Т.А.Сахарова

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА

Введение в SolidWorks

Москва, 2013

УДК 744

ББК 30.11

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА. ВВЕДЕНИЕ В SOLIDWORKS: учебное пособие для студентов всех технических специальностей МГУПИ /Т.А.Сахарова. – М.: МГУПИ, 2013. – 87 с.

Учебное пособие содержит начальные сведения по работе с пакетом трёхмерного твердотельного моделирования SolidWorks и позволит получить практические навыки в построении эскиза, создании трёхмерных моделей деталей, формировании сборки и оформлении чертежа. Рассмотрена функция импорта файла DWG, содержащего двухмерный чертёж AutoCAD, в систему SolidWorks. Основные принципы работы в SolidWorks изложены на примерах проектирования реальных деталей.

Для удобства пользования пособием в его конце помещён предметный указатель, в котором перечислены все действия и команды, рассмотренные в пособии.

Предназначено для студентов машиностроительных и приборостроительных специальностей.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4
Запуск программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	5
Интерфейс программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	6
ПОСТРОЕНИЕ ТРЁХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ . . . . . . . . . . . . .	8
ДЕТАЛИ ТИПА «ПРИЗМА» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8
1 Модель детали СУХАРЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8
1.1 Создание эскиза детали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8
1.1.2 Отображение масштабной сетки в графической области . . . . . . . .	8
1.1.4 Наложение взаимосвязей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
1.1.8 Нанесение размеров в двухмерном эскизе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
1.1.8.2 Нанесение параметрических размеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15
1.1.8.3 Полное определение эскиза . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15
1.2 Переход в 3D-пространство . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	17
1.3 Создание объёмного элемента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	18
1.7 Формирование детали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	20
1.7.1 Создание прорези . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
1.7.2 Построение фасок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	23
1.7.3 Построение отверстия М8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
2 Модель детали ОСНОВАНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	27
ДЕТАЛИ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	40
3 Модель детали ШПИНДЕЛЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	40
4 Модель детали КРЫШКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	45
СОЗДАНИЕ СБОРОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	51
СОЗДАНИЕ СБОРКИ ПО ПРИНЦИПУ «СНИЗУ ВВЕРХ» . . . . . . . . . . .	51
Сборка изделия МАСЛЁНКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	51
5 Создание трёхмерной модели корпуса маслёнки . . . . . . . . . . . . . . . . . .	51
6 Создание трёхмерной модели колпачка маслёнки . . . . . . . . . . . . . . . . .	55
7 Создание сборки изделия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	60
СОЗДАНИЕ ЧЕРТЕЖА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	65
8 Создание чертежа детали ОСНОВАНИЕ	66
8.3 Задание масштаба изображений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	68
8.4 Перемещение видов на чертеже . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	69
8.5 Создание проекционного вида . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	69
8.6 Проведение осей симметрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70
8.7 Создание разрезов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70
8.8 Нанесение размеров на чертеже . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	72
8.10 Заполнение основной надписи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	74
9 Создание чертежа детали ШПИНДЕЛЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	76
10 Создание сборочного чертежа изделия МАСЛЁНКА . . . . . . . . . . . . .	79
ИМПОРТ ЧЕРТЕЖА ИЗ AUTOCAD В SOLIDWORKS . . . . . . . . . . . . .	82

ВВЕДЕНИЕ В SolidWorks

Основная задача моделирования – это устранение возможных ошибок в процессе разработки конструкторской документации изделия. Достигается это путём компьютерного моделирования отдельных деталей и их взаимодействия в сборке.

Многие программы, например, AutoCAD, позволяют формировать трёхмерные объекты из комбинации типовых поверхностных форм, таких как параллелепипед, цилиндр, конус, сфера, клин и тор. Усложнение трёхмерной модели достигается при её взаимодействии с другими (вспомогательными) трёхмерными объектами с помощью операций объединения, вычитания, пересечения и взаимодействия.

Основной недостаток описанного подхода к моделированию состоит в том, что полученная таким образом модель не поддаётся редактированию. Можно только или отменить последовательность операций, или сделать всё заново. Создание сложной модели таким способом представляет собой довольно медленный и трудоёмкий процесс.

Другой подход к трёхмерному моделированию состоит в повторении реального технологического процесса изготовления детали. В основе создания модели лежит последовательность выполняемых действий при изготовлении детали (технологическая карта). Этот способ используется в программе SolidWorks, которая позволяет в процессе моделирования создавать не деталь, а алгоритм (последовательность операций) её создания. Задаются размеры, взаимосвязи и уравнения, определяющие форму конкретной детали. При изменении одного или нескольких размеров изменяются форма и размеры детали, но сохраняется общий замысел проекта. Такой процесс применим для создания целого семейства деталей с общим внешним видом.

SolidWorks — программный комплекс системы автоматизированного проектирования (САПР) для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Работает в среде Microsoft Windows.

САПР SolidWorks разработана в 1993 году SolidWorks Corp. (США) – независимым подразделением компании Dassault Systemes (Франция) – мирового лидера в области высокотехнологичного программного обеспечения.

Трехмерная модель содержит полное описание физических свойств объекта (объем, момент инерции, характеристики материалов), что дает возможность разработчику максимально приблизить компьютерную модель к реальному изделию.

SolidWorks позволяет произвести инженерный анализ детали: экспресс-расчеты массово-инерционных характеристик, кинематики и динамики механизмов, прочности и аэро- и гидродинамики методами численного моделирования и создания фотореалистичных изображений объектов.

Процесс моделирования в SolidWorks начинается с создания эскиза, то есть двухмерного профиля или поперечного сечения. Затем эскиз приобретает трёхмерный вид при помощи определённых действий, которые называются конструктивными элементами. Набор эскизов и конструктивных элементов образуют деталь. Затем детали компонуются в сборку. После проверки работоспособности сборки на её основе создаются сборочный чертёж и чертежи входящих в сборку отдельных деталей.

Трёхмерная модель SolidWorks состоит из деталей, сборок и чертежей, отражающих одну и ту же модель в разных документах. Любые изменения, вносимые в модель в одном документе, автоматически отражаются в других документах, содержащих эту модель. Взаимосвязь между деталями, сборками и чертежами гарантирует автоматическую корректировку всех взаимосвязанных элементов модели.

Поддерживаемые типы документов:

• Создание детали (тип файла *.prt, *.sldprt);

• Создание сборки (тип файла *.asm, *.sldasm);

• Создание чертежа (тип файла *.drw, *.slddrw).

Поддерживаемые типы файлов:

• файлы SolidWorks (*.prt, *.sldprt, *.asm, *.sldasm, *.drw, *.slddrw);

• *.dxf (файл обмена данными);

• *.dwg (файл AutoCAD);

• Parasolid (*.x_t, *.x_b, *.xmt_txt, *.xmt_bin);

• STEP AP230/214 (*.step, *.stp);

• Catia Graphics (*.cgr);

• Solid Edge Part (*.par).

SolidWorks 2012 – последняя версия программы, поддерживающая операционную систему Microsoft Windows ХР. Начиная с версии 2013, установка программы на компьютере с операционной системой Windows ХР будет недоступна. Дополнительную информацию следует получить на веб-сайте http://www.solidworks.com/winxpLifeCycle.

Необходимо установить ОС, рекомендованную компанией SolidWorks.

В данном пособии описаны основные инструменты и начальные сведения по построению трёхмерных моделей деталей и сборок, а также чертежей по ним на базе версии SolidWorks Premium 2012.

Запуск программы

Запуск программы: Пуск Программы SolidWorks SolidWorks.

Появится заставка программы и на самом верху – строка, которая начинается с изображения ярлыка в виде красного куба с буквами на гранях S и W и имени

программы . Правее этого ярлыка расположена Стандартная

панель инструментов, из которой активны пока только две кнопки: Создать (новый файл) и Открыть (уже имеющийся файл).

Если нажать на кнопку Создать , появляется окно Новый документ SolidWorks, в котором имеются три шаблона:

Деталь – трёхмерное представление одного компонента;

Сборка – трёхмерное расположение деталей и других сборок;

Чертёж – двухмерный технический чертёж, обычно детали или сборки.

При выборе шаблона Деталь , появится пользовательский интерфейс, находящийся в режиме Эскиз.

Интерфейс программы

Основными элементами интерфейса являются: Главное меню, панели инструментов, область построения (или графическая область), статусная строка.

Если навести курсор на ярлык , на месте Стандартной панели появится Главное меню, из которого можно вызывать команды программы.

Под Главным меню располагаются пиктограммы команд. Они дублируют команды, расположенные в Главном меню.

Все пиктограммы команд собраны в инструментальные панели, которые можно вывести на экран или отключить, перемещать по экрану и т.д.

Чтобы изменить настройки панелей, надо выбрать в Главном меню Инструменты Настройка и в диалоговом окне Настройка на вкладке Панели инструментов установить или убрать соответствующие флажки.

Чтобы добавить команду на панель инструментов, надо в окне Настройка перейти на вкладку Команды, выбрать команду в соответствующей категории, навести курсор на выбранную пиктограмму, нажать левую кнопку мыши и, удерживая её, перетащить пиктограмму в удобное место на панели. Когда на панели появится толстая черта, отпустить кнопку мыши. Добавленная пиктограмма отобразится на экране.

Чтобы удалить пиктограмму с панели, надо захватить её мышью и перетащить в окно настроек. После того, как кнопка мыши будет отпущена, пиктограмма исчезнет с панели.

Для выхода из окна настроек нажать .

Настройки интерфейса можно сохранить следующими действиями.

Сохранение настроек интерфейса

Пуск Программы SolidWorks Инструменты SolidWorks Copy

Settings Wizard. Откроется окно SolidWorks Помощник для копирования

настроек. В этом окне выбрать задачу Сохранить настройки и далее – дать имя файлу, в котором сохранятся настройки, и выбрать из предложенных параметры настройки.

Чтобы использовать этот файл в дальнейшем, надо тем же путём войти в окно SolidWorks Помощник для копирования настроек и выбрать задачу Восстановить настройки из файла.

По умолчанию в левой части экрана расположено Дерево Конструирования (Feature Manager), которое отражает последовательность конструктивных элементов, образующих деталь, а также дополнительные элементы построения (оси, фаски, плоскости и др.).

Дерево Конструирования содержит полную информацию о трёхмерном объекте и динамически связано с областью построения.

На рисунке 1 показан вид Дерева Конструирования до начала построений. В нём имеются только исходные плоскости Спереди, Сверху и Справа, на которых можно начинать построение эскизов, и Исходная точка (Начало координат.

Рисунок 1

Непосредственно над Деревом Конструирования расположены две кнопки для перехода в соответствующий режим.

Кнопка – режим рисования эскиза. Нажатие этой кнопки активизирует инструментальную панель Эскиз, содержащую команды для создания эскиза.

Кнопка – режим создания твёрдотельной модели. При нажатии этой кнопки активизируется инструментальная панель Элементы, служащая для создания твёрдотельной модели.

Как только вводится какая-либо команда, на месте Дерева Конструирования появляется Менеджер свойств, в котором возникает соответствующее диалоговое окно, позволяющее выбирать объекты и назначать параметры, а также завершать команду нажатием на в верхнем левом углу.

В нижней части экрана располагается Статусная строка, в которой отражаются текущие координаты курсора и режимные параметры модели.

ПОСТРОЕНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ

В зависимости от типа проектируемой детали различаются способы построения объёмной модели. В SolidWorks предусмотрены два таких способа.

1. Вытягивание основания для деталей типа «призма».

2. Вытягивание поворотом для деталей типа тел вращения.

ДЕТАЛИ ТИПА «ПРИЗМА»