ФГБОУ ВО

«Рыбинский государственный

авиационный технический университет

имени П.А. Соловьёва»

Авиационный

колледж

Методические указания к лабораторной работе №9

«Создание 3D сборки с использованием основных видов сопряжений»

по дисциплине «Компьютерная графика»

для специальности 15.02.08 Технология машиностроения

Разработал Попков К.Н.

Одобрено предметной комиссией

Рыбинск

2014

1. Краткие теоретические сведения о создании сборок.

Сборка – это трехмерная модель объекта, состоящая из нескольких деталей. Количество деталей в сборке не ограничено (на практике встречались сборки, состоящие из нескольких тысяч деталей). Даже если в сборке всего одна деталь, она все равно считается сборкой.

Компонентом сборки может быть:

1. твердотельная или листовая деталь КОМПАС-3D, вставленная в сборку или созданная прямо в ней;

2. собственное тело или тела, принадлежащие документу сборки;

3. трехмерный библиотечный элемент;

4. деталь или поверхность, импортированные из другой системы трехмерного моделирования (с помощью одного из обменных форматов);

5. другая сборка (в таком случае она называется подсборкой).

Процесс формирования трехмерной сборки в системе КОМПАС-3D V10 состоит из нескольких этапов.

1. Вставка компонентов сборки (отдельных деталей из файлов или стандартных элементов из библиотек).

2. Размещение каждого компонента определенным образом и задание нужной ориентации в пространстве сборки, а также при необходимости фиксация компонента.

3. Создание отдельных деталей прямо в сборке (не путать с созданием компонента в контексте сборки), то есть тел, которые будут сохранены вместе с файлом сборки.

Одним из основных способов формирования сборки является простое добавление полностью готовых деталей из файла и их размещение в трехмерной сцене.

Д ля этой цели предназначена кнопка «Добавить из файла» из инструментальной панели «Редактирование сборки».

Для вставки компонента достаточно просто щелкнуть в нужной точке окна документа. Первый компонент сборки после вставки всегда автоматически фиксируется, все последующие – нет.

Для изменения положения компонента в сборке существуют команды перемещения и поворота:

К оманда «Переместить компонент» – предназначена для перемещения (без изменения ориентации) компонента сборки. Для перемещения достаточно щелкнуть на данной кнопке (при этом указатель примет форму четырехнаправленной стрелки), нажать кнопку мыши на нужном объекте и переместить его. Передвигать можно сразу несколько компонентов, предварительно выбрав их в окне модели или дереве построения. Переместить зафиксированный компонент нельзя.

Команда «Повернуть компонент» – позволяет вращать (изменять ориентацию в пространстве) выбранный компонент вокруг центральной точки его габаритного параллелепипеда.

В качестве опций команды «Повернуть компонент» можно задать:

1. «Повернуть компонент вокруг оси» – дает возможность вращать выбранный компонент сборки вокруг оси или прямолинейного ребра (ребро может принадлежать вращаемому компоненту).

2. «Повернуть компонент вокруг точки» – служит для вращения компонента сборки вокруг вершины или трехмерной точки.

При вращении компонентов, как и при их перемещении, можно включить режимы контроля соударений и автосопряжений.

Кнопки перемещения и вращения компонентов неактивны, если в сборке еще нет ни одного вставленного объекта. Кроме того, чтобы стали доступными команды вращения вокруг оси или точки, в модели должен быть выделен соответствующий трехмерный элемент.

К оманда «Зеркальное отражение компонентов» позволяет добавить в модель компонент, который является зеркальным отражением или симметричной вставкой исходного. Исходные компоненты можно выбрать и перед вызовом команды зеркального отраже­ния, указав компоненты (принадлежащие им объекты) в Дереве построения или в окне модели. Если среди указанных объектов есть вспомогательные плоскости, то первая из них ста­новится плоскостью симметрии операции.

1.2. Сопряжения

После размещения детали в сборке ее необходимо точно расположить относительно других компонентов сборки (например, привести зубчатые колеса передачи в зацепление, насадить колесо или подшипник на вал и т. п.). В автоматизированном проектировании это называется «наложить сопряжения на компоненты». На одну и ту же деталь можно наложить сразу несколько сопряжений.

Все сопряжения, наложенные на компоненты сборки, отображаются в дереве построения в одном узле под названием Группа сопряжений. Этот узел находится в самом низу дерева сборки.

П римечание: иногда из-за ошибки проектировщика или при неправильном перестроении сборки действия некоторых сопряжений противоречат друг другу (то есть система не может поместить компонент таким образом, чтобы удовлетворить требованиям сразу нескольких сопряжений). При этом возникает ошибка – деталь не будет расположена должным образом, а в дереве построений соответствующая ветвь будет отмечена восклицательным знаком в красном кружке.

Все функции для создания различных типов сопряжений представлены на п анели инструментов Сопряжения.

П араллельность – размещает деталь таким образом, чтобы ее выбранная грань (ребро) была параллельна плоской грани (ребру) другого компонента сборки. Порядок наложения сопряжения: вызываете команду и по очереди указываете элементы, которые необходимо разместить параллельно. Если элементы выбраны правильно и накладываемое сопряжение не конфликтует с другими сопряжениями, то сборка будет перестроена, а выбранные элементы окажутся параллельными друг другу.

Перпендикулярность – действие этого сопряжения подобно установлению параллельности, только выбранные элементы моделей (плоские грани или прямолинейные ребра) размещаются перпендикулярно.

Н а расстоянии – данный тип сопряжения употребляется чаще, чем два предыдущих, поскольку позволяет более точно задать относительное размещение компонентов. После вызова этой команды сначала указываются элементы двух компонентов, на которые накладывается сопряжение (плоские грани, ребра или вершины), после чего в поле Расстояние на панели свойств задается величина расстояния между компонентами. Если в качестве исходных элементов выбраны грани или ребра, то детали размещаются так, чтобы эти элементы оказались параллельны друг другу (и при этом удалены на заданное расстояние).

Под углом – позволяет разместить компоненты сборки таким образом, чтобы их элементы (грани или ребра), выбранные при вызове команды, находились под определенным углом. С помощью кнопок в группе Ориентация на панели свойств можно задавать направление отсчета угла.

К асание – устанавливает касание выбранных элементов, что не означает обязательный контакт двух тел. Например, если при вызове этой команды были указаны плоская и сферическая грани двух деталей, размещенных достаточно далеко одна от другой, то сборка перестроится так, что сферическая грань будет касаться плоскости (условной), в которой лежит плоская грань.

Соосность – одно из двух наиболее употребляемых сопряжений. Позволяет установить соосность выбранных элементов: осей, цилиндрических или конических граней. Эта команда применяется для посадки деталей на вал, центрирования отверстий в разных деталях, установки элементов крепежа (вставки болтов и винтов в отверстия, насадки шайб и гаек на болты и пр.).

С овпадение объектов – второе из наиболее используемых сопряжений. Служит для размещения деталей таким образом, чтобы они соприкасались по указанным при вызове команды граням или ребрам. Этот тип сопряжений позволяет установить, например, опорные поверхности шапочек болтов точно на поверхности одной из соединяемых деталей, упереть колесо, шкив или звездочку, посаженные на вал, в буртик вала и т. п.

Примечание:

При наложении сопряжений одна из деталей всегда остается недвижимой, а другая изменяет свое положение в процессе перестроения сборки. Иногда по ошибке или по невнимательности можно задать сопрягаемые компоненты в неправильной последовательности, что приведет к непредвиденному перестроению сборки. По этой причине перед наложением сопряжений всегда лучше фиксировать компоненты, которые должны оставаться неподвижными и которые вообще не предполагается больше перемещать в пространстве сборки.

Ф иксация деталей осуществляется с помощью оператора «Включить фиксацию», доступ к которому может производиться либо из инструментальной панели «Редактирование сборки», либо из контекстного меню (Название компонента в дереве построения – Правая кнопка мыши – «Включить фиксацию»). Перед наложением фиксации компонент должен быть выделен либо непосредственно в поле построения детали, либо в дереве построения.

С нятие фиксации происходит по аналогичной схеме с помощью оператора «Отключить фиксацию».

Более подробную и полную информацию по созданию 3D сборок можно получить из специализированной литературы, приведенной в конце данных методических указаний.

Порядок выполнения работы.

В качестве примера будем рассматривать создание 3D сборки части подшипникового узла для перемещения металлических труб или прутков для вулканитной или другой резки (рис.1). Узлы крепления подшипников не показаны. В

Рис.1

состав сборки входят 3D модели перемещаемого профиля и радиального шарикового подшипника. Рассмотрим построение каждого из них, а также всей сборки в целом.