2150

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ ЧЕРЧЕНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ

Методические указания для самостоятельной работы студентов по специальности 15.05.01– Проектирование технологических машин и

комплексов, специализация «Проектирование технологических машин лесного комплекса»

Воронеж 2017

2

УДК 744

Четверикова, И. В. Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей [Текст]: методические указания для самостоятельной работы студентов по специальности 15.05.01– Проектирование технологических машин и комплексов, специализация «Проектирование технологических машин лесного комплекса» / И. В. Четверикова, С. В. Зимарин; Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». - Воронеж, 2017.- 19с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

Рецензент: докт. техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев

3

Введение

Целью самостоятельной работы студентов является овладение фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по направлению подготовки, а также опытом творческой и исследовательской деятельности.

К современному выпускнику вуза общество предъявляет перечень требований, среди которых – наличие способностей и умения самостоятельно добывать знания из различных источников, систематизировать полученную информацию. Формирование такого умения происходит в течение всего периода обучения через участие студентов в лабораторно-практических занятиях, выполнение контрольных заданий и тестов, написание курсовых и выпускных квалификационных работ.

В образовательном процессе выделяется два вида самостоятельной работы – аудиторная и внеаудиторная. Аудиторная самостоятельная работа по дисциплине выполняется на учебных занятиях по индивидуальным заданиям под непосредственным руководством преподавателя. Внеаудиторная самостоятельная работа выполняется студентом по заданию преподавателя, но без его непосредственного участия.

При этом самостоятельная работа студентов играет решающую роль в ходе всего учебного процесса, поскольку она способствует развитию ответственности и организованности, творческого подхода к решению проблем учебного и профессионального уровня.

В результате освоения дисциплины студент должен:

-иметь представление о современных САПР, используемых при проектировании машин и механизмов; -знать: современные программные средства;принципы геометрического

моделирования, способы графического представления пространственных объектов;современные стандарты компьютерной графики, логику организации графических редакторов; -уметь: применять эти средства для получения результатов на этапе

разработки и редакции проектно-конструкторской и технологической документации;использовать графические пакеты САПР для решения задач проектирования и конструирования машин; -владеть:стандартными средствами компьютерного проектирования;

-иметь навыки работы с геометрическими примитивами и графическими объектами, составления и оформления конструкторской и технической документации в САПР «КОМПАС-график».

4

Глоссарий

Аксонометрия – вид параллельного проецирования для получения наглядного изображения, на плоскости проекции, предмета.

База – объект, относительно которого определяется положение других объектов.

Болт – крепежная деталь цилиндрической формы с резьбой на одном конце и головкой на другом.

Вал – деталь, форма которой образована цилиндрическими поверхностями, оси которых параллельны или совпадают, а длина превышает диаметр.

Вид – изображение видимой, обращенной к наблюдателю поверхности предмета.Видв системе ―Компас‖ — контейнер для изображения, внутри вида графические объекты могут располагаться в одном или нескольких слоях.

Винт – крепежная деталь цилиндрической формы с резьбой на одном конце и головкой на другом.

Высота – величина кратчайшего прямого отрезка, проведенного из вершины фигуры до пересечения с плоскостью основания этой фигуры.

Габарит – наибольшие внешние очертания.

Галтель – скругление внутренних и внешних углов на деталях машин. Гайка – крепежная деталь с резьбовым отверстием.

Геометрический расчет – расчет, при котором определяются геометрические размеры и конфигурации.

Графический формат – способ записи графической информации, предназначен для хранения рисунков и фотографий.

Деталь – изделие, изготовленное без сборочных операций.Деталь в системе «Компас»– это электронный документ, позволяющий создавать твердотельные модели. Файл документа Деталь имеет расширение *.m3d. Деталировка – выполнение рабочих чертежей деталей по сборочному чертежу.

ЕСКД (единая система конструкторской документации) – комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила, требования и нормы по разработке, оформлению и обработке конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия.

Зубчатое колесо – основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической иликонической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса. В машиностроении принято малое зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называть шестернѐй, а большое –колесом.

Интерфейс –совокупность возможных способов и методов взаимодействия двух любых систем, в нашем случае человека и машины.

Компактная панель – совокупность инструментальных панелей, служащая для создания, удаления, редактирования объекта.

5

Компас – семейство систем автоматизированного проектирования с возможностью оформлять чертежи в соответствие с требованиями ЕСКД и СПДС.

Конструкторский документ – документ, определяющий устройство изделия.

Допуск – разрешенное отклонение значения (размера, характеристики) от номинального (расчетного).

Единица сборочная– изделие, имеющее функциональное значение, получаемое сочленением составных частей изготовителем.

Колесо зубчатое – элемент зубчатой передачи - цилиндр (диск) с равномерно расположенными по поверхности зубьями.

Конусность – отношение разности диаметров конуса в нормальных сечениях к расстоянию между сечениями.

Лист– это электронный лист чертежа, оформленный в соответствии с ГОСТ 2.104-68. Это рамка с основной надписью, не связанная с изображением.

Лыска – срез участка детали (тела вращения) плоскостью, параллельной оси вращения.

Масса – физическая величина, обозначающая количество вещества в

теле.

Машиностроение – отрасль промышленности, разрабатывающая и производящая новейшие средства производства, всевозможные машины, оборудование, приборы, предметы потребления, продукты оборонной промышленности.

Масштаб – отношение размера изображения к размеру изображаемого объекта.

Опора – элемент конструкции, воспринимающий нагрузку сжатия. Операция – формообразующее перемещение эскиза.

Паз – выемка продолговатой формы с осью и боковыми поверхностями, параллельными общей оси.

Плоскость – базовое понятие геометрии, есть не что иное как поверхность, имеющая два направления.

Плотность – скалярная физическая величина, определяемая отношением массы тела к объему занимаемого ею пространства.

Плоттер – устройство для автоматического вычерчивания на бумаге рисунков, схем, чертежей и т.д.

Привязка – инструмент, использующий характерные точки объектов, служит для максимально удобства и экономии времени при создании чертежа.

Проточка – кольцевая канавка на валу или в отверстии.

Профиль проката – форма и размеры поперечного сечения изделий проката.

Рабочее окно программы – разновидность графического интерфейса пользователя, основанное на метафоре рабочего стола.

6

Рабочий чертѐж– документ, содержащий изображение детали, размеры и другие данные, необходимые для изготовления, ремонта и контроля детали.

Размер – число, определяющее геометрический (линейный или угловой) параметр объекта.

Разрез – мысленное рассечение объекта одной или несколькими плоскостями. На разрезе также показываются и части детали, которые расположены за секущейся плоскостью.

Разрез местный – изображение, выявляющее внутреннюю структуру изделия в узко ограниченной области.

Разрыв – условный прием для сокращения объема работы при выполнении чертежей изделий регулярной протяженной формы.

Ребро жесткости – плоский элемент детали, увеличивающий жесткость конструкции, сопротивляемость изгибу в плоскости этого элемента.

Резьба – элемент детали, получаемый винтовым движением плоского контура по цилиндрической или конической поверхности.

Рисунок технический – аксонометрическое изображение изделия, выполненное от руки в глазомерном масштабе с использованием светотени.

Рифление – риски на поверхности (как правило, цилиндрической), наносимые для улучшения сцепляемости поверхности детали в эргономических целях.

САПР (система автоматизированного проектирования) –

автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функции проектирования, представляет собой организационнотехническую систему, предназначенную для автоматизации системы проектирования, состоящую из персонала, комплекса технических и программных средств автоматизации его действия.

Сборочный чертеж – документ содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для сборки и контроля.

Сечение,в отличие от разреза, изображение только фигуры, образованной рассечением тела плоскостью без изображения частей за этой плоскостью.

Слои – разбиение сложного изображения на уровни (кальки). В каждом виде чертежа и фрагменте можно создать более 2 млрд. слоев.

Сопряжение (линии, поверхности) – плавный переход одной линии или поверхности в другую.

СПДС (система проектной документации при строительстве) –

комплекс нормативных организационно – методических документов, устанавливающих общие технические требования, необходимые для разработки, учета, хранения и применения проектной документации для строительства объектов различного назначения.

Спецификация– документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта. В системе «Компас» спецификация –электронный

7

документ, оформленный в соответствии с ГОСТ 2.108-68, файл документа имеет расширение *.сpw

Торец – крайняя плоская поверхность детали, перпендикулярная оси

характеристик, но при этом имеющая координаты.

Текстовый документ– электронный лист, оформленный в соответствии с ГОСТ 2.104-68 с основной надписью для текстовых конструкторских документов.

Трехмерная графика 3D – раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов, предназначенных для изображения объема объектов.

Фаска – поверхность, образованная торцевым скосом материала, используется в технологии машиностроения, преимущественно в эргономических целях.

Фланец – дисковый или овальный элемент с отверстиями для присоединения изделия к другому изделию, часто используется при монтаже трубопроводов.

Формат (чертежа) – размер листа (стандартизованный) на котором выполняется конструкторский или технологический документ.

Фрагмент– чистый электронный лист без рамок, на котором выполняются графические работы, т.е. Фрагмент отличается от чертежа отсутствием объектов оформления, имеет расширение *.frw.

Цапфа – элемент вала, которым он опирается на подшипники. Чертеж– это документ, содержащий изображение предмета, точно

определяющее его размеры и геометрическую форму.Чертеж в системе ―Компас‖ — это основной документ системы, подразумевающий лист чертежа. Он хранится в отдельном файле (cdw) и состоит из: рамки, основной надписи, видов, технических требований, шероховатости поверхности.

Чтение чертежа – процесс исследования и понимания документа, результатом которого является пространственное представление конструкции или изделия.

Шайба – крепежная деталь кольцевой формы, относительно малой толщины, выполняет функцию прокладки для сохранения опорных поверхностей, фиксации гаек или для снижения трения.

Шероховатость – совокупность неровностей поверхности с относительно малым шагом от базовой линии.

Шлиц (шлицы) – паз для передачи вращения или направления поступательного движения.

Шпилька – крепежная цилиндрическая деталь с нарезанной с двух концов или на всю длину резьбой для разборных соединений.

Шпонка – деталь, вкладываемая в паз вала и устанавливаемого на него колеса для передачи вращающего момента (усилия).

8

Шрифты чертежные – шрифты, предлагаемые ГОСТ 2.304-81, для выполнения надписей на чертежах и текстовых конструкторских документах.

Штриховка – система линий, штрихов, точек, заполняющих некоторую область чертежа для обозначения разрезов, сечений, типа материала, свойств поверхности или освещенности.

Шуруп – резьбовое изделие для соединения деталей из мягких или пластичных материалов, резьба в соединяемых деталях выполняется в процессе ввертывания шурупа.

Эквидистанта – линия, равноотстоящая от контура детали на расстояние, равное радиусу режущего инструмента.

Элемент выносной – отдельное, обычно, увеличенное изображение некоторой части предмета с целью выявления конструктивных особенностей изделия в данной части.

Эллипс – замкнутая плоская кривая, сумма расстояний, от любой точки которой до двух заданных точек (фокусов) постоянна.

Эскиз – чертеж, выполненный от руки в глазомерном масштабе.Эскиз в системе «Компас» -плоская фигура, на основе которой образуется тело.

Содержание разделов дисциплины

Раздел 1 Решение задач проектирования и конструирования машин с помощью средств автоматизированного проектирования. Классификация конструкторских САПР. Особенности и преимущества отечественной САПР КОМПАС-3D.

Введение. Предмет и область применения компьютерной графики. Интегрированная среда компьютерной графики: техническое оснащение, пакеты прикладных программ. Примитивы и атрибуты интерактивных компьютерных систем для выполнения и редактирования изображений и чертежей, решения задач геометрического моделирования на разных этапах проектирования машин.

Раздел 2 Основы двумерной графики в САПР КОМПАС – график. Основные приемы работы в графическом редакторе КОМПАС. Интерфейс, графические объекты, примитивы и их атрибуты. Простое редактирование графических объектов.

Графический интерфейс и базовые приемы работы в САПР КОМПАС3D. Типы документов графического редактора КОМПАС-график. Принципы ввода и простого редактирования объектов и примитивов КОМПАС-график. Установка привязок при создании графических объектов.

Раздел 3Редактирование, простановка размеров и обозначений на чертежах. Создание чертежей деталей токарной группы. Оформление основной надписи и технических требований (ТТ).

Редактирование, простановка размеров и обозначений на чертежах. Команды редактирования. Простановка шероховатости, допусков формы. Создание чертежей деталей токарной группы. Построение сечений и разрезов

9

на чертежах. Оформление основной надписи и технических требований (ТТ). Параметрические чертежи.

Раздел 4Библиотеки графического редактора КОМПАС-график. Создание рабочих чертежей пружин, зубчатых колес и корпусных деталей с применением конструкторских библиотек.

Библиотеки графического редактора КОМПАС-график. Подключение библиотек. Расчет и построение чертежей зубчатых колес с применением библиотеки КОМПАС –SHAFT 2D. Содержимое конструкторской библиотеки. Создание рабочих чертежей корпусных деталей с применением конструкторских библиотек. Использование конструкторской библиотеки для выполнения резьбовых изделий, отверстий, конструкторских элементов.

Раздел 5Трехмерное моделирование в САПР Компас-3D. Общие принципы трехмерного моделирования. 3D-моделирование простых геометрических тел - вращения, многогранников.

Трехмерное моделирование в САПР Компас-3D. Общие принципы трехмерного моделирования. Трехмерное моделирование простых геометрических тел – вращения, многогранников.

Раздел 6 Создание моделей деталей токарной группы, плоских и корпусных деталей, деталей со стандартным изображением.

Создание моделей деталей токарной группы, плоских и корпусных деталей, деталей со стандартным изображением. Подходы к моделированию тела вращения. Построение эскизов. Редактирование эскизов и моделей.

Раздел 7Редактирование трехмерных моделей. Выполнение ассоциативных чертежей на базе моделей деталей. Расчет массоцентровочных характеристик.

Редактирование трехмерных моделей. Выполнение ассоциативных чертежей на базе моделей деталей. Простановка размеров и обозначений. Составление технических требований.

Раздел 8Трехмерная сборка.Составление сборочного чертежа. Создание спецификации в полуавтоматическом и ручном режиме.

Создание трехмерной сборки. Разнесенная сборка. Составление сборочного чертежа. Редактирование. Простановка позиций на сборочном чертеже. Нанесение технических требований и обозначений. Создание спецификации в полуавтоматическом и ручном режиме.

Лекции

На лекциях необходимо вести конспектирование излагаемого материала, таким образом, чтобы отразить всю основную информацию, сообщаемую преподавателем. При этом следует обращать внимание на формулировки, характерные для определенных тем дисциплины, рисунки, схемы, формулы, а также на практическом использовании материала.

Конспект выполняется так, чтобы на его основании можно было подготовиться к текущему или промежуточному контролю. Необходимо стремиться к четкости записи, ее последовательности, выделять разделы и

10

темы, использовать подчеркивание определений, аккуратно выполнять пояснительные рисунки и схемы.

Если при изучении материала тема вызывает затруднение, то непосредственно по окончании лекцииили же во время лабораторных занятий и консультаций следует обратиться за разъяснением к преподавателю.

Графо-аналитические работы (ГАР)

Графо-аналитические работы служат для закрепления знаний, полученных студентами на аудиторных занятиях.

Содержание и порядок выполнения графо-аналитических работ представлен в учебном пособии «Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей» [5]. Предварительно, необходимо изучить лекционный материал и литературу [2, 5] по теме ГАР.

Чертежи и 3D моделивыполняются в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД [3] на ПЭВМ по индивидуальным вариантам, предварительно производится эскизирование с необходимыми расчетами.

При выполнении ГАР необходимо соблюдать следующую последовательность:

–внимательно ознакомиться с условием задания;

–определиться с тем, какие исходные величины или параметры даны, а какие требуется рассчитать или выбрать из справочных материалов;

–обращать внимание на единицы измерения всех величин.

По завершению ГАР проводится собеседование.

Подготовка отдельных тем дисциплины, вынесенных на самостоятельное изучение

Тема «Выполнение рабочего чертежа детали вращения в системе Компас-3D» [5, c. 22-25].

При освоении данной темы необходимо изучить порядок составления рабочих чертежей различных деталей, знать особенности изображения конструктивных элементов и правила простановки размеров на чертеже.

Вопросы для самопроверки:

1.Что такое «рабочий чертеж»?

2.Какова последовательность выполнения рабочего чертежа детали вращения?

3.Какие конструктивные элементы детали вы знаете? Назначение команды «выносной элемент».

4.Какие возможности для редактирования объектов вам известны?

5.Что служит основанием для определения величины изделия по чертежу?

6. Виды, разрезы, сечения. Их классификация и принципы построения в системе Компас.