零件安装的参考，为此这实体安装模型可以事先的创建，也可以在零件安装的过程中，一边安装零件，一边进行实体模型的创建。Inventor软件技术具有自动适应性，在零件装配的过程中，垫片和阀体的之间的关系会自动的确定，其他有直接关系零件，在装配的过程中，也会自动的完成定位和适应。

在装配的过程中，阀体、阀门、螺杆、托盘等之间的关系和配合，要非常的注意，因为这些零件之间的配合是锥面配合，在装配的过程中，不能在出现轴线的情况下完成装配[3]。Inventor软件的资源库中有一些标准部件以及这些部件具有的特征，所以在安全阀零件装配的过程中，可以根据相应的零件放置列表中的零件参数值，进行零件的装配，完成好装配的安全阀将以三位模型的形式呈现出来，如图3。

完成安全阀的三维建模、虚拟装配之后，还需要这对虚拟的安全阀装配图，进行分解视图，完成装配之后，将安全阀从不同的角度呈现出来，从视觉上进行呈现，达到三维效果，然后对安全阀的装配进行分解，从视图中逐渐的将安全阀分解，可以在Inventor软件中生成安全阀的拆卸动画。

将各个零件在Inventor软件装配完成之后的虚拟图中分解，可以清楚的将各个零件在安全阀中的形状、特征等展现，Inventor软件在完成安全阀的装配和拆卸之后，会生成相应的文件，但是生产的这些文件，相对的较大，所以文件的清晰度就相对的较低，根据工作所需，文件在大小方面可以灵活的选择。

4 结束语

Inventor软件技术在安全阀的三维建模和虚拟装配中的应用，可以提升零件设计的技术含量，提高零件设计的精度，Inventor软件技术实现了零件等的三维设计，清晰的将零件的各个部位展现出来，满足当前各个零件设计的需求。

参考文献

[1]杨晨升.基于Inventor的零件图绘制方法[J].煤炭技术，2009（03）：5-6.

[2]冯冬菊，宋洪侠，徐占国.基于Inventor的自由浮球式疏水阀三维建模和虚拟装配[J].煤矿机械，2012（12）：229-230.

[3]冯冬菊，宋洪侠，戴恒震，等.基于Inventor的安全阀三维建模和虚拟装配[J].煤矿机械，2010（11）：216-217.