close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Малюков С. В. Автоматизация проектирования технических средств (курсовая робота)

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова»
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Методические указания к выполнению курсовой работы
для студентов по направлению подготовки магистров
15.04.02 (151000.68) «Технологические машины и оборудование»
Воронеж 2015
2
УДК 621.01
Малюков С. В. Автоматизация проектирования технических средств [Текст] :
методические указания к выполнению курсовой работы для студентов направления подготовки магистров 15.04.02 (151000.68) «Технологические машины и
оборудование» / С. В. Малюков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО
«ВГЛТУ». – Воронеж, 2015. – 171 с.
Печатается по решению учебно-методического совета
ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 2 от 24.04.2015 г.)
Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ
ВПО «Воронежский государственный аграрный университет
имени императора Петра I» д.т.н., проф.
Д.Н. Афоничев
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………………...5
1. Принципы использования двумерных редакторов……………………………..6
1.1. Режимы работы в двумерном редакторе чертежей…………………………...6
1.2. Создание изображений. Графические примитивы……………………………7
1.3. Редактирование изображений………………………………………………...11
1.4. Оформление элементов чертежа……………………………………………...13
1.4.1. Нанесение размеров…………………………………………………………13
1.4.2. Штриховка замкнутых областей……………………………………………16
1.4.3. Выполнение чертежных символов………………………………………….17
1.4.4. Формирование и редактирование текстовой информации………………..18
1.5. Создание и использование групп графических примитивов……………….20
1.5.1. Работа с конструкторской библиотекой……………………………………20
2. Общие сведения о системе КОМПАС-3D……………………………………...23
2.1. Основные типы документов…………………………………………………..23
2.2. Основные элементы интерфейса……………………………………………...23
2.3. Контекстные меню…………………………………………………………….25
2.4. Управление изображением модели…………………………………………...26
2.5. Управление режимом отображения детали………………………………….29
2.6. Дерево модели………………………………………………………………….30
2.7. Геометрический калькулятор…………………………………………………32
2.8. Измерение характеристик плоских и пространственных объектов………..35
2.8.1. Измерение характеристик плоских объектов……………………………...35
2.8.2. Измерение характеристик пространственных объектов…………………..38
3 Введение в трехмерное моделирование деталей……………………………….40
3.1. Формирование основания модели детали……………………………………40
3.2. Добавление и удаление материала детали…………………………………...42
3.3. Дополнительные конструктивные элементы………………………………...43
3.4. Система координат и плоскости проекций…………………………………..45
3.5. Настройка параметров и расчет характеристик моделей…………………...47
3.5.1. Определение и задание свойств детали…………………………………….47
3.5.2. Управление свойствами поверхности модели……………………………..48
3.5.3. Выбор материала…………………………………………………………….49
3.5.4. Расчет массо-центровочных характеристик модели………………………50
3.6. Создание ассоциативных видов………………………………………………50
3.6.1. Стандартные виды…………………………………………………………...50
4
3.6.2. Разрез/сечение………………………………………………………………..52
3.7. Учебное пособие «Азбука КОМПАС»……………………………………….52
4 Создание трехмерных моделей и выполнение двумерных графических
фрагментов………………………………………………………………………….53
4.1. Изображение плоской детали. Нанесение размеров………………………...53
4.2. Создание трехмерной модели и построение горизонтальной проекции детали...57
4.3. Создание трехмерной модели и построение видов сверху и слева детали...61
4.4. Расположение видов на чертеже и создание трехмерных моделей деталей…...65
4.5. Проекционные задачи…………………………………………………………66
4.6. Выполнение разрезов………………………………………………………….68
4.7. Нанесение размеров разных типов…………………………………………...71
4.8. Изображение плоской детали с элементами скруглений…………………...71
5 Примеры трехмерного моделирования и создания ассоциативных чертежей.72
5.1. Моделирование и выполнение чертежа радиатора………………………….73
5.1.1. Создание трехмерной модели радиатора…………………………………..73
5.1.2. Ассоциативный чертеж……………………………………………………...77
5.2. Моделирование и выполнение чертежа втулки……………………………...78
5.2.1. Создание трехмерной модели втулки………………………………………78
5.2.2. Ассоциативный чертеж……………………………………………………...81
5.3. Моделирование и выполнение чертежа опоры……………………………...83
5.3.1. Создание трехмерной модели опоры……………………………………….83
5.3.2. Создание ассоциативного чертежа опоры…………………………………85
5.4. Моделирование и выполнение чертежа корпуса…………………………….87
6 Изображение резьбы и резьбовых соединений………………………………...90
6.1. Изображение резьбы…………………………………………………………..90
6.2. Изображение резьбовых соединений………………………………………...94
6.3. Изображение резьбовых соединений с крепежными деталями…………….96
7 Создание сборок………………………………………………………………...102
7.1. Использование детали-заготовки для имитации создания сборки………..102
7.2. Моделирование резьбового соединения……………………………………104
7.3 Псевдообъем или реальная 3D-графика?........................................................106
7.4 3D-моделирование и творчество……………………………………………..111
Варианты учебных заданий………………………………………………………113
Исходные данные для твердотельного моделирования сборок………………..163
Исходные данные для моделирования семейств деталей………………………169
5
ВВЕДЕНИЕ
Система КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных параметрических моделей деталей и последующего полуавтоматического выполнения их
рабочих чертежей, содержащих все необходимые виды, разрезы и сечения.
Система ориентирована на формирование моделей изделий, содержащих
как типичные, так и нестандартные, конструктивные элементы.
Особенности, на которые следует обратить внимание:
– методические указания знакомят с современным подходом к автоматизированному проектированию изделий, когда необходимая информация, требуемая для их создания, формируется на основе трехмерного моделирования
этих изделий;
– предлагаемые учебные задания основаны на использовании трехмерного твердотельного моделирования и в наилучшей степени способствуют развитию образного мышления;
– предметом методического указания является решение задач средствами
двумерной и трехмерной компьютерной графики;
– особенности выполнения большинства заданий раскрываются в рисунках, на которых показана последовательность операций, связанных с построениями тех или иных изображений или моделей;
– форма и содержание разработанных заданий позволяют выполнить их в
графических средах различных векторных редакторов;
– последовательность представления и формулировки заданий обеспечивает постепенность освоения двумерного и трехмерного редакторов;
– исходные данные в заданиях подготовлены так, чтобы продуктивные
графические построения на компьютере были ориентированы на заданные темы.
6
1. Принципы использования двумерных редакторов
1.1. Режимы работы в двумерном редакторе чертежей
В редакторе чертежей пользователь получает два вида информации: символьные сообщения системы и синтезируемое графическое изображение. К
символьным сообщениям относятся запросы системы, указатели режимов (состояний) системы, отображения текущих координат курсора.
Курсор является многофункциональным инструментом, используемым
как для рисования (по аналогии с карандашом, циркулем и линейкой), так и для
управления системой путем выбора команд, указания подлежащих той или
иной операции чертежных элементов и т. д.
Режимы рисования, реализуемые в двумерных редакторах, могут значительно облегчить и ускорить создание и редактирование изображений, обеспечивая при этом и высокую точность построений.
Режим Сетка наиболее эффективен для получения изображений с регулярной структурой. Такими изображениями могут быть, например, чертежи
простых валов. Квадратная или прямоугольная сетка получается на экране после ввода соответствующей команды и значений шагов сетки. Любые элементы, которые строятся на этой сетке, будут автоматически «захватывать» ближайшие узлы (рис. 1.1, а).
Режим Орто обеспечивает построение горизонтальных и вертикальных
отрезков (рис. 1.1, б). Если сетка шаговой привязки повернута, направление
действия режима Орто изменяется на угол ее поворота.
Рисунок 1.1 Рисование в режиме Сетка (а), в режиме Орто (б)
Режим объектной привязки обеспечивает максимальную точность черчения и позволяет «привязываться» к характерным точкам существующих на чертеже объектов. Механизм объектной привязки активизируется всегда, когда запрашивается соответствующая точка.
7
Режим вспомогательных построений имитирует построения в «тонких
линиях» параллельных и перпендикулярных прямых, различных окружностей и
дуг с целью получения искомых точек пересечения и касания геометрических
элементов. В дальнейшем по полученным отрезкам, дугам и точкам производится «обводка», а «тонкие линии» при завершении чертежа стираются. На
твердую копию вспомогательные элементы не выводятся.
Использование окна позволяет увидеть изображение в требуемом масштабе. Операция, при которой весь чертеж или некоторую его часть можно
увидеть через окно, называется зуммированием. При этом расстояния между
точками в условных единицах измерения всегда остаются постоянными. Пользователю, как правило, предоставляется несколько вариантов задания окна, например: указанием двух точек диагонали окна (при этом на экране будет виден
«резиновый» прямоугольник образуемого нового окна), а центральной точкой
нового окна будет центр прямоугольника; указанием центральной точки и масштаба окна. Кроме того, пользователю предоставляется возможность просмотра любой части чертежа без изменения масштаба, когда окно как бы передвигается по полю чертежа. Такая операция получила название панорамирования.
Использование видов (так называемой техники вьюпортов) разбивкой поля экрана и, соответственно, поля чертежа на различные, независимые области
прямоугольной формы в чертеже не является обязательным. На этапах редактирования чертежа виды можно переименовывать, двигать, поворачивать, масштабировать, копировать (в том числе из других чертежей), удалять.
Использование слоев позволяет расположить отдельные части изображения в
разных слоях. Чертеж мысленно разделяется на некоторое количество плоскостей
(слоев). За каждой из этих плоскостей могут быть закреплены различные графические элементы. Принцип «расслоения» легко понять, если представить себе несколько чертежей, каждый из которых выполнен на отдельной прозрачной пластине. Можно просматривать либо каждую пластину в отдельности, либо, накладывая
несколько пластин друг на друга, получать совместное изображение.
1.2. Создание изображений. Графические примитивы
Команды создания графических примитивов позволяют строить единые и
неделимые объекты различными типами линий и разными цветами.
Точка, как правило, является вспомогательным средством для маркировки
8
и последующего нахождения определенной позиции в системе координат. В
большинстве систем точку можно изобразить маркерами различных типов и
размеров. На твердую копию точечный элемент, как правило, не выводится.
Прямая является наиболее часто используемым графическим примитивом. Исходные элементы, с помощью которых строятся прямые, могут задаваться различными способами (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Способы задания прямой
Окружность может быть построена по различным исходным данным,
например, как это показано в табл. 1.2.
9
Таблица 1.2
Способы задания окружности
Дуга окружности также может строиться по-разному, в зависимости от
способа задания ее параметров (табл. 1.3).
Прочие графические примитивы, такие как многоугольник, эллипс, лекальные кривые (сплайны), достаточно часто являются фрагментами изображений на чертежах, поэтому большинство CAD-систем обеспечивает их построение по вводимым параметрам. Команда Многоугольник позволяет строить
правильные многоугольники с количеством сторон, например, до 1024, вписанные или описанные вокруг окружности с заданным центром. Команда Эллипс
позволяет строить эллипс несколькими способами. В системе КОМПАС-3D
ввод эллипса осуществляется следующими командами:
– Эллипс по центру и полуосям;
– Эллипс по диагонали габаритного прямоугольника.
10
Таблица 1.3
Способы задания дуги
Команда NURBS-кривая позволяет начертить нерегулярный рациональный В-сплайн (Non-Uniform Rational B-Spline). При вводе этой кривой последовательно указываются опорные точки, возможно обращение к кнопке Замкнутый и построение соответствующих кривых (рис. 1.2). Можно задавать характеристики кривой – вес характерной точки и порядок кривой.
Команда Кривая Безье позволяет построить кривую, которая является
а
б
Рисунок 1.2 Разомкнутая и замкнутая NURBS-кривая (а), кривая Безье (б)
11
частным случаем NURBS-кривой. Порядок построения аналогичен рассмотренному ранее (рис. 1.2, б).
Команда Ломаная позволяет начертить линию, состоящую из отрезков
прямых.
При вводе графических примитивов выбирается их определенный стиль.
Под стилем понимают набор свойств объекта, влияющих на его отображение,
таких как тип линии и цвет.
1.3. Редактирование изображений
Не менее важными, чем команды ввода геометрических примитивов, являются команды редактирования, которые можно разделить на три группы:
– преобразования объектов;
– удаление выбранных объектов;
– коррекции параметров и свойств объектов.
При использовании команд редактирования система запрашивает выбор одного или нескольких объектов для обработки. Этот комплект объектов называется
набором выбора. Можно интерактивно добавлять объекты в комплект или убирать
их из комплекта. Выбранные объекты система высвечивает на экране. Самым простым и эффективным является выбор (выделение) с помощью мыши. Выбор объектов осуществляется следующими наиболее распространенными способами:
– поочередное указывание курсором на графические примитивы, подлежащие редактированию;
– обрамление объектов рамкой, которая определяется указанием ее диагональных вершин, при этом выбранными будут объекты, которые полностью
находятся внутри рамки;
– обрамление объектов секущей рамкой, при котором выбранными являются
не только целиком попавшие в рамку объекты, но и те, которые ею пересекаются.
Возможно выделение По типу определенных групп, таких как точки, отрезки, окружности, дуги, штриховки, текст, линейные размеры и т. д.
Команда По стилю кривой позволяет выделить кривые в соответствии с
их стилем.
Команды преобразования объектов (табл. 1.4) включают в свой состав
группы: аффинных преобразований, безразрывных деформаций и изменения
формы фрагментов).
12
Таблица 1.4
Команды преобразования объектов
13
Команды удаления объектов в системе КОМПАС-3D объединены в одном разделе меню. Удаляются следующие объекты: выделенные объекты;
вспомогательные кривые и точки; часть кривой; часть кривой между двумя
точками; область; фаска/ скругление; содержание основной надписи; все.
Команды коррекции параметров и свойств объектов. Двумерные редакторы предоставляют пользователю широкие возможности управления стилями
объектов. В системе КОМПАС-3D командой Изменить стиль можно изменить
стиль кривых и штриховок.
1.4. Оформление элементов чертежа
Чертеж, как правило, состоит из изображения изделия, выполненного в
ортогональных проекциях, которое дополняется вспомогательной графической
и текстовой информацией. Форма представления этой информации должна отвечать требованиям действующих стандартов ЕСКД.
1.4.1. Нанесение размеров
Размеры выражают основные геометрические характеристики объектов.
Размеры бывают четырех основные типов: линейные, угловые, диаметральные,
радиальные. Линейные размеры делятся на горизонтальные, вертикальные, параллельные, повернутые. Различают способы нанесения размеров от одной или
нескольких общих баз.
Двумерные редакторы предоставляют средства нанесения размеров, которые существенно упрощают этот трудоемкий процесс. Наиболее распространенным является режим полуавтоматического нанесения размеров. В этом режиме пользователю необходимо указать нужный элемент и установить размерное число в требуемую точку. На основе этих данных система автоматически
формирует выносные и размерные линии и рассчитывает размерное число. Вид
размеров и способов их ввода в базу данных определяется набором размерных
переменных. Размерными переменными можно управлять. В большинстве систем предусматривается возможность создания ассоциативных размеров, которые автоматически пересчитываются и перерисовываются при редактировании
соответствующих фрагментов изображений.
Размеры линейные. В табл. 1.5 перечислены типы линейных размеров, полуавтоматическое нанесение которых обеспечивается в двумерных редакторах.
14
Таблица 1.5
Задание точек для нанесения линейных размеров
При вводе обычного (одиночного) горизонтального или вертикального размера необходимо указать точки 1 и 2 выхода выносных линий и точку 3 пересечения размерной линии со второй выносной линией. Система автоматически располагает выносные линии параллельно друг другу, а размерную линию – перпендикулярно им. Если длина размерной линии меньше суммарной длины двух стрелок,
стрелки автоматически будут сформированы снаружи выносных линий.
Если нужно, чтобы размерная надпись сформировалась автоматически с
простановкой квалитета и значений допусков, то пользователю следует выбрать
15
из меню параметров задание квалитета. Если отсутствует необходимость автоматического формирования размерной надписи, то текст надписи вводит пользователь, при этом по умолчанию предлагается надпись, содержащая только
точное значение размера, измеренное по координатам выносных линий.
Система автоматически определяет длину введенной размерной надписи,
исходя из параметров текста. Если надпись помещается между выносными линиями, запрашивается подтверждение на такое ее размещение. В противном
случае или при отказе пользователю предлагаются следующие варианты:
– указать положение надписи (по умолчанию);
– разместить надпись на полке;
– ручное размещение надписи.
При вводе обычного (одиночного) углового размера отмечаются два непараллельных отрезка, между которыми нужно нанести размер, затем точка на
размерной дуге, положение которой определяют радиус и сектор размерной линии. «Резиновые» окружности и радиус указывают текущее положение размера
на чертеже. Режим установки параметров размера аналогичен рассмотренному
ранее случаю нанесения линейных размеров. При автоматическом вводе размерной надписи в ней будут проставлены знаки градуса и минуты, а в случае
ручного ввода текста эти символы должен вводить пользователь.
Размеры угловые. На рис. 1.3 схематично показаны пять типов угловых
размеров, полуавтоматическое нанесение которых поддерживается в двумерных редакторах.
Рисунок 1.3 Типы угловых размеров
Размеры диаметральные можно проставлять только на окружности или
дуге. Для ввода диаметрального размера необходимо указать точку на элементе. Размерная линия пройдет через центр дуги или окружности и указанную
точку. Последовательность выбора параметров размера такая же, как и при
простановке линейных размеров. Знак диаметра подставляется в текст размерной надписи автоматически. При необходимости размерная надпись может
быть полностью введена с клавиатуры.
Размеры радиальные сопровождаются прописной буквой R, размещаемой
16
перед размерным числом, при этом стрелка на размерной линии должна упираться в дугу. Способ нанесения размера при различных положениях размерных линий (стрелок) определяется наибольшим удобством чтения. Для ввода
нужного типа размера выбирают соответствующий вариант из меню.
1.4.2. Штриховка замкнутых областей
Штриховка замкнутых областей на чертежах в двумерных редакторах
выполняется автоматически после задания границ и параметров штриховки.
Границы штриховки, как правило, можно задавать вручную и (или) автоматически. Автоматический способ задания применяется, когда на чертеже имеется
замкнутый контур из уже введенных элементов, ограничивающий штрихуемую
область. В этом случае достаточно лишь указать точку внутри штрихуемого
контура. Если такого контура нет, то можно вручную указать уже имеющиеся
элементы, обозначающие границу области штриховки, а недостающие для ее
замыкания части дорисовать дополнительно. Можно использовать интерактивный выбор границы «по стрелке», когда после указания первого элемента будут
последовательно анализироваться дальнейшие, возможные направления обхода
контура штриховки и пользователю достаточно выбрать нужные. Штриховка
производится от границ штрихуемой области внутрь. Если внутри штрихуемого
объекта нет других объектов, то штриховка выполняется элементарно. Если же
имеются замкнутые вложенные области, то при штриховании в отдельных системах может быть задан один из трех стилей (рис. 1.4).
Рисунок 1.4 Стили штриховок
После указания контура штриховки система запрашивает ее параметры
(тип, угол наклона и шаг). Можно задавать различные цвета штриховок. В табл.
1.6 представлены 7 основных типов штриховок (ГОСТ 2.308-68), которые могут
быть выполнены наряду с другими типами.
В некоторых системах, при автоматическом задании области штриховки,
она должна ограничиваться линиями определенных типов.
17
Таблица 1.6
Типы штриховок
1.4.3. Выполнение чертежных символов
При выполнении конструкторской документации чертежные символы
применяются в описаниях изделий, изготовление которых не определяется однозначно их формой и размерами. Такие символы, как правило, состоят из комбинации графических и текстовых элементов.
Линии-выноски выполняют по правилам ГОСТа 2.316-68. CAD-система с помощью пиктографического меню может предложить на первом этапе выбор необходимого типа линии-выноски, например, из набора, показанного на рис. 1.5.
Рисунок 1.5 Тип линии-выноски
На втором этапе может быть реализован выбор необходимого типа начала
выноски, в частности, для обозначения сварки, пайки, клейки и т. д. (рис. 1.6).
При необходимости можно задать несколько дополнительных выносок от
одной полки. На завершающем этапе, в зависимости от типа линии-выноски,
18
Рисунок 1.6 Тип начала линии-выноски
оформляются надписи, которые могут быть расположены: над/под полкой;
над/под первой выносной линией; в треугольнике; в окружности.
Линии разреза или сечения по ГОСТу 2.303-68 выполняют толщиной от s
до 1,5s (s – толщина основной линии, находящаяся в пределах от 0,5 до 1,4 мм)
с длинами отдельных сегментов (рис. 1.7) от 8 до 20 мм. В диалоге пользователь должен указать, как это показано на рис. 1.7, начальную точку 1, точку излома 2 линии сечения и конечную точку 3.
Рисунок 1.7 Задание точек для нанесения линии разреза
Положение стрелок направления взгляда устанавливается пользователем,
который также должен указать букву для обозначения разреза или сечения и
точку расположения обозначения. Стрелка направления взгляда служит также,
например, для обозначения местного вида по ГОСТу 2.305-68. Для ввода этого
элемента указывают острие и окончание стрелки и вводят текст.
1.4.4. Формирование и редактирование текстовой информации
Возможности двумерных редакторов по работе с текстом, как правило,
существенно перекрывают минимальные требования по вводу и редактированию текстовой информации, обеспечивающие оформление конструкторской
документации. Тексты могут быть выполнены различными типами шрифта, могут растягиваться, сжиматься, центрироваться, наклоняться, зеркально отображаться, вычерчиваться в вертикальной колонке и т. д. В технических чертежах
все надписи можно условно разделить на пять основных групп:
1. Отдельные текстовые строки.
2. Надписи размеров и технологических обозначений.
19
3. Надписи в таблицах.
4. Технические требования.
5. Основная надпись чертежа.
Текстовые строки на чертежах, как правило, вводят в режиме выравнивания по левому краю относительно начальной задаваемой точки. Система запрашивает и выдает установленные по умолчанию параметры текста – высоту,
наклон, сужение символов, угол строки в градусах относительно оси х. Затем
запрашивается сама текстовая строка. Некоторые системы позволяют заранее
подготавливать текст надписи, а затем прочитывать его из файла, что удобно
при наличии надписей, которые часто повторяются на чертежах. В этом текстовом файле длина строки не должна превышать определенного числа символов.
Надписи в таблицах располагать значительно проще в системах, имеющих специальный аппарат для рисования и редактирования таблиц на чертежах.
Технические требования (ТТ) достаточно часто для разных изделий отличаются незначительно. Как показывает практика, удобно иметь набор шаблонов
ТТ (каждый шаблон используется для определенной технологии изготовления)
и создавать новые ТТ путем их редактирования, что заметно экономит время на
оформление чертежа и снижает трудоемкость работы.
Основная надпись чертежа заполняется автоматически. Это означает, что
пользователь не должен заботиться о правильном изображении рамки, основной надписи и дополнительной графы и расположении текста.
Система КОМПАС-3D автоматически размещает основную надпись на
вновь создаваемом листе чертежа. Выбор типа основной надписи определяется
пользователем. Для заполнения основной надписи нужно поместить курсор в
нужную графу (ячейку) и дважды щелкнуть левой клавишей мыши. После этого внешний вид основной надписи изменится – появятся границы ячеек. При
заполнении ячеек система автоматически располагает текст по центру или выравнивает его по левой границе, подбирая необходимую высоту и ширину символов для равномерного заполнения ячеек. Если при этом требуется добавить
строку, то нажимается клавиша <Enter>. Однако, если по ГОСТу данная ячейка
не может содержать более одной строки, дополнительную строку добавить не
удастся. Необходимый межстрочный интервал также устанавливается автоматически. Профессиональная версия системы располагает средствами полуавтоматического заполнения ячеек.
20
1.5. Создание и использование групп графических примитивов
Существует большое количество изделий, одинаковых по форме, но отличающихся своими геометрическими характеристиками – размерами.
При работе с КОМПАС-3D можно сохранять созданные изображения типовых деталей во фрагментах, а затем читать их в новые чертежи. Однако это
не всегда удобно, т. к. после чтения фрагмента зачастую требуется редактировать изображение для получения необходимых размеров. Для упрощения и ускорения разработки чертежей, содержащих типовые и стандартизованные детали, очень удобно применять готовые параметрические библиотеки.
Параметрическая библиотека – это приложение, созданное для расширения возможностей КОМПАС и работающее в его среде. Режимы работы с библиотекой могут быть различными (окно, диалог, меню).
После подключения библиотеки к системе пользователь выбирает нужную функцию из ее каталога и запускает на исполнение.
Типичным примером библиотек являются конструкторская библиотека
стандартных машиностроительных элементов, значительно ускоряющая проектирование сборочных единиц и оформление сборочных чертежей.
1.5.1. Работа с конструкторской библиотекой
Для вызова библиотеки из меню Сервис надо выбрать команду Подключить библиотеку (рис. 1.8).
Рисунок 1.8 Команда подключения библиотек
Для подключения Конструкторской библиотеки выбираем в диалоговом окне файл constr.rtw (рис. 1.9). Для обращения к библиотеке используем
появившийся в главном меню пункт Библиотеки. Далее выбираем одну из
подключенных библиотек, после чего – необходимую деталь. Например, в разделе БОЛТЫ – Болт ГОСТ 7795-70 (рис. 1.10).
21
Рисунок 1.9 Диалоговое окно выбора необходимого файла библиотеки
Рисунок 1.10 Команда выбора необходимой детали
Одним щелчком на строке выбранного элемента активизируем следующее диалоговое окно, предназначенное для выбора параметров винта
(рис. 1.11). После назначения необходимых для винта параметров и выбора
изображения система перейдет в режим работы с документом. При этом на экране появится фантом изображения винта с заданной базовой точкой, которую
необходимо переместить в соответствующее место. Затем винту следует придать требуемое положение.
После вставки элемента в чертеж необходимо, как правило, удалить лишние
элементы и отредактировать штриховку. Помимо изображений стандартных изделий, в библиотеку входят изображения конструктивных элементов, таких как болты. На рис. 1.12 представлена конфигурация конструкторской библиотеки.
22
Рисунок 1.11 Диалоговое окно выбора параметров винта
Рисунок 1.12 Конфигурация конструкторской библиотеки КОМПАС-3D
23
2. Общие сведения о системе КОМПАС-3D
2.1. Основные типы документов
В терминах КОМПАС-3D любое изображение, которое можно построить
средствами системы, принято называть документом. С помощью КОМПАС-3D
можно создавать документы трех типов: детали, плоские чертежи и фрагменты.
В случаях, когда идет речь о трехмерных изображениях деталей, употребляется
еще один термин – модель. Построение моделей выполняется средствами модуля трехмерного моделирования.
Деталь – модель изделия, изготавливаемого из однородного материала, без
применения сборочных операций. Детали хранятся в файлах с расширением m3d.
Чертеж – основной тип графического документа в КОМПАС-3D. Чертеж
содержит графическое изображение изделия, основную надпись, рамку, иногда –
дополнительные объекты оформления (знак неуказанной шероховатости, технические требования и т. д.). Чертеж КОМПАС-3D всегда содержит один лист заданного пользователем формата. В файле чертежа КОМПАС-3D могут содержаться не только чертежи (в понимании ЕСКД), но и схемы, плакаты и прочие
графические документы. Чертежи хранятся в файлах с расширением cdw.
Фрагмент – вспомогательный тип графического документа в КОМПАС3D. Фрагмент отличается от чертежа отсутствием рамки, основной надписи и
других объектов оформления конструкторского документа. Он используется
для хранения изображений, которые не нужно оформлять как отдельный лист
(эскизные прорисовки, разработки и т. д.). Кроме того, во фрагментах также
хранятся созданные типовые решения для последующего использования в других документах. Файл фрагмента имеет расширение frw.
2.2. Основные элементы интерфейса
По сравнению с традиционными Windows-приложениями в КОМПАС-3D
наложены ограничения на одновременную работу с несколькими документами.
Таким образом, в главном окне системы может быть открыт только один документ: чертеж, фрагмент или деталь. Команды вызываются из страниц Главного
меню, контекстного меню или при помощи кнопок на Инструментальных панелях. При работе с документом любого типа на экране отображаются Главное
меню и несколько панелей инструментов: Стандартная, Вид, Текущее со-
24
стояние, Компактная.
Главное меню системы служит для вызова команд (рис. 2.1). Вызов некоторых из них возможен также с помощью кнопок Инструментальных панелей.
По умолчанию Главное меню располагается в верхней части окна.
Рисунок 2.1 Главное меню
При выборе пункта меню раскрывается перечень команд этого пункта.
Некоторые из команд имеют собственные подменю. Для вызова команды (выполнения соответствующего ей действия) щелкните мышью на ее названии.
Панель Стандартная содержит кнопки вызова команд стандартных операций с файлами и объектами (рис. 2.2).
Рисунок 2.2 Панель Стандартная
Для включения отображения ее на экране служит команда Вид | Панели
инструментов | Стандартная. Панель Вид содержит кнопки вызова команд настройки отображения активного документа. Набор полей и кнопок панели Вид
зависит от того, какой документ активен (рис. 2.3).
Рисунок 2.3 Панель Вид при работе с деталями
Для включения отображения ее на экране служит команда Вид | Панели
инструментов | Вид.
Панель текущего состояния служит для отображения параметров текущего состояния активного документа. Набор полей и кнопок Панели текущего
состояния зависит от того, какой документ активен (рис. 2.4).
Для включения отображения ее на экране служит команда Вид | Панели
инструментов | Текущее состояние.
25
Рисунок 2.4 Панель текущего состояния при работе с фрагментами
Компактная панель содержит кнопки переключения между Инструментальными панелями и кнопки самих Инструментальных панелей. Состав Компактной
инструментальной панели зависит от типа активного документа (рис. 2.5).
Рисунок 2.5 Компактная панель в режиме редактирования детали
Панель свойств служит для управления процессом выполнения команды.
На ней расположены одна или несколько вкладок и Панель специального
управления (рис. 2.6).
Рисунок 2.6 Панель свойств
Строка сообщений (если ее показ не отключен при настройке системы)
содержит подсказки по текущему действию или описание выбранной команды.
Справка по текущему действию или активному элементу интерфейса вызывается нажатием клавиши <F1>, вызов других типов справки – через страницу меню Справка.
2.3. Контекстные меню
Команды для выполнения многих часто используемых действий можно
26
вызвать из контекстного меню. Эти меню появляются на экране при нажатии
правой кнопки мыши. Состав меню будет разным для различных ситуаций. В
нем будут собраны наиболее типичные для данного момента работы команды.
Например, во время создания линейного размера при щелчке правой
кнопкой мыши на экране появится меню, показанное на рис. 2.7.
Рисунок 2.7 Контекстное меню при нанесении линейного размера
Таким образом, при выполнении различных действий можно быстро обратиться к нужной команде не только через Главное меню или Инструментальные панели, но и через контекстные меню, причем последний способ является
наиболее быстрым.
2.4. Управление изображением модели
Для управления масштабом изображения модели предназначены команды
Увеличить масштаб рамкой, Увеличить масштаб, Уменьшить масштаб,
Масштаб по выделенным объектам, Приблизить/отдалить, Показать все.
Эти команды расположены в меню Вид, а кнопки для их быстрого вызова – на
панели Вид.
Можно управлять коэффициентом изменения масштаба, использующимся
при выполнении команд Увеличить масштаб и Уменьшить масштаб. Для того чтобы настроить его величину, вызовите из меню Сервис команду На-
27
стройка интерфейса, в появившемся диалоговом окне выберите пункт Редактор моделей | Управление изображением. Введите в поле Коэффициент изменения масштаба нужное значение коэффициента. Выйдите из диалога, нажав кнопку OK. После этого масштабирование изображения будет производиться с указанным вами коэффициентом.
Чтобы передвинуть изображение модели в окне, нажмите кнопку Сдвинуть
на панели Вид: . Или вызовите соответствующую команду из меню Вид.
Для быстрого сдвига изображения (без вызова специальной команды)
можно воспользоваться клавиатурными комбинациями <Shift>+<стрелки>. Нажатие на любую из них вызывает перемещение изображения в соответствующую сторону.
Величина перемещения изображения при однократном нажатии управляющей клавиатурной комбинации называется шагом перемещения. Чтобы настроить его величину, вызовите команду Сервис | Параметры… | Система |
Редактор моделей | Управление изображением. Введите в поле Шаг перемещения изображения модели нужное значение шага или выберите его из
списка. Выйдите из диалога, нажав кнопку OK. После этого сдвиг модели при
помощи клавиатурных комбинаций будет производиться с указанным шагом.
При создании модели может возникнуть необходимость видеть ее с разных сторон. Для этого в КОМПАС-3D предусмотрена возможность вращения
модели.
Чтобы повернуть модель, вызывается команда Вид | Повернуть или нажимается кнопка Повернуть на панели Вид:
. Вы можете вращать модель
вокруг центра габаритного параллелограмма, вокруг точки (вершины, центра
сферы), вокруг оси (вспомогательной оси, прямолинейного ребра, оси операции) или вокруг оси, проходящей через указанную точку плоскости (вспомогательной плоскости, плоской грани детали) перпендикулярно ей.
Часто требуется такая ориентация, при которой одна из плоскостей проекций параллельна плоскости экрана (в этом случае изображение модели соответствует ее изображению на чертеже в стандартной проекции, например, на
виде сверху или слева). Такую ориентацию трудно получить, поворачивая модель мышью. В этом случае для изменения ориентации можно пользоваться
предусмотренным системой списком названий ориентаций.
На панели Вид расположена кнопка Ориентация:
. Нажатие на
28
стрелку рядом с этой кнопкой вызывает меню (рис. 2.8) с перечнем стандартных названий ориентаций: Сверху, Снизу, Слева, Справа, Спереди, Сзади,
Изометрия XYZ, Изометрия YZX, Изометрия ZXY, Диметрия (каждое из
них соответствует направлению взгляда наблюдателя на модель).
Рисунок 2.8 Меню выбора стандартных ориентаций
Из этого меню выбирается команда, соответствующая нужной ориентации. Изображение будет перестроено в соответствии с указанным направлением взгляда. Иногда требуется, чтобы параллельной плоскости экрана оказалась
не проекционная плоскость, а вспомогательная плоскость или плоская грань
детали. Чтобы установить такую ориентацию, выделите нужный плоский объект и вызовите из меню кнопки Ориентация команду Нормально к….
Модель повернется так, чтобы направление взгляда было перпендикулярно выбранному объекту. Можно не только использовать стандартные названия
ориентаций, но и запоминать текущую ориентацию под каким-либо именем, а
затем возвращаться к ней в любой момент, выбрав это имя из списка. Для этого
следует нажать кнопку Ориентация. На экране появится диалоговое окно
Ориентация вида со списком существующих в модели названий ориентаций.
Далее надо нажать кнопку Добавить и ввести название новой ориентации, которое появится в списке названий ориентаций. В конце нужно нажать кнопку
Выход. Новое название появится в меню кнопки Ориентация на панели Вид.
29
Впоследствии, когда ориентация модели изменится, можно выбрать созданную ориентацию из меню кнопки Ориентация, и модель повернется так,
чтобы ее ориентация соответствовала указанному названию.
В диалоге выбора ориентации, появляющемся на экране по нажатию на
кнопку Ориентация, можно не только создать новую ориентацию, но и выбрать существующую, а также удалить из списка созданное пользователем название ориентации.
Чтобы выбрать существующую ориентацию, следует выделить ее название в списке и нажать кнопку Установить. Изображение будет перестроено в
соответствии с указанным направлением взгляда. Чтобы удалить название ориентации из списка, его надо выделить и нажать кнопку Удалить диалогового
окна Ориентация вида. Указанное название исчезнет из списка; дальнейший
выбор соответствующей ориентации будет невозможен. Удаление стандартных
названий ориентаций (они начинаются с символа «#») не допускается. Чтобы
закрыть диалог выбора ориентации, нужно нажать кнопку Выход.
2.5. Управление режимом отображения детали
При работе в КОМПАС-3D доступно несколько типов отображения модели: каркас, отображение без невидимых линий или с тонкими невидимыми
линиями и полутоновое отображение. Чтобы выбрать тип отображения, вызовите команду Вид | Отображение и укажите нужный вариант. Можно также
воспользоваться кнопками на панели Вид.
Каркас представляет собой совокупность всех ребер и линии очерка модели. Чтобы отобразить модель в виде каркаса, нужно вызвать команду Вид
|Отображение | Каркас или нажать кнопку Каркас на панели Вид.
Отображение модели с удалением невидимых линий представляет собой
совокупность видимых (при текущей ориентации модели) ребер, видимых частей ребер и линии очерка модели.
Чтобы отобразить модель без невидимых линий, следует вызвать команду
Вид | Отображение | Без невидимых линий или нажать кнопку Без невидимых линий на панели Вид:
.
Невидимые линии (невидимые ребра и части ребер) можно отобразить отличающимся от видимых линий (более светлым) цветом. Чтобы отобразить модель с невидимыми линиями другого цвета, нужно вызвать команду Вид | Ото-
30
бражение | Невидимые линии тонкие или нажать кнопку Невидимые линии
тонкие на панели Вид: .
Полутоновое отображение позволяет увидеть поверхность модели и получить представление о ее форме. Чтобы получить полутоновое отображение модели, надо вызвать команду Вид | Отображение | Полутоновое или нажать кнопку
Полутоновое на панели Вид:
. При полутоновом отображении модели учитываются оптические свойства ее поверхности (цвет, блеск, диффузия и т. д.).
Посредством перспективы возможно получить еще более реалистичное
изображение детали в соответствии с особенностями зрительного восприятия
человека. Точка схода перспективы расположена посередине окна детали. Все
перечисленные ранее режимы отображения (каркасное, полутоновое, без невидимых линий и с тонкими невидимыми линиями) можно сочетать с перспективной проекцией. Для получения отображения модели с учетом перспективы
следует вызвать команду Вид | Отображение | Перспектива или нажать кнопку Перспектива на панели Вид: .
Какой бы тип отображения не был выбран, он не оказывает влияния на
свойства модели. Например, при выборе каркасного отображения модель остается сплошной и твердотельной (а не превращается в набор «проволочных» ребер), просто ее поверхность и материал не показываются на экране.
2.6. Дерево модели
Дерево построения документа – структурированный список («дерево»)
объектов, отражающий последовательность создания документа. Отображение
значка «+» рядом с объектом означает, что он имеет подчиненные объекты.
Чтобы развернуть их список, щелкните мышью на значке. Контекстные меню
объектов Дерева построения облегчают доступ к командам, которые наиболее
часто используются при работе с объектами данного типа. При работе с любой
деталью на экране может отображаться окно, содержащее Дерево модели.
Дерево модели – это графическое представление набора объектов, составляющих деталь. Корневой объект Дерева – сама деталь. Пиктограммы объектов
автоматически возникают в Дереве модели сразу после фиксации этих объектов
в детали.
В зависимости от выбранного варианта отображения объекты детали могут располагаться в Дереве в порядке создания или группироваться по типам.
31
Дерево модели отображается в отдельном окне, которое всегда находится внутри окна документа-детали. В верхней части окна Дерева находится Панель
управления, содержащая четыре кнопки:
.
В Дереве модели отображаются: обозначение начала координат, плоскости, оси, эскизы, операции и Указатель окончания построения модели.
Эскиз, задействованный в любой операции, размещается на «ветви» Дерева модели, соответствующей этой операции. Слева от названия операции в
Дереве отображается знак «+». После щелчка мышью на этом знаке в Дереве
разворачивается список участвующих в операции эскизов. Эскизы, не задействованные в операциях, отображаются на верхнем уровне Дерева модели.
Каждый элемент автоматически возникает в Дереве модели сразу после
того, как он создан. Название присваивается элементам также автоматически в
зависимости от способа, которым они получены. Например, «Ось через ребро»,
«Плоскость через три вершины», «Операция вращения», «Фаска» и т. д.
В детали может существовать множество однотипных элементов. Чтобы
различать их, к названию элемента автоматически прибавляется порядковый
номер элемента данного типа. Например, «Скругление:1» и «Скругление:2».
Можно переименовать любой элемент в Дереве модели. Для этого необходимо дважды щелкнуть мышью по его названию; оно откроется для редактирования. Введите новое название элемента и щелкните мышью вне списка элементов дерева. Новое название элемента будет сохранено в Дереве модели.
Слева от названия каждого объекта в Дереве отображается пиктограмма,
соответствующая способу, которым этот элемент получен. Пиктограмму, в отличие от названия объекта, изменить невозможно. Благодаря этому при любом переименовании элементов в Дереве построения остается наглядная информация о
способе и порядке их создания. Дерево модели служит не только для фиксации
последовательности построения, но и для облегчения выбора и указания объектов
при выполнении команд. Обычно пиктограммы отображаются в Дереве модели
синим цветом. Если объект выделен, то его пиктограмма в Дереве зеленая. Если
объект указан для выполнения операции, то его пиктограмма в Дереве красная.
Можно отключить показ Дерева модели. Для этого из меню Вид вызывается команда Дерево модели. Чтобы включить показ Дерева, команда вызывается снова. Когда показ Дерева включен, рядом с названием команды в меню
отображается «галочка».
32
2.7. Геометрический калькулятор
Геометрическим калькулятором называют механизм получения количественной информации о параметрах и взаимном расположении объектов с целью использования ее при построении других объектов.
Например, при помощи геометрического калькулятора можно построить
окружность с радиусом, равным длине какого-либо объекта, отрезок с углом
наклона, равным углу между другими отрезками, и т. д.
При создании или редактировании какого-либо объекта на Панели
свойств отображаются поля для ввода значений параметров этого объекта.
Можно ввести данные об элементе вручную, явно набрав их в соответствующих полях. Однако КОМПАС-3D предоставляет и другой способ ввода – непосредственное снятие значений параметров с чертежа. Для подобного снятия параметров и используется геометрический калькулятор.
Рассмотрим ситуацию, когда вычерчивается отрезок. На Панели свойств
доступны поля ввода значений координат точек отрезка, его угла наклона и
длины. Если установить курсор над каким-либо из полей и щелкнуть правой
кнопкой мыши, на экране появится меню команд геометрического калькулятора, причем набор команд зависит от типа параметра. Например, если вызван
геометрический калькулятор над полем ввода длины отрезка, то будут предложены именно команды снятия длин (расстояние между точками, длина элемента и т. п.). Для поля ввода угла будет, соответственно, выдано меню снятия угловых величин, а для полей координат – меню снятия значений координат (оно
практически совпадает с меню привязок).
Рассмотрим применение геометрического калькулятора на несложном
вычерчивании отрезка, параллельного другому отрезку. Щелкните правой
кнопкой мыши над полем угла наклона, выберите в появившемся меню команду Наклон прямой/отрезка и укажите курсором тот отрезок, параллельно которому нужно выполнить построение. Значение угла наклона относительно оси
х текущей системы координат будет снято, занесено в поле Панели свойств и
зафиксировано. Таким образом, средства геометрического калькулятора позволяют использовать параметры уже существующих объектов чертежа при построении или редактировании других объектов.
Меню геометрического калькулятора выводится на экран при нажатии
правой кнопки мыши в то время, когда курсор находится над каким-либо из по-
33
лей Панели свойств при выполнении различных команд создания и редактирования объектов. С помощью команд меню можно выполнить снятие значений
геометрических величин (координат точек, размеров, углов и т. п.) с объектов
для их автоматического занесения в поля Панели свойств.
В зависимости от того, над полем ввода какого параметра находился курсор при вызове меню, будет сформирован подходящий набор команд. Подавляющее большинство команд совпадает с соответствующими командами меню
привязок. Перечислим дополнительные команды.
При вводе значений координат доступна команда На кривой, ближайшей к другой кривой.
При вводе значений линейных величин доступны следующие команды:
Длина кривой; Длина сегмента кривой; Между 2 точками; Между 2 точками на
кривой; Между двумя кривыми; От точки до кривой; Радиус; Полуось эллипса;
Длина строки текста; Габарит объекта.
При вводе значений угловых величин доступны следующие команды: Направление прямой/отрезка; Наклон касательной; Наклон нормали; Раствор дуги; Между прямыми/отрезками; Наклон оси эллипса; По 2 точкам (с осью X);
По 3 точкам; Направление строки текста; По точке на окружности/дуге.
При вводе значения масштаба доступны следующие команды: Отношение длин кривых; Отношение радиусов. Для вызова нужного способа снятия
параметров выберите его название из меню. Рассмотрим этапы решения с помощью геометрического калькулятора планиметрической задачи.
Пример 2.1
Условие. Определить периметр треугольника ABC, построив его по следующим заданным параметрам: медиане AK и вершине В, если AK = 51,5 мм,
BK = 32 мм, AB = 65 мм (рис. 2.9).
Рисунок 2.9 Исходный треугольник
Решение. Для проведения BC воспользуемся командами геометрического
калькулятора. Для этого, начиная отрезок из точки K, нажмем правую кнопку
34
мыши на Панели свойств, из контекстного меню для поля Угол выберем команду Направление прямой/отрезка (рис. 2.10, а) и укажем ось KB (рис. 2.10, б).
Рисунок 2.10 Проведение ВС
При этом, нажав правую кнопку мыши над полем Длина, выбираем из
контекстного меню пункт Длина кривой (рис. 2.11, а) и помечаем прямую KB
(рис. 2.11, б).
а
б
Рисунок 2.11 Помечаем КВ
В итоге получаем сторону BC и искомый треугольник АВС (рис. 2.12). С
помощью команды Длина кривой с инструментальной панели Измерения
(2D) определяем периметр, который равен 185 мм.
35
Рисунок 2.12 Треугольник построен
2.8. Измерение характеристик плоских и пространственных объектов
При работе с моделью детали может возникнуть необходимость узнать
расстояние или угол между вершинами, ребрами, осями, гранями и плоскостями. В КОМПАС-3D возможно измерение различных геометрических характеристик, а также расчет массо-инерционных характеристик детали (объема, массы, координат центра тяжести, осевых и центробежных моментов инерции, направления главных осей инерции).
2.8.1. Измерение характеристик плоских объектов
Вызов команд осуществляется нажатием соответствующих кнопок на Инструментальной панели Измерения (2D) или выбором названия команд в меню
Сервис | Измерить (рис. 2.13).
Не выходя из команды, можно определить метрические характеристики
нескольких объектов. Последовательно указывайте курсором нужные объекты.
Система запомнит и покажет в диалоговом окне все значения необходимых измерений. В окне Информация будут отображаться соответствующие значения.
Можно сохранить или распечатать результаты измерения. Для этого воспользуйтесь командами меню окна Информация.
Для выхода из команды нажмите кнопку Прервать команду на Панели
специального управления, клавишу <Esc> или закройте окно Информация: .
– Команда Расстояние между 2 точками позволяет определить расстояние
между двумя точками в текущей системе координат. После вызова команды укажите курсором точки, расстояние между которыми требуется определить. Для
точного позиционирования курсора воспользуйтесь привязками или меню геометрического калькулятора в полях Первая точка и Вторая точка на Панели
свойств. В окне Информация появится значение расстояние между указанными
36
Рисунок 2.13 Команды меню Сервис│Измерить для плоских объектов
точками, расстояние между ними по осям х и у, а также координаты точек.
– Команда Расстояние между 2 точками на кривой позволяет определить длину участка кривой, ограниченного указанными точками. После вызова
команды укажите курсором кривую, вдоль которой будет измеряться расстояние, а затем – две лежащие на ней точки. В окне Информация появится значение длины участка кривой, ограниченного указанными точками, а также некоторые справочные параметры. Если необходимо измерить несколько участков
одной и той же кривой, после ее указания нажмите кнопку Запомнить состояние на Панели специального управления:
. Чтобы указать другую кривую
для измерения, нажмите кнопку Указать заново: .
– Команда Длину кривой позволяет измерить полную длину произвольной кривой. После вызова команды укажите курсором кривую, длину которой
требуется определить. Выбранная кривая будет выделена красным цветом, а
значение ее длины появится в окне Информация. Если требуется вычислить
суммарную длину объектов (отрезков, дуг, сплайнов) или их частей, составляющих непрерывную последовательность, нажмите кнопку Обход границы
по стрелке на Панели специального управления:
. Система перейдет в режим
37
обхода границы по стрелке. Сформируйте нужную фигуру. Она будет выделена
красным цветом, а соответствующее значение длины появится в окне Информация. Если требуется измерить длину временной (не существующей в чертеже) ломаной, нажмите кнопку Ручное рисование границ на Панели специального управления:
. Система перейдет в режим ручного рисования границ.
Сформируйте нужную фигуру. Она будет выделена красным цветом, а соответствующее значение длины появится в окне Информация.
– Команда Расстояние от кривой до точки позволяет определить расстояние между кривой и точкой. После вызова команды укажите курсором кривую, а затем – точку, расстояние до которой нужно определить. Для точного
позиционирования курсора воспользуйтесь привязками или меню геометрического калькулятора в полях Точка вне кривой и Точка на кривой на Панели
свойств. В окне Информация появится значение расстояния от кривой до указанной точки, а также некоторые справочные параметры. Если необходимо измерить расстояния между разными точками и одной и той же кривой, после ее
указания нажмите кнопку Запомнить состояние на Панели специального
управления:
. Чтобы указать другую кривую для измерения, нажмите кнопку
Указать заново: .
– Команда Расстояние между 2 кривыми позволяет определить расстояние между двумя выбранными кривыми. После вызова команды укажите курсором первую и вторую кривые, расстояние между которыми нужно определить. В окне Информация появится значение расстояния между кривыми, а
также некоторые справочные параметры. Возможно измерение только ненулевых расстояний, т. е. указанные кривые не должны пересекаться. Если необходимо измерить расстояния от нескольких разных кривых до одной и той же
кривой, после ее указания нажмите кнопку Запомнить состояние на Панели
специального управления:
. Чтобы указать другую кривую для измерения,
нажмите кнопку Указать заново: .
– Команда Угол между 2 прямыми/отрезками позволяет измерить угол
между двумя прямолинейными объектами (прямыми, отрезками, звеньями ломаной и т. п.).
– Команда Угол по 3 точкам позволяет измерить угол, указав три образующие его точки. После вызова команды укажите курсором вершину угла и
две точки, лежащие на его сторонах. Для точного позиционирования курсора
38
воспользуйтесь привязками или меню геометрического калькулятора в полях
Вершина угла, Первая точка и Вторая точка на Панели свойств. В окне Информация появится значение угла, образованного заданными точками. Если
необходимо измерить несколько углов с общей вершиной, после ее указания
нажмите кнопку Запомнить состояние на Панели специального управления:
. Чтобы указать новую вершину угла, нажмите кнопку еще раз.
– Команда Площадь позволяет измерить площадь произвольной фигуры.
После вызова команды укажите курсором точку внутри замкнутой области, ограниченной пересекающимися геометрическими объектами. Система автоматически
определит границы фигуры, образованной этими объектами. Она будет выделена
красным цветом, а значение ее площади появится в окне Информация. Если требуется вычислить площадь фигуры, ограниченной замкнутым контуром, нажмите
кнопку Указать замкнутую кривую на Панели специального управления и укажите нужный контур: . Фигура, ограниченная выбранным контуром, будет выделена красным цветом, а соответствующее значение площади появится в окне
Информация. Если требуется вычислить площадь фигуры, образованной набором геометрических объектов, нажмите кнопку Обход границы по стрелке на
Панели специального управления: . Система перейдет в режим обхода границы
по стрелке. Сформируйте нужную фигуру. Она будет выделена красным цветом, а
соответствующее значение площади появится в окне Информация.
Если границы фигуры, площадь которой требуется вычислить, не существуют в чертеже, вы можете сформировать временную ломаную линию. Для этого нажмите кнопку Ручное рисование границ на Панели специального управления: . Система перейдет в режим ручного рисования границ. Сформируйте
нужную фигуру. Она будет выделена красным цветом, а соответствующее значение площади появится в окне Информация.
2.8.2. Измерение характеристик пространственных объектов
Для вызова команды нажмите соответствующую кнопку на панели Измерения (3D) или выберите ее название из меню Сервис | Измерить (рис. 2.14).
Точность вычислений и единицы измерения длины вы можете задать, используя элементы управления вкладки Измерение на Панели свойств. Результаты вычислений отображаются в появляющемся на экране окне Информация.
Для завершения команды проверки пересечений нажмите кнопку Пре-
39
Рисунок 2.14 Команды меню Сервис│Измерить для пространственных объектов
рвать команду на Панели специального управления или закройте окно Информация: .
– Команда Измерить | Длину ребра позволяет измерить длину ребер или
периметр грани детали. Последовательно указывайте курсором ребра, длину
которых вы хотите измерить. Если указать курсором грань, будет измерена
длина всех ограничивающих ее ребер. Выбранные ребра будут подсвечиваться.
В окне Информация появится список измеренных длин. В конце списка будет
указана сумма измеренных значений. Если требуется измерить периметр грани,
укажите эту грань сразу после вызова команды. В этом случае сумма измеренных значений будет соответствовать ее периметру. Если какой-либо объект
(ребро или грань) указан повторно, подсветка с него снимается, а соответствующие ему результаты измерения исключаются из списка.
– Команда Измерить | Расстояние и угол позволяет измерить расстояние
и, если возможно, угол между двумя указанными объектами (конструктивными
осями и плоскостями, гранями, ребрами и вершинами). Последовательно указывайте курсором пары объектов, расстояние и угол между которыми требуется
измерить. Объекты можно указывать в любой комбинации (например, плоскость и вершина, ребро и ось, две грани). Выбранные объекты будут подсвечиваться. В окне Информация появятся значение расстояния между ними (если
оно не нулевое) и значение угла между ними (если объекты не параллельны и
40
не перпендикулярны). Если объекты пересекаются, параллельны или перпендикулярны, в окне Информация появится соответствующее сообщение. Если
требуется измерить расстояние и угол между одним объектом и несколькими
другими, после указания первого объекта нажмите кнопку Запомнить состояние на Панели специального управления, а затем укажите другие объекты:
.
– Команда Измерить | Площадь позволяет измерить площадь граней детали. Последовательно указывайте курсором грани, площадь которых требуется
измерить. Выбранные грани будут подсвечиваться. В окне Информация появится список измеренных площадей. В конце списка будет указана сумма измеренных значений. Если какая-либо грань указана повторно, подсветка с нее
снимается, а соответствующий ей результат измерения исключается из списка.
– Команда Сервис | МЦХ модели позволяет выполнить расчет массоцентровочных характеристик существующей модели и определить следующие параметры: масса; площадь; объем; центр масс.
3 Введение в трехмерное моделирование деталей
Трехмерное твердотельное моделирование является единственным средством, которое обеспечивает создание наиболее полной электронной модели
изделия. ГОСТ 2.052-2006 (Электронная модель изделия) устанавливает следующие термины с соответствующими определениями:
– электронная геометрическая модель – модель, описывающая геометрическую форму, размеры и иные свойства изделия, зависящие от формы и размеров;
– твердотельная модель – трехмерная электронная модель, представляющая форму изделия как результат композиции заданного множества геометрических элементов с применением элементов булевой алгебры к этим геометрическим элементам;
– геометрический элемент – линия, точка, плоскость, поверхность, геометрическая фигура и геометрическое тело.
3.1. Формирование основания модели детали
В общем случае порядок создания модели включает формирование основания, приклеивание и вырезание дополнительных элементов, построение массивов элементов и зеркальное копирование, создание дополнительных конструктивных элементов (рис. 3.1).
41
Рисунок 3.1 Этапы создания твердотельной модели детали: а – формирование основания; б – приклеивание дополнительного элемента; в – построение массива элементов скруглений; г – создание дополнительных конструктивных элементов
Формирование отдельных трехмерных объектов начинается с создания
эскиза – плоской фигуры, на основе которой образуется объемное тело. Эскиз
может располагаться в одной из стандартных плоскостей проекций, на плоской
грани существующего тела или во вспомогательной плоскости, положение которой задано пользователем. Эскиз создается на плоскости стандартными средствами двумерного редактора и состоит из одного или нескольких контуров.
При построении эскиза под контуром понимается любой линейный графический объект или совокупность последовательно соединенных линейных объектов (отрезков, ломаных, дуг и т. д.). Основные требования к контурам в эскизах:
– контуры в эскизе не пересекаются и не имеют общих точек;
– контур в эскизе изображается стилем линии Основная;
– если контуров несколько, все они должны быть замкнуты, при этом
один контур должен быть наружным, другие – вложенными в него.
При построении эскиза в системе КОМПАС-3D доступны все команды
построения и редактирования изображения, а также сервисные возможности.
Исключением является невозможность ввода некоторых технологических обозначений и объектов оформления. По умолчанию в эскизе включен параметрический режим. В этом режиме наносятся параметрические размеры – размеры,
управляющие положением выносных линий, привязанных к определенным
точкам эскиза. С изменением параметрических размеров изменяется геометрия
контуров в эскизе. В эскиз можно перенести изображение из ранее подготовленного чертежа или фрагмента. Это позволяет при создании трехмерной модели опираться на существующую чертежно-конструкторскую документацию.
Объемные элементы образуются в результате операций – формообразующих перемещений эскизов. В основе операций, показанных на рис. 3.2, построение трехмерной модели детали начинается с создания основания – ее пер-
42
Рисунок 3.2 Основные формообразующие операции создания трехмерных объектов: а – операция выдавливания; б – операция вращения; в – кинематическая
операция; г – операция по сечениям
вого формообразующего элемента. Основание есть у любой детали и оно всегда
одно. При построении основания можно использовать любую из четырех перечисленных выше формообразующих операций.
Форма основания детали определяется из конструкции будущей детали.
При выборе формы основания деталь разбивается на составляющие ее формообразующие элементы (параллелепипеды, призмы, цилиндры, конусы, торы,
кинематические элементы и т. д.). При этом мелкие конструктивные элементы
(фаски, скругления, проточки и т. п.) из рассмотрения исключаются.
Чаще всего в качестве основания используют самый крупный из этих
элементов. Если в составе детали есть несколько сопоставимых по размерам
элементов, то в качестве основания можно использовать любой из них.
3.2. Добавление и удаление материала детали
Добавление материала детали – это создание в ней новых тел, а также
приклеивание к имеющемуся телу (телам) новых элементов. Тело детали – это
область, ограниченная гранями детали. Считается, что эта область заполнена
однородным материалом детали.
Удаление материала детали – это вырезание формообразующих элементов из тел.
43
Как новое тело, так и приклеиваемый или вырезаемый элемент может являться элементом одного из следующих типов: элемент выдавливания; элемент
вращения; элемент по сечениям; кинематический элемент.
Построение любого элемента начинается с создания эскиза. После того
как создание эскиза завершено, необходимо указать, каким способом требуется
перемещать эскиз в пространстве для получения элемента нужного типа, т. е.
выбрать вид формообразующей операции.
Во время выполнения операции добавления над эскизом можно указать,
будет ли создаваемый элемент являться отдельным телом или его необходимо
приклеить – объединить с другими телами. Отличие операций удаления материала от операций добавления состоит в том, что результатом удаления является не создание нового тела или объединение тел, а вычитание или пересечение.
Вычитание формообразующего элемента из тела – это удаление материала, находящегося внутри поверхности элемента.
Пересечение формообразующего элемента и тела – это удаление материала, находящегося снаружи поверхности элемента.
Чтобы выполнить операции вырезания из детали формообразующих элементов, вы можете вызвать команды из группы Операции | Вырезать. Кнопки
для вызова этих команд находятся на панели Редактирование детали.
3.3. Дополнительные конструктивные элементы
К этим командам относятся операции создания фасок, скруглений, круглых отверстий, уклонов и ребер жесткости. Вызвать их можно из меню Операции (рис. 3.3).
– Команда Фаска позволяет создать фаску на указанных ребрах детали
(рис. 3.4, б):
.
Команда не выполняется для ребер, образованных гладко сопряженными
гранями.
– Команда Скругление позволяет скруглить указанные ребра детали
(рис. 3.4, в):
.
Команда Отверстие служит для создания круглого отверстия со сложным профилем: .
Перед вызовом этой команды требуется выделить плоскую грань, на которой должно располагаться отверстие. Фантом отверстия с заданными пара-
44
Рисунок 3.3 Дополнительные конструктивные операции
а
б
в
Рисунок 3.4 Результат построения на исходном объекте а: б – фасок; в – скруглений
метрами отображается в окне детали. Точка привязки отверстия (она помечена
на эскизе красным цветом) по умолчанию располагается в начале локальной
системы координат грани, на которой создается это отверстие.
Чтобы разместить отверстие в нужном месте грани, раскройте поле р в
Строке параметров объектов и введите координаты центра отверстия в поле р.
На рис. 3.5 показаны три из предлагаемых 14 вариантов форм круглых
Рисунок 3.5 Примеры круглых отверстий, которые строятся с помощью команды Отверстие
45
отверстий, которые строятся с помощью команды Отверстие. Буквами обозначены параметры, которым присваиваются необходимые численные значения.
– Команда Уклон позволяет придать уклон плоским граням, перпендикулярным основанию, или цилиндрическим граням, образующие которых перпендикулярны основанию:
грани (рис. 3.6).
. Команда Уклон позволяет наклонить отдельные
Рисунок 3.6 Результат при выполнении команды Уклон
– Команда Ребро жесткости:
детали (рис. 3.7).
. Позволяет создавать ребра жесткости
Рисунок 3.7 Результат при выполнении команды Ребро жесткости
3.4. Система координат и плоскости проекций
В каждом файле детали существует система координат и проекционные
плоскости, определяемые этой системой. Названия этих объектов появляются в
окне Дерево модели после создания нового файла детали. Окно Дерево модели является графическим интерфейсом для управления процессом создания и
редактирования модели изделия. Изображение системы координат появляется
посередине окна построения модели; чтобы увидеть изображение проекционных плоскостей, нужно выделить их в Дереве построений.
Плоскости показываются на экране в виде прямоугольников, лежащих в
этих плоскостях; такое отображение позволяет увидеть расположение плоскости в пространстве. Плоскости проекций и систему координат невозможно уда-
46
лить из файла модели. Их можно переименовать, а также отключить их показ в
окне модели. В системе КОМПАС-3D при ориентации Изометрия XYZ координатные оси и плоскости проекций расположены так, как показано на рис. 3.8,
а. Эта ориентация не совпадает с требованиями ГОСТа 2.317-69 (рис. 3.8, б).
Рисунок 3.8 Ориентация координатных осей и плоскостей проекций:
а – в системе КОМПАС-3D; б – по ГОСТу 2.317-69
При выполнении чертежа детали необходимо правильно выбрать главное
изображение. Согласно ГОСТу 2.305-68, в качестве главного принимается изображение на фронтальной плоскости проекций. Предмет располагают относительно
фронтальной плоскости проекций так, чтобы изображение на ней давало наиболее
полное представление о форме, размерах и функциональном назначении предмета.
При создании трехмерной модели от выбора главного вида зависит форма
основания моделируемой детали и эскиза этого основания. На рис. 3.9 показана
47
Рисунок 3.9 Связь между аксонометрическим изображением, расположением
эскиза и стандартными видами
связь между аксонометрическим изображением, расположением эскиза и стандартными видами (при различных ориентациях главного вида).
На основе анализа изображений на рис. 3.9 можно сделать следующие рекомендации по выбору начальной ориентации плоскостей проекций при создании моделей:
– в общем случае целесообразен выбор ориентации Изометрия XYZ, при
этом изображение в эскизе плоскости yz должно быть перевернуто;
– выбор ориентации Изометрия YZX оправдан при необходимости получения аксонометрии в прямоугольной диметрической проекции;
– ориентацию Изометрия ZXY при выполнении учебных заданий, рассматриваемых в данной книге, не применять.
3.5. Настройка параметров и расчет характеристик моделей
3.5.1. Определение и задание свойств детали
Щелкните правой кнопкой мыши в любом пустом месте окна модели. Из
контекстного меню вызовите команду Свойства (рис. 3.10).
48
Рисунок 3.10 Контекстное меню для выбора команды Свойства
На Панели свойств в поле Обозначение введите обозначение (например,
ПМИГ ХХХХ10) и наименование детали (Опора) в поле Наименование, определите или задайте ее цвет (рис. 3.11). Нажмите кнопку Создать объект на Панели специального управления: . В профессиональной версии возможен выбор марки материала, из которого изготавливается деталь.
Рисунок 3.11 Ввод обозначения и наименование детали, задание ее цвета
3.5.2. Управление свойствами поверхности модели
Очень часто параллельные грани детали сливаются на полутоновом изображении. Восприятие такого изображения можно улучшить, если свойства параллельных граней сделать разными. Чтобы задать свойства поверхности (рис. 3.12)
Рисунок 3.12 Панель настройки оптических свойств
49
(степень блеска, прозрачность и т. д.) через контекстное меню выбора команды
Свойства, необходимо вызвать панель настройки оптических свойств. Настроив
свойства поверхности, необходимо подтвердить сделанные изменения.
3.5.3. Выбор материала
При работе с деталью можно выбрать материал, из которого она должна
изготавливаться. Через контекстное меню выбора команды Свойства необходимо вызвать Панель свойств, переключиться на вкладку Параметры МЦХ и
нажать кнопку Материал (рис. 3.13).
Рисунок 3.13 Панель Материал
На появившейся панели кнопка Выбрать из списка материалов позволяет
выбрать материал из справочного файла плотностей. В окне Плотность материалов (рис. 3.14) можно раскрыть нужный раздел и указать марку материала.
Рисунок 3.14 Окно Плотность материалов
50
3.5.4. Расчет массо-центровочных характеристик модели
Поддерживаются расчеты массы, площади поверхности, объема, координат центра масс, плоскостных, осевых и центробежных моментов инерции. Для
осуществления расчета на Инструментальной панели Измерения (3D) необходимо нажать кнопку МЦХ модели:
.
3.6. Создание ассоциативных видов
В системе КОМПАС-3D имеется возможность создания ассоциативных
чертежей трехмерных деталей. В таких чертежах все виды связаны с моделью
так, что изменения в модели приводят к изменению изображения в каждом ассоциативном виде. Ассоциативное изображение формируется в обычном чертеже. В нем создаются выбранные пользователем ассоциативные виды и разрезы (сечения) трехмерной детали. Виды автоматически располагаются в проекционной связи. При необходимости связь можно отключить. Это дает возможность произвольного размещения видов в чертеже.
3.6.1. Стандартные виды
Для создания в текущем чертеже стандартных видов детали вызовите команду
Вставка | Вид с модели | Стандартные (или нажмите кнопку Стандартные
виды на панели Ассоциативные виды. После вызова команды на экране появится стандартный диалог выбора файла для открытия. Выберите деталь для
создания видов и откройте файл. В окне чертежа возникнет фантом изображения в виде габаритных прямоугольников видов. На Панели свойств появятся
элементы управления (рис. 3.15), которые позволяют задать параметры создаваемых видов. В раскрывающемся списке Ориентация главного вида можно выбрать требуемую ориентацию главного вида.
После нажатия кнопки Схема на экране появится диалоговое окно
(рис. 3.16), в котором можно установить необходимый набор стандартных видов.
Рисунок 3.15 Элементы управления параметрами задаваемых видов
51
Рисунок 3.16 Диалоговое окно Выберите схему видов
В полях Зазор по горизонтали, мм и Зазор по вертикали, мм можно задать необходимые расстояния между главным видом и остальными видами.
На вкладке Параметры (рис. 3.15) можно также назначить цвет изображения активных видов чертежа и установить изображения, а на вкладке Линии
можно изменить стиль линий видимого контура, включить или отключить отображение линий невидимого контура, установить отрисовку линий переходов.
После выбора нужных стандартных видов и настройки их параметров
укажите положение точки привязки изображения – начало координат главного
вида. В чертеж будут вставлены выбранные виды детали, в основную надпись
чертежа передадутся следующие сведения из документа-детали: обозначение;
масса; материал. В Дереве построения чертежа появятся пиктограммы
(рис. 3.17) созданных видов и их названия. Чертеж модели, полученный с помощью команды Стандартные виды, нуждается в некоторой доработке: например, добавлении осевых линий, обозначений центров и т. п. Кроме того, он
не содержит объектов оформления: размеров, технических требований и др.
Рисунок 3.17 Пиктограммы созданных видов
52
3.6.2. Разрез/сечение
Для создания в текущем чертеже вида, содержащего изображение разреза
или сечения модели, вызовите команду Вставка | Вид с модели | Разрез/Сечение
или нажмите кнопку Разрез/сечение на панели Ассоциативные виды.
Укажите в окне чертежа обозначение секущей плоскости. На экране появится
фантом изображения в виде габаритного прямоугольника. На панели свойств появятся элементы управления, которые позволяют задать параметры создаваемых
объектов. После настройки всех параметров укажите положение точки привязки
изображения. В чертеж будет вставлен новый разрез или сечение, а в Дереве построения чертежа появится пиктограмма созданного вида и его название.
3.7. Учебное пособие «Азбука КОМПАС»
«Азбука КОМПАС» – это интерактивное учебное пособие, реализованное
в виде отдельного файла. В пособии представлено 6 уроков по освоению 3Dтехнологии (рис. 3.18).
Рисунок 3.18 Первая страница «Азбуки КОМПАС»
Освоение интерактивного учебного пособия «Азбука КОМПАС», безусловно, может способствовать ускоренному изучению технологий создания
твердотельных моделей изделий.
53
4 Создание трехмерных моделей и выполнение двумерных графических фрагментов
Виды изделий всех отраслей промышленности при выполнении конструкторской документации устанавливает ГОСТ 2.101-68.
Изделием называется любой предмет или набор предметов производства,
подлежащих изготовлению на предприятии. Установлены следующие виды изделий: детали; сборочные единицы; комплексы; комплекты.
Деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и
марке материала без применения сборочных операций, например: валик из одного куска металла, литой корпус, печатная плата. К деталям также относят изделия типа коробки (склеенной, сваренной, спаянной) из одного куска листового материала (картон, листовая сталь).
Части детали, имеющие определенное назначение, называются ее элементами, например: фаска, проточка, ребро и т. п. Виды и комплектность конструкторских документов на изделия устанавливает ГОСТ 2.102-68. Одним из наиболее
распространенных является чертеж детали – документ, содержащий изображение
детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля.
4.1. Изображение плоской детали. Нанесение размеров
Рассмотрим задание 1, в котором необходимо завершить изображение
плоских деталей по представленным половинкам, ограниченным осью симметрии, а также нанести размеры и указать их количество. Перед выполнением задания необходимо ознакомиться со следующими общими правилами нанесения
размеров (ГОСТ 2.307-68):
– размеры изображенного изделия и его элементов определяют по размерным числам, нанесенным на чертеже. Так как размерные числа соответствуют
натуральным размерам изделия, то они не зависят от масштаба изображения;
– общее количество размеров на чертеже должно быть минимальным, но
достаточным для изготовления и контроля изделия;
– каждый размер указывают только один раз;
– линейные размеры указывают в миллиметрах без обозначения единиц
измерения;
– угловые размеры указывают в градусах, минутах и секундах с обозна-
54
чением единицы измерения, например: 4°, 4°30′, 4°30′40″;
– при нанесении размера прямолинейного отрезка размерную линию проводят параллельно этому отрезку, а выносные линии – перпендикулярно размерным;
– при нанесении размера угла размерную линию проводят в виде дуги с
центром в его вершине, а выносные линии – радиально;
– размерные линии предпочтительно наносить вне контура изображения;
– размерную линию, как правило, с обоих концов ограничивают стрелками;
– выносные линии должны выходить за концы стрелок размерной линии
на 1–5 мм;
– минимальные расстояния между параллельными размерными линиями
должны быть 7 мм, а между размерной и линией контура – 10 мм и выбраны в
зависимости от размеров изображения и насыщенности чертежа;
– необходимо избегать пересечения размерных и выносных линий. Поэтому меньшие размеры ставят ближе к контуру изображения, чем большие
размеры;
– размеры двух симметрично расположенных элементов изделия (кроме
отверстий) наносят один раз без указания их количества, группируя, как правило, в одном месте все размеры (рис. 4.1);
Рисунок 4.1 Нанесение размеров для симметрично расположенных элементов
– не допускается повторять размеры одного и того же элемента на разных
изображениях;
– размеры фасок под углом 45° наносят, как показано на рис. 4.2, а. Размеры фасок под другими углами указывают по общим правилам – линейным и
угловым размерами или двумя линейными размерами (рис. 4.2, б);
– если на изображении совмещается вид с разрезом, то размеры, относящиеся к виду, помещают со стороны вида, а размеры, относящиеся к разрезу,
помещают со стороны разреза (рис. 4.2);
55
а
б
Рисунок 4.2 Нанесение размера фаски: а – под углом 450; б – под углами не 450
– размеры, относящиеся к одному и тому же конструктивному элементу
(пазу, выступу, отверстию и т. п.), рекомендуется группировать в одном месте,
располагая на том изображении, где форма данного элемента показана наиболее полно (рис. 4.3);
Рисунок 4.3 Группировка размеров паза
– при нанесении размеров элементов, равномерно расположенных по окружности изделия (например, отверстий), вместо угловых размеров, определяющих
взаимное расположение элементов, указывают только их количество (рис. 4.4);
Рисунок 4.4 Нанесение размеров элементов, равномерно расположенных по окружности изделия
– допускается не наносить на чертеже размеры радиуса дуги окружности
сопрягающихся параллельных линий (рис. 4.5);
56
Рисунок 4.5 Размер радиуса дуги не наносится
– если вид или разрез симметричного предмета или отдельных симметрично расположенных элементов изображают только до оси симметрии или с
обрывом, то размерные линии, относящиеся к этим элементам, проводят с обрывом, и обрыв размерной линии делают дальше оси (рис. 4.6).
Рисунок 4.6 Выполнение обрывов размерных линий
На рис. 4.7 показан пример выполнения задания по рассматриваемой теме.
Рисунок 4.7 Пример изображения плоских деталей и нанесение размеров
57
4.2. Создание трехмерной модели и построение горизонтальной проекции детали
Правила изображения предметов устанавливает ГОСТ 2.305-68. Изображения предметов должны выполняться по методу прямоугольного проецирования. При этом предмет предполагается расположенным между наблюдателем и
соответствующей плоскостью проекций (рис. 4.8, а). За основные плоскости
проекций принимают 6 граней куба. Грани совмещают с плоскостью чертежа,
как показано на рис. 4.8, б.
Рисунок 4.8 Расположение предмета относительно плоскостей проекций (а) и
расположение основных видов (б)
Из шести плоскостей проекций наиболее часто используют три: фронтальную – 1, горизонтальную – 2, профильную – 3. Основные виды (рис. 4.8, б)
называют: 1 – вид спереди (главный вид); 2 – вид сверху; 3 – вид слева; 4 – вид
справа; 5 – вид снизу; 6 – вид сзади. Вид спереди принимают на чертеже в качестве главного.
Предмет располагают относительно фронтальной плоскости проекций
так, чтобы изображение на ней давало наиболее полное представление о форме
и размерах предмета. Вид определяют как изображение обращенной к наблюдателю видимой части поверхности предмета. Для уменьшения количества изображений допускается на видах показывать необходимые невидимые части поверхности предмета при помощи штриховых линий.
На рис. 4.9 представлены исходные данные и решение одного из вариантов задания 2.
58
Рисунок 4.9 Построение горизонтальной проекции детали
Фронтальная плоскость проекций обозначена как П2, горизонтальная – П1.
При построении горизонтальной проекции (вида сверху) детали на ПК
пять вертикальных отрезков и четыре горизонтальных проводятся при включенном режиме Сетка с шагом 20 или 10 мм. При включенной сетке целесообразно нанести необходимые размеры на виде сверху.
Рассмотрим этапы построения модели основания.
1. Выполните команду Файл | Создать или нажмите кнопку Создать на
панели Стандартная:
. В открывшемся окне выберите тип нового документа Деталь. На панели Вид нажмите кнопку списка справа от кнопки Ориентация:
. Укажите вариант Изометрия XYZ.
2. В Дереве модели укажите Плоскость ZY (рис. 4.10).
3. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние. Плоскость zy
станет параллельной экрану: .
4. В появившейся Компактной панели нажмите кнопку переключения
Геометрия (рис. 4.11) для вызова соответствующей Инструментальной панели.
59
Рисунок 4.10 Выбор плоскости в Дереве модели
Рисунок 4.11 Кнопка Геометрия на Компактной панели
5. На панели Глобальные привязки включите привязку По сетке, а также нажмите кнопку Сетка. Используя команду Непрерывный ввод объектов
на панели Геометрия, по сетке и заданным размерам прорисуйте показанный
на рис. 4.12 контур:
.
Рисунок 4.12 Контур
6. Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз:
7. Нажмите кнопку Операция выдавливания:
.
на панели Редактиро-
вание детали: .
Внизу экрана появится Панель свойств (рис. 4.13), на которой устанавливаем параметры выдавливания: Два направления; Расстояние 1 – 20.0; Расстояние 2 – 20.0.
60
Рисунок 4.13 Панель свойств
Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект:
8. После включения команды Полутоновое:
объемное изображение детали (рис. 4.14).
.
на панели Вид получится
Рисунок 4.14 Полутоновое изображение детали
9. С помощью кнопок панели Вид можно выполнить операции: вращение,
увеличение, уменьшение, перемещение или изменение внешнего вида детали
(рис. 4.15).
Рисунок 4.15 Панель Вид с доступными операциями
10. Для добавления следующей части к основанию в Дереве модели укажите Плоскость ZY. Нажмите кнопку Эскиз: . В появившейся Компактной
панели нажмите кнопку переключения Геометрия для вызова соответствующей Инструментальной панели. Используя команду Непрерывный ввод объектов на панели Геометрия:
по заданным размерам прорисуйте показанный на
рис. 4.16 контур. Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз: .
11. Нажмите кнопку Операция выдавливания на панели Редактирование детали: . Внизу экрана появится Панель свойств, на которой устанавливаем параметры выдавливания: Два направления; Расстояние 1 – 40.0; Рас-
61
Рисунок 4.16 Второй контур
стояние 2 – 40.0, Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать
объект: . В результате получится показанное на рис. 4.17 объемное изображение детали.
Рисунок 4.17 Готовая деталь
4.3. Создание трехмерной модели и построение видов сверху и слева
детали
На рис. 4.18 представлены исходные данные и решение одного из вариантов
задания. Так же как и в предыдущем задании, необходимые изображения строятся в
сетке с оптимальным шагом, после чего наносятся размеры, показанные на наглядном изображении детали. В данное и последующие задания по оформлению чертежей деталей целесообразно включать этап заполнения основной надписи.
Рассмотрим этапы построения модели опоры.
1. Выполните команду Файл | Создать или нажмите кнопку Создать на
панели Стандартная:
. В открывшемся окне выберите тип нового документа Деталь. На панели Вид нажмите кнопку списка справа от кнопки Ориентация:
. И укажите вариант Изометрия XYZ.
2. В Дереве модели укажите Плоскость XY (рис. 4.19).
3. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние: . Плоскость
ху станет параллельной экрану.
4. В появившейся Компактной панели нажмите кнопку переключения
Геометрия (рис. 4.20) для вызова соответствующей Инструментальной панели.
62
Рисунок 4.18 построение видов сверху и слева детали
Рисунок 4.19 Выбор плоскости
Рисунок 4.20 Кнопка Геометрия на Компактной панели
5. На панели Глобальные привязки включите привязку По сетке и нажмите кнопку Сетка.
63
6. Используя команду Непрерывный ввод объектов:
данным размерам прорисуйте показанный на рис. 4.21 контур.
по сетке и за-
Рисунок 4.21 Контур
7. Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз:
8. Нажмите кнопку Операция выдавливания:
.
на панели Редактирова-
ние детали: . Внизу экрана появится Панель свойств (рис. 4.22), на которой устанавливаем параметры выдавливания: Прямое направление; Расстояние 1 –
20.0. Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект:
.
Рисунок 4.22 Панель свойств
9. После включения команды Полутоновое на панели Вид получится
объемное изображение детали, представленное на рис. 4.23
.
Рисунок 4.23 Полутоновое изображение детали
10. Для добавления следующей части к основанию в Дереве модели укажите
Плоскость ZX. Нажмите кнопку Эскиз: . В появившейся Компактной панели
нажмите кнопку Геометрия для вызова соответствующей Инструментальной панели. Используя команду Непрерывный ввод объектов на панели Геометрия,
по заданным размерам прорисуйте показанный на рис. 4.24 контур
.
64
Рисунок 4.24 Второй контур детали
Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз:
11. Нажмите кнопку Операция выдавливания:
.
на панели Редакти-
рование детали:
. Внизу экрана появляется Панель свойств, на которой устанавливаем параметры выдавливания: Прямое направление; Расстояние 1 –
20.0. Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект: .
В результате получится показанное на рис. 4.25 изображение детали.
Рисунок 4.25 Дополнительная деталь
12. Для добавления следующей части к основанию в дереве модели укажите
Плоскость ZХ. Нажмите кнопку Эскиз: . В появившейся Компактной панели
нажмите кнопку Геометрия для вызова соответствующей Инструментальной панели. Используя команду Непрерывный ввод объектов на панели Геометрия:
. По заданным размерам прорисуйте показанный на рис. 4.26 контур.
Рисунок 4.26 Третий контур
65
Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз:
13. Нажмите кнопку Операция выдавливания:
.
на панели Редакти-
рование детали: . Внизу экрана появится Панель свойств, на которой устанавливаем параметры Расстояние 1 – 20.0. Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект:
рис. 4.27 изображение детали.
. В результате получится показанное на
Рисунок 4.27 Готовая деталь
4.4. Расположение видов на чертеже и создание трехмерных моделей
деталей
Задание 4, пример выполнения которого показан на рис. 4.28, содержит
задачи по сравнению чертежей в прямоугольных проекциях с наглядными изображениями (аксонометрическими проекциями). При выполнении задания на
Рисунок 4.28 Расположение видов на чертеже
66
ПК необходимо в нужные места скопировать соответствующие виды, после чего заполнить нижнюю строку таблицы. Копирование видов целесообразно проводить, заключая каждый вид в рамку, при включенной сетке с оптимальным
шагом (например, 4 мм).
На рис. 4.29 раскрыты этапы создания трехмерных моделей шести деталей,
показанных на рис. 4.28. Из рис. 4.29 вытекает, что для построения моделей требуется выполнение не более трех формообразующих операций выдавливания.
Рисунок 4.29 Этапы создания трехмерных моделей шести деталей
4.5. Проекционные задачи
Рассмотрим особенности выполнения задания 5. Из рис. 4.30, на котором
приведены условия и решения четырех проекционных задач, видно, что ком-
Рисунок 4.30 Решение проекционных задач
67
пьютерная реализация решений в задачах 1–3 элементарна и требует проведения отрезков в сетке с оптимальным шагом. Поэтому кратко остановимся на
содержательной стороне решения первых трех задач, а для четвертой раскроем
технологию компьютерной реализации решения.
В двух первых задачах для сокращения числа возможных решений необходимо указать, что заданные геометрические тела снаружи ограничены набором плоских многоугольников и не имеют скрытых отсеков и внутренних поверхностей. Предварительными этапами решения задач могут быть следующие:
вначале желателен анализ формы заданных тел и мысленное расчленение их на
простейшие многогранники; далее необходимо представить, какие линии получаются в результате пересечения смежных поверхностей. В первой задаче анализ формы позволяет заключить, что заданное тело состоит из двух призм и пирамиды. Нижняя призма на виде слева изображается прямоугольником, грань
пирамиды проецируется в виде треугольника, а грань призмы, частично закрытая пирамидой, изображается трапецией.
Решение третьей задачи заключается в изображении двух вариантов
замкнутой конструкции, у которой любая вершина образована соединением
двух ребер. Следует отметить одну особенность: направление отдельных участков пространственной линии на аксонометрическом чертеже может быть недостаточно наглядным, т. к. в аксонометрии углы искажаются. Поэтому для
большей наглядности рекомендуется изображение конструкции вписывать в
изображение подходящего по форме параллелепипеда. Если для нахождения
решений пространственного мышления не хватает, то возможен подход с формализацией этапов решения. На первом этапе можно пронумеровать вершины
куба на прямоугольных и аксонометрической проекциях. Далее следует перечислить и изобразить на аксонометрической проекции куба все допустимые
ребра проволочной конструкции, которые не противоречат исходным данным.
На последнем этапе из данного множества ребер необходимо выбрать те, которые дадут искомое решение.
В четвертой задаче набор геометрических примитивов, используемых для
синтеза вида сверху, обеспечивает единственность правильного решения, для
чего необязательно использовать полный набор из заданных четырех элементов. На рис. 4.31 поэтапно рассмотрена последовательность построений, необходимых для получения решения.
68
Рисунок 4.31 Этапы построения изображения втулки
Показанные на рис. 4.31 размерные линии и символы необходимы для
правильного построения вида сверху. При выполнении задания их наносить не
требуется.
На рис. 4.32 раскрыты этапы построения трехмерных моделей двух деталей с указанием используемых команд. Очевидно, что модели могут быть построены после решения рассмотренных ранее проекционных задач.
Рисунок 4.32 Этапы построения моделей двух деталей
4.6. Выполнение разрезов
Рассмотрим особенности выполнения задания 6, которое ориентировано
на применение знаний ГОСТа 2.305-68, 2.311-68, 2.316-68. Тематический блок
69
по указанной теме включает 4 задачи по дочерчиванию изображений деталей.
Для графического выполнения этих задач необходимо первоначально скопировать исходные изображения заданий в правую часть соответствующего вида и в
дальнейшем редактировать именно эти изображения. На рис. 4.33-4.36 представлены исходные данные и раскрыты этапы решения задач с указанием команд, которыми целесообразно пользоваться на отдельных этапах.
В первой задаче (рис. 4.33) необходимо завершить построение контуров
двух изображений, а на половине вида спереди показать обращенную к наблюдателю видимую часть поверхности детали.
Рисунок 4.33 Соединение половины вида и половины разреза
При решении задачи 2 (рис. 4.34) следует обратить внимание на правильность расположения границы вида и разреза и на изображение ребра, совпадающего с осью симметрии детали.
Для получения правильного решения в задаче 3 (рис. 4.35) необходимо
обратить внимание на условность выполнения разрезов, когда секущая плоскость направлена вдоль длинной стороны тонкой стенки типа ребра жесткости.
Такие элементы согласно ГОСТу 2.305-68 показывают незаштрихованными.
Цель задачи 4 (рис. 4.36) – закрепить знания об использовании условностей и упрощений при выполнении видов и разрезов.
Рисунок 4.34 Соединение части вида и части разреза
70
Рисунок 4.35 Разрез детали с ребром жесткости
Рисунок 4.36 Исходные данные и построение изображения втулки
На рис. 4.37 раскрыты этапы создания трехмерных моделей трех деталей
с указанием используемых команд.
Рисунок 4.37 Этапы построения моделей трех деталей
71
4.7. Нанесение размеров разных типов
В системе поддерживаются все предусмотренные ЕСКД типы размеров:
линейные, диаметральные, радиальные, угловые. Для вызова команд нанесения
размера необходимо щелкнуть в Компактной панели по кнопкепереключателю Размеры: . Затем по нужной кнопке в появившейся панели
инструментов. Пример выполненного задания 7 по нанесению размеров разных
типов показан на рис. 4.38.
Рисунок 4.38 Нанесение размеров разных типов
4.8. Изображение плоской детали с элементами скруглений
Вспомогательная прямая может быть построена девятью способами, отрезок и окружность – шестью. При необходимости по вспомогательным прямым производится «обводка», при завершении чертежа вспомогательные линии
стираются.
На рис. 4.39 показан пример выполнения задания 8, в котором по приведенным данным изображается плоская деталь. Рекомендуемые этапы построения изображения раскрыты в таблице, показанной на рисунке.
72
Рисунок 4.39 Пример выполнения изображения плоской детали
При нанесении размеров необходимо указать толщину пластины. Так как
толщина используемого материала указывается в основной надписи, то размер
толщины указывают как справочный s3*. На заключительном этапе выполнения задания заполняется основная надпись.
5 Примеры трехмерного моделирования и создания ассоциативных
чертежей
При освоении методов трехмерного моделирования следует располагать
деталь в пространстве в соответствии с требованиями ГОСТа 2.305-69 и ГОСТа
2.317-69 по выбору главного изображения. Для оптимизации процедур трехмерного моделирования следует: рационально позиционировать модель относительно начала координат и плоскостей проекций; обоснованно выбирать
плоскость проекций для создания эскиза основания модели; предварительно
планировать формы эскизов с целью минимизации количества формообразующих операций, необходимых для синтеза модели.
73
5.1. Моделирование и выполнение чертежа радиатора
На рис. 5.1 в аксонометрии показан пластинчатый радиатор, предназначенный для охлаждения полупроводникового прибора (ППП). В зависимости от типа
устанавливаемого на радиатор ППП делаются отверстия для выводов ППП и для
его крепления к поверхности радиатора. В простейшем случае крепление осуществляется через единственное отверстие в вертикальной грани. Сквозные отверстия в горизонтальной грани служат для крепления радиатора на несущей конструкции. Изготавливается радиатор из листового материала заданной толщины, в
результате сгибания с определенным радиусом соответствующих заготовок.
Рисунок 5.1 Пластинчатый радиатор
5.1.1. Создание трехмерной модели радиатора
1. Нажмите кнопку Создать на панели Стандартная:
.
В открывшемся окне выберите тип нового документа Деталь (рис. 5.2).
Рисунок 5.2 Выбор типа документа
74
2. На панели Вид нажмите кнопку списка справа от кнопки Ориентация:
. Укажите вариант Изометрия XYZ (рис. 5.3).
Рисунок 5.3 Выбор ориентации детали
3. В Дереве модели выберите Плоскость XY (рис. 5.4).
Рисунок 5.4 Выбор плоскости
4. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние:
ху станет параллельной экрану.
5. Установите глобальные привязки: Ближайшая точка:
. Плоскость
. Пересечение:
. Угловая привязка: . Выравнивание: . На Инструментальной панели в
режиме Геометрия поочередно выберите команды: Непрерывный ввод объектов:
. Скругление. Сделайте приближенную прорисовку контура (рис. 5.5).
Рисунок 5.5 Приближенная прорисовка контура
75
6. Нанесите 2 радиальных размера, один вертикальный и 2 горизонтальных размера, указав в окне Установить значение размера требуемые значения
(рис. 5.6).
Рисунок 5.6 Простановка размеров
7. На Компактной панели нажмите кнопку Параметризация:
. Затем
на Инструментальной панели – кнопку Равенство длин: . Укажите вертикальный отрезок длиной 5 мм и верхний горизонтальный отрезок.
8. Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз:
9. На панели Редактирование детали:
.
нажмите кнопку Операция вы-
давливания: . Внизу экрана появится Панель свойств (рис. 5.7), на которой устанавливаем параметры выдавливания: Два направления; Расстояние 1 – 30.0;
Расстояние 2 – 30.0. Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать
объект:
. В результате получится показанное на рис. 5.8 изображение детали.
Рисунок 5.7 Панель свойств для выдавливаемой детали
Рисунок 5.8 Деталь после настройки свойств
76
10. В Дереве модели выберите Плоскость ZX. Нажмите кнопку Эскиз:
. На Инструментальной панели в режиме Геометрия выберите команду Отрезок: .
Нарисуйте 3 отрезка со стилем линии Осевая. Постройте 2 окружности и
нанесите один диаметральный размер (рис. 5.9).
Рисунок 5.9 Разметка отверстий
11. На Компактной панели нажмите кнопку Параметризация:
. Затем на
Инструментальной панели – кнопку Равенство радиусов: . Укажите 2 окружности. Нанесите 2 вертикальных размера и один горизонтальный (рис. 5.10). Закройте
эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз:
.
Рисунок 5.10 Нанесение размеров
12. На панели Редактирование детали:
нажмите кнопку Операция
выдавливания: . Появится Панель свойств, на которой устанавливаем параметры выдавливания: Обратное направление; Расстояние 2-10.0. Нажмите
кнопку Создать объект: .
Результат представлен на рис. 5.11.
77
Рисунок 5.11 Объемная деталь
13. В Дереве модели выберите Плоскость ZX. Нажмите кнопку Эскиз:
. На Инструментальной панели в режиме Геометрия выберите команду Отрезок:
. Нарисуйте 2 отрезка со стилем линии Осевая. Постройте окружность. Нанесите диаметральный размер (рис. 5.12).
Рисунок 5.12 Построение в плоскости zx
14. Закройте эскиз и примените к нему операцию Вырезать выдавливанием | Обратное направление | Через все.
15. Получив требуемое изображение, сохраните файл с именем Радиатор.
5.1.2. Ассоциативный чертеж
Для создания ассоциативного чертежа воспользуйтесь командой Создать
| Чертеж из меню Файл.
Создание стандартных видов. Для этого случая необходимо применить
команду Вставка | Вид с модели | Стандартные. Откройте ранее сохраненный
документ Радиатор. На вкладке Параметры Панели свойств в поле Ориентация главного вида отображается название ориентаций модели на главном виде
чертежа. По умолчанию для построения главного вида выбрана ориентация
Спереди. Вы можете определить для построения вида спереди любую другую
ориентацию модели, выбрав ее из раскрывающегося списка ориентаций. Задай-
78
те Справа. Нажмите кнопку Схема видов: .
В поля Зазор по горизонтали и Зазор по вертикали введите расстояние
между видами в горизонтальном направлении 40 мм и вертикальном – 50 мм.
Нажмите кнопку OK и расположите фантом стандартных видов в поле чертежа.
Оформление чертежа производится поочередно в отдельных видах и
включает проведение осевых линий и нанесение размеров. На заключительном
этапе заполняются графы основной надписи. Фрагмент полученного чертежа
представлен рис. 5.13.
Рисунок 5.13 Фрагмент чертежа радиатора
5.2. Моделирование и выполнение чертежа втулки
5.2.1. Создание трехмерной модели втулки
Условие. Создать трехмерную модель втулки согласно приведенной иллюстрации (рис. 5.14).
Рисунок 5.14 Модель втулки
79
Решение. 1. Нажмите кнопку Создать на панели Стандартная:
. В
открывшемся окне выберите тип нового документа Деталь (рис. 5.2).
2. На панели Вид нажмите кнопку списка справа от кнопки Ориентация:
. Укажите вариант Изометрия YZX.
3. В Дереве модели выберите Плоскость ХY.
4. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние: .
5. В появившейся Компактной панели нажмите кнопку переключения
Геометрия для вызова соответствующей Инструментальной панели: .
6. В появившейся Инструментальной панели в режиме Геометрия выберите
команду Окружность, с помощью которой нарисуйте основание детали: .
Для этого постройте одну окружность со стилем линии Осевая и три окружности со стилем Основная. Результат представлен на рис. 5.15.
Рисунок 5.15 Построение окружности
7. Нанесите 3 диаметральных размера. Нажмите кнопку Точка на кривой
на странице Параметризация: . Укажите окружность стиля Осевая и центры
двух малых окружностей. Нажмите кнопку Равенство радиусов, укажите окружность 10 и вторую окружность малого диаметра.
8. Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз: .
9. Для создания основания втулки на Инструментальной панели редактирования детали нажмите кнопку Выдавливание: . Внизу экрана появится
Панель свойств, с помощью которой выбираем Направление (прямое) и Расстояние выдавливания (30 мм). Ввод параметров заканчивается нажатием
кнопки Создать объект:
.
10. После выбора на панели Вид команды Полутоновое:
показанное на рис. 5.16 изображение основания втулки.
получится
80
Рисунок 5.16 Изображение основания втулки
11. В Дереве модели выберите Плоскость ZY. Открыв эскиз, постройте
прямоугольник:
. Нижний отрезок расположите за пределами модели. Нанесите два горизонтальных размера и один вертикальный (рис. 5.17).
Рисунок 5.17 Нанесение размеров
Завершите эскиз, повторно нажав кнопку Эскиз:
.
12. Нажмите кнопку Вырезать выдавливанием: . На вкладке Параметры Панели свойств выберете Два направления и Через все. Нажмите
кнопку Создать объект:
изображение.
. В результате получаем показанное на рис. 5.18
Рисунок 5.18 Основание втулки после операции вырезания выдавливанием
13. Щелчком мыши выделите верхнюю грань втулки и создайте показанный на рис. 5.19 эскиз в этой грани. Закройте эскиз.
14. Нажмите кнопку Вырезать выдавливанием:
. На вкладке Параметры Панели свойств выберете Направление (прямое) и Расстояние (10 мм).
Сохраните файл с именем Втулка. Результат представлен на рис. 5.20.
81
Рисунок 5.19 Эскиз верхней грани втулки
Рисунок 5.20 Втулка после выполнения очередных операций
15. В Дереве модели выберите Плоскость XY. Открыв эскиз, постройте
от центра по осям 2 отрезка (рис. 5.21).
Рисунок 5.21 Два отрезка
Завершив эскиз, в меню Операции выберите команду Сечение | По эскизу. Получив требуемое изображение, сохраните файл с именем Втулка_1.
5.2.2. Ассоциативный чертеж
На рис. 5.22 показан ассоциативный чертеж втулки. Рассмотрим этапы
выполнения чертежа.
Создание чертежа
Выберите команду Файл | Создать | Чертеж.
Создание стандартных видов
1. Выполните команду Вставка | Вид с модели | Стандартные.
2. Откройте документ Втулка.
82
Рисунок 5.22 Чертеж втулки
3. На вкладке Параметры Панели свойств в поле Ориентация главного
вида задайте Снизу. На вкладке Линии Панели свойств в поле Невидимые
линии нажмите кнопку Показывать.
4. Нажмите кнопку Схема видов. В поле Зазор по вертикали введите
расстояние между видами в вертикальном направлении 40 мм.
5. Нажмите кнопку OK и расположите фантом стандартных видов в поле
чертежа.
6. Удалите Проекционный вид 3.
Создание произвольных видов
1. Выполните команду Вставка | Вид с модели | Произвольный.
2. Откройте документ Втулка_1.
83
3. На вкладке Параметры Панели свойств в поле Ориентация главного
вида задайте Изометрия XYZ.
4. Расположите фантом в поле чертежа.
5. Повторив указанные действия, можно вставить в чертеж еще один произвольный вид – Диметрия.
Оформление чертежа
Оформление чертежа производится поочередно в отдельных видах и
включает проведение осевых линий и линий штриховки, нанесение размеров.
На заключительном этапе заполняются графы основной надписи.
5.3. Моделирование и выполнение чертежа опоры
5.3.1. Создание трехмерной модели опоры
Условие. Создать трехмерную модель опоры, у которой сделаны сквозные
вырезы по нанесенной разметке (рис. 5.23).
Рисунок 5.23 Модель опоры
Решение.
1. Нажмите кнопку Создать на панели Стандартная:
. В открывшемся
окне выберите тип нового документа Деталь.
2. На панели Вид нажмите кнопку списка справа от кнопки Ориентация:
. Укажите вариант Изометрия XYZ.
3. В Дереве модели укажите Плоскость ZY.
4. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние:
установку следующих глобальных привязок: Ближайшая точка:
чение:
. Выравнивание:
. Угловая привязка:
.
. Сделайте
. Пересе-
84
Используя команду Непрерывный ввод объектов, приближенно прорисуйте контур:
. Нанесите 4 размера (рис. 5.24).
Рисунок 5.24 Эскиз детали и размеры
5. Закройте эскиз и примените к нему операцию Выдавливание | Два
направления, указав одинаковые расстояния для обоих направлений, например
24 мм (рис. 5.25).
Рисунок 5.25 Деталь
6. В Дереве модели выберите Плоскость ХY. Открыв эскиз, выполните
команду Прямоугольник и выполните скругление углов (рис. 5.26).
Рисунок 5.26 Прямоугольник со скругленными углами
85
7. Закройте эскиз. Нажмите кнопку Вырезать выдавливанием:
. На
вкладке Параметры Панели свойств выберите Обратное направление и Через все.
В Дереве модели выберите Плоскость ZX. Открыв эскиз, выполните команду Операции | Спроецировать объект и спроецируйте в эскиз нижнее
ребро. Измените стиль линии проекции на Утолщенная.
Включите привязки: Выравнивание: . Точка на кривой: . Используя
команду Непрерывный ввод объектов, постройте треугольник и нанесите 2
размера: . Постройте 2 отрезка со стилем линии Осевая. Постройте окружность, нанесите диаметральный размер и вертикальный размер, определяющий
положение центра окружности (рис. 5.27). Закройте эскиз.
Рисунок 5.27 Эскиз в плоскости zx
9. Нажмите кнопку Вырезать выдавливанием:
. На вкладке Параметры Панели свойств выберите Обратное направление и Расстояние – 16.0.
Установите Уклон – 10.0 его направление – Наружу.
10. Сохраните файл с именем Опора.
5.3.2. Создание ассоциативного чертежа опоры
Создание чертежа
Выполните команду Файл | Создать | Чертеж.
Создание стандартных видов
1. Выполните команду Вставка | Вид с модели | Стандартные.
2. Откройте документ Опора.
3. На вкладке Параметры Панели свойств в поле Ориентация главного
вида задайте Справа. Нажмите кнопку Схема видов.
86
4. В поля Зазор по горизонтали и Зазор по вертикали введите расстояние
между видами в горизонтальном направлении 40 мм и вертикальном – 50 мм.
5. Нажмите кнопку OK и расположите фантом стандартных видов в поле
чертежа.
Построение разрезов
1. Сделайте текущим Проекционный вид 2. Для этого щелкните по рамке, которая его ограничивает. Включите привязки: Выравнивание:
на кривой:
. На странице Обозначения Компактной панели:
. Точка
. Включите
кнопку Линия разреза: .
Укажите на горизонтали, проходящей через центр отверстия, 2 точки, через которые должна пройти линия разреза. Для правильного задания взгляда
нажмите кнопку Расположение стрелок.
Укажите курсором на пунктирную габаритную рамку главного вида. Затем нажатием клавиши < Delete> удалите вид. На чертеже останутся 2 вида:
сверху и слева. Нажмите кнопку Разрез/сечение:
на инструментальной па-
нели Ассоциативные виды: .
Укажите курсором на любом элементе линии разреза. После этого на экране появится фантом изображения разреза в виде габаритного прямоугольника.
2. Нажмите кнопку Показать все на панели Вид: . При необходимости
выровняйте положение видов. Выделите вид Разрез А-А щелчком на его габаритной рамке.
3. Сделайте текущим Проекционный вид 2. Проведите к ребру углового
среза вспомогательную Перпендикулярно прямую. На странице Обозначе. Компактной панели включите кнопку Линия разреза: .
Укажите на вспомогательной прямой 2 точки, через которые должна
пройти линия разреза. Для правильного задания взгляда нажмите кнопку Расположение стрелок.
ния:
Нажмите кнопку Разрез/сечение:
на странице Ассоциативные виды
Компактной панели и укажите курсором на любом элементе линии разреза:
. После этого на экране появится фантом изображения разреза в виде габаритного прямоугольника. Выделите вид Разрез Б-Б щелчком на его габаритной
рамке.
Создание произвольного вида
1. Выполните команду Вставка | Вид с модели | Произвольный.
87
2. Откройте документ Опора.
3. На вкладке Параметры Панели свойств в поле Ориентация главного
вида задайте Изометрия XYZ.
4. Расположите фантом в поле чертежа.
На рис. 5.28 показан пример выполнения учебного чертежа опоры.
Рисунок 5.28 Чертеж опоры
5.4. Моделирование и выполнение чертежа корпуса
Исходные данные и формулировка задания представлены на рис. 5.29.
В этом задании необходимо выполнить модель и чертеж детали, изготовляемой отливкой с последующей механической обработкой части поверхности
88
детали. Литье является одним из наиболее простых и дешевых способов получения деталей сложной конфигурации. Литые детали имеют характерные признаки, отражающие способ их изготовления: плавные переходы (скругления)
между необработанными поверхностями, наличие приливов, бобышек, ребер
жесткости и т. п. Кроме того, поверхности литых деталей выполняются с уклонами, необходимыми для облегчения выемки из литейной формы. Толщина литых стенок должна быть по возможности одинаковой.
Рисунок 5.29 Исходные данные для моделирования корпуса
На чертежах плавные переходы от одной поверхности к другой условно показывают тонкими линиями. На изображениях, где уклон поверхности или конусность отчетливо не выявляются, проводят только одну линию, соответствующую
меньшему размеру элемента с уклоном или меньшему основанию конуса.
Для литейного производства применяют специальные литейные марки
материалов, что отражается в обозначении марки (буква «Л»), например «Сталь
15Л ГОСТ 977-88».
В таблице раскрыты этапы построения трехмерной модели корпуса с указанием для каждого этапа используемых формообразующих операций, а на
рис. 5.30 приведен чертеж корпуса.
89
Таблица
Этапы построения трехмерной модели корпуса
Рисунок 5.30 Чертеж корпуса
90
6 Изображение резьбы и резьбовых соединений
Применяемые в технике и быту виды соединений деталей и сборочных единиц принято делить на две основные группы: разъемные и неразъемные. К группе
разъемных относятся такие соединения, которые можно неоднократно разбирать и
вновь разбирать без разрушения или существенных повреждений соединительных
элементов. Это резьбовые, шпоночные, штифтовые и другие соединения.
6.1. Изображение резьбы
Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского
контура по цилиндрической или конической поверхности.
На рис. 6.1 изображены конструктивные элементы наружной цилиндрической резьбы и указаны ее основные параметры: длина l, сбег х, недорез а и
шаг Р резьбы, наружный d и внутренний d1 диаметры, угол α профиля.
Рисунок 6.1 Конструктивные элементы и параметры цилиндрической резьбы
Показанные на рис. 6.1 конструктивные элементы имеют следующие определения:
– сбег резьбы – участок резьбы неполного профиля, получаемый по технологическим причинам в зоне перехода резьбы к гладкой части детали;
– недорез – участок изделия, включающий сбег и недовод; под недоводом
понимается величина ненарезанной части детали между концом сбега и опорной поверхностью детали;
– фаска – срезанная в виде усеченного конуса кромка цилиндрического
конуса или отверстия. Фаска обеспечивает удобство сопряжения деталей, т. к.
способствует ликвидации острой режущей кромки, получающейся по технологическим причинам на торцах деталей;
91
– проточка резьбовая – кольцевой желобок на стрежне или кольцевая выточка в отверстии, выполняемая с целью получения одинакового профиля резьбы на всем нарезанном участке без сбега.
На чертежах все виды резьбы изображаются одинаково по ГОСТу 2.31168, а именно:
– на стержне – сплошными основными линиями по наружному диаметру
резьбы и сплошными тонкими линиями — по внутреннему диаметру. На изображениях, полученных проецированием на плоскость, параллельную оси
стержня, сплошную тонкую линию по внутреннему диаметру резьбы проводят
на всю длину резьбы без сбега. На видах, полученных проецированием на
плоскость, перпендикулярную к оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы
проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом
месте (рис. 6.2);
Рисунок 6.2 Резьба на стержне цилиндрическая (а), коническая (б)
– в отверстии – сплошными тонкими линиями по наружному диаметру
резьбы и сплошными толстыми линиями – по внутреннему диаметру. На разрезах, параллельных оси отверстия, сплошную тонкую линию по наружному диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега. На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси отверстия, по
наружному диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (рис. 6.3).
Рисунок 6.3 Резьба в отверстии цилиндрическая (а), коническая (б)
92
Сплошную тонкую линию при изображении резьбы наносят на расстоянии не менее 0,8 мм от основной линии и не более величины шага резьбы.
Если резьба изображается невидимой, то применяют штриховую линию
одной толщины по наружному и внутреннему диаметрам.
Линию, определяющую границу резьбы, наносят на стержне и в отверстии с резьбой в конце полного профиля резьбы (до начала сбега). Границу
резьбы проводят до линии наружного диаметра резьбы и изображают сплошной
основной или штриховой линией, если резьба изображена как невидимая
(рис. 6.4).
а
б
Рисунок 6.4 Граница резьбы на виде (а), на разрезе (б)
Штриховку в разрезах и сечениях проводят по линиям наружного диаметра резьбы для наружной резьбы и до линии внутреннего диаметра резьбы
для внутреннего разреза, т. е. в обоих случаях до сплошной основной линии
(рис. 6.3, 6.4, б).
Размер длины резьбы с полным профилем (без сбега) на стержне и в отверстии указывают, как показано на рис. 6.5, а. Размер длины резьбы (со сбегом) на стержне и в отверстии указывают, как показано на рис. 6.5, б, при этом
сбег резьбы изображают сплошной тонкой прямой линией.
а
б
Рисунок 6.5 Размер длины резьбы с полным профилем (а), со сбегом (б)
93
На чертежах, по которым резьбу не выполняют, конец глухого резьбового
отверстия допускается изображать, как показано на рис. 6.6, даже при наличии
разности между глубиной отверстия под резьбу и длиной резьбы.
Рисунок 6.6 Упрощенные изображения глухого резьбового отверстия
Фаски на стержне с резьбой и в отверстии с резьбой, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную к оси стержня или отверстия, не изображают (рис. 6.2–6.4). У наружной
резьбы сплошная тонкая линия должна пересекать линию границы фаски.
Резьбы классифицируют по нескольким признакам. Например, по эксплуатационному назначению резьбы подразделяют на крепежные (метрические); крепежно-уплотнительные (трубная, коническая); ходовые (трапецеидальная, упорная); специальные и др.
Наиболее распространена метрическая резьба, которая образуется при
винтовом движении равностороннего треугольника (теоретический профиль).
При этом вершины теоретического профиля срезаны, а впадины скруглены. В
обозначение метрической цилиндрической резьбы входят буква «М», номинальный диаметр и шаг резьбы, причем шаг крупной резьбы не указывают
(рис. 6.7).
Рисунок 6.7 Примеры обозначения метрической резьбы
На рис. 6.8 показан пример выполненного учебного задания по изображению и обозначению метрической резьбы.
94
Рисунок 6.8 Пример изображения и обозначения метрической резьбы
6.2. Изображение резьбовых соединений
Резьбовые соединения можно разделить на две группы:
– соединения, осуществляемые непосредственным свинчиванием соединяемых деталей, без применения специальных соединительных частей;
– соединения, осуществляемые с помощью специальных соединительных
(крепежных) деталей, таких, как болты, винты, шпильки и пр.
Изображения резьбовых соединений деталей выполняют по ГОСТу 2.31168 согласно рис. 6.9, т. е. в месте соединения резьбу показывают как на стержне, а в отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня.
Рисунок 6.9 Примеры изображения резьбовых соединений
95
На рис. 6.10 представлены примеры выполнения двух учебных задач по
изображению резьбовых соединений.
Рисунок 6.10 Изображения резьбовых соединений
Рисунок 6.11 раскрывает этапы выполнения второй задачи. При выполнении различных вариантов этой задачи следует обратить внимание на то, что на
изображении сборки не должно быть зазоров, позволяющих оптической детали
или свободно перемещаться в осевом направлении, или быть раздавленной при
доворачивании резьбового кольца.
Резьбовые соединения изображают на сборочных чертежах, которые, согласно ГОСТу 2.109-73, следует выполнять, как правило, с упрощениями.
На сборочных чертежах допускают не показывать:
– фаски, скругления, проточки, углубления и другие мелкие элементы;
– зазоры между стержнем и отверстием.
Такие детали, как болты, винты, шпильки, не пустотелые валы и т. п. при
продольном разрезе показывают нерассеченными. Как правило, нерассеченными на сборочных чертежах показывают также гайки и шайбы.
96
Рисунок 6.11 Этапы изображения резьбового соединения
6.3. Изображение резьбовых соединений с крепежными деталями
К соединениям резьбовыми крепежными деталями относят соединение
деталей при помощи болтов, шпилек, винтов, шурупов, накидных гаек и пр.
Размеры сквозных отверстий под болты, винты, шпильки с диаметрами
стержней от 1 до 160 мм, применяемых для соединений с зазорами, устанавливает ГОСТ 11284-75. В табл. 6.1 частично представлены сведения из указанного
ГОСТа.
Таблица 6.1
Сквозные отверстия под крепежные детали по ГОСТу 11284-75, мм
97
Болтовое соединение (рис. 6.12) включает болт, гайку, шайбу и скрепляемые
детали, в которых просверлены отверстия диаметром по размерам из табл. 6.1.
Рисунок 6.12 Данные для выбора длины болта, винта и шпильки
При изображении болтового соединения на чертеже часто болт, гайку и
шайбу вычерчивают не по их действительным размерам, которые даны в соответствующих стандартах, а по относительным – в зависимости от наружного
диаметра резьбы (рис. 6.13).
Длину l болта определяют как сумму толщины скрепляемых деталей,
толщины шайбы, высоты гайки и размера части болта, выходящей за гайку
(примерно на два-три витка резьбы). После вычисления длина болта округляется до ближайшего значения по стандарту из ряда, указанного на рис. 6.12.
Длину l0 нарезанной части болта принимают равной 1,5d, если навинчивается гайка, и округляют до ближайшего значения по стандарту. Если болт
ввинчивается в деталь (используется как винт), то l1 выбирают так же, как для
шпильки (рис. 6.12), но с увеличением на 0,5d (чтобы конец резьбы был выше
98
Рисунок 6.13 Задание по конструктивному изображению резьбовых соединений
разъема деталей), а затем округляют до ближайшего значения по стандарту.
При изображении болтового соединения в разрезе болт, гайку и шайбу
показывают нерассеченными. Все необходимые данные болта, гайки и шайбы
помещают в спецификации. Пример условного обозначения болта с шестигранной головкой, диаметром резьбы 12 мм, длиной 60 мм с крупным шагом резьбы
и размерами по ГОСТу 7798-70:
Болт М12×60 ГОСТ 7798-70.
Шпилечное соединение (рис. 6.12) включает шпильку, гайку, шайбу и
скрепляемые детали. Нижняя скрепляемая деталь имеет углубление с фаской и
резьбой – гнездо, в которое ввинчивается резьбовой конец шпильки длиной l1, а
другая скрепляемая деталь имеет отверстие для прохода шпильки с диаметром
по размерам из табл. 6.1.
Глубину гнезда на учебных чертежах делают на 0,5d больше длины l1.
Неупрощенное изображение гнезда требует выбора по ГОСТу 10549-80 размеров сбега х, недореза а для внутренней метрической резьбы и высоты фаски z.
99
Длина l1 ввинчиваемого конца в длину шпильки не включается и зависит от
материала детали, в которую ввинчивается резьбовой конец. Эта длина связана определенными соотношениями с диаметром d шпильки. В табл. 6.2 указаны номера
стандартов для шпилек нормальной точности с различными длинами l1.
Таблица 6.2
Стандарты для шпилек нормальной точности
Длина гладкой части стержня шпильки должна быть не менее 0,5d. Длина
l шпильки определяется аналогично длине болта.
Пример условного обозначения шпильки с диаметром резьбы 8 мм, крупным шагом резьбы, длиной шпильки 60 мм и размерами по ГОСТу 22038-76:
Шпилька М8×60 ГОСТ 22038-76.
То же, но с мелким шагом резьбы – 1,0 мм:
Шпилька М8×1,0×60 ГОСТ 22038-76.
Винтовое соединение (рис. 6.12) включает скрепляемые детали, винт и
шайбу. В соединениях винтами с потайной головкой и установочными винтами
шайбу не ставят.
У одной из скрепляемых деталей должно быть гнездо с резьбой для конца
винта, а у остальных – отверстие диаметром по размерам из табл. 6.1. Неупрощенное изображение гнезда требует выбора по ГОСТу 10549-80 размеров сбега
х, недореза a для внутренней метрической резьбы и высоты фаски z.
Если используется винт с потайной или полупотайной головкой, то соответствующая сторона отверстия верхней детали должна быть раззенкована под
головку винта. Размеры опорных поверхностей под головки винтов выбираются
по ГОСТу 12876-67.
Длину винта определяют как сумму толщин скрепляемых деталей, толщины шайбы и глубины завинчивания. Глубина l1 завинчивания выбирается так
же, как для шпильки, а длина l0 резьбы с увеличением на 0,5d, чтобы конец
резьбы был выше разъема деталей.
Дополнительное требование – на плоскости проекции, перпендикулярной к
оси винта, прорезь (шлиц) для отвертки изображают условно повернутой на 45°.
100
Пример условного обозначения винта с цилиндрической головкой, диаметром 8 мм, длиной 40 мм и размерами по ГОСТу 1491-72, исполнение 1 с
крупным шагом резьбы:
Винт М8×40 ГОСТ 1491-72.
Гайка – резьбовое изделие, имеющее отверстие с резьбой для навинчивания на резьбовой стержень. По форме гайки бывают шестигранные, квадратные, круглые и др.
Пример условного обозначения гайки диаметром 12 мм:
Гайка М12 ГОСТ 5915-70.
Шайба – деталь, которую устанавливают под гайку или головку болта
или винта для предохранения материала детали от задиров и смятия при затяжке гайки или винта, а также чтобы исключить возможность самоотвинчивания
крепежной детали. Шайбы разделяются на круглые, косые, пружинные и др.
Пример условного обозначения шайбы исполнения 1 для крепежной детали с диаметром резьбы 12 мм:
Шайба 12 ГОСТ 11371-78.
Для предупреждения самоотвинчивания болтов, винтов и гаек применяют
пружинные шайбы по ГОСТу 6402-70. Обозначение пружинной шайбы аналогично приведенному выше.
Формулировка задания, необходимые исходные и справочные данные для
конструктивного изображению болтового, винтового и шпилечного соединений
представлены на рис. 6.13.
Для завершения сборочного чертежа целесообразно обратиться к конструкторской библиотеке, входящей в систему КОМПАС-3D. Для изображения
гнезда с резьбой и гнезда без резьбы ниже конца винта или шпильки также могут быть использованы библиотечные элементы. Следует отметить, что в конструкторской библиотеке КОМПАС на шпильках не показан сбег резьбы, поэтому конструктивное изображение шпилечного соединения требует редактирования. На рис. 6.14 показан пример конструктивных изображений болтового,
винтового и шпилечного соединений.
На рис. 6.15 представлен пример заполнения спецификации изделия, изображенного на рис. 6.14. Очевидно, что в спецификацию следует ввести раздел
«Документация», а в разделе «Стандартные изделия» спецификации необходимо указать обоснованно выбранные длины болта, винта и шпильки.
101
Рисунок 6.14 Пример конструктивных изображений резьбовых соединений
Рисунок 6.15 Спецификация соединения крепежными деталями
102
7 Создание сборок
Сборка в КОМПАС-3D – трехмерная модель, объединяющая модели деталей и стандартных изделий, также информацию о взаимном положении компонентов и зависимостях между параметрами их элементов.
7.1. Использование детали-заготовки для имитации создания сборки
Рассмотрим пример моделирования крепления оптической детали в оправе резьбовым кольцом по исходным данным рис. 6.10. На первом этапе необходимо построить модели трех деталей.
При создании моделей следует учитывать, что входящие в «сборку» детали
представляют собой тела вращения, поэтому эскизы «оснований» трехмерных
моделей могут быть получены в результате поочередного копирования соответствующих графических фрагментов из файла с исходными данными. На рис. 7.1
представлены эти фрагменты с указанием на осях базовых точек, которые при
вставке фрагментов в эскизы совмещаются началом системы координат.
Рисунок 7.1 Эскизы для создания осесимметричных деталей
Для создания каждой модели с каждым эскизом выполняется Операция
вращения. Для улучшения визуализации создания модели крепления в модели
каждой детали выполните вырез четверти, используя операцию Сечение по эскизу. Для вызова соответствующей команды нажмите кнопку Сечение по эскизу на Инструментальной панели редактирования сборки:
ды доступна только после закрытия эскиза:
. Кнопка коман-
. Выбор кнопки производится из
дополнительного меню команд на Инструментальной панели:
. Можно
также выбрать эту команду в меню Операции.
Проверьте правильность предлагаемого системой направления вырезания. При необходимости смените его на противоположное, воспользовавшись
103
для этого кнопками выбора направления вырезания:
.
После выполнения данной команды модель каждой детали примет вид,
показанный на рис. 7.2.
Рисунок 7.2 Этапы создания модели крепления
На следующем этапе необходимо выполнить трехмерную модель и ассоциативный чертеж крепления оптической детали в оправе резьбовым кольцом в
указанной последовательности:
1. Откройте документ Оправа. В Дереве модели название Деталь замените на Крепление.
2. Вызовите команду Операции | Деталь-заготовка или нажмите кнопку
Деталь-заготовка на панели Редактирование детали. Укажите имя файла
Пластина и нажмите кнопку Открыть. Внизу экрана появится диалог выбора
способа вставки заготовки. Активизируйте переключатель Вставка внешней
ссылкой. При этом деталь будет вставлена с сохранением ее связи с файломисточником. После указания способа вставки нажмите кнопку Создать объект.
3. Повторив действия предыдущего пункта, вставьте деталь-заготовку
Кольцо.
4. Выполните команду Сечение по эскизу для придания модели Крепление вида, показанного на рис. 7.2, г.
5. Для создания ассоциативного чертежа воспользуйтесь командой Создать | Чертеж из меню Файл. Нажмите кнопку Сохранить как на панели
Стандартная. В поле имени файла диалогового окна сохранения документов
введите Крепление.
6. Примените команду Вставка | Вид с модели | Стандартные. Откройте
ранее сохраненный документ Крепление. На вкладке Параметры Панели
104
свойств в поле Ориентация главного вида выберите ориентацию Справа. К
главному виду примените команду Разрушить вид.
7. Удалите 2 лишних вида. На заключительном этапе редактируется изображение крепления, наносится штриховка, размеры, выполняются линиивыноски и надписи над полками, заполняется спецификация. Сборочный чертеж, совмещенный со спецификацией, показан на рис. 7.3.
Рисунок 7.3 Сборочный чертеж крепления кольцом
7.2. Моделирование резьбового соединения
Рассмотрим пример моделирования резьбового соединения по исходным
данным рис. 6.10. На первом этапе необходимо создать модели втулки и вворачиваемой в нее пробки.
105
При создании моделей следует учитывать, что входящие в «сборку» детали представляют собой тела вращения, поэтому в качестве эскизов «оснований»
трехмерных моделей удобно брать эскизы непосредственно из исходных данных, не выполняя никаких измерений.
Сохраните модели в файлах с соответствующими именами. Вид твердотельных трехмерных моделей деталей показан на рис. 7.4.
Рисунок 7.4 Компоненты сборки – втулка и пробка
На следующем этапе необходимо выполнить трехмерную модель сборки
в указанной последовательности:
1. Выполните команду Файл | Создать | Сборка. Установите требуемую
ориентацию координатных осей. В Дереве модели название Сборка замените
на Соединение резьбовое.
2. На панели редактирования сборки нажмите кнопку Добавить из файла: . В списке файлов деталей сборки укажите документ Втулка и разместите втулку так, чтобы в нее удобно было вворачивать вторую деталь. Втулка занимает на чертеже фиксированное положение и становится неперемещаемой.
Признак фиксации детали отображается в Дереве построения флажком (Ф).
При необходимости этот флажок можно снять.
3. Добавьте из файла вторую деталь – Пробка. Внесите наименования деталей в Дерево построения.
4. Из меню Операции выберите команду Сопряжение компонентов | Соосность. Эту же команду можно ввести, активизировав Инструментальную панель Сопряжение компонентов:
с помощью кнопки: . Отметьте последовательно две цилиндрические поверхности на частях сопрягаемых деталей. После
отработки данного сопряжения обе детали будут расположены на одной оси.
5. Из меню Операции выберите команду Совпадение. На моделях деталей
отметьте последовательно их плоскости сопряжения. Для этого композицию элементов чертежа необходимо разворачивать так, чтобы оказались видимыми сопря-
106
гаемые части (удобно поворачивать компоненты, продвигая маркер параллельно их
осевой линии). После выполнения данной команды детали «слипнутся» и их линейное перемещение друг относительно друга станет невозможным.
Обе команды сопряжения будут отображены в Дереве построения с указанием наименований операций сопряжения и имен сопрягаемых деталей.
6. Выполните вырез четверти, используя операцию Сечение по эскизу.
Результат показан на рис. 7.5, а.
7. Удалите сопряжение Совпадение. На панели Редактирование сборки
нажмите кнопку Переместить компонент. В Дереве модели выделите строку
Пробка. Модель пробки станет зеленого цвета. Курсором переместите пробку в
положение, показанное на рис. 7.5, б.
Рисунок 7.5 Модели соединения резьбового: а – после первоначального наложения двух сопряжений; б – после перемещения пробки
8. Из меню Операции выберите команду Совпадение. На моделях деталей отметьте последовательно горизонтальные или вертикальные грани выреза.
9. Сохраните полученную модель с именем Соединение резьбовое.
7.3 Псевдообъем или реальная 3D-графика?
Начинается создание изображения шестеренки с редактирования 13конечной звезды. В результате применения эффекта Псевдообъем и «металлической» градиентной заливки получен результат, показанный на рис. 7.6.
Эффект Псевдообъем (Extrude) позволяет создавать иллюзию объемности для плоских объектов. Иллюзия возникает в результате того, что за объектом или перед ним достраивается дополнительная плоскость той же формы, что
и исходный объект. Достраивается плоскость и оригинальный объект соединяется «боковыми стенками». Эффект может быть усилен за счет градаций «освещенности». В CorelDRAW X3 существует эффект, добавляющий трехмерную
глубину путем скашивания краев.
107
а
б
в
Рисунок 7.6 Модели зубчатых колес: а – созданного в CorelDRAW;
б – прямозубого из КОМПАС-3D; в – косозубого из КОМПАС-3D
В системе КОМПАС при работе с SD-редактором по определению не
требуется создавать иллюзию объемности. При построении моделей шестеренок, а точнее зубчатых колес, стоит обратить внимание на реальность моделируемых элементов этих объектов.
Следует уяснить назначение зубчатых колес. Зубчатые колеса используются в механизмах для передачи непрерывного вращательного движения от одного колеса к другому (рис. 7.7).
Рисунок 7.7 Зубчатая передача: а – передача вращения; б – соединение шпонкой
Зубчатые колеса могут быть прямозубыми (рис. 7.6, а и б) и косозубыми
(рис. 7.6, в). У зубчатого колеса наружный диаметр (по вершинам зубьев), диаметр окружности впадин и диаметр d делительной окружности не могут быть
взяты произвольно. Эти величины находятся в зависимости от числа зубьев z и
шага зацепления p.
Шаг зацепления – расстояние между одноименными точками двух соседних зубьев, измеряемое по дуге делительной окружности (рис. 7.8). Делительная окружность делит зуб на две неравные части: головку и ножку.
108
Рисунок 7.8 Эскизы модели: а – основания; б – вырезаемого фрагмента
Длина делительной окружности зубчатого колеса определяется соотношением L = zp = πd. Отношение р/π называют модулем зубчатого колеса, обозначают буквой m и измеряют в миллиметрах. Модуль является основным параметром зубчатого колеса и его величины установлены стандартами.
Создадим модель зубчатого колеса, выбрав модуль m = 7 (такое большое
значение выбираем для наглядности показа зубьев на рис. 7.6, б) и предусмотрев шпоночный паз. Шпонка предназначена для соединения вала с посаженной
на него деталью (рис. 7.7, б). Размеры шпонок стандартизованы и определяются
диаметральным размером d вала.
На рис. 7.8 показаны два эскиза с пояснением назначения каждого размера.
1. Для создания модели новой детали выполните команду Файл | Создать
на панели Стандартная или нажмите кнопку Создать:
. В открывшемся окне
выберите тип нового документа Деталь. На панели Вид нажмите кнопку списка
справа от кнопки Ориентация:
. Укажите вариант Изометрия XYZ. В Дереве модели укажите Плоскость ХY.
2. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние: . Плоскость
ху станет параллельной экрану.
3. В появившейся Компактной панели нажмите кнопку переключения
Геометрия для вызова соответствующей Инструментальной панели: .
4. На панели Глобальные привязки включите привязки: Ближайшая
точка:
. Пересечение:
. Угловая привязка:
.
5. Используя команды Непрерывный ввод объектов:
. Выровнять по границе:
. Окружность:
.
Усечь кривую:
(на Инструментальной панели Редактирование):
выполните показанный эскиз (рис. 7.9).
109
Рисунок 7.9 Эскиз детали
Центры окружностей совместите с началом координат. Нанесите показанные размеры. При нанесении размеров система автоматически изменяет
геометрию эскиза. Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз:
6. Нажмите кнопку Операция выдавливания:
.
на панели Редактиро-
вание детали:
. Внизу экрана появится Панель свойств. Устанавливаем параметры выдавливания: Прямое направление; Расстояние 1 – 25.0. Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект:
Результат приведен на рис. 7.10.
.
Рисунок 7.10 Деталь
7. На панели Редактирование детали: нажмите кнопку Фаска: .
На Панели свойств выберите: Длина – 2.5; Угол – 45. Курсором укажите
4 ребра (с обоих торцов). Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки
Создать объект:
. Результат представлен на рис. 7.11.
Рисунок 7.11 Деталь с фаской
110
8. В дереве модели укажите Плоскость XY.
Нарисуйте контур вырезаемого фрагмента (рис. 7.12).
Рисунок 7.12 Контур вырезаемого фрагмента
9. Выберите команду Копия по окружности из меню Редактор (рис. 7.13) и
укажите центр копирования. Выберите Количество копий 13 в кольцевом направлении, Шаг в кольцевом направлении выберите равным 360°. Не допускайте пересечения контуров, иначе выполнение операции будет не возможно.
Рисунок 7.13 Команда Редактор | Копия
Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект:
Результат приведен на рис. 7.14.
.
Рисунок 7.14 Контур детали после копирования фрагмента
10. На панели Редактирование детали:
выдавливанием:
.
нажмите кнопку Вырезать
111
Появится Панель свойств, на которой установите параметры выдавливания: Обратное направление; Через все. Нажмите кнопку Создать объект:
Результат приведен на рис. 7.15.
.
Рисунок 7.15 Модель зубчатой передачи
7.4 3D-моделирование и творчество
Рассмотрим пример, в котором необходимо создать семейство моделей
геометрических тел по изображению (рис. 7.16) с недостающими на нем линиями. В создаваемых моделях геометрия и форма штрихованных граней не
должны изменяться.
Рисунок 7.16 Пример исходных данных для создания семейства геометрических тел
На рис. 7.17 представлена значительная часть требуемого семейства моделей, которое может быть расширено за счет изменения геометрии и формы и
числа вновь создаваемых замыкающих граней. Для каждого варианта модели
указана суммарная площадь созданных замыкающих граней. Возможна следующая конкретизация вышеприведенного условия:
– количество вновь созданных граней равно 3 (4, 5, 6 и т. д.);
112
– количество вновь созданных, треугольных (прямоугольных, квадратных, трапецеидальных и т. д.) граней равно 1 (2, 3, 4 и т. д.);
– суммарная площадь вновь созданных граней моделей не должна превышать указанной величины. При размерах, показанных на рис. 7.16, можно
установить пороговую величину, например S < 680 мм2. Этому порогу отвечают
модели 8, 12, 13 (рис. 7.17).
Задачи рассмотренного в примере типа достаточно содержательны. Для
создания новых моделей кроме операции Вырезать выдавливанием можно
применить 3D-операции Фаска, Скругление, Операция по сечениям и т. д.
Рисунок 7.17 Семейство геометрических тел, созданное по данным рис. 7.16
113
Варианты учебных заданий
Задания варианта 1
114
115
116
117
118
Задания варианта 2
119
120
121
122
123
Задания варианта 3
124
125
126
127
128
Задания варианта 4
129
130
131
132
133
Задания варианта 5
134
135
136
137
138
Задания варианта 6
139
140
141
142
143
Задания варианта 7
144
145
146
147
148
Задания варианта 8
149
150
151
152
153
Задания варианта 9
154
155
156
157
158
Задания варианта 10
159
160
161
162
163
Исходные данные для твердотельного моделирования сборок
164
165
166
167
168
169
Исходные данные для моделирования семейств деталей
170
Библиографический список
Основная литература:
1. Алямовский А. А. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике [Электронный ресурс] / А. А. Алямовский, А. А.
Собачкин, Е. В. Одинцов, А. И. Харитонович, Н. Б. Пономарев. – СПб.: БХВПетербург, 2008. – 1040 с. – ЭБС "Знаниум".
Дополнительная литература:
2. Дручинин Д. Ю. Автоматизация проектирования технических средств
[Электронный ресурс] : методические указания к практическим занятиям для
студентов направления подготовки магистров 15.04.02 – Технологические машины и оборудование / Д. Ю. Дручинин; ВГЛТА. – Воронеж, 2015. – ЭБС
ВГЛТА.
3. Дударева Н. Ю. SolidWorks 2011 на примерах [Электронный ресурс] /
Н. Ю. Дударева, С. А. Загайко. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 496 с. – ЭБС
"Знаниум".
4. Моделирование трехмерных объектов в среде КОМПАС-3D [Электронный ресурс] : доп. УМО вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения в качестве учебного пособия учебное пособие / Н. А.
Сторчак, В.И. Гегучадзе, А.В. Синьков. – Волгоград: ВолгГТУ, 2006. – 216 с. –
ЭБС "Единое окно".
5. Троицкий Д. И. Сборки в КОМПАС-3D [Электронный ресурс]: методические указания для выполнения лабораторных работ . – Тула: ТулГУ, 2009.
– 18 с. – ЭБС "Единое окно".
171
Сергей Владимирович Малюков
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Методические указания к выполнению курсовой работы
для студентов по направлению подготовки магистров
15.04.02 (151000.68) «Технологические машины и оборудование»
Редактор А. С. Люлина
Подписано в печать 10.04.2015. Формат 60×90 1/16. Объем 1,75 п. л.
Усл. печ. л. 1,75. Уч.-изд. л. 1,8. Тираж 115 экз. Заказ
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет им.
Г.Ф. Морозова» РИО ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». 394087, г. Воронеж, ул.
Тимирязева, 8
Отпечатано в УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»
394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
6
Размер файла
5 300 Кб
Теги
робота, малюкова, автоматизация, технические, средств, проектирование, курсовая
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа