基于Inventor连接器设计

　　1 问题和挑战

　　单一功能的连接器产品结构相对简单，主要是保证产品的机械性能和电气性能。但是作为复合型的连接器产品，需要考虑更为复杂的问题，即所设计的产品不但需要同时满足多种机械和电气性能，在此基础上还要尽量减小体积，这样，产品的结构就非常复杂。传统的二维工具在设计这种复杂结构的产品时比较困难，需要良好的空间想象力才能完成设计，且设计过程中更改结构时需要考虑关联零件的更改和干涉问题。

　　2 Inventor的应用

　　在结构产品的设计上，Inventor的使用感觉上非常直观，操作也比较方便，这样就能够更快地将设计思路用三维的直观方式体现出来。

　　设计开始时，主要考虑的是实现电气连接的要求，将重要结构件如XLR三极插座的连接孔和金属弹片初步选择一个位置放置，然后再考虑如何将这些部件进行优化整合。这样就导致每一个设计思路都会带来许多关联结构的更改，从开始到完成设计，设计更改高达上百次。

　　设计中，Inventor绘制特征草图的时候可以不添加任何尺寸，只需要将大概的几何形状绘制出来，生成特征即可，这样的好处是方便后续的结构更改。如果特征需要添加完整的尺寸和约束，那么在这些复杂的结构中就需要大量的尺寸参数，在设计的初步阶段，这些都是估计的尺寸，而在后期进行设计更改时就需要调整大量参数，容易出错。当然，如果完全不添加尺寸和约束的话，在后期同样也会导致很多问题。最好的方法就是能确认尺寸和几何关系，将较少更改且能估算的尺寸标注上去，留可能变化的几何形体不标尺寸。

　　在这个新型音频连接器中，Upper Shell和Bottom Shell里面的结构比较复杂，需要10个金属触片。由于是复合功能，这些触片在位置和结构上需要考虑相互间的机械连接以实现电气连接性能，这些零件和Shell中的结构特征、形状是相关联的。在Inventor中，可以使用在位创建新零件的方式来创建这些配合的零件，在直观的装配环境中可以更轻松地设计其结构。同时，可以使用投影Shell的特征几何形体的轮廓线直接作为特征草图或参考特征，可以节约不少时间，而且这种方式创建的特征具有参数关联性，当Shell中的特征更改形状或尺寸后，关联的零件草图也会自动关联更新，这样就可以免去手工调整草图尺寸的繁琐工作。

　　如果能够充分利用Inventor的自适应功能的话.会发现这个功能在进行关联零件设计时所带来的效率提升。使用不完全约束的设计方式设计触片零件，然后对这些零件应用自适应技术，添加相应的装配约束到Shell中的特征进行装配，这样的好处是，更改Shell的特征时，触片会根据设计时指定的装配约束自动调整草图以适应Shell的更改，这个功能确实是个创意性的工具。

　　一般来说，连接器产品的形状都较为规则，所以在零件造型上没有什么太复杂的设计。但由于其产品体积小，零件间是否会产生干涉也是在设计中要考虑的问题。在装配中，通过Inventor的千涉检查功能，对整个产品进行检查，有干涉的部分用红色显示，然后可以对有问题的零件进行修改，可以避免很多以前需要在制作样品后才能发现的装配问题。

　　3 成果展示

　　连接器产品很多都是客户定制的产品，在设计好后需要打制样品给客户验收。现在，可以用Inventor中自带的渲染工具(Inventor Studio)对设计好的产品进行效果渲染，使客户看到更真实的表达，减少打样的次数，见图1.