inventor 管路设计教程

第17 三维管路设计技术在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17-1。

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17-2。

这样的结果，可以先用Inventor 提供的功能将管路保存为 ISOGEN .PCF 文件（描述要处理的管路组件的文本文件），并可以传递给具有 ISOGEN 功能的软件中，并在其中自动创建图17-2模样的工程图。

图17-1 管路设计实例图17-2 管路设计结果工程图实例图17-4 创建管路图标按钮和环境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17-3）。

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。

注意：本章所有的模型，均各自放在与模型同名的文件夹中。

1. 管路设计环境开始标准的装配模型，如果是Inventor 的专业版本，可见“部件面板”工具面板中有专门的“创建管路”工具图标（参见图17-4左），这是将设计环图17-3 在线支持和教程境切换到管路设计。

切换到管路设计环境之后，工具面板和浏览器都会有变化，典型的结果参见图17-4右。

2. 三维管路设计体验参见图17-5，这是个很简单的例子。

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… 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，初步介绍管路设计的功能。

□ 打开原始装配打开“第17章\01\01a.IAM”。

□ 启用管路设计功能在“部件面板”中点击“创建管路…”，之后将弹出图17-6的界面；在其中输入管子文件的名称和存放位置，“确定”。

注意：笔者认为，一般不要使用Inventor 默认的名称和位置，否则可能很难找到相关文件。

□ 设置管路设计规范进入管路设计，工具面板和浏览器会将切换成如图17-4的样子。

三维布管面板中的各个功能，从左至右是：“三维布管样式”、“新建管线”、“填充管线”、“放置管路连接件”、“连接现有管路连接件”和“ISOGEN 输出”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，界面参见图17-7。

图17-5 简单实例图17-6 管子文件位置设置 图17-7 样式界面在其中将“管路类型”设置成“带弯的硬管”，这就是我们习惯上的“硬管弯曲”的设计规范；之后再在“规则”选项卡，中将“弯曲半径”栏目中的“默认半径”大小设置成40mm，“确定”。

□ 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，工具面板将切换成图17-8的样子，其中各个功能从左至右是：“管线定义”、“插入节点”、“移动节点”、“移动管段”和“固定工作点”。

点击“管线定义”，之后选定接头，选定管线结构方案，完成管线；完成管子实体模型，结束这根管子的设计；继续完成另两根管线。

整个过程参见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：一个是选定要调整的线，在右键菜单中“编辑位置”，然后用光标指定编辑方向，键入数据后确认；另一种是在“管线工具面板”中点击“将直管拖到新位置”，用光标拖放调整。

整个过程参见02.AVI。

□ 管线实体化管线确定之后，可以在右键菜单中“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”。

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

□ 管路的干涉检查在设计中，必须避免各条管路的干涉，这一点Inventor 能完成。

方法是：在浏览器中选定要检查的管路项目，在菜单中启用“干涉检查”即可，参见图17-9。

如果检查中发现并报告了干涉，就需要进入“三维布管管路”，并展开“管线”，使其中的三维草图“可见”，就能按前边的方法调整管线关系，进而带动管路重新生成了，详细的操作界面样子参见图17-10。

图17-8 管线工具面板图17-9 干涉检查操作图17-10 调整现有管线位置□ 各条管子的设计结果在前边的图17-6中，我们指定了管路零件结果文件夹，其中可以看到各条管子的结果模型，参见图17-11。

设计结果是以装配模型出现的(p01.iam)，其中包含管子模型和管线模型。

前缀“piroute”的零件文件是管线的模型、前缀“pisweep”的零件文件是管子的模型。

装配模型不能单独打开，会发出图17-12的提示，即便强行打开，也不能编辑。

这是为了保护设计关联性而添加的必要措施。

注意：管子零件可以打开，并可编辑，这似乎就不妥了…这些模型需要在我们做的总装配文件中，才是正确的找出和打开的方法。

参见图17-13，例如要察看第二根管子的结果模型，先要打开01.IAM，之后在浏览器中找到并选定“直管1”零件，再在右键菜单中“打开(O)”，这才是正确而安全的操作过程。

3. 管路设计功能相关3.1. 样式相关技术三维管路设计样式，限制了管路设计主要参数，相关的内容是：可用选项，设置、修改、设置参数以及使用这些样式的方法。

样式参数会影响管线设计的所有方面，这些参数确保了管路设计相关组件的一致性。

例如：管路中的管子及管路连接件的尺寸、材料等的关联和协调。

可以从管路标准件库中选择使用管子和管路连接件组件，并将它们的规格和连接规则协调起来。

Inventor 提供了默认样式，也能自定义样式。

当然，自定义样式是比较复杂的过程。

1) 启用样式设置这是开始管路设计前必须作的动作。

在“部件面板”中点击“创建管路…”，将切换到管路设计模式，然后需要设置管路结果零部件的保存位置和文件名，最后在“三维布管面板”中点击“三维管路设计样式”工具按钮，就弹出“三维管路设计样式”参数设置界面，参见图17-14。

2) 常规选项卡参见图17-14的界面，其中：□管线类型图17-11 管子设计结果图17-12 出错提示图17-13 打开管子零件可用的管线类型包括“带管路连接件的硬管”、“带弯头的硬管”和“柔性软管”。

硬管设计是很容易理解个把握的，“带管路连接件的硬管”将创建一系列用指定管路连接件连接的直管。

“带弯头的硬管”将创建单个管线，在方向更改点处使用弯头而不是管路连接件。

“柔性软管”将创建至多在两个管路连接件之间的单个软管组成的管线。

管线类型究竟可以设置成什么样子，还取决于图17-14界面中的“样式”栏目的选择。

目前中文版本很奇怪，只有一个“样式”能设置成柔性软管的结果，参见03.AVI，注意：目前在“样式”列表中的不同选择对管线类型的作用结果，只有一种“水力软管-SAE 法兰式接线”能引发柔性软管模式的使用（参见02.IAM 和图17-15），而其它应当可以的“水力软管…”实际上不可以。

目前的解决方案是：将附加光盘中“\补丁和工具\piping runs.IAM”文件，复制到Inventor 安装位置的管路设计支持文件夹中，替换原有文件，典型位置如下：C:\Program Files\Autodesk\Inventor Professional 9\Tube & Pipe\Templates□ 硬管、管路连接件这是设置管子和管路连接件的材料和标准。

如果用户自己定义和发布了相关零件，将在写栏目中列出这些内容。

在“材料”列表中，可以选择星号（*），这是设置Inventor 系统将为按照其它相关设置过滤出合适的品种。

在“标准”列表中，应按实际需要选定。

□ 布线方向这是设置硬管连接设计中。

管线上的方向更改的角度。

对于带有标准管接头的设计模式，常常使用与弯头的角度一致的夹角（90 度）。

也可以在实际设计中临时调整某转折点的角度。

3) 大小选项卡指定管子的直径，参见图17-16。

可有两种方式进行设置□ 公称值按管子的公称直径值和管号设置尺寸大小。

可用的公称直径列表内容，是“常规”选项卡中设置的标准所决定的。

□ 外径/内径按管子的外径和内径设置尺寸大小。

图17-14 样式设置界面图17-15 软管设计实例图17-16 大小选项卡4) 规则选项卡设置管路设计中的具体规则，参见图17-17。

包括管段的最小值、最大值，管段长度调整的增量值，弯管的弯曲半径值；对于柔性软管管可设置软管长度的调整增量值和最小弯曲半径。

5) 显示选项卡这是设置管线、管路等结果的显示颜色设置颜色，参见图17-18。

6) 管路连接件选项卡设置设计中要用到的硬管、弯头及其它管路组件，参见图17-19。

展开列表，选定要设置的内容项目，之后点击“浏览…”按钮。

例如选择管接头标准的过程，参见下页中的7-20。

这是个比较复杂的操作，需要经过6个层次才能按下“确定”按钮…对于软管设计，应在创建管路后确定软管两端的连接结构和管件，但目前库中的内容不多。

具体设置参见图17-21。

7) 样式的管理参见图17-21，具有“新建”、“保存”和“删除”三个功能按钮。

其中：□ 新建以选定样式为基础创建自定义样式。

基础条件是，管路库中必须已经存在了需要的管路连接件（可以是用户制作的模型并发布到管件库），并定义与已发布管路连接件的特性相匹配的新样式。

要创建新样式，要选择一个现有样式作为基础，并键入新的名。

创建新样式后，该样式将成为激活样式。

图17-17规则选项卡图17-18 显示选项卡图17-19 连接件选项卡图17-21 改变软管连接类型 新建 删除 保存□ 保存保存对当前样式所做的设置。