10 基于装配关系的关联设计技巧

维尔斯特

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为了方便讨论和读者寻实例模型，本章的模型文件将分成若干个文件夹放置。例如002.IAM 这个文件，将放在…\10\002文件夹中，而其参与模型文件也在这里。

001文件夹中的“刨床.IAM”是一个机构趣味造型，可作为实验的例子…

1.对C A D软件中进行装配的再认识

1.1为什么要在C A D中进行装配？

在前边我们讨论过“任何零件都不可能单独被设计出来”的具体原因。显而易见，脱离了工程关系、起码是装配关系的约束和限制，零件设计就是无源之水、无本之木，完全无法进行。因此，可用的CAD软件必须具有装配功能，否则就仅仅是绘图、建模工具而不是设计系统。

能不能实现基于装配的关联设计，是CAD软件装配功能的主要评价标准。注意：是基于装配的关联设计的能力和相关支持功能，而不仅是能装配、堆砌零件的数量。

在传统设计中，工程关系是存在于工程师的头脑中、甚至是在成熟工程师的潜意识中，并且用工程图做有限的辅助记忆和表达。说到关联，则主要是工程师在操心。所以，设计的差错总是难以避免的；所以，多次拆、装绘制装配图就是必要的；所以，审核校对就是不可缺少的。

在CAD软件中如果能够实现这些装配关系的定义，进而做到关联的零部件设计，工程师就可以大大地省心，而设计的差错也因此被大幅度减少，这就是提高设计质量的根本原因。设计质量提高，必然带来设计效率提高。因此我们需要使用CAD软件进行设计辅助。

1.2为什么必须从三维设计开始？

眼动仪只有从三维模型开始，才有可能真正实现基于装配的关联设计。

无论是老产品的修改还是新产品的研发，其效果将是十分明显的。只有三维设计，才有实现基于装配关联设计的基础条件。而二维设计直到目前，还看不到明确的可能性。

认识到这些，才有可能将三维CAD软件当作设计工具，而不仅仅是建模工具（三维电子图版）来使用；也就不会把精力过分地投放到并无必要的复杂模型构建方法的研究上（例如创建蜗轮）；也就能很快体验到三维设计的优势而不舍得离开这样的软件。

1.3I n v e n t o r的基于装配关联设计能力现状

人在设计中，所有的零部件都是“基于装配关系”的关联设计，人的头脑能够相当从容地把握住这种极其复杂的关联层次，对复杂程度几乎是没有限制的。例如从一台专用多轴车床开始，工程师的设计思维可以跨越几十个层次达到一个小轴，这很容易。

可是对于软件来说，距离人能把握的程度，可就相差甚远了。

我们可以这样认为：总体上说，Inventor的方向确实是沿着“变量化设计”的数据处理模式在发展。但是，变量化设计的技术方法还没有达到参数化设计那样成熟，其稳定性也没有达到参数化设计的程度。但是，毕竟变量化设计能更为充分地表达人的设计构思。

最后，在Inventor中使用参数化设计的数据处理模式，是完全没有问题的。在这个估计的基础上，将参数化设计和变量化设计的技术联合使用，就能描述十分复杂的、多层次的装配关系，达到设计构思的完整、准确、可靠的表达。

完完全全把设计关系交给软件，至少目前还很难做到。就是说，人还是要操心，只是比过去少了许多。也许有一天，软件会像一个优秀的总管，虽然不能决定大事，但是交办的事情则完全可以

放心。

2. 基于装配关联设计的可能模式

对于“变量化设计”的数据处理模式，相对于“参数化设计”来说，在描述工程师的设计思维角度看，确实更像人的思维模式；但是，其稳定性不如参数化设计的模式。在Inventor 中，这两种模式并存。我们使用软件，是为了更多地进行设计过程的辅助，而稳定性，则是这种辅助是否可靠的关键性能。因此，

在设计思维比较明确的条件下，就是说，人能说清楚的条件下，还是尽量利用比较稳定的模式进行设计构思的表达。

利用Inventor 所谓的“自适应”，也就是“基于装配约束”的关联设计方法，虽然比较方便和形象，但是由于在这种“变量化设计”模式下，Inventor 算法核心能力有限，毕竟还有许多限制，也就不能完全解决问题。