陈伯雄：Autodesk Inventor Professional实战教程--14 管路设计

第14章管路设计在Inventor 中的三维管路设计功能，大体上包括以下内容：设计规则设置、在装配中添加管路和管件、对管路设计结果进行编辑或调整、使用或者创建管件库…典型结果参见图14-1。

图14-1 管路设计实例完成管路设计后，设计数据除了用Inventor现有功能继续处理之外，还可以使用其他数据格式输出，在另外一些专业的管路设计工程图处理系统中做最后的处理，例如处理成管路专业的工程图，参见图14-2。

图14-2 管路设计结果工程图实例这样的结果，可以先用Inventor提供的功能将管路保存为ISOGEN 的.PCF文件（描述要处理的管路组件的文本文件），并可以传递到具有ISOGEN 功能的软件中，并在其中自动创建图14-2模样的工程图。

目前管路设计的主要的功能是：♦创建和编辑三维管路设计装配模型文件；♦自定义符合专业设计标准的三维管路设计样式参数；♦自动或手动生成弯管、硬管和带管路连接件的软管；♦创建或编辑管线时添加管线节点；♦修改、编辑现有的管线和管路；♦使用管路元件库在设计中放置管路连接件；♦自定义管路设计中使用的连接件，并添加到库中；♦使用库，完成管件和管路；♦将管路设计结果数据保存为ISOGEN 的.PCF文件或者文本格式的弯曲表；♦在浏览器中操控管路设计结果。

对于管路设计功能，Inventor安装盘中带有比较详细的教程，而帮助系统中也带有详细的解释（参见图14-3）。

因此本章将仅从中国标准相关的管路设计应用技术上展开讨论，多数解释性的讨论将不会展开，请读者结合Inventor自带的教程和帮助系统，全面了解管路设计。

图14-3 三维布管在线支持1.管路设计1.1管路设计环境开始标准的装配模型,在装配模型确实已经被保存的前提下，在“部件面板”工具面板中单击“创建管路…”工具按钮后（参见图14-4左），弹出图14-15所示的对话框，要求用户指定三维布管管路和新建管路的文件名和存放位置，默认被保存在当前项目的工作空间中，确认后，设计环境切换到三维布管环境。

图14-4 创建管线流程设置三维布管的样式，然后单击“三维布管”工具面板的“新建管线”工具（参见图14-4中），如果选用的是软管样式，弹出“创建软管”对话框，要求用户输入软管部件的文件名和位置（参见图14-6上）；如果选用的是硬管样式，弹出“创建管线”对话框，要求用户输入管线的文件名和位置（参见图14-6下），确认后就可以进入管线环境。

图14-5 指定管路名和位置 图14-6 指定管线名和位置 单击“管线”工具面板的“管线”工具就可以进行管线设计了（参见图14-4右），用户也可以在“管线”环境中设置管线样式。

1.2三维布管浏览器三维布管管路的浏览器参见图14-7，添加到装配中的所有三维布管零部件均包含在主管路子装配中。

图14-7 三维布管浏览器 这些零部件包括单条管路及其关联的管线、配件、管段和布线点。

其中每条管路都包含一个“原始坐标系”文件夹、一条或多条管线、填充或手动插入的所有管段或配件。

管线中包含指定的布线点。

管路设计结果的管路和管件会按创建的先后顺序添加到浏览器中。

1.3指定全局设置在顶级装配处于激活状态时，在浏览器中的“三维布管管路”上单击鼠标右键，选择“三维布管设置”，弹出“三维布管设置”对话框，参见图14-8。

♦ 默认状态下，编辑顶级装配中的普通零件或位置表达，三维布管自动更新。

为节省内存，可以勾选“所有三维布管延时更新”，以后所有三维布管延时更新，同时将禁用三维布管移植 R9 或更早版本的特有的大多数命令。

♦ 三维布管工程图时，可以指定是继续使用 R9 BOM 表（默认）还是♦ 件名（例如导管文1.4 三图14-8 全局设置使用当前的BOM 表。

在当前 BOM 中，导管零件的原材料说明存储在新的库存编号特性中。

在 R9 BOM 表中，导管零件的原材料说明存储在零件代号特性中。

导管零件保存时默认使用带有基于时间随机生成的13位数字后缀的文pipipe.1183597497609.ipt）。

启用“提示输入导管文件名”选项后，可以自定义件命名。

维管路设计体验例子。

已有了两个接头，各自有三个准备焊接上管子的圆柱头部；两个所示。

在传统设计中，这也不是个很轻松的设计，但是有了Inventor 的支持，可能会相当轻松地完成这个参见图14-9，这是个很简单的接头的位置已经被装配约束确定。

要求设计出连接管子，连接关系如图设计任务，而且在日后的设计调整了接头位置后管子跟随改变，管子零件模型和工程图、管路装配图和设计数据统计等等这一系列传统设计中相当麻烦的事情，也能轻松地完成。

下面将以这个简单的例子为线索，介绍管路设计的功能。

♦打开原始装配图14-9 简单实例打开“14-01.IAM”。

♦ 启用管路设计功能在“部件面板”中点击“创建管路…”，之后弹出图14-10的界面；在其中输入三维布管管路和管路文件的名称和存放位置后“确定”。

图14-10 管子文件位置设置图14-11 三维布管设计环境 ♦设置管路设计规范进入三维布管设计环境，工具面板和浏览器会将切换成如图14-11的样子。

三维布管面板中有“三维布管样式”、“新建管线”、“填充管线”等功能。

设置管路设计规范，要在工具面板中点击“三维布管样式”功能，在其中选择“带折弯的管件”，这就是我们习惯上的“硬管弯曲”的设计规范；选择一种样式，右键“激活”，然后再选择右键菜单的“编辑”，更改“规则”选项卡中的“折弯半径”，将 “默认半径”大小设置成40mm，“确定”。

界面参见图14-12。

图14-12 三维布管样式界面♦创建管线按照Inventor的规则，管路设计的第一步是创建管路的中心路径“管线”。

在“三维布管”工具面板中启用“新建管线”功能，在弹出的对话框中输入管线的文件名和位置，确认，工具面板将切换成图14-13的样子，有“三维布管样式”、“管线”、“导出布线”、“移动管段”和“固定工作点”等功能。

点击工具面板的“管线”工具，之后选定接头和管线结构方案，完成自动布线设计。

整个过程参见\14\01.AVI。

♦调整管线位置关系显然，这个结果是不合适的，因为各个管线有重叠的部分，需要调整管线的位置。

有两种方法：大致移动自动管段：使用“管线”工具面板上的“移动管段”工具（参见图14-14），可以大致移动自动区域中的管段。

如果有其他方案，则会显示“选择其他”工具，可以从中选择所需的方案。

精确移动自动管段：选定要调整的线，在右键菜单中选择“编辑位置”（参见图14-15），然后用光标指定编辑方向，输入距离后确认。

图14-14 管线工具面板 图14-15 管线工具面板整个过程调整参见\14\02.AVI。

♦管线实体化管线确定之后，可以在右键菜单中选择“完成编辑”，回到管路装配状态下。

在“三维布管”工具面板中启用“填充管线”（参见图14-16）。

之后Inventor将按照样式中指定的规则，自动创建相关的管子和接头等实体模型。

结果模型参见14-01a.IAM。

图14-16 填充管线2.管线基础知识管路是具有相同或不同样式的多条管线的一种集合，多条管线组合在一起形成一个完整的流向系统。

管线是一种路径，用于确定装配中流向系统的形状，确定管路的库组件沿该路径的智能布置。

有了管线后，就可以基于三维布管样式和定义的通过装配的管线路径，使用资源中心库标准件填充管线。

2.1刚性管线刚性管线分为两种：硬管和弯管。

刚性管线样式（“带配件的硬管”和“带折弯的管件”）可以设置导管零件和弯头。

管线可以包含管段、管接头、45 度和90度的弯头、垫圈、坡口焊的间隙以及自定义折弯。

管接头用于连接直管管段，弯头用于连接每个转向处。

如果激活了对焊样式并设置为显示间隙，则将为坡口焊（而不是配件）显示直管管段和方向更改点之间的间隙。

刚性管线可以是一系列的自动布线区域和参数化布线区域。

自动布线区域的创建用在几何约束不重要的位置，可以将自动布线区域转换为一系列连续的草图管段；使用“三维正交布线”工具创建参数化布线区域是为了将管线约束到现有几何图元或尺寸。

2.1-1 自动布线在定义管线时，选择几何图元后，Inventor 基于选定点计算多种自动布线方案，并显示“选择其他”工具，同时显示每种布线方案的管线长度和管段数，参见图14-17。

单击绿色箭头循环显示可用的方案，切换到合适的方案后单击中间的绿色按钮，完成自动布线。

如果以后的编辑中要切换为其他的自动布线方案，需要先激活管线环境，在浏览器的“自动布线”节点上单击鼠标右键，选择“备用管线方案”，可以根据需要使用“选择其他”工具切换自动区域方案。

参见图14-18和模型14-02.IAM。

2.1-2 参数化布线借助“三维正交布线”工具，可以使用几何约束、尺寸、自定义折弯、点捕捉和旋转捕捉来手动定义草图布线点。

如果现有几何图元（例如顶点、线性几何图元、平面和定位特征，包括工作点、工作轴和工作平面）可以有助于在管线系统中进行布线，则可以应用相应的几何约束和尺寸约束来定义设计。

还可以从草图布线点绘制构造线，然后使用“常规尺寸”工具准确定位共面管段。

2.2 柔性软管管线柔性软管管线最多可以包含三个部分：起始配件、软管管段和结束配件。

参见模型14-03.IAM。

一个柔性软管的起始配件和结束配件均必须具有两个接头点。

柔性软管管线也可以仅由抑制两种配件的软管组成；或者由抑制其中一个配件的软管组成。

在创建软管管线时可以在该管线中插入中间布线点，更好的控制软管形状。

可以在标准部件几何图形之间创建柔性软管管线，也可以从放入现有管线的配件中开始创建柔性软管管线，以创建分支。

2.3 布线点图14-17 不同的自动布线方案 管线通过选择至少两个布线点来创建。

可以手动定义布线点，在刚性管线中，还可以在自动布线中自动生成布线点。

管线通常起始于：图14-18 修改布线方案♦ 圆形几何图元，例如面、孔和圆柱切口♦ 位于装配中的工作点♦ 任何零部件上的顶点♦激活管线中的现有自由终端布线点♦现有配件选择圆形几何图形或工作点时，管线仍然保持与这些点的关联性。

如果模型几何图形发生改变，则管线也将自动更新。

“管线”工具面板和快捷菜单上提供了用于布线点的各种编辑工具，具体取决于特定的管线创建机制和管线类型。

例如，如果编辑的是刚性管线，则可以对草图布线点应用“约束”工具、“通用尺寸”工具和节点右键菜单的“三维移动/旋转”工具。

但是，对于自动布线，只能在合适的位置应用“移动节点”工具、“移动管段”工具和管段右键菜单的“编辑位置”工具。

2.3-1刚性布线点除了自由终端布线点，刚性管线中的每个布线点通常与配件关联。

采用对焊样式的刚性管线是一个例外。

在这种情况下，可在管线零部件之间显示间隙。

有效的点选择由样式、接头数据和要执行的操作控制。