Autodesk Inventor 基础教程与产品设计实例

全书主要内容包括Inventor基础知识、草图绘制、基本特征创建与编辑、零件组装、创建工程图、创建表达视图、钣金、渲染和动画、产品创新设计等内容，每章后面附有上机指导和操作练习。本书在教学内容上可针对不同的专业进行取舍，理顺了与前导课程、后续课程之间相互支撑的关系，整合了课程体系中内容重叠的部分，落实了知识盲点的讲解。本书十分重视学生获取知识、分析问题及解决工程技术问题能力的培养，特别注重学生工程素质与创新能力的提高。为此，在本教材的编写内容上既理论密切联系生产实际，同时又介绍了机械制造的新技术、新工艺。

第1章 Inventor 2015 基础知识 1
1.1 Inventor 2015 的新特性和新增功能 1
1.2 Inventor 2015 的安装和启动 2
1.2.1 Inventor 2015 的安装 2
1.2.2 Inventor 2015 的启动 5
1.3 Inventor 2015 工作界面 5
1.4 Inventor 2015 基本操作 8
1.4.1 鼠标的功能 8
1.4.2 标准工具栏 9
1.5 Inventor 2015 图形文件管理 10
1.5.1 新建图形文件 10
1.5.2 打开图形文件 11
1.5.3 保存图形文件 11
1.5.4 关闭文件 12
1.6 关于项目文件 12
1.6.1 激活项目文件 12
1.6.2 自定义项目文件 13
1.7 上机指导 13
1.8 操作练习 14
第2章 草图绘制与编辑 15
2.1 草图环境简介 15
2.2 创建功能区 16
2.2.1 直线和样条曲线 16
2.2.2 圆和椭圆 17
2.2.3 圆弧 18
2.2.4 矩形和多边形 19
2.2.5 圆角和倒角 19
2.2.6 槽 20
2.2.7 点、中心点 20
2.2.8 文本 21
2.3 草图修改功能区 21
2.3.1 移动、复制和旋转 21
2.3.2 修剪、延伸和分割 21
2.3.3 缩放、拉伸和偏移 22
2.4 草图阵列功能区 23
2.5 草图约束功能区 24
2.5.1 “尺寸约束”工具 25
2.5.2 “几何约束”工具 26
2.6 格式功能区 28
2.7 草图的编辑 28
2.8 上机指导 29
2.9 操作练习 32
第3章 基本特征的创建与编辑 37
3.1 基于草图简单特征的创建 37
3.1.1 拉伸特征 37
3.1.2 旋转特征 40
3.2 定位特征 42
3.2.1 点 43
3.2.2 轴 43
3.2.3 平面 44
3.2.4 显示与编辑定位特征 45
3.3 放置特征和阵列特征 45
3.3.1 圆角与倒角 45
3.3.2 零件抽壳 46
3.3.3 打孔特征 47
3.3.4 拔模斜度 48
3.3.5 镜像特征 49
3.3.6 阵列特征 49
3.3.7 螺纹特征 51
3.3.8 加强筋 51
3.3.9 分割零件 52
3.4 复杂特征的创建 53
3.4.1 放样特征 53
3.4.2 扫掠特征 54
3.4.3 螺旋扫掠特征 56
3.4.4 加厚偏移特征 57
3.4.5 凸雕特征 57
3.4.6 编辑特征 58
3.4.7 直接修改特征 58
3.4.8 综合应用 58
3.5 上机指导 60
3.6 操作练习 62
第4章 部件装配 74
4.1 装配环境 74
4.2 装配约束的类型 75
4.2.1 装配位置约束 75
4.2.2 放置约束 76
4.2.3 驱动约束 77
4.2.4 综合应用 77
4.3 编辑零部件 80
4.4 资源中心 82
4.5 装配修改 83
4.5.1 在零件环境中修改 83
4.5.2 在装配环境中修改 84
4.5.3 综合应用 84
4.6 上机指导 86
4.7 操作练习 91
第5章 创建工程图 93
5.1 设置工程图 93
5.1.1 工程图环境 93
5.1.2 工程图设置 93
5.1.3 工程图模板 95
5.2 创建工程视图 98
5.2.1 基础视图 98
5.2.2 投影视图 99
5.2.3 剖视图 100
5.2.4 局部视图 100
5.2.5 局部剖视图 101
5.2.6 剖面图 102
5.3 工程图的标注 103
5.3.1 标注尺寸 103
5.3.2 工程图注释 107
5.3.3 明细栏和序号 109
5.4 上机指导 112
5.4.1 零件图生成过程 112
5.4.2 装配图生成过程 114
5.5 操作练习 117
第6章 创建表达视图 118
6.1 表达视图 118
6.1.1 表达视图概述 118
6.1.2 创建表达视图文件 119
6.1.3 编辑表达视图 120
6.2 装拆动画 122
6.3 上机指导 126
6.4 操作练习 127
第7章 钣金造型 128
7.1 钣金环境 128
7.2 钣金建模 129
7.3 钣金展开与普通零件间的转换 133
7.4 上机指导 133
第8章 Inventor Studio 静态渲染和动画 136
8.1 Inventor Studio 静态渲染 136
8.1.1 Inventor Studio 简介 136
8.1.2 渲染特征选项 138
8.1.3 渲染实例 140
8.2 动画 145
8.2.1 动画时间轴 146
8.2.2 零部件动画 146
8.2.3 约束动画 148
8.2.4 淡显动画 148
8.2.5 参数动画 149
8.2.6 照相机动画 152
8.2.7 位置动画 153
8.2.8 动画制作 154
8.2.9 综合动画实例 155
8.3 上机指导 158
8.3.1 支撑架渲染 158
8.3.2 支撑架动画制作 161
8.4 操作练习 164
第9章 产品创新设计 165
9.1 多实体设计 166
9.1.1 零件模型 166
9.1.2 锤子渲染效果 168
9.1.3 动画制作 169
9.2 应急锤 171
9.2.1 应急锤零件模型 171
9.2.2 应急锤渲染效果 173
9.2.3 应急锤动画展示 174
9.3 移动电源 174
9.3.1 移动电源零件建模 174
9.3.2 移动电源渲染效果 175
9.3.3 移动电源动画展示 176
9.4 摄像头 176
9.4.1 摄像头零件模型 176
9.4.2 摄像头渲染效果 177
9.4.3 摄像头动画展示 178
9.5 上机指导 178
9.5.1 绘制节能灯模型 178
9.5.2 节能灯渲染效果 181
9.5.3 动画制作 184
9.6 操作练习 189
参考文献 190

    章 Inventor 2015基础知识
    教学目标
    通过本章的学习，读者应了解中文版Inventor 2015的基本功能与新增功能，熟悉软件的界面和各组成部分的功能，以及对图形文件进行管理的基本方法。
    教学内容
     Inventor 2015的基本功能
     Inventor 2015的新增功能
     Inventor 2015的安装与启动
     Inventor 2015的工作界面
     Inventor 2015的图形文件管理
    Inventor 是美国 Autodesk 公司推出的一款三维可视化实体模拟软件，目前的很新版本是Inventor 2019。Inventor软件为工程师提供了一套全面灵活的三维机械设计、仿真、工装模具的可视化和文档编制工具集，能够帮助用户超越三维设计，体验数字样机解决方案。借助Inventor软件，工程师可以将二维AutoCAD绘图和三维数据整合到单一数字模型中，并生成很终产品的虚拟数字模型，以便在实际制造前，对产品的外形、结构和功能进行验证。基于Inventor软件的数字样机解决方案，能够以数字方式实现设计、可视化和仿真产品，进而提高产品质量、减少开发成本、缩短上市时间。
    1.1 Inventor 2015的新特性和新增功能
    为了提供出色的造型体验，Inventor 2015为三维造型环境引入有侧重性的、有效的增强功能。它还根据用户的请求对其他工作环境中工作的效率进行了一系列改进，既适合新造型人员使用，也适合不错造型人员使用。该版本中包含了用于直接编辑和创建自由造型的工具，并且支持以更快速的方式来修改和创建草图关系。
    1.直接编辑
    以参数化方式移动、调整大小、旋转和删除导入的实体模型或Inventor内部文件。
    2.自由造型
    使用自由造型功能，可以通过直接操纵来探索并创建自由造型的模型。用户可以在设计的任何阶段编辑自由造型形状。
    3.新约束工具和设置
    使用全新的“放宽模式”可以提高修改已被约束的几何图元的工作效率。更快、更轻松地将草图转换为形状。通过改进的显示、推断和删除选项，能够更好地控制约束。通过“约束设置”命令，可以访问与二维草图约束相关的所有设置。
    4.改进的入门和学习体验
    全新的学习体验环境和工具全部有机地结合在一起，使学习变得更轻松、更快捷。Inventor 2015主页可作为用户的个人面板，它以一个中心位置来启动或编辑文件并访问用户的学习和帮助内容。团队网站可从Inventor主页进行访问。用户可以使用“团队网站”提供所选内容的链接。
    教程学习路径也可从Inventor主页获得。新教程路径将指导用户完成大多数常用的工作流，从而为用户打下坚实的技能基础。路径中的新互动教程涵盖了草图、零件、部件和工程图的基础知识。有趣的挑战练习可以促进用户进行深入的学习。
    改进的搜索功能让用户的工作效率更高。通过该功能，Inventor提供的所有丰富内容让用户唾手可得，既快速又轻松。“搜索预览”可显示有关命令、帮助文章、支持内容、讨论组、YouTube视频和博客的结果。
    5.工作流的增强功能
    相对于通用功能，增强功能包括以下四方面的内容。
    1）零件
    （1）向扫掠添加了扭曲角度。
    （2）为孔提供了标准锥角深度。
    （3）对参数对话框进行增强。
    2）部件
    （1）接头增强功能包括偏移原点，在两个面之间选择虚拟中点作为接头原点并与工作几何图元对齐。
    （2）结构件生成器现在支持成员重用。
    （3）用户可以在两个平行平面或非平行平面之间创建工作平面。
    3）工程图
    （1）对于标注，可以双击引出序号上的任意位置以对其进行编辑。
    （2）将拆分表移动到其他图纸。
    （3）创建包含大型部件的工程图时，速度更快。
    （4）创建断开（线性、角度和弧长）尺寸。
    4）钣金
    （1）使用点窗口选择放置冲压。
    （2）在“剪切”对话框中添加了“法向剪切”选项。
    （3）增强了展开模式中的方向控制。
    （4）在浏览器中，EOP（造型终止）已更改为 EOF（展平/折叠终止）。
    （5）为展开模式和冲压工具指定A侧。
    1.2 Inventor 2015的安装和启动
    1.2.1 Inventor 2015的安装
    Inventor 2015的设计功能强大，需要计算机软硬件的支持性能指标如下。
    1.软件环境
    （1）操作系统：Windows 8/8.1/8.2及以上版本。
    （2）浏览器：IE7.0及更高版本或其他同等浏览器。
    2.硬件环境
    （1）处理器：建议Pentium 4或AMD Athlon双核以上处理器，1.6GHz或更高。
    （2）内存：建议4GB以上内存。
    （3）显示器：1024×768像素真彩色。建议安装独立显卡。
    （4）硬盘：典型安装需要2GB可用磁盘空间。
    特别提示：Inventor 2015软件有32位和64位两种，根据计算机操作系统来选择。
    3.安装步骤
    （1）安装：根据计算机系统选择32位或64位Inventor 2015安装程序，放入光盘，单击安装程序，计算机运行初始化设置，自动打开安装向导，单击图1-1所示“安装”。按照提示单击“下一步”按钮，并输入序列号和产品密钥，指定安装路径单击“安装”按钮，系统自动完成安装。
    图1-1 Inventor 2015安装向导
    （2）激活：安装成功后，双击桌面Inventor 2015快捷方式 图标或单击“开始”→“所有程序”→“Autodesk”→“Inventor 2015-Simplified Chinese”→“Inventor 2015”，运行Inventor 2015，在“Autodesk许可”界面单击“激活”按钮，如图1-2所示。然后选择“立即连接并激活”或“我具有Autodesk提供的激活码”。如果选择“我具有Autodesk提供的激活码”则运行注册机 （注册机32位或64位与安装的CAD对应），从激活界面复制申请号粘贴到注册机的Request栏中，单击注册机上的Mem Patch按钮（很好重要）再单击Generate按钮生成激活码，如图1-3所示。复制激活码粘贴到软件激活界面的输入格中，单击“下一步”按钮完成注册。
    图1-2 激活产品
    图1-3 获取激活码
    1.2.2 Inventor 2015的启动
    启动Inventor 2015的几种常用方法：
    （1）双击桌面快捷方式图标。
    （2）单击“开始”→“所有程序”→“Autodesk-Inventor 2015-Simplified Chinese”→“Inventor 2015”。
    （3）双击计算机中已存在的任意一个Inventor 2015图形文件。
    1.3 Inventor 2015工作界面
    启动Inventor 2015后，如图1-4（a）所示界面，单击“新建”图标，出现“新建文件”对话框，如图1-4（b）所示，有四种工作环境，分别是“零件”、“部件”、“工程图”和“表达视图”。按需要选择一种工作环境，分别出现四种不同工作界面，如图1-4（c）～（f）所示。界面上包含不同的命令组，完成不同的任务。
    （a）Inventor 2015起始界面
    （b）Inventor 2015“新建文件”界面
    （c）“零件”工作界面
    （d）“部件”工作界面
    （e）“工程图”工作界面