Autodesk Inventor 2016. Трёхмерное моделирование деталей и выполнение электронных чертежей

В книге освещается автоматизированное проектирование в системе Autodesk Inventor по курсу инженерной графики, – построение 
электронных геометрических моделей и выполнение электронных 
чертежей деталей. Моделирование начинается с построения плоских контуров. Рассмотрено построение электронных геометрических моделей, выполнение чертежей сначала простых геометрических тел, затем деталей типа «тела вращения» и «не тела вращения». 
Большое число иллюстраций и подробное изложение материала 
позволяют использовать книгу для самообучения. 

Учебное пособие подготовлено на основе опыта преподавания дисциплины «Компьютерная графика» на кафедре «Инженерная графика» МГТУ им. Н. Э. Баумана и с учетом требований государственных 
стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Рекомендовано УМО РАЕ по классическому университетскому и техническому образованию в качестве учебного пособия для студентов 
высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки: 
151701 – «Проектирование технологических машин и комплексов».

Гузненков В.Н., Журбенко П.А.,

Винцулина Е.В.

Интернет-магазин: 
www.dmkpress.com
Книга - почтой: 
orders@alians-kniga.ru
Оптовая продажа: 
“Альянс-книга“
Тел. (499)782-3889 
books@alians-kniga.ru

Autodesk 
Inventor 2016

Autodesk Inventor 2016
Трехмерное моделирование деталей
и выполнение электронных чертежей

Трехмерное моделирование 
деталей и выполнение 
электронных чертежей

www.дмк.рф
9 785970 605141

ISBN 978-5-97060-514-1

В. Н. Гузненков, П. А. Журбенко, Е. В. Винцулина

Autodesk Inventor 2016.  
Трёхмерное моделирование 
деталей и выполнение 
электронных чертежей

Рекомендовано УМО РАЕ по классическому  
университетскому и техническому образованию  
в качестве учебного пособия для студентов  
высших учебных заведений, обучающихся  
по направлению подготовки:  
151701 – «Проектирование технологических  
машин и комплексов»

Москва, 2017

УДК 721.01:004.9Autodesk Inventor
ББК 32.2c515
 
Г93

Р е ц е н з е н т:

Якунин В. И., д. т. н., профессор,  
Московский авиационный институт  
(национальный исследовательский институт)

 
Гузненков В. Н., Журбенко П. А., Винцулина Е. В.

Г93
Autodesk Inventor 2016. Трёхмерное моделирование деталей и 
выполнение электронных чертежей: учеб. пособие. – М.: ДМК 
Пресс, 2017. – 124 с.
ISBN 978-5-97060-514-1

В книге освещается автоматизированное проектирование в системе Autodesk Inventor по курсу инженерной графики, – построение 
электронных геометрических моделей и выполнение электронных 
чертежей деталей. Моделирование начинается с построения плоских 
контуров. Рассмотрено построение электронных геометрических моделей, выполнение чертежей сначала простых геометрических тел, 
затем деталей типа «тела вращения» и «не тела вращения». Большое 
число иллюстраций и подробное изложение материала позволяют 
использовать книгу для самообучения.
Учебное пособие подготовлено на основе опыта преподавания 
дисциплины «Компьютерная графика» на кафедре «Инженерная 
графика» МГТУ им. Н. Э. Баумана и с учетом требований государственных стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

УДК 721.01:004.9Autodesk Inventor
ББК 32.2c515

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроиз
ведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без 
письменного разрешения владельцев авторских прав.

Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство 
не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых 
сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные 
ошибки, связанные с использованием книги.

© Гузненков В. Н., Журбенко П. А.,  

Винцулина Е. В., 2017

ISBN 978-5-97060-514-1
© Оформление, ДМК Пресс, 2017

Содержание

Предисловие .......................................................................................................................... 4

Введение ................................................................................................................................. 7

Термины и определения .................................................................................................10

1
 Построение плоского контура .............................................................................15

2
 Построение модели и выполнение чертежа детали  
 
с использованием базовых операций ...............................................................31
2.1. Призма. Построение модели и выполнение чертежа ............................33
2.2. Пирамида со сквозным отверстием. Построение модели  
и выполнение чертежа .............................................................................................47
2.3. Полый шар со сквозными отверстиями. Построение модели  
и выполнение чертежа .............................................................................................59

3
 Построение модели и выполнение чертежа детали  
 
с использованием базовых и конструкционных операций ......................71
3.1. Основание. Построение модели и выполнение чертежа ......................72
3.2. Вал. Построение модели и выполнение чертежа ....................................93

Литература .........................................................................................................................112

Приложение.......................................................................................................................114

Предисловие

При проектировании изделий недостаточно быстро делать электронные модели. Электронная модель изделия должна позволять 
вносить в нее изменения, чтобы конструктор мог быстрее приходить 
к окончательному решению. Иначе без достаточно точной формализации исходного задания или без достаточно полной проработки 
обстановки смежниками или ведущими конструкторами он просто 
не приступит к своей работе.
Возможность внесения улучшений в проект до самого последнего 
момента работы над ним потенциально несет в себе более высокое 
качество проекта.
Современные программные решения позволяют моделировать 
трехмерные объекты практически любой степени сложности, используя базовый инструментарий CAD­модуля. 
Пособие предназначено для самостоятельной работы с системой 
автоматизированного проектирования Autodesk Inventor.
Описание выполнено на базе системы Autodesk Inventor 2016 
Pro fessional, настройки системы выбраны «по умолчанию», расположение и состав ленточного интерфейса соответствуют первому 
запуску системы.
В пособии рассмотрены алгоритмы и методы решения задач 
построения электронных геометрических моделей и выполнение 
элект ронных чертежей деталей с подробным описанием и комментариями ко всем применяемым операциям и выполняемым командам.
Для описания выбраны построения редактируемых моделей деталей.

Модели деталей

«Быстрые»

Нередактируемые
Частично  
связанные
Редактируемые
Полностью  
связанные

«Технические»

Классификация моделей деталей  
по набору накладываемых геометрических зависимостей  
и простановке размерных зависимостей

«Быстрые» модели деталей – модели деталей, в которых размерные зависимости между собой не связаны.
•
• Нередактируемые – «быстрые» модели деталей, в которых 
изменения одного или нескольких значений размерных завиПредисловие
5

симостей приводят к непредсказуемым  изменениям формы 
моделей деталей.
•
• Редактируемые – «быстрые» модели деталей, в которых изменения одного или нескольких значений размерных зависимостей приводят к предсказуемым корректным изменениям 
формы моделей деталей.
«Технические» модели деталей – «быстрые» редактируемые модели деталей, в которых размерные зависимости частично или полностью связаны между собой.
•
• Частично•связанные – «технические» модели деталей, в которых несколько размерных зависимостей связаны между собой или образуют несколько групп связанных размерных зависимостей, при этом группы между собой не имеют связи.
•
• Полностью• связанные – «технические» модели деталей, 
в которых  все размерные зависимостей связаны между собой и зависят от одного значения доминирующей размерной 
зависимости.
Первой задачей является построение контура, предназначенного 
для проработки построения примитивов, наложения геометрических зависимостей и простановки размерных зависимостей. 
Далее рассмотрены задачи, в которых заданы простые геометрические формы (призма, пирамида и шар). В этих задачах для 
построения моделей использованы базовые операции («Выдавливание», «Вращение», «Лофт» и «Сдвиг»). При выполнении чертежей 
рассмотрены построения видов, простых разрезов (соединение вида 
и разреза в одном изображении), нанесение размеров на чертеже.
Затем рассмотрены задачи, в которых представлены предметы, 
близкие по конфигурации к деталям машиностроения: «тела вращения» и «не тела вращения». При построении моделей в этих задачах использованы как базовые операции, так и конструкционные 
операции («Резьба», «Отверстие», «Фаска» и т. д.). При выполнении чертежей рассмотрены построения видов, простых, сложных 
(ступенчатых) и местных разрезов, сечений, выносных элементов 
и нанесение размеров на чертеже.
Система Autodesk Inventor позволяет выполнять задачи построения электронных геометрических моделей деталей, используя различные маршруты построения. При этом можно обобщить возможные маршруты построения и представить в виде структурной схемы, 
которая отражает стратегию построения электронных геометрических моделей деталей.

Предисловие
6

Сбор  
и анализ  
данных  
геометрии  
детали

Выработка 
решения 
для  
построения 
детали

Построение 
модели 
детали

Определение 
элементов модели 
детали

Определение типа 
формообразования 
элемента

Определение типа  
конструктивного  
элемента

Определение элемента модели детали  
на основе геометрической формы  
и конструктивной принадлежности

Выбор операции  
для построения 
элементов модели 
детали

Определение  
данных расположения элементов  
модели детали

Выбор операции  
построения  
по критериям

Выбор операции  
построения по типу  
конструктивного  
элемента

Определение  
последовательности 
построения  
элементов модели 
детали

Использование  
стандартного  
CAD­модуля

Определение  
размеров  
для моделирования 
элементов  
модели детали
Определение контуров

Определение контуров

Базовая 
операция

Конструкционная 
операция

Стратегия построения  
электронной геометрической модели детали (модели детали)

Введение

Согласно ГОСТ 2.052–2006 «Электронная модель изделия. Общие 
положения», определены три вида трехмерных электронных моделей.
Твердотельная• модель – трехмерная электронная геометрическая модель, представляющая форму изделия как результат композиции заданного множества геометрических элементов с применением операций булевой алгебры к этим геометрическим элементам.
Поверхностная модель – трехмерная электронная геометрическая модель, представленная множеством ограниченных поверхностей, определяющих в пространстве форму изделия.
Каркасная модель – трехмерная электронная геометрическая 
модель, представленная пространственной композицией точек, отрезков и кривых, определяющих в пространстве форму изделия.
В графической системе Autodesk Inventor проектирование изделий машиностроения основано на использовании твердотельных 
моделей деталей и сборочных единиц.
Создание модели и чертежа детали осуществляется с помощью 
файлов-шаблонов детали (*.ipt) и чертежа (*.idw).
Графическая система Autodesk Inventor Professional 2016 использует форму интерфейса, главной частью которого является лента.
Ленточный•интерфейс•(Лента) – тип интерфейса, основанный 
на панелях инструментов, разделенных вкладками.

Расположение элементов интерфейса в системе Autodesk Inventor 2016

Предисловие
8

1. Кнопка•«Inventor» – кнопка, предоставляющая доступ к инструментам, позволяющим создать, открыть, сохранить и опубликовать файл, а также к параметрам и настройкам системы 
Autodesk Inventor.
2. Панель• быстрого• доступа – отображение часто используемых команд на панели быстрого доступа.
3. Вкладка – элемент ленточного интерфейса, который позволяет переключаться между предопределенными наборами панелей ленточного интерфейса.
4. Панель• (панель• инструментов) – элемент ленточного интерфейса, в котором расположены инструменты и команды 
моделирования. Для каждой вкладки набор панелей различен.
5. Команда – действие, которое может выполнить пользователь, 
направленное на моделирование электронных моделей изделия 
и её элементов.
6. Панель•«Инфоцентр» – панель, предназначенная для поиска 
различной информации, доступа к разделам справки и обновлениям программных продуктов. 
7. Видовой• куб – инструмент для управления ориентацией 
3D­видов.
8. Панель• навигации – панель, обеспечивающая доступ к инструментам навигации, включая инструменты видовой куб 
и штурвал.
9. Браузер•(дерево•построений) – область окна программы, в которой представлена иерархическая структура взаимоотношений 
между элементами деталей, сборок и чертежей (панель инструментов, в которой записывается история всех построений).
10. ПСК (пользовательская• система• координат) – активная 
система координат, которая задает основную рабочую плоскость XY и направление основной рабочей оси Z для создания 
чертежей и моделирования.
11. Строка• состояния – панель, предназначенная для вывода 
вспомогательной информации: параметров модели, подсказок 
к командам и т. д.
12. Панель•«Графические•окна» – предназначена для различной 
компоновки графических окон открытых документов в системе Autodesk Inventor.
13. Графическое• окно – основная область отображения в системе Autodesk Inventor (область отображения модельного•пространства).

Предисловие
9

Модель детали

Элемент детали

Контур

Примитив

Элемент детали

Контур

Примитив

…

…

…

Структурная схема электронной геометрической модели детали

Термины и определения

Конструкторская•документация – совокупность конструкторских 
документов, содержащих данные, необходимые для проектирования 
(разработки), изготовления, контроля, приемки, поставки, эксплуатации, ремонта, модернизации, утилизации изделия (ГОСТ 2.001).
Бумажный•конструкторский•документ – конструкторский документ, выполненный на бумажном или аналоговом по назначению 
носителе (кальке, микрофильмах, микрофишах и т. п.) (ГОСТ 2.001).
Графический• документ – конструкторский документ, содержащий в основном графическое изображение изделия и/или его составных частей, отражающее взаимное расположение и функционирование этих частей, их внутренние и внешние связи.
К графическим конструкторским документам относят чертежи, схемы, электронные модели изделия и его составных частей 
(ГОСТ 2.001).
Текстовый•документ – конструкторский документ, содержащий 
в основном сплошной текст или текст, разбитый на графы.
К текстовым документам относят спецификации, технические 
усло вия, ведомости, таблицы и т. п. (ГОСТ 2.001).
Электронный• конструкторский• документ – конструкторский 
документ, выполненный программно­техническим средством на 
электронном носителе (ГОСТ 2.001).
Конструкторские документы могут быть выполнены как бумажный конструкторский документ и/или как электронный конструкторский документ [ГОСТ 2.001–2013, пункт 4.3].
Все двумерные (2D) конструкторские документы могут быть 
выполнены как бумажный конструкторский документ и/или как 
электронный конструкторский документ. Документы одного вида 
и наименования независимо от выполнения являются равноправными и взаимозаменяемыми [ГОСТ 2.102–2013, пункт 4.2].
Все графические документы (чертежи, схемы) могут быть выполнены как электронные чертежи (2D) и/или как электронные 
модели (3D). Все текстовые документы могут быть выполнены как 
электронные конструкторские документы. Вид документа и его наименование при этом сохраняются [ГОСТ 2.102–2013, пункт 4.3].
Информационная• единица – файл или набор взаимосвязанных 
файлов, рассматриваемый как единое целое (ГОСТ 2.051).
Файл• модели – файл, содержащий информацию о геометрических элементах, атрибутах, обозначениях и указаниях, которые рассматриваются как единое целое (ГОСТ 2.052).

Термины и определения
11

Модельное•пространство•– пространство в координатной системе электронной модели изделия, в которой выполняется электронная 
геометрическая модель (ГОСТ 2.052).
Данные• расположения – данные, определяющие размещение 
и ориентацию изделия и его составных частей в модельном пространстве в указанной системе координат (ГОСТ 2.052).
Начальная ориентация электронной модели изделия в модельном 
пространстве не оговаривается [ГОСТ 2.052–2006, пункт 5.5].
Электронная•модель•изделия•– электронная модель детали или 
сборочной единицы по ГОСТ 2.102.
В компьютерной среде электронная модель изделия представляется в виде набора данных, которые вместе определяют геометрию 
изделия и иные свойства, необходимые для изготовления, контроля, приемки, сборки, эксплуатации, ремонта и утилизации изделия 
[ГОСТ 2.052–2006, пункт 4.1].
Электронная модель изделия, как правило, состоит из геометрической модели изделия, произвольного количества атрибутов модели и может включать технические требования [ГОСТ 2.052–2006, 
пункт 4.4].
Электронная•модель•детали – документ, содержащий электронную геометрическую модель детали и требования к ее изготовлению 
и контролю. В зависимости от стадии разработки он включает в себя предельные отклонения размеров, шероховатости поверхностей 
и др. (ГОСТ 2.102).
Модель должна содержать полный набор конструкторских, технологических и физических параметров согласно ГОСТ 2.109, необходимых для выполнения расчетов, математического моделирования, 
разработки технологических процессов и др. [ГОСТ 2.052–2006, 
пункт 4.5].
Электронный конструкторский документ, выполненный в виде 
модели, должен соответствовать следующим основным требованиям:
б) все значения размеров должны получаться из модели;
е)  не допускается давать ссылки на нормативные документы, 
определяющие форму или размеры конструктивных элементов 
(отверстия, фаски, канавки и т. п.), если в них нет геометрического описания этих элементов. Все данные для их изготовления должны быть приведены в модели [ГОСТ 2.052–2006, 
пункт 4.7].
Электронная• геометрическая• модель• (модель• детали) – 
элект ронная модель изделия, описывающая геометрическую форму,