ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Камская государственная инженерно-экономическая академия»

Методические указания

к лабораторным работам

по дисциплине

«Системы автоматизированного проектирования»

Часть 1

для студентов автомеханического факультета

очной и заочной форм обучения

Набережные Челны

2008

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине: «Системы автоматизированного проектирования» для студентов автомеханического факультета очной и заочной форм обучения / Составители: Лысанов Д. М., Мухаметдинов Э. М., Цыбунов Э. Н. - Набережные Челны: Изд-во ИНЭКА, 2008. - 83 с.

Методические указания для лабораторных работ предназначено для использования в учебном процессе студентами очной и заочной формы, обучающимися по специальностям автомобильного профиля.

Рецензент:

Печатается по решению методической комиссии автомеханического факультета ГОУ ВПО «Камская государственная инженерно-экономическая академия».

© ГОУ ВПО «Камская государственная

инженерно-экономическая академия»,

2008 год

Содержание

Введение в трехмерное моделирование 5

1. Геометрические модели 5

2. Виды трехмерного моделирования 6

2.1. Каркасное моделирование 7

2.2. Поверхностное моделирование 8

2.3. Твердотельное моделирование 9

3. Принципы твердотельного моделирования деталей и сборок 11

4. Создание модели детали 13

4.1. Система координат и плоскости проекций 13

4.2. Создание основания детали 13

4.2.1. Общие требования к эскизам 15

4.2.2. Элемент выдавливания 15

4.2.3. Элемент вращения 17

4.2.4. Кинематический элемент 19

4.2.5. Элемент по сечениям 21

4.3. Приклеивание и вырезание дополнительных элементов 23

4.4. Дополнительные конструктивные элементы 29

4.5. Сечение, зеркальное копирование и построение массивов элементов 33

4.6. Построение вспомогательных элементов 33

4.7. Ассоциативный чертеж детали 36

5. Практикум по трехмерному моделированию деталей 40

5.1. Основание 40

5.2. Вкладыш 44

5.3. Радиатор 50

5.4. Втулка 54

5.5. Крышка 57

5.6. Корпус 64

5.7. Кронштейн 70

6. Пример оформления работы №1 77

6.1. Образец титульного листа 77

6.2. Построение Опоры 78

Варианты заданий для самостоятельной работы 82

Список использованных источников 87

Введение в трехмерное моделирование

Современные 3D – системы проектирования позволяют создавать трехмерные модели самых сложных деталей и сборок. Используя наглядные методы формирования объемных элементов, конструктор оперирует простыми и естественными понятиями основание, отверстие, фаска, ребро жесткости, оболочка и т. д. При этом процесс конструирования может воспроизводить технологический процесс изготовления детали. После создания 3D – модели изделия конструктор может получить его чертеж без рутинного создания видов средствами плоского черчения.

1. Геометрические модели

При решении большинства задач в области автоматизированного конструирования и технологической подготовки производства необходимо учитывать форму проектируемого изделия. Из этого следует, что геометрическое моделирование, понимаемое как процесс воспроизведения пространственных образов изделий и исследования характеристик изделий по этим образам, является ядром автоматизированного проектирования. Информация о геометрических характеристиках объекта используется не только для получения графического изображения, но и для расчета различных характеристик изделий, технологических параметров его изготовления и т. д. На рис. 1. показано, какие задачи решаются с помощью геометрической модели в системе автоматизированного проектирования (САПР). Под геометрическими моделями понимаются модели, содержащие информацию о форме и геометрии изделия, технологическую, функциональную и вспомогательную информацию.

Рис. 1. Задачи, решаемые с помощью геометрической модели

Развитие методов и средств геометрического моделирования определило изменение ориентации графических подсистем САПР. В САПР можно выделить два вида построения графических подсистем:

1. Ориентированные на чертеж.

2. Ориентированные на объект.

Системы первого поколения, ориентированные на чертеж, обеспечивают необходимые условия для создания конструкторской документации. В таких системах создается не объект (деталь, узел), а графический документ.

Эволюция графических подсистем САПР привела к тому, что системы, ориентированные на чертеж, постепенно утрачивают свое значение (особенно в области машиностроения) и все большее распространение получают системы, ориентированные на объект. На рис. 2 показана эволюция ориентации графических подсистем САПР за последние десятилетия.

Рис. 2. Ядро графической подсистемы САПР:

а – чертеж; б – данные чертежа; в – трехмерная геометрическая модель

На начальных этапах разработки и внедрения САПР основным документом обмена между различными подсистемами был чертеж (рис. 2а). Следующее поколение графических подсистем использовало в качестве данных, через которые обеспечивался обмен с функциональными подсистемами САПР, данные чертежа (рис. 2б). Это позволило перейти на безбумажную технологию проектирования. В графических подсистемах, интегрированных САПР, ядром являются трехмерные геометрические модели проектируемых изделий (рис. 2в). При этом различные двумерные изображения трехмерной модели формируются в таких подсистемах автоматически.

Геометрические трехмерные модели, используемые в САПР, можно разделить на три типа:

1. Каркасные ("проволочные") модели.

2. Поверхностные модели.

3. Модели сплошных тел (объемные модели).