Министерство образования и науки Российской Федерации Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В.М. Коробов, В.С. Мальцев, К.И. Молодцов, В.В. Щербаков
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ T-FLEX CAD ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЗАДАНИЙ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКЕ
Учебное пособие
Москва 2016
УДК 744(075)
ББК 30.119.7 У91
Коробов В.М., Мальцев В.С., Молодцов К.И., Щербаков В.В..
Разработка конструкторской документации с использованием T-flex CAD при выполнении заданий по инженерной графике: учебное пособие – М.: НИЯУ МИФИ, 2016. – 96 с.
Учебное пособие по выполнению индивидуальных заданий второй части курса "Инженерная графика" с использованием трехмерного моделирования в системе T-FLEX CAD предназначено для студентов технических специальностей очной и заочной форм обучения. В учебном пособии даны рекомендации по использованию программы автоматизированного проектирования T-FLEX CAD в процессе разработки конструкторской документации для изделий вакуумной и трубопроводной коммутационной арматуры. Даны примеры выполнения 3D моделей и 2D чертежей деталей и сборочных единиц реальных изделий.
Данное учебное пособие написано на основе курса, читаемого в НИЯУ МИФИ для студентов технических специальностей всех факультетов.
Рецензент канд. техн. наук, доцент Ю.В. Божко
Рекомендовано НТС кафедры «Инженерная графика»
ISBN 978-5-7262-1905-9
Национальный исследовательский ядерный университет
«МИФИ», 2016
Редактор Е.Н. Кочубей
Подписано в печать. Формат 60х84 1/16. Уч.-изд. л. 6.
Изд. № 022-3.
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 115409, Москва, Каширское ш., 31
2
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................... |
4 |
1.КОРОТКО О T-FLEX CAD, КОНСТРУКТОРСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ........................................................................................ |
7 |
||
И УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ........................................................................ |
7 |
||
2. |
ИЗМЕРЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ КЛАПАНА ПРОХОДНОГО.................... |
14 |
|
3. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ ТАРЕЛКИ КЛАПАННОЙ...................... |
16 |
|
4. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ КРЫШКИ КОРПУСА............................. |
19 |
|
5. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ ШПИНДЕЛЯ............................................. |
25 |
|
6. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ ВТУЛКИ НАЖИМНОЙ......................... |
27 |
|
7. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ ГАЙКИ НАКИДНОЙ.............................. |
28 |
|
8. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ ПРОКЛАДКИ ........................................... |
30 |
|
9. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ ВТУЛКИ УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ.......... |
31 |
|
10. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ КОРПУСА............................................... |
32 |
|
11. |
СОЗДАНИЕ 3D МОДЕЛИ МАХОВИЧКА ........................................ |
47 |
|
12. |
СБОРКА 3D МОДЕЛИ КЛАПАНА ПРОХОДНОГО. ..................... |
52 |
|
13. |
ЧЕРТЕЖИ ДЕТАЛЕЙ КЛАПАНА ПРОХОДНОГО ....................... |
59 |
|
14. |
СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЁЖ КЛАПАНА ПРОХОДНОГО................... |
77 |
|
15. |
СОЗДАНИЕ СПЕЦИФИКАЦИИ........................................................ |
81 |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ П1. КОМПЛЕКТ КОНСТРУКТОРСКИХ
ДОКУМЕНТОВ (ПРИМЕР) ....................................................................... |
84 |
ЛИТЕРАТУРА И ИНТЕРНЕТ - ИСТОЧНИКИ..................................... |
96 |
3
Введение
В настоящее время создание конструкторской документации (КД) выполняется с использованием современных систем автоматизированного проектирования (САПР). Часто понимают САПР лишь как пакет программ для проектирования изделий. Однако в отечественной литературе и государственных стандартах САПР определяется как более ёмкое понятие, включающее не только программные средства.
САПР – это организационно-техническая система, которая реализует информационную технологию проектирования, автоматизирует процесс проектирования, и состоит из комплекса технических и программных средств проектирования и персонала, задействованного в процессе проектирования и его автоматизации.
Технология разработки КД с использованием современных пакетов программ автоматизированного проектирования предполагает сначала создание электронных 3D моделей деталей, сборочных единиц и изделий в целом, затем создание на основе этих моделей
– чертежей, конструкторских документов в электронном и традиционном (бумажном) виде.
В современных САПР реализуется твердотельное моделирование – это проектирование тел, имеющих все признаки физического тела. К преимуществам твердотельного моделирования можно отнести:
лучшую визуализацию и восприятие созданной модели – трехмерная модель с применением современных технологий выглядит реалистично.
автоматическое формирование чертежей, построение модели и формирование чертежей по ней с использованием твердотельного моделирования – дело нескольких секунд.
быстрота и легкость внесения изменений в 3D модель.
наличие ассоциативных связей между 3D моделью и 2D чертежом даёт возможность легко редактировать чертежи изделия, делая изменения в 3D модели, которые автоматически отображаются на 2D чертеже, что сокращает время
4
проектирования и даёт возможность создания вариантов исполнения изделия.
Во второй части курса "Инженерная графика" первой работой является выполнение эскизов изделий вакуумной и трубопроводной коммутационной арматуры с натуры, создание чертежей деталей, входящих в изделие, и сборочного чертежа всего изделия в соответствии с требованиями ГОСТ единой системы конструкторской документации (ЕСКД). В этой работе студенты получают навыки создания трехмерных электронных моделей изделий и создания на их основе конструкторских документов. Вся работа выполняется в программе твердотельного моделирования T-FLEX CAD. Используется учебная версия этой программы находящаяся в свободном доступе, что позволяет изучать программу в домашних условиях.
Объектами для создания 3D моделей в работе являются индивидуальные сборочные единицы со схемами и описаниями. Ознакомление со схемой и описанием позволяет студентам определить название, расположение в сборке, назначение составных частей и сборочной единицы в целом, а осмотр и обмер составных частей - понять их форму и размеры.
Учебное пособие призвано помочь студентам:
создавать электронные 3D модели деталей, входящих в изделие;
создавать электронную сборку всего изделия
выполнять на основе созданных моделей 2D чертежи деталей и сборочных единиц.
Впособии воспроизводится процесс создания 3D моделей отдельных деталей, 3D сборок, изделий имеющих исполнения, а также чертежей деталей и сборочных чертежей. Приведенные примеры помогут правильно выполнить индивидуальное задание.
Впособии приведены примеры создания 3D моделей и чертежей клапана проходного.
Пакет программ T-FLEX CAD и библиотеки стандартных элементов скачиваются с сайта http://www.tflex.ru. Для выполнения индивидуальных заданий необходимо на компьютер установить библиотеки стандартных элементов – болтов, гаек и т.д.
5
Перед выполнением индивидуальных заданий необходимо освоить соответствующие разделы рекомендованной литературы и следующих стандартов ЕСКД.
ГОСТ 2.101_68 - Виды изделий.
ГОСТ 2.102-2013 - Виды и комплектность конструкторских документов
ГОСТ 2.103-2013 - Стадии разработки ГОСТ 2.104-2006 - Основные надписи.
ГОСТ 2.109-73 - Основные требования к чертежам ГОСТ 2.301-68 - Форматы.
ГОСТ 2.302-68 - Масштабы. ГОСТ 2.303-68 - Линии.
ГОСТ 2.304-68 - Шрифты чертежные.
ГОСТ 2.305-2008 - Изображения-виды, разрезы, сечения. ГОСТ 2.307-68 - Нанесение размеров и предельных отклонений. ГОСТ 2.051-2013 - Электронные документы. Общие положения ГОСТ 2.052-2006 - Электронная модель изделия. Общие поло-
жения.
ГОСТ 2.053-2013 - Электронная структура изделия. Общие положения
Для освоения навыков работы в системе T-FLEX CAD рекомендуется ознакомиться с пособием "Основные принципы и понятия 3D моделирования в T-FLEX CAD 3D", которое прилагается к учебной версии пакета, а также пользоваться справкой в текстовом меню системы (кнопка "?").
6
1.Коротко о T-FLEX CAD, конструкторской документации
иучебной программе
T-FLEX CAD - это программная система автоматизированного проектирования (САПР), обладающая механизмом параметризации. CAD - означает Автоматизированное конструирование (Com- puter-Aided-Design).
Параметрическое моделирование (параметризация) — проектирование с использованием параметров элементов модели и соотношений между этими параметрами. Параметризация позволяет «проигрывать» с помощью изменения параметров или геометрических соотношений различные конструктивные схемы и избежать принципиальных ошибок. В случае параметрического проектирования создаётся математическая модель объектов с параметрами, при изменении которых происходят изменения конфигурации детали, взаимные перемещения деталей в сборке и т. п.
Параметризация позволяет создавать 3D модели и чертежи изделий, составные части которых связаны между собой значениями параметров, что позволяет использовать в дальнейшем единожды разработанную модель путём её изменения. При необходимости быстрого создания модели или эскиза их можно создать без использования параметризации. Для этого имеется набор инструментов создающих отрезки, кривые, многоугольники и т.д. Однако такой режим конструирования не обладает преимуществами параметрического. Для точного позиционирования положения курсора мыши в узловых точках элементов построения программа имеет систему объектных привязок.
Для упрощения создания сборок в T-FLEX СAD можно загрузить библиотеки стандартных элементов – гайки, болты, шпонки, шайбы и т. д. При их вставке в сборку можно выбрать необходимые параметры элемента из набора стандартных. При создании сборок, для позиционирования деталей относительно друг друга, имеется механизм сопряжений.
Для оформления конструкторской документации согласно ГОСТ ЕСКД система имеет наборы типов линий, штриховок, фор-
7
маток, основных надписей. T-FLEX CAD позволяет проставлять различные типы размеров, надписей, позиций. Размеры в чертежах являются ассоциативными, то есть изменение размера в 3D модели влечёт за собой изменение его значения на чертеже. В автоматическом режиме можно создавать виды, разрезы, сечения. Положение разрезов и сечений можно задавать на 3D модели или на 2D чертеже.
Учебным планом предусматривается выполнение эскизов изделий вакуумной и трубопроводной коммутационной арматуры с натуры, создание чертежей деталей, входящих в изделие, и сборочного чертежа всего изделия в соответствии с требованиями ГОСТ единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
Единая система конструкторской документации (ЕСКД) — комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила, требования и нормы по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании, разработке, изготовлении, контроле, приёмке, эксплуатации, ремонте, утилизации).
Виды и комплектность конструкторской документации опреде-
ляется ГОСТ 2.101-68, 2-102-2013.
Деталью называют изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.
Сборочная единица - это изделие, состоящее из двух и более составных частей, соединенных между собой на предприятии – изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, сваркой, клепкой, пайкой и т.п.).
Комплекс составляют несколько сборочных единиц, не соединенных сборочными операциями на предприятии-изготовителе, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.
Комплектом называют несколько изделий, не соединенных сборочными операциями и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера
Виды и комплектность конструкторских документов определяется ГОСТ 2.102-2013. Некоторые из них представлены ниже.
8
Электронная модель детали - документ, содержащий элек-
тронную геометрическую модель детали и требования к ее изготовлению и контролю. В зависимости от стадии разработки он включает в себя предельные отклонения размеров, шероховатости поверхностей и др.
Чертеж детали - документ, содержащий изображение детали и другие текстовые данные, необходимые для ее изготовления и контроля.
Электронная модель сборочной единицы - документ, содер-
жащий электронную геометрическую модель сборочной единицы, соответствующие электронные геометрические модели составных частей, свойства, характеристики и другие данные, необходимые для сборки (изготовления) и контроля. К электронным моделям сборочных единиц также относят электронные модели для выполнения гидромонтажа и пневмомонтажа.
Сборочный чертеж - документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки (изготовления) и контроля. К сборочным чертежам также относят чертежи, по которым выполняют гидромонтаж и пневмомонтаж.
Чертеж общего вида - документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его составных частей и поясняющий принцип работы изделия.
Теоретический чертеж - документ, определяющий геометрическую форму (контур) изделия и координаты расположения составных частей.
Габаритный чертеж - документ, содержащий контурное (упрощенное) изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами.
Электромонтажный чертеж - документ, содержащий данные, необходимые для выполнения электрического монтажа изделия.
Монтажный чертеж - документ, содержащий контурное (упрощенное) изображение изделия, а также данные, необходимые для его установки (монтажа) на месте применения. К монтажным чертежам также относят чертежи фундаментов, специально разрабатываемых для установки изделия.
Упаковочный чертеж - Документ, содержащий данные, необходимые для выполнения упаковывания изделия.
9
Схема - документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними.
Электронная структура изделия - документ, содержащий структуру изделия (сборочной единицы, комплекса или комплекта) и другие данные в зависимости от его назначения.
Спецификация - документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта.
Ведомость спецификаций - документ, содержащий перечень всех спецификаций составных частей изделия с указанием их количества и входимости.
Ведомость покупных изделий - документ, содержащий пере-
чень покупных изделий, примененных в разрабатываемом изделии. Пояснительная записка - документ, содержащий описание устройства и принципа действия разрабатываемого изделия, а также обоснование принятых при его разработке технических и тех-
нико-экономических решений.
Ведомость электронных документов - документ, содержащий перечень электронных КД.
Технические условия - документ, содержащий требования (совокупность всех показателей, норм, правил и положений) к изделию, его изготовлению, контролю, приемке и поставке, которые нецелесообразно указывать в других конструкторских документах.
Программа и методика испытаний - документ, содержащий технические данные, подлежащие проверке при испытании изделий, а также порядок и методы их контроля.
Расчет - документ, содержащий расчеты параметров и величин, например расчет размерных цепей, расчет на прочность и др.
Эксплуатационные документы - документы, предназначенные для использования при эксплуатации, обслуживании и ремонте изделия в процессе эксплуатации.
Инструкция - документ, содержащий указания и правила, используемые при изготовлении изделия (сборке, регулировке, контроле, приемке и т.п.).
Все двумерные (2D) КД могут быть выполнены как бумажный КД и/или как электронный КД. Документы одного вида и наименования независимо от выполнения являются равноправными и взаимозаменяемыми.
10
Все графические документы (чертежи, схемы) могут быть выполнены как электронные чертежи (2D) и/или как электронные мо-
дели (3D).
Все текстовые документы могут быть выполнены как электронные КД.
Документы в зависимости от стадии разработки подразделяют на проектные (техническое предложение, эскизный проект и технический проект) и рабочие (рабочая документация) в соответствии с ГОСТ 2.103-2013. В таблице 1 представлена номенклатура КД (фрагмент ГОСТ 2.102-2013), разрабатываемых на изделия, в зависимости от стадий разработки.
Таблица 1
документаКод |
Наименованиедокумента |
Техническоепредложение |
проектЭскизный |
Техническийпроект |
Рабочая документация |
||||
детали |
единицысборочные |
|
комплексы |
комплекты |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
Электронная модель де- |
- |
- |
о |
* |
- |
|
- |
- |
|
тали |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
Чертеж детали |
- |
- |
о |
* |
- |
|
- |
- |
ЭСБ |
Электронная модель сбо- |
o |
o |
o |
- |
о |
|
о |
о |
|
рочной единицы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СБ |
Сборочный чертеж |
- |
- |
- |
- |
* |
|
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВО |
Чертеж общего вида |
о |
о |
* |
- |
- |
|
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условные обозначения: * — документ обязательный; о — документ составляют в зависимости от характера, назначения или условий производства изделия с учетом требований, изложенных в ГОСТ 2.052 и 3.109; - — документ не составляют.
За основные конструкторские документы, в зависимости от формы выполнения, принимают:
для деталей - чертеж детали и/или электронную модель детали;
для сборочных единиц, комплексов и комплектов - спецификацию и/или электронную структуру изделия (конструктивную) в соответствии с ГОСТ 2.053.
Более подробно о комплектности КД представлено в ГОСТ
2.102-2013.
В основной надписи КД необходимо указывать литеру - реквизит конструкторского документа изделия, соответствующий стадии его разработки.
На проектной стадии (техническое предложение - литера документов «П», эскизный проект - литера документов «Э», технический проект - литера документов «Т») разрабатывают последовательно проектную документацию. На последней проектной стадии
— техническом проекте разрабатывают окончательное техническое решение изделия, конструкции.
Технический проект — совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве и конструкции разрабатываемого изделия, и содержать все необходимые данные для разработки рабочей документации. На стадиях эскизного и технического проектов изготовляют и испытывают макеты изделий.
Технический проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки рабочей конструкторской документации .
Проектные КД (ГОСТ 2.103—2013).
Литера П — техническое предложение (объем работ по ГОСТ 2.118—73); выполняют ВО — чертеж общего вида и обязательные КД: ПЗ — пояснительная записка, ПТ — ведомость технического предложения и др. КД;
Литера Э — эскизный проект (объем работ по ГОСТ 2.119—73); выполняют ВО — чертеж общего вида и обязательные КД: ПЗ —
12
пояснительная записка, ЭП — ведомость эскизного проекта и др. КД;
Литера Т — технический проект (объем работ по ГОСТ 2.120— 73); выполняют обязательные КД: ВО — чертеж общего вида; ПЗ
— пояснительная записка, ТП — ведомость технического проекта, чертежи детали и другие КД.
Рабочие КД (ГОСТ 2.103—68): литера О1, О2 — опытные образцы изделия; литера А, B — серийное (массовое) производство изделий; выполняют основные обязательные КД — чертеж детали и спецификацию на сборочную единицу и обязательный КД сборочной единицы — СБ — сборочный чертеж и другие КД
Рабочим конструкторским документам изделия единичного производства, предназначенным для разового изготовления, присваивают литеру «И» при их разработке, которой может предшествовать выполнение отдельных стадий разработки (техническое предложение, эскизный проект, технический проект).
Объектами для создания 3D моделей для студентов являются индивидуальные сборочные единицы со схемами и описаниями. Ознакомление со схемой и описанием позволяет определить название, расположение в сборке, назначение составных частей и сборочной единицы в целом, а осмотр и обмер составных частей - понять их форму и размеры.
13