Inventor管路设计案例分享 - 分支管路VIP

Inventor管路设计案例分享-分支管路管路设计模块是 Autodesk Inventor 部件环境中的附加模块，它提供了在机械部件设计中创建完整管路系统的方法。设计人员在进行管路设计的时候，可以全局考虑管路的工艺性和三维空间的位置，从而缩短了开发的时间，提高管路设计的一次成功率，进而提高开发的效率和产品的质量。1.需求描述有位客户的产品是和压力容器相关的，采用Inventor来做容器以及相关的管路设计。其中，有很多地方需要设计排空排污管，并且这些管路需要汇总到相应的总管路然后进一步处理、排放，如图 11 汇总管路示意图所示（图中压力容器部分省略）。图 11 汇总管路示意图在客户的实际制造过程中，首先在总管的相应位置切出和支管路外径相匹配的孔，然后将支管路焊接到总管上，这样可以在保证密封性的前提下降低制造成本（不需要额外的管路配件）。另外，总管路的位置在设计的过程中经常会根据实际情况调整，压力容器上相应的分支管路出口有时也会根据整体的情况调整，所以希望分支管路能够自动适应这些变化以减少在设计变更上所花费的时间。 所以，如何快速的基于压力容器的出口和总管路的位置设计分支管路，并且满足上面提到的两点需求，是这位客户面临的挑战。2.解决方案经过和客户沟通，分析客户的具体需求，我们发现，Inventor的管路模块可以很好的解决这个问题。这里把解决的思路和大家分享一下。2.1自定义支管配件首先，Inventor中直接提供了对分支管路的支持，可以在总管上直接放置支管配件来确定支管路的位置，进而创建相应的支管路。Inventor自带的资源中心中提供了一些支管配件供选用。（见图 21支管配件）图 21支管配件在这个案例中，因为客户的实际制造过程是直接焊接，为了保证设计数据的准确性，同时不增加额外的生产成本。我们通过引入一个“虚拟的”支管配件来创建分支管路，这个支管配件中只包含一些必要的草图线和工作点、面，没有引入多余的重量和实体，所以在外观和物理属性上可以和客户的需求保持一致。同时，我们把这个支管配件的默认BOM表结构设置为“虚拟件”（可以在“工具”-“文档设置”-“BOM表”中设置），这样可以保证不影响最终的BOM表。（在文档级别修改过之后，以后每次使用这个支管配件就不再需要单独设置了。）首先创建一个零件，用草图线表示出总管和分支管的大小，然后把默认的BOM表结构设置为“虚拟件”。如果需要的话，可以创建iPart，这样可以涵盖不同直径的总管和支管组合。最后将其编写为管路模块可以识别的支管配件（“管理”-“编写”-“三维布管”）。限于篇幅，具体的编写过程这里不再赘述。见图 22 三维布管编写器。编写后的支管配件可以发布到资源中心供其他人使用，也可以不发布，直接在管路中使用。图 22 三维布管编写器2.2创建可以关联更新的支管路有了符合客户需求的支管配件后，接下来基于压力容器的出口和总管路的位置设计分支管路。在总管上放置支管配件后，就可以创建连接支管配件和压力容器出口的支管路。为了保证在后面的设计变更中分支管路可以正确的更新，关键是保证支管配件正确的关联和更新。首先在压力容器的相应出口处根据设计结果放置配件，如阀门等。然后根据上游的设计结果及整体布局（总管位置及管径）创建总管路，见图 23 创建总管路。图 23 创建总管路在总管上放置支管配件时，实际上Inventor是先在管线上插入布线点，然后通过这个布线点来控制支管配件的位置，所以我们的目的就是让这个布线点和压力容器出口处的配件关联起来。2.2.1插入布线节点根据支管的数目，在总管上插入布线节点，也就是分支管路的分支点。见图24 插入布线节点。图 24 插入布线节点因为布线节点需要和其他配件关联，在管路模块中，这种关联可以通过约束来实现的，所以先把不必要驱动尺寸删除。另外要注意的是，这种关联现在是跨零件的关联，我们使用“包括几何图元”命令把需要的几何要素（比如配件的原始坐标面或者工作面）“引用”到管路环境中，然后在布线节点和这些几何图元之间添加约束。这样的话，布线节点就和相应配件的位置之间建立起了关联关系。见图 25 布线节点和配件的关联。图 25 布线节点和配件的关联2.2.2放置支管配件在布线节点（分支点）上放置前面编写的支管配件，通过右键菜单中的“编辑配件方向”可以调整支管的开口方向。见图 26 放置支管配件。图 26 放置支管配件2.2.3创建分支管路根据实际的情况创建分支管路，创建的时候要尽量考虑到设计变更时的情况，多用约束，少用或不用驱动尺寸。创建好管线之后，先检查一下是否能关联更新，最后再插入其他的配件以及用“填充管线”命令生成管路。见图 27 创建分支管路。图 27 创