Autodesk Inventor 2016 là phần mềm chuyên dụng cho việc thiết kế các chi tiết trong không gian 3 chiều (3D) sau kết xuất ra thành các bản vẽ thiết kế. Nó phục đắc lực cho các ngành kỹ thuật đặc biệt là thiết kế cơ khí. Nội dung chủ yếu của Autodesk Inventor 2016 là thiết kế các bộ phận của vật dụng, máy móc trong không gian 3 chiều. Sau khi các bộ phận đã hoàn chỉnh có thể lắp ráp thành sản phẩm, xoay các hướng nhìn, gán vật liệu, tô bóng bề mặt theo vật liệu với chất lượng cao. Khi các thông số thiết kế đạt yêu cầu Autodesk Inventor có thể kết xuất chi tiết, cụm chi tiết cũng như sản phẩm ra ra bản vẽ thiết kế thông thường (2D) với các hình chiếu theo qui chuẩn. Autodesk Inventor là phần mềm độc lập. Tuy nhiên các bản vẽ cũng như cơ sở dữ liệu có thể dùng chung hoặc trao đổi trực tiếp với AutoCAD, Mechanical Desktop. Không chỉ có vậy Autodesk Inventor còn trao đổi dữ liệu, sử dụng kết quả của phần mềm khác thông qua các tập tin .sat, .step, .iges. Đối tượng nghiên cứu phần mềm này là những cán bộ thiết kế trong các ngành cơ khí nói riêng, các ngành kỹ thuật nói chung có xu hướng thiết kế theo mô hình trong không gian 3 chiều. Tính năng nổi trội của Autodesk Inventor 2016 là một phần mềm thông minh, dễ sử dụng, ít lệnh nhưng hiệu quả
Trang 1CHƯƠNG III XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D 3.1Các công cụ quan sát mô hình trong 3D
Có thể tìm thấy trên thanh công cụ chuẩn (Inventor Standard)
1 Zoom all: hiển thị tất cả các đối tượng trên màn hình đồ họa
2 Zoom window: phóng lớn vùng được chọn bằng khung hình chữ nhật
3 Zoom: phóng lớn thu nhỏ bằng cách rê chuột trên màn hình đồ họa
4 Pan: di chuyển màn hình
5 Zoom selected: phóng to thu nhỏ phần được chọn
6 Rotate: thay đổi hướng nhìn bằng cách xoay mô hình
7 Look at: tạo hướng nhìn vuông góc với đối tượng được chọn
8 Shaded display: hiển thị mô hình dạng tô bóng theo màu sắc tự chọn hay vật thể
trong suốt hoặc khung dây
9 Orthographic Camera:nhìn theo kỹ thuật hay theo luật xa gần của hội họa
10 No Ground Shadow:nhìn không có bóng hoặc nhìn có bóng
3.2 Các lệnh tạo mô hình 3D
Mô hình 3D trong Inventor gọi là Feature Mô hình 3D là tập hợp nhiều đối tượng hình học 3D (Part Feature) Các đối tượng hình học 3D được liên kết với nhau dựa trên
thứ tự hình thành của chúng Do đó, ta cần phác thảo một trình tự để hình thành và hiệu chỉnh mô hình được dễ dàng
Các đối tượng hình học 3D có bốn loại đối tượng tiêu biểu: Sketched, placed, pattern và work.
Các thành phần loại Sketched được tạo thành dựa trên nền tảng các hình học vẽ
phác và các thông số nhập vào trong quá trình thực hiện lệnh Ta có thể hiệu chỉnhcác hình học vẽ phác và các thông số của một thành phần
Các thành phần loại placed gồm có: shell, fillet, chamfer, face draft, không cần
phải qua quá trình vẽ phác
Các thành phần loại pattern là các thành phần được tạo thành bằng cách tạo mảng
hình chữ nhật, mảng tròn hoặc lấy đối xứng của một hoặc nhiều thành phần
Trang 2Các thành phần loại work là các mặt phẳng, các trục hoặc các điểm dùng để tạo
hoặc định vị các thành phần
Các lệnh tạo các đối tượng hình học được đặt trong bảng lệnh (Panel Bar) và thanh công cụ (Toolbars) Thông thường khi kết thúc chế độ vẽ phác (Finish Sketch), bảng lệnh
3D sẽ tự động hiện ra Dưới đây là bảng lệnh các đối tượng hình học 3D:
Chức năng
Đùn biên dạng theo hướng vuông góc với mặt vẽ phác Xoay biên dạng quanh một trục
Tạo lỗ Tạo vỏ mỏng cho mô hình Tạo gân
Tạo thành phần với tiết diện thay đổi Quét tiết diện theo đường cong Quét tiết diện theo đường xoắn ốc Tạo ren ngoài hoặc ren trong Tạo góc lượn trên các cạnh được chọn Vát các cạnh được chọn
Tạo các mặt vát nghiêng Cắt các mặt được chọn Xoá mặt được chọn Tạo đường nối mặt Tạo lại mặt
Tạo bề dày Tạo mặt nổi lên Dán hình ảnh lên chi tiết Tạo mảng hình chữ nhật Tạo mảng hình tròn Tạo khối đối xứng Tạo mặt làm việc Tạo trục làm việc Tạo điểm làm việc Tách khuôn
Hiển thị các thông số của tất cả các thành phần Tạo IMate
Chèn iFeature Xem bản vẽ trong catalog Tạo ống
Trang 33.2.1 Lệnh EXTRUDE: tạo hình khối
Tạo hình khối 3D bằng cách đùn biên dạng 2D theo trục vuông góc với biên dạng Lệnh này thực hiện được khi đã có một biên dạng khép kín Khi ra lệnh, hộp thoại Extrude xuất hiện, đồng thời biên dạng được nhận biết bằng cách được tô toàn bộ diện tích với màu xanh lục nhạt
Extrucde Shape:
• Profile: chọn biên dạng cần extrude
• Out put : có hai dạng đùn: solic (khối) và suface(mặt)
• Join: đùn ra thêm (nối kết thêm biên dạng )
• Cut: cắt bỏ biên dạng
• Intersection: giữ lại phần biên dạng giao nhau
• Distance: Đùn theo khoảng cách xác định (hướng ra, vào và cả hai )
To next: Đùn đến mặt kế tiếp (hướng ra, vào )
To: Đùn đến mặt xác định
From To: Đùn trong khoảng xác định
All: Đùn qua mọi đối tượng (hướng ra, vào cả hai )
Extrude more:
• Alternate solution: giải quyết từng mặt phẳng vào hay ra
• Taper: tạo ra góc độ so với mặt ban đầu
3.2.2 Lệnh REVOLVE: tạo hình tròn xoay
Tạo hình khối 3D bằng cách tạo khối tròn xoay của hình biên dạng quanh một trục Lệnh này thực hiện được khi đã có một biên dạng khép kín và một trục quay Khi ra lệnh, hộp thoại Revolve xuất hiện, đồng thời biên dạng được nhận biết bằng cách được tô toàn bộ diện tích với màu xanh lục nhạt (nếu trong mặt phẳng chỉ có một biên dạng duy nhất) Lúc này chỉ việc chọng trục quay Trục quay là một đường bất kỳ, có thể là đường Normal hoặc Construction hoặc cạnh mép của các mặt
Trang 4• Profile: chọn biên dạng cần revolve
• Axis: chọn trục để biên dạng quay quanh nó
• Extent: có hai dạng full (tất cả) ; angle (một góc)
full: thành khối kín vòng tròn.
angle: khối tạo ra chỉ một phần đường tròn kèm theo các phương án xoay (hướng ra,
vào, caÛ hai hướng) Giá trị góc có thể nhập bằng số hoặc đo một góc giữa hai đoạn thẳng nào đó trên bản vẽ để lấy làm góc xoay
3.2.3 Lệnh HOLE: tạo lỗ trên khối đặc
Để tạo được lỗ, phải vẽ phác điểm (point) để làm tâm lỗ trên mặt phẳng Các điểm tâm lỗ có thể là tâm của hình tròn, cung tròn hoặc điểm cuối của đường thẳng … hoặc được
vẽ bằng lệnh Point Khi chọn lệnh Hole, hộp thoại Holes sẽ hiện ra như sau:
• Centers: chọn tâm lỗ
• Drill: đục lỗ thẳng
• Counterbore: đục lỗ bậc
• Countersink: đục lỗ bậc, bậc đó nghiêng đi một góc
• Holes drill point: điểm đục lỗ có thể bằng phẳng (flat) nghiêng một góc( angle)
• Holes termination: gồm có ba phần:
Distance: chiều dài của lỗ
Trang 5Through all: lỗ xuyên qua toàn bộ bề dày của khối To: kéo dài lỗ đến một mặt được chỉ định.
3.2.4 Lệnh SHELL: tạo vỏ mỏng cho mô hình
Khi chọn lệnh, hộp thoai shell xuất hiện như sau:
• Remove faces: chọn mặt cần shell
• Thinkness:chiều dày vỏ mỏng
• Inside: cắt bỏ phần bên trong giữ lại phần ngoài
• Out side: cắt bỏ phần ngoài giữ lại phần trong
• Both: cắt cả hai phía ngoài và trong
Có thể tạo thành mỏng có bề dày khác nhau bằng cách nhấp phím chọn mặt và nhập bề dày mong muốn
3.2.5 Lệnh RID: tạo gân cho các mặt của khối
Để tạo được gân, trước hết phải dùng mặt phẳng làm việc (Work Plane) để vẽ hình
phác biên dạng gân Biên dạng gân chỉ cần là một đường hở, nhưng điểm cuối của đường phải gặp các mặt mà gân cần bám
• Profile: chọn biên dạng gân
• Direction: hướng phát triển của gân Dùng chuột rê, hình của hướng sẽ hiển thị, nhấp
chuột trái để chọn
• Thinkness: chiều dày gân
• Extend: Chọn dạng gân, gân dạng tấm phẳng hay dạng thanh.
>>
Biên dạng gân
Mặt gân cần bám
Trang 63.2.6 Lệnh LOFT: tạo khối với tiết diện thay đổi.
• Curves :
• Section: chọn biên dạng
• Output: có hai dạng hiển thị khối(solic), mặt (face)
• Operation: có ba dạng Join (tạo khối), Cut (cắt bỏ khối đã chọn), Intersect (giữ lại phần
giao nhau)
• Conditions: tạo khối với điều kiện …
• Transition : chuyển tiếp …
3.2.7 Lệnh SWEEP: quét tiết diện theo một đường cong
• Sweep Shape
• Profile: biên dạng quét
• Path: quĩ đạo quét
• Out put: gồm có hai loại khối (solic), mặt (face)
• Sweep move: tạo các góc nghiêng (tape)
3.2.8 Lệnh COIL: quét tiết diện theo đường xoắn ốc
Trang 7• Coil shape: xác định dạng mô hình
• Profile: xác định biên dạng mô hình
• Axis: chọn trục xoay
• Rotate: xác định loại chuyển động quay của mô hình cùng chiều hoặc ngược
chiều kim đồng hồ
• Coil size: xác định kích thước mô hình
• Coil ends: xác định điều kiện cho việc kết thúc phần đầu và phần cuối của lò xo: Natural of flat (phần kết thúc của lò xo ở dạng phẳng, giúp cho lò xo có thể đứng vững trên mặt phẳng); Transition angle (phần kết thúc tạo góc 90 độ không có phần kéo dài); Flat angle (là khoảng cách kéo dài của lò xo)
3.2.9 Lệnh THREAD: tạo ren
• Thread location: nơi định vị cho việc tạo ren
• Thread length: chiều dài tạo ren
• Full length: tất cả chiều dài, hướng ra vào
• Offset: làm thêm ra
• Length: nhập giá trị chiều dài
• Thread specification: tiêu chuẩn ren
• Thread type: loại tiêu chuẩn mà ta sử dụng
• Nominal size: cỡ loại sử dụng
• Class right hand: nhóm ren phải
• Class left hand: nhóm ren trái
3.2.10 Lệnh FILLET: tạo góc lượn trên các cạnh chọn
• Fillet constant: bo cung tròn cố định: Radius (bán kính cần bo); Edge (cạnh cần bo); Loop (vòng cần bo); Feature (chọn phần đặt trưng).
Trang 8• Fillet aviable: bo cung tròn thay đổi theo giá trị: Edges select (chọn cạnh cần fillet); Point (chọn từng điểm trên cạnh); Radius (nhập bán kính cho từng điểm đã chọn); Position (vị trí các điểm); Smooth radius transition (làm bóng cạnh bo tròn)
• Fillet setbacks: thiết lập các thông số khi bo cạnh
3.2.11 Lệnh CHAMFER: vát cạnh được chọn
Có 3 cách vát cạnh: - Vát hai cạnh D
- Vát cạnh D và góc nghiêng so với mặt đó A
- Vát cạnh với hai khoảng cách khác nhau D1va D2
• Edges:chọn cạnh cần vát
• Distance: nhập khoảng cách cần vát D
3.2.12 Lệnh FACE DRAFT: tạo các mặt vát nghiêng
Fixed edge: cạnh chọn làm chuẩn để tạo thêm vát nghiêng so với cạnh
• Pull direction: hướng tạo ra
• Face: chọn mặt so với đường làm chuẩn
• Draft angle: góc nghiêng so với đường chuẩn
• Fixed plane: mặt làm chuẩn để tạo mặt vát nghiêng so với mặt chuẩn
• Pull direction: hướng tạo ra
• Face: chọn mặt so với mặt chuẩn
• Draft angle: mặt chọn xoay quanh mặt chuẩn một góc
Trang 93.2.13 Lệnh SPLIT: cắt các mặt được chọn
• Split method: phương pháp cắt vật thể
Split part: cắt từng phần và chọn phần giữ lại
chọn đường cắt, chọn phần giữ lại
Split tool: chọn cạnh cắt
Remove: bỏ phần nào đi
• Split face: chọn mặt cắt và giữ lại hai phần, không bỏ phần nào cả split tool: chọn mặt cắt
3.2.14 Lệnh DELETE FACE: xoá mặt
• Face: chọn mặt
• Heal: phục hồi lại
• Select indivial face: chọn mặt cần xoá
• Select lump or viod: xoá tất cả
3.2.15 Lệnh REPLANCA FACE: tạo lại mặt
3.2.16 Lệnh THINKEN/OFFSET :
• Select: chọn mặt để offset hoặc cắt đi
• Distance: nhập khoảng cách cho mặt chọn
• Face: chọn mặt
• Quilt: đắp, phủ
• Out put: chọn mặt hoặc khối
3.2.17 Lệnh EMBOSS: tạo mặt nổi lên hoặc lõm
xuống trên mặt tròn xoay
• Profile: chọn mặt
• Depth: nhập chiều sâu
• Emboss from face: đùn lên
• Engrave from face: cắt xuống
• Emboss\ engrave from face: cắt từ mặt chọn theo
một góc độ cho trước
Wrap to face: bao lên mặt bề ngoài
Trang 103.2.18 Lệnh DECAL: dán hình ảnh lên chi tiết
Chọn hình ảnh từ những file có sẵn trong hình, sau đó ta chọn mặt dán vào
3.2.19 Lệnh rectangle pattern: tạo mảng hình chữ nhật
• Feature: chọn đối tượng cần pattern
• Derection 1: chọn hướng thứ nhất
• Path: theo hướng nào
• Derection 2: chọn hướng thứ hai
3.2.20 Lệnh circular pattern: tạo mảng tròn
• Feature: chọn đối tượng cần sao chép
• Rotate axis: chọn trục xoay
• Placement; bao gồm có hai phần sao chep bao
nhiêu đối tượng và góc cách nhau của các đối tượng
3.2.21 Lệnh Mirror: tạo khối đối xứng
• Features: chọn đối tượng cần sao chép
• Mirror plane: chọn mặt đối xứng
Trang 113.3 Đối tượng làm việc (Work Features)
Work Features có thể hiện thị hoặc không hiển
thị trên màn hình bằng cách chọn Work Features và
nhấp chuột phải chọn Visibility hoặc không chọn
Visibility (hình 3.1); có thể di chuyển, phóng to hoặc thu
nhỏ (hình 3.2)
Một số ví dụ về Work
Features: Work planes có thể offset
từ mặt phẳng cơ sở hoặc có thể tiếp
tuyến với mặt trụ; Work Axis có
thể là đường giao tuyến giữa hai
mặt phẳng cơ sở … (hình 3.3)
3.3.1 Tạo mặt phẳng làm việc (work plane)
Các mặt phẳng làm việc mà Autodesk Inventor đã mặt định bao gồm 3 mặt phẳng cơ bản ở hộp thoại Model bằng cách kích chọn vào mục Origin (yz, xz, xy) Ta có thể chọn một trong các mặt phẳng đó làm việc
Ví dụ ta chọn một mô hình, chọn mặt yz plane trong hộp thoại Model Mặt yz plane của mô hình sẽ hiển thị với mầu xanh (nếu ta cài đặt ở chế độ Visibility (hình 3.1)) Đưa chuột
Hình 3.3 – Một số ví dụ về Work Features
Hình 3.2 -Biểu tượng di chuyển và
phóng to thu nhỏ Work Features
Hình 3.1 - Hiển thị hoặc không hiển thị Work Features
Trang 12vào mặt phẳng hiển thị màu xanh này, nhắp chuột phải chọn New Sketch ta có mặt phẳng làm việc dạng 2D sketch
a) Tạo work plane bằng mặt phẳng có sẵn trên mô hình
Ta chỉ cần nhắp chuột trái vào mặt phẳng
cần làm việc, mặt phẳng này hiển thị màu xanh
(hình 3.4)
Sau đó nhắp chuột phải chọn New Sketch
ta có mặt phẳng vẽ phác 2D sketch cần làm việc
b) Tạo work plane bất kỳ trên mô hình
Từ mặt phẳng mà Autodesk Inventor đã
mặt định, ta có thể offset hoặc quay mặt phẳng
này một góc so với mặt phẳng mà autodesk
inventor đã mặt định
- Tạo work plane mới bằng cách offset
work plane
Vào mục Model Origin,
chọn mặt phẳng xz (nhắp chuột
trái vào mặt phẳng này) mặt
phẳng hiển thị màu xanh trên như
hình 3.5;
Tiếp tục ta vào Part
Feature/Work plane Nhấp chuột
vào mặt phẳng xz (hiển thị trên
màn hình), giữ chuột trái và rê đi
một đoạn Cửa sổ Offset hiển thị trên màn hình kèm theo giá trị Offset Mặt phẳng này song song với mặt phẳng xz mặt định và ta có thể hiệu chỉnh giá trị offset ở cửa sổ offset Tiếp tục nhắp chuột phải vào mặt phẳng vừa tạo chọn New Sketch, ta được mặt phẳng làm việc dưới dạng 2D sketch
- Tạo work plane bằng cách quay một góc so với work plane mặt định
Ta có thể chọn mặt phẳng xz plane từ
Model\Origin Mặt phẳng xz plane hiển thị màu xanh
trên mô hình Tiếp tục ta vào Part Feature/Work plane
Đưa chuột vào mặt phẳng xz hiển thị trên mô hình,
nhấp chọn mặt phẳng xz Sau đó chọn một cạnh của
mô hình hoặc chọn trục axis nào đó, để tạo work plane
đi qua một cạnh hoặc một trục đã chọn và nghiêng một
góc so với mặt phẳng xz, đồng thời trong lúc đó cửa sổ
Angle cũng xuất hiện cùng giá trị của nó Ta có thể
hiệu chỉnh giá trị Angle một góc so với mặt phẳng xz như hình 3.6
Hình 3.4 - Chọn mặt phẳng làm việc
có sẵn trên mô hình
Hình 3.6 Hình 3.5
Trang 13- Tạo work plane qua ba điểm
Tạo work plane qua 3 điểm trên vật thể bằng Work point Từ Part Feature ta chọn Work point Sau đó ta chọn 3 điểm trên mô hình cần tạo mặt phẳng làm việc Tiếp theo ta chọn Work plane đi qua 3 điểm vừa tạo
3.3.2 Trục làm việc (work axis)
Trục làm việc được sử dụng:
- Làm trục xoay cho các mặt phẳng và được sử dụng cho các mô hình lắp ráp giữa các trục với nhau
- Làm trục tâm cho một mảng lỗ trên vòng tròn (circular pattern holes)
- Làm trục xoay cho lò so
- Làm trục xoay cho các vật thể tròn xoay
Có thể tạo work axis bằng cách:
- Dọc theo trục khối trụ
- Giữa hai điểm vẽ phác
- Giữa các điểm làm việc (work points)
- Dọc theo đường thẳng vẽ phác
- Vuông góc với một mặt phẳng làm việc và
đi qua một điểm vẽ phác chứa trên mặt làm
việc đó
Ví dụ trên, ta mở mặt phẳng mặt định của Autodesk Inventor, có thể chọn mặt phẳng bất kỳ Sau đó ta chọn Work plane, đưa chuột vào vật thể chọn mặt phẳng hiển thị trên màn hình, mặt phẳng hiển thị như hình 3.7
Nhắp chuột trái, chọn work axis và chọn trục đi qua mặt phẳng hiển thị trên hình Khi đó màn hình hiển thị trục axis và mặt phẳng Tiếp theo ta chọn work plane từ thưc đơn part, nhắp chọn mặt phẳng hiển thị trên màn hình và đưa chuột vào trục vừa tạo (đến khi trục hiện lên màu đỏ) ta click chọn Lúc đó màn hình hiển thị mặt phẳng mà mặt phẳng mặt định này được quay đi một góc so với lúc đầu mặt định và cửa sổ angle cũng hiển thị cùng với giá trị, ta có thể hiệu chỉnh giá trị này
3.3.3 Điểm làm việc (work point)
Work point được sử dụng đánh dấu tâm, tạo ra các điểm ở trên bề mặt thành phần như điểm cuối đoạn thẳng hoặc ở trên các arc, vòng tròn và đường spline Định nghĩa các mặt làm việc bằng cách tạo ra ba điểm trên đối tượng và định hướng đi biên dạng quét Tạo work point để cho trục và mặt phẳng giao nhau v.v…
Hình 3.7 work axis