Веткасов - ОКОМП_лаб_раб

УДК 004.925.84:621 ББК 32.973-018.2:34.4

О91

Рецензент кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Начертательная геометрия и черчение» УлГТУ Горшков Геннадий Михайлович

Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета

О91 Основы компьютерного обеспечения машиностроительного производ-

ства : сборник лабораторных работ / Н. И. Веткасов, А. Д. Евстигнеев, В. В. Сапунов, А. В. Степанов. – Ульяновск : УлГТУ, 2013. – 58 с.

В настоящем сборнике содержатся рекомендации и указания к выполнению лабораторных работ по основам компьютерного обеспечения машиностроительного производства. Содержание лабораторных работ соответствует рабочей программе дисциплины «Основы компьютерного обеспечения машиностроительного производства» для студентов всех форм, обучающихся по направлению 151900 – «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств» (профиль «Технология машиностроения»). Они могут быть также использованы при выполнении графической части курсовых и выпускных работ.

УДК 004.925.84:621 ББК 32.973-018.2:34.4

© Веткасов Н. И., Евстигнеев А. Д., Сапунов В. В., Степанов А. В., 2013.

© Оформление. УлГТУ, 2013.

3

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Разработка 3D-моделей деталей в системе «КОМПАС-3D» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Разработка 3D-моделей сборок в системе «КОМПАС-3D» с использованием библиотек . . . . . . . . . . . . . . 16 3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Создание параметризованных 3D-

моделей в системе «КОМПАС-3D» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. Автоматизированное проектирование рабочих и сборочных чертежей в системе «КОМПАС-3D» . . . . . 29 5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. Автоматизированное проектирование спецификаций в системе «КОМПАС-3D» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 ПРИЛОЖЕНИЕ А. Титульный лист отчета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Подшипник поворотный . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 ПРИЛОЖЕНИЕ В. Варианты заданий для сборочной единицы «Подшипник поворотный» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Рабочие чертежи деталей для сборочной единицы «Подшипник поворотный» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Узел шарнирный . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Варианты заданий для сборочной единицы «Узел шарнирный» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Рабочие чертежи деталей для сборочной единицы «Узел шарнирный» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время трудно представить себе современное промышленное предприятие или конструкторское бюро без компьютеров и специальных программ, предназначенных для разработки конструкторской документации или проектирования различных изделий. Применение вычислительной техники в данной области стало свершившимся фактом и доказало свою высокую эффективность.

Переход на машинное проектирование позволяет существенно сократить сроки разработки конструкторской и технологической документации и тем самым ускорить начало производства новых изделий. Одновременно повышается качество документации. Чертежи самой конкурентоспособной продукции, выполненные вручную на кульмане, сегодня производят отрицательное впечатление на партнеров, ставя под вопрос заключение выгодных контрактов.

Падение цен на вычислительную технику сделало современный компьютер доступным для домашнего использования. Это позволяет учащимся работать с системами автоматизированного проектирования не только в рамках аудиторных занятий, но и на персональных компьютерах. В этом случае можно говорить не о поверхностном знакомстве с предметом, а о реальном освоении.

Для выполнения всех видов чертежей в соответствии с требованиями единой системы конструкторской документации (ЕСКД) может быть использована система трехмерного моделирования «КОМПАС-3D».

Область применения системы «КОМПАС-3D» определяется основным набором задач, которые она призвана решать. К ним относятся моделирование деталей с целью расчета их геометрических и массоцентровочных характеристик для передачи в расчетные пакеты и пакеты разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ, а также создание изометрических изображений деталей (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т.д.).

5

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Перед началом проведения лабораторного практикума все студенты обязаны пройти инструктаж по правилам безопасной работы в лаборатории и расписаться в журнале по технике безопасности.

При выполнении лабораторных работ студенты обязаны соблюдать следующие правила по технике безопасности:

ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с компьютером перед началом выполнения лабораторных работ;

не приступать к выполнению лабораторной работы без разрешения преподавателя или учебного мастера;

соблюдать правила использования компьютерной техники;

соблюдать общие правила поведения студентов в лаборатории;

выполнять ту работу, которая поручена ему преподавателем;

быть внимательным и аккуратным во время выполнения лабораторной работы, не отвлекаться самому и не отвлекать других посторонними разговорами;

сообщать учебному мастеру или преподавателю обо всех неполадках во время выполнения лабораторной работы;

знать места расположения и размещения средств пожаротушения и правила пользования ими;

не курить и не загрязнять помещение лаборатории, не портить имущество;

по окончании выполнения лабораторной работы привести рабочее место в порядок.

6

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Все лабораторные работы, методики выполнения которых приводятся ниже, хорошо апробированы и проводятся в течение нескольких последних лет в компьютерном классе машиностроительного факультета УлГТУ. Допуск студентов к выполнению лабораторных работ осуществляется только после проверки знания ими соответствующих разделов теоретической части курса «Основы компьютерного моделирования машиностроительных производств». Студенты, имеющие неудовлетворительные теоретические знания по соответствующим разделам курса, к выполнению лабораторных работ не допускаются.

Студенты, допущенные к выполнению лабораторных работ, должны: ознакомиться с содержанием работы; изучить правила техники безопасности, которые необходимо со-

блюдать при выполнении работы; подготовить компьютер для проведения работы; изучить порядок выполнения работы;

получить номер варианта задания у преподавателя; выполнить компьютерное моделирование в соответствие с мето-

дическими указаниями к каждой лабораторной работе и оформить отчет. Отчет по лабораторной работе оформляют в электронном виде на

нескольких листах формата А4, заранее подготовленных студентами к занятию.

Первую страницу (титульный лист) отчета оформляют по образцу, приведенному в приложении А. Содержание последующих страниц отчета приведено в методических указаниях к каждой лабораторной работе.

Лабораторная работа считается выполненной после просмотра и принятия отчета преподавателем.

7

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 РАЗРАБОТКА 3D-МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ В СИСТЕМЕ

«КОМПАС-3D»

1.1. Цель работы

Ознакомление с основными принципами и практическое освоение методики проектирования 3D-моделей деталей в системе «КОМПАС-3D».

1.2. Общие положения

Общепринятым порядком моделирования твердого тела является последовательное выполнение булевых операций (сложения и вычитания) над объемными примитивами (сферами, призмами, цилиндрами, конусами, пирамидами и т.д.) [1, 5, 7].

В разных системах реализованы различные способы задания формы объемных примитивов [7]:

1.Ввод параметров примитива, выбранного из списка (например, ввод радиуса сферы или габаритов параллелепипеда).

2.Выполнение такого перемещения плоской фигуры в пространстве, след от которого определяет форму примитива (например, поворот окружности вокруг оси образует сферу, а смещение многоугольника – призму).

Более гибкий способ задания формы объемных примитивов реализован в системе «КОМПАС-3D». Он позволяет создать такие типы объемных примитивов, которые трудно (или невозможно) сформировать первым способом [7].

Проектирование детали обычно начинают с создания базового тела путем выполнения операции над эскизом (или несколькими эскизами), под которым понимают плоскую фигуру, на основе которой образуется пространственное тело. Под операцией при этом имеют в виду формообразующее перемещение эскиза [7].

8

При этом доступны следующие типы операций [7]:

вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза («Операция вращения»);

выдавливание эскиза (создание объемного тела на основе эскиза) в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза («Операция выдавливания»);

перемещение эскиза вдоль указанной направляющей («Кинематическая операция»);

построение тела по нескольким сечениям-эскизам (операция «По сечениям»).

Каждая операция имеет дополнительные опции, позволяющие варьировать правила построения тела [7]:

при вращении эскиза можно задать угол и направление поворота относительно плоскости эскиза и выбрать тип тела – тороид или сфероид (если контур эскиза не замкнут);

при выдавливании эскиза можно задать расстояние и направление выдавливания относительно плоскости эскиза и при необходимости ввести угол уклона;

при выполнении кинематической операции можно задать ориентацию образующей относительно направляющей (сохранение нормали, угла наклона или ортогональности);

при построении тела по сечениям можно указать, требуется ли замыкать построенное тело.

Во всех типах операций можно включать опцию создания тонкостенной оболочки и задать толщину и направление построения стенки – внутрь, наружу или в обе стороны от поверхности тела, образованного операцией [7].

При построении 3D-модели рекомендуется задавать цвет и свойства поверхности (степень блеска, прозрачность и т.д.), ее материал, наименование и т.д. Для этого выделите модель в дереве построения и вызовите из контекстного меню команду «Свойства».

9

Список свойств отображается в виде таблицы, в которой содержатся наименования свойств, их значения и единицы измерения. Если значение свойства может быть получено из источника, то после выполнения удаления поле значения свойства автоматически заполняется значением из источника. Ячейки свойств, недоступные для редактирования, имеют серый фон. Чтобы добавить новое свойство в список свойств модели, нажмите кнопку «Создать свойство», после чего на экране появится диалог «Параметры свойства» [7].

1.3.Основные операции с эскизами

1.3.1.Операция выдавливания

Операция выдавливания позволяет создать основание детали, представляющее собой тело выдавливания, которое образуется путем перемещения эскиза в направлении, перпендикулярном его плоскости. Операция доступна, если выделен один эскиз [1, 5, 7].

Для вызова команды необходимо нажать на кнопку «Операция выдавливания» на инструментальной панели трехмерных построений. После вызова команды на экране появляется диалог, в котором можно установить параметры элемента выдавливания, выбрать направление выдавливания и ввести глубину выдавливания. Если выбрано выдавливание в двух направлениях, глубину выдавливания требуется ввести дважды (для прямого и обратного направления). Если плоскость эскиза выбрана в качестве средней плоскости тела выдавливания, введенное значение глубины выдавливания считается общим (в каждую сторону откладывается его половина) [7].

Для создания тонкостенного тела, поверхность которого представляет собой след движения контура эскиза, активизируют вкладку «Параметры тонкой стенки», включают опцию «Толщина», указывают направление добавления материала и вводят значение толщины стенки. При создании тонкой стенки в двух направлениях, толщину вводят дважды (для прямого

10

и обратного направления). Если поверхность тела выбрана в качестве средней плоскости тонкой стенки, введенное значение толщины считается общим (в каждую сторону откладывают его половину). Если контур в эскизе сечения не замкнут, может быть построен только тонкостенный элемент [1, 4, 7].

1.3.2. Операция вращения

Операция вращения позволяет создавать детали, представляющие собой тела вращения. Для выполнения операции вращения необходимо выделить один эскиз.

Требования к эскизу для построения тела вращения [7]:

ось вращения должна быть изображена в эскизе отрезком со стилем линии «Осевая»;

ось вращения должна быть одна; в эскизе детали может быть один или несколько контуров;

если контур один, то он может быть разомкнутым или замкнутым; если контуров несколько, все они должны быть замкнуты, один из

них должен быть наружным, а другие – вложенными в него; допускается один уровень вложенности контуров;

ни один из контуров не должен пересекать ось вращения (отрезок со стилем линии «Осевая» или его продолжение).

Для вызова команды нажимают кнопку «Операция вращения» на инструментальной панели трехмерных построений. После вызова команды на экране появляется диалог, в котором устанавливают параметры операции вращения: выбрать направление вращения и ввести угол вращения. Если выбрано вращение в двух направлениях, угол вращения вводят дважды (для прямого и обратного направления). Если плоскость эскиза выбрана в качестве средней плоскости тела вращения, введенное значение угла вращения считается общим (в каждую сторону откладывают его половину).