北京理工大学

计算机辅助设计:参数化造型设计及表达

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课程概述

工程制图是工科各专业必修的一门技术基础课程,但是传统的工程制图课程的教学内容主要以尺规作图为主,严重滞后于以参数化造型设计技术为主的设计生产实践。

     近年来,虽然众多高校在工程制图课程中穿插一些参数化设计技术的简介,学生也在竞赛和课程设计、毕业设计中使用参数化造型设计技术,但是这部分技能只要是通过学生自学、相关后续选修课程习得。从本人接触到的学生竞赛、课设、毕设作品看,就参数化设计及表达这部分内容,绝大多数学生没有接受系统规范的训练,不理解参数化设计的内涵,把参数化设计仅仅窄化为一个造型和展示的工具,甚至有仅使用模型展示,工程图使用二维绘图工具重画的极端情况。

         本课程主讲教师有近20年的工程制图课程教学经验,十几年参数化设计软件使用和教学经验。在为我校机械工程国际班开设的制图课程二段中,全面系统地引入参数化造型设计的相关内容,现将这部分内容的中文版本与大家分享,希望能对有这方面需求的同学有帮助。 

本课程介绍一般工业产品设计的思路和流程;使用参数化造型设计软件进行设计及工程表达的基本思路和方法;强化传统工程制图课程缺失的设计意识及设计思想的精确表达;通过约束等参数化设计概念,厘清工程制图课程中相关国标的深层来历和含义;在内容安排上,使用精心设计的实例涵盖主要造型特征,取代逐个命令的枯燥讲解;在讲授方法上,侧重思路和学习方法的讲解,争取做到“授人以渔”,从而达到课程基于一种软件但是教学效果不局限于特点软件的目标。

授课目标
通过课程学习,学生可以根据设计任务使用参数化设计软件对现有产品进行改进设计,或者根据功能需求进行简单产品的全新设计及规范的工程表达与发布展示。
证书要求

        完成本课程线上线下教学环节,总分达到60分获得合格证书,85分及以上获得优秀证书。



预备知识

先修课程:

工程制图或机械制图

授课大纲

第一讲  课程介绍

 

1.     课程内涵及其与工程制图的关系

       讲授方式及特点

       学习方法

2.     失败的“设计”实例

3.     看看什么才是创新

 

第二讲  参数化造型设计简介

1.     造型设计的思路及基本特征的特点

2.     参数化造型设计软件简介

       Inventor软件界面简介

3.     设计意图(思想)的概念

 

第三讲  造型设计实例1(以拉伸为主要特征)

1.     形状约束反应设计意图(草图环境)

2.     尺寸约束反应结构大小(草图环境)

       (拉伸)特征层面设计意图的反应

       特征编辑

3.     孔特征

4.     工作平面的创建(圆柱相切工作平面)

       零件外观的调整

5.     小结——设计意图(思想)的贯彻

 

第四讲  一、造型设计实例2(对称及相同要素的处理)

1.     对称拉伸

       共享草图

2.     特征阵列

 

 第四讲  二、造型设计实例3(拉伸特征综合实实例)

1.     形体分析

       底板造型

       定位孔的设计意图

2.     其他主要拉伸特征

      偏移工作平面的创建

3.     孔特征

      对分工作平面

      加强筋特征简介

 

第四讲  三、造型设计实例4(斜柱体特征的零件造型设计)

1.     基本拉伸特征

      斜柱体特征的定义及造型

2.     小结与思考:

造型设计中精确反应设计意图

避免修补

 

第五讲 造型设计实例5(复杂腔体类零件综合实例)

1.     形体分析

       法兰盘造型

       特征阵列

       特征层面设计思想的表达

2.     外界法兰盘的创建(角度工作平面)

       拉伸特征的终止方式

3.     Ifeather的使用

       如何使用帮助学习

4.     加强筋特征

       圆角特征创建顺序对结果的影响

5.     加强筋特征详解

 

第六讲  一、造型设计实例6(摇臂零件的造型设计)

1.     形体分析及思路

       全圆角特征

       草图中的偏移命令

 

第六讲  二、造型设计实例7(典型回转零件的造型设计)

1.     回转特征的使用

2.     内部回转特征

       沉孔特征

3.     标准结构(键槽)的造型设计

 

第七讲  一、造型设计实例8(典型的扫掠特征——平面弯管的造型设计)

 

1.     模板选择

       扫掠特征

2.     法兰拉伸特征及其与弯管的融合

3.     造型思路的反思及改进

 

第七讲  二、造型设计实例9(典型的扫掠特征——空间弯管的造型设计)

1.     空间扫掠路径的定义

       视图与轴测图在表达上的各自特点

       空间扫掠路径的生成

2.     法兰的造型设计

       Ifeather的使用

3.     草图块的使用

 

第八讲  造型设计实例10(壳类零件的造型设计及其他特征的学习方法)

1.     抽壳特征

       涡轮壳造型设计

2.     使用范例自主学习的方法

      放样及其他特征

 

第九讲  表达与展示——工程图实例1(基础视图、全剖、半剖视)

 

1.     设计的表达与展示

2.     表达方法(工程制图中的图样画法)

3.     工程图环境设置

       基础视图

       半剖视图

4.     全剖视图

       中心线

5.     工程图中的尺寸标注

6.     工程图标题栏的填写

       工程图标题栏的定义

7.     工程图标题栏的定制与使用

 

第十讲  表达与展示——工程图实例2(斜视图、局部视图、过渡线)

1.     斜视图

       局部视图

2.     过渡线的处理

3.     中心线

       检索尺寸

       尺寸驱动

4.     工程图中表达方案的准确体现

 

第十一讲  表达与展示——工程图实例3(旋转剖切、完整的零件图)

1.     表达方案

       旋转剖切

       视图对齐与标记

2.     过渡线

       加强筋纵向剖切的处理

       使用“仅草图显示”处理对称要素

3.     环形中心线

4.     尺寸标注

5.     尺寸公差

       表面粗糙度

       填写标题栏

 

第十二讲  锥阀部件的造型设计——零件造型设计

1.     设计与造型设计的关系

2.     锥阀部件的设计思路

       确定零件参数的思路和方法

3.     阀体零件设计上的细节考量

4.     阀体造型设计

5.     阀体上的螺纹孔

       阀体上的锥孔结构造型设计

6.     项目管理

       相配合零件的关联设计

       用实体生成零件

       在位编辑零件

7.     阀杆零件中平面特征的造型设计

 

第十三讲  锥阀部件的设计——部件装配与展示

1.     锥阀的装配

      装配约束

2.     装配中的干涉检查

3.     锥阀的工作原理及动画展示

 

第十四讲  锥阀部件的设计——装配图及表达试图

1.     装配图中的视图

       零件在装配中位置的调整

       零件在装配图中的剖切参与

2.     中心线

       尺寸标注

       零件编号

3.     标题栏的填写

       明细栏的生成

4.     表达试图与装配动画

 

第十五讲  齿轮油泵部件的造型设计——零件的造型设计

1.     齿轮油泵的工作原理

       齿轮油泵的设计思路

       泵盖上的工艺结构

       配合尺寸

2.     使用inventor的设计加速器功能生成齿轮

3.     泵体零件的造型设计

4.     泵盖及其他零件的造型设计

 

第十六讲  齿轮油泵部件的造型设计——装配与表达

1.     齿轮油泵部件的装配

       啮合齿轮的装配

       装配约束的抑制

2.     泵盖上安全机制的装配

       接触识别器

      子装配

3.     齿轮油泵部件的表达

       部件装配图、视图对齐

       局部剖视、断面图、剖面线编辑

4.     装配部件的展示:

       表达视图(爆炸图)

       装配动画

       文件打包

5.     课程总结与综合作业


参考资料

课程会上传视频中所使用的素材资料,软件功能和命令的学习建议使用软件系统的帮助,更有针对性的专用教材正在建设中......

常见问题
  1. 课程使用什么软件?

         本课程演示使用Autodesk公司的Inventor 软件 2016版。

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