ОГЛАВЛЕНИЕ

1.Введение………………………………….…………………………………5

1.1САПР Компас-3D………………………………………….………..…..6

1.2Настройка системы компас-3D……………………………………..….9

2.Моделирование изделий …………………………………………………28

2.1Основные формообразующие операции……………………………..28

2.2Построение массива элементов………………………………………58

2.3Моделирование листовой детали…………………………………….71

2.4Моделирование сборок последовательным добавлением моделей компонентов………………………………………………………….102

2.5Моделирование сборок путем создания компонентов в контексте сборки…………………………………………………………………112

2.6Анимация движения трёхмерных моделей сборок………………...116

3.Разработка конструкторской документации…………………………...138

3.1Создание ассоциативного чертежа………………………………….138

3.2Формирование чертежа машиностроительной детали……………148

3.3Создание спецификации……………………………………………..170

3.4Создание параметрических чертежей………………………………190

Приложения………………………………….….……………………..….…206

Приложение 1. Варианты заданий для построения моделей операцией вращения………………………………………………..…….…207

Приложение 2. Варианты заданий для построения моделей операцией выдавливания (вырезать выдавливанием)…………..…….......217

Приложение 3. Варианты заданий для построения моделей кинематической операцией…………..…………………..…………………227

Приложение 4. Варианты заданий для построения моделей

сиспользованием массивов элементов…….………………………………229

Приложение 5. Варианты заданий для построения

листовой детали……………………………………………………………...231

Приложение 6. Варианты заданий к разделу «моделирование

сборок последовательным добавлением моделей компонентов»………..241 3

1. ВВЕДЕНИЕ

Разработка прогрессивных машинных технологических процессов в наноинженерии осуществляется с применением систем автоматизированного проектирования. Оборудование для вакуумного напыления, ионно-плазменной обработки, молекулярной эпитаксии, выращивания монокристаллов, диффузионной сварки в значительной степени разрабатывается при помощи машиностроительных САПР .

Одной из наиболее известных отечественных машиностроительных систем трёхмерного моделирования является система КОМПАС3D, предназначенная для создания трехмерных моделей деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартные конструктивные элементы. В системе имеется графический редактор и модуль разработки спецификаций, позволяющие создавать двумерную конструкторскую документацию. САПР КОМПАС содержит также систему ВЕРТИКАЛЬ, позволяющую разрабатывать технологическую документацию.

Учебное пособие предназначено для приобретения навыков создания проектной документации, начиная с разработки трёхмерных моделей деталей, моделирования сборочных единиц, а затем создания ассоциативных чертежей и полного комплекта конструкторской и технологической документации.

Методы моделирования, реализованные в этой программе, являются на сегодняшний день общепринятыми в большинстве других современных 3D-системах. Поэтому пособие предоставляет возможность познакомиться с наиболее распространенными подходами к созданию трехмерных моделей.

Учебное пособие написано по плану переподготовки специалистов РОСНАНО для повышения квалификации конструкторов, занимающихся разработкой специального технологического оборудования для производства нанообъектов. Все пожелания и замечания по содержанию книги будут встречены авторами с большой благодарностью.

5

1.1. САПР «КОМПАС-3D»

КОМПАС-3D — система трёхмерного моделирования удачно сочетает в себе простоту освоения и легкость работы с мощными функциональными возможностями твердотельного и поверхностного моделирования.

Ключевой особенностью продукта является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН.

Основные компоненты КОМПАС-3D — собственно система трёхмерного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График и модуль проектирования спецификаций, текстовый редактор. Все они имеют русскоязычные интерфейс и справочную систему.

Основная задача, решаемая системой КОМПАС-3D — моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования и скорейшего их запуска в производство. Эти цели достигаются благодаря возможностям:

−быстрого получения конструкторской и технологической документации, необходимой для выпуска изделий (сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т.д.);

−передачи геометрии изделий в расчетные пакеты;

−передачи геометрии в пакеты разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ;

−создания дополнительных изображений изделий (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т.д.).

Система трехмерного моделирования предназначена для создания трехмерных параметрических моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология поз-

8

воляет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа.

Чертежно-графический редактор предназначен для автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности.

Совместно с любым компонентом КОМПАС-3D может использоваться система проектирования спецификаций, позволяющая выпускать разнообразные спецификации, ведомости и прочие табличные документы.

Документ-спецификация может быть ассоциативно связан со сборочным чертежом (одним или несколькими его листами) и трехмерной моделью сборки.

Базовый функционал системы включает в себя:

−развитый инструментарий трёхмерного моделирования, в том числе возможности построения различных типов поверхностей;

−механизм частичной загрузки компонентов и специальные методы оптимизации, позволяющие обеспечить работу со сложными проектами, включающими десятки тысяч подсборок, деталей и стандартных изделий;

−функционал моделирования деталей из листового материала

—команды создания листового тела, сгибов, отверстий, жалюзи, буртиков, штамповок и вырезов в листовом теле, замыкания углов и т. д., а также выполнения развёртки полученного листового тела (в том числе формирования ассоциативного чертежа развёртки);

−специальные возможности, облегчающие построение литейных форм — литейные уклоны, линии разъема, полости по форме детали (в том числе с заданием усадки);

−инструменты создания пользовательских параметрических библиотек типовых элементов;

−возможность получения конструкторской и технологической документации ( встроенная система КОМПАС-График);

7

−встроенные отчёты по составу изделия, в том числе по пользовательским атрибутам;

−возможность простановки размеров и обозначений в трехмерных моделях (поддержка стандарта ГОСТ 2.052–2006 «ЕСКД. Электронная модель изделия»);

−поддержку стандарта Unicode;

−средства интеграции с различными CAD / CAM / CAE систе-

мами;

−средства защиты пользовательских данных, интеллектуальной собственности и сведений, составляющих коммерческую и государственную тайну (реализовано отдельным программным модулем КОМПАС-Защита).

По умолчанию КОМПАС-3D поддерживает экспорт / импорт наиболее популярных форматов моделей, за счёт чего обеспечивается интеграция с различными CAD / CAM / CAE пакетами.

Базовая функциональность продукта легко расширяется за счёт различных приложений, дополняющих функционал КОМПАС-3D эффективным инструментарием для решения специализированных инженерных задач. Модульность системы позволяет пользователю самому определить набор необходимых ему приложений, которые обеспечивают только востребованную функциональность.

Используя БИБЛИОТЕКУ АНИМАЦИИ можно имитировать движение различных механизмов и машин, смоделированных в системе КОМПАС-3D, демонстрировать процессы сборки-разборки изделий, создавать видеоролики, демонстрирующие работу различных устройств.

8

1.2. НАСТРОЙКА СИСТЕМЫ КОМПАС-3D

Запуск системы КОМПАС-3D осуществляется из программной группы АСКОН главного меню Windows.

Интерфейс системы КОМПАС-3D имеет рабочий экран, соответствующий стандартным приложениям Windows. В главном окне системы находятся меню команд: Файл, Вид, Сервис, Справка, Библиотеки. Команды предназначены для пользовательской настройки системы и работы с архивом документов КОМПАС-3D.

Система КОМПАС-3D позволяет создавать документы следующих типов:

–лист чертежа, (расширение файла *.cdw);

–фрагмент, (расширение файла *.frw). Фрагмент отличается от чертежа отсутствием рамки, основной надписи и служит для сохранения типовых элементов конструкции, используемых в различных документах;

–спецификация, (расширение файла *.spw). Спецификация представляет собой таблицу, содержащую информацию о составе сборочной единицы;

–текстовый документ, (расширение файла *.kdw).

–деталь ― модель изделия, изготавливаемого из однородного материала, без применения сборочных операций. Файл детали имеет расширение *.m3d.

–сборка ― модель изделия, состоящего из нескольких деталей с заданным взаимным положением. В состав сборки могут также входить другие сборки (подсборки) и стандартные изделия. Файл сборки имеет расширение *.a3d.

Команды могут выполняться и с помощью соответствующих кнопок на панели управления.

С помощью пункта меню Файл пользователь может создать новый документ, команда Создать, выбрав требуемый тип документа; открыть файл, команда Открыть…, указав имя, путь и тип файла,

9

позволяет прочитать файл записанный в каком-либо из поддерживаемых системой форматов или старых версий системы КОМПАСГРАФИК.

Команды меню Вид позволяют подключить панели инструмен-

тов.

Пункт меню Сервис позволяет настроить интерфейс, вызвать калькулятор, подключить конвертер единиц измерения, установить параметры системы и новых документов, подключить библиотеки установки стилей линий, текстов, оформлений основных надписей, оформлений чертежей и т.п.

Пункт меню Библиотеки используется для подключения в период работы библиотек стандартных изделий, конструктивных элементов, произвести выбор материла детали из справочника.

Посредством вызова пункта меню Справка можно обратиться к справочной системе.

НАСТРОЙКА ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ КОМПАС-ГРАФИК Параметры системы

Приступая к работе, необходимо произвести настройку системы. Настройка параметров системы производится средствами коман-

ды Параметры пункта меню Сервис, вкладка Система.

Первоначально определим некоторые из параметров системы,

раскрыв группу Графический редактор:

–курсор ― позволяет настроить внешний вид (размер, цвет) графического курсора. Для переключения на отображение увеличенного курсора (большое перекрестие в виде осей координат) служит опция Включить. Основной способ управления курсором ― его перемещение мышью. Если передвигать курсор, используя клавиши клавиатуры, то перемещение будет дискретным в соответствии с те-

кущим шагом курсора;

–сетка ― формирует внешний вид отображаемого на экране точечного поля с заданным расстоянием между точками. Для уста-

10

новки нужного типа сетки щелкнуть курсором по соответствующей пиктограмме. Определяет расстояние в миллиметрах между точками сетки в направлении оси Х и оси Y текущей системы координат. Перемещение и привязка курсора выполняется по точкам в случае включения привязки. Выполнение операции рассматривается ниже;

–линейки прокрутки ― отображение на экране линеек про-

крутки;

–системные линии ― позволяет установить различные параметры отрисовки, такие как цвет, толщина на экране, толщина на бумаге, для системных (стандартно поддерживаемых «Компас-График») стилей линий;

–привязка ― используется для позиционирования курсора в различные характерные точки (пересечение, граничные точки, центр

ит.д.) объектов при выполнении точных геометрических построений. Меню привязок обеспечивает глобальную, т.е. действующую по умолчанию, привязку, при выполнении операций ввода и редактирования, к следующим характерным точкам:

–Ближайшая точка (б.т.) ― предполагает привязку к ближайшей характерной точке объекта (например, к начальной точке отрезка);

–Пересечение (пер.) ― предполагает привязку к ближайшей точке пересечения объектов;

–Середина (сер.) ― предполагает привязку к середине объекта или к середине стороны внутренней рамки листа чертежа;

–Центр (цен.) ― предполагает привязку к центральной точке окружности, дуги или эллипса;

сетки;

– Выравнивание (выр.) ― предполагает выравнивание (дорисовку или обрезку) вводимого объекта по ближайшей к нему характерной точке другого объекта (отрезка, окружности, дуги).

11

Остальные типы в меню привязок рассмотрите самостоятельно. Опция Динамически отслеживать, включается для того, чтобы расчет привязок выполнялся при каждом перемещении курсора. Включение опции Отображать текст приводит к отображению рядом с курсором сработавшей привязки.

В процессе построения с установленной привязкой следует установить курсор так, чтобы характерная точка объекта, к которой производится привязка, находилась внутри объектива курсора. Например, если выбран вариант глобальной привязки к пересечениям, то при вводе точки система автоматически будет выполнять поиск ближайшего пересечения в объективе курсора. Когда пересечение будет найдено, точка будет зафиксирована именно в этом месте.

НАСТРОЙКА СИСТЕМЫ КОМПАС-3D

Настройка параметров системы производится средствами команды Параметры пункта меню Сервис, вкладка Система. Определим некоторые параметры системы, относящиеся к группе Редактор моделей:

•сетка — формирует внешний вид отображаемого на экране точечного поля с заданным расстоянием между точками (отображается на экране только в режиме работы с эскизом). Для установки нужного типа сетки щелкнуть курсором по соответствующей пиктограмме. Определяет расстояние в миллиметрах между точками сетки в направлении оси X и оси Y текущей системы координат;

•библиотеки конструкторских элементов — позволяют указать файлы библиотек фрагментов *.lfr, которые используются в качестве библиотеки эскизов и библиотеки эскизов профилей круглых отверстий при вызове соответствующих команд КОМПАС-3D;

•параметры управления изображением — позволяют задать параметры изображения деталей в окне: величину перемещения изображения модели в окне при однократном нажатии клавиши, сдвигающей изображение(<Shift>+<стрелка>), величину поворота модели в

12

окне при однократном нажатии клавиатурной комбинации, вращающей изображение(<Alt>+<стрелка>), коэффициент увеличения или уменьшения изображения в окне при однократном нажатии клавиатурной комбинации изменяющей масштаб изображе-

ния(<Shift>+<+>или <Shift>+<– >);

•параметры перспективной проекции — позволяют задать степень вносимого перспективой искажения. Значение в этом поле показывает, во сколько раз расстояние от детали до плоскости изображения больше, чем максимальный габарит детали;

•редактирование — позволяет задать цвета активного (редактируемого) и пассивных (остальных) компонентов сборки во время редактирования компонента сборки на месте;

Рассмотрим возможности настройки новых документов. Выбе-

рите вкладку Новые документы (меню Сервис, пункт Параметры).

Рассмотрим группу Модель. Она содержит три подгруппы. Подгруппа Деталь включает в себя следующие параметры:

•свойства — позволяют ввести наименование и обозначение детали и выбрать материал, из которого она изготавливается;

•цвет — позволяет задать цвет и оптические свойства поверхности модели;

•свойства абсолютной и локальной СК — позволяют задать цвет изображения плоскостей проекций и обозначения начала координат абсолютной и локальной систем координат;

•свойства объектов — позволяют задать цвет изображения различных объектов детали (сборки);

•свойства листового тела — задают умолчательные параметры для всех новых листовых деталей;

• точность отрисовки и МЦХ. Точность отрисовки позво-

ляет увеличить или уменьшить точность аппроксимации криволинейных рёбер и линий очерка модели отрезками кривых линий, а криволинейных поверхностей — треугольниками. Точность МЦХ позволя-

13