А. П. Зелев, Н. Р. Асадуллина, Р. В. Дашкин

А. П. Зелев, Н. Р. Асадуллина, Р. В. Дашкин

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ

ДЕЛОВОЙ И КОНСТРУКТОРСКОЙ

ДОКУМЕНТАЦИИ

Уфа 2008

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

А. П. Зелев, Н. Р. Асадуллина, Р. В. Дашкин

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ

ДЕЛОВОЙ И КОНСТРУКТОРСКОЙ

ДОКУМЕНТАЦИИ

Допущено Редакционно-издательским советом УГАТУ

в качестве учебного пособия для студентов для всех форм обучения,

обучающихся по специальностям 190300(2001030) Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы,

1909000(200106) – Информационно-измерительная техника

и технологии, 190500 (200404) – Биотехнические и медицинские аппараты и системы,190600 (200402) – Инженерное дело

в медико-биологической практике

Уфа 2008

УДК 658.512 (07)

ББК 30.2-5-05 (я7)

З-48

Рецензенты: Зам. директора ООО «АСКОН-Уфа» Драган Т. М.,

БГАУ, доцент каф. НГ и Ч Муфтеев В. Г.

Зелев, А. П., Асадуллина, Н. Р., Дашкин, Р. В.

З-48 Автоматизация разработки деловой и конструкторской документации: учебное пособие / А. П. Зелев, Н. Р. Асадуллина, Р.В. Дашкин. – Уфа: УГАТУ, 2007. – 105 с.

ISBN 978-5-86911-752-6

Учебное пособие содержит подробное описание лабораторных работ по дисциплине «Автоматизация разработки деловой и конструкторской документации». Приведены рекомендации по оформлению отчета и презентации по итогам выполненной работы. Приобретенные знания и полученные навыки работы в системе компьютерного моделирования на основе программы КОМПАС-3D помогут студентам в освоении учебных дисциплин в процессе дальнейшего обучения, а также будущим молодым специалистам в быстрой адаптации в условиях производственной деятельности.

С презентациями, разработанными студентами, можно ознакомиться на кафедре начертательной геометрии и черчения УГАТУ.

Предназначено для студентов направлений АП, БМС, ИДМ, ИИТ.

Библиогр.: 9 назв.

Научный редактор канд. техн. наук, проф. Поликарпов Ю. В.

УДК 658.512 (07)

ББК 30.2-5-05 (я7)

ISBN 978-5-86911-752-6©Уфимский государственный

авиационный технический университет, 2008

Содержание

Введение ..4

Лабораторная работа №1

Тема. Создание чертежа технической детали. 7

Лабораторная работа №2

Тема. Векторизация растровых изображений на примере чертежа ручного исполнения 20

Лабораторная работа №3

Тема. Геометрический калькулятор. 22

Лабораторная работа №4

Тема. Параметрические чертежи. 33

Лабораторная работа №5

Тема. Конструирование и анализ многозвенных механизмов. 37

Лабораторная работа №6

Тема. Построение трехмерных моделей деталей в КОМПАС-3D.. 46

Лабораторная работа №7

Тема. Создание сборочного чертежа и спецификации. Применение библиотеки стандартных элементов. 66

Лабораторная работа №8

Тема. Создание 3D-сборок. 70

Лабораторная работа №9

Тема. Создание комплекта «связанных» документов. 77

Лабораторная работа №10

Тема. Создание чертежа электрической принципиальной схемы.. 99

Список литературы.. 103

Приложение А. 104

Приложение Б. 105

Введение

Компьютеры и компьютерные технологии, как словосочетания, так и понятия, прочно вошли в повседневную реальность. Практически не осталось такой сферы деятельности человека, где бы не использовался персональный компьютер. Особенно актуально применение компьютерных технологий при проектировании изделий приборо- и машиностроения. Использование компьютерных пакетов программ позволяет автоматизировать процесс проектирования, провести компьютерное моделирование сложных технологических операций, спрогнозировать работу разрабатываемого изделия и т.д. Основу этого составляют плоские и объемные изображения объектов, созданных в среде специализированных компьютерных программ. Примерами могут служить программы: AutoCAD, Solid Works, КОМПАС-3D (последняя из перечисленных программ является отечественной разработкой).

Программа КОМПАС-3D – это многофункциональная комплексная система компьютерной графики, позволяющая создавать плоские чертежи, текстовые конструкторские документы, объемные 3D-детали, объемные
3D-сборки; производить проектный расчет на стадии конструирования изделий, обладает собственной информационной базой, позволяющей облегчить труд конструктора.

Лабораторный практикум разработан для студентов направлений АП, ИИТ, ИДМ, БМС для лучшего восприятия нового материала и применения полученных знаний при изучении дисциплины «Автоматизация разработки конструкторской документации». Данный курс содержит 20 часов лекционного материала и 32 часа лабораторных работ, проводимых в компьютерном классе.

Лабораторный практикум содержит описание лабораторных работ, выполнение которых прививает навыки создания деловой и конструкторской документации, иллюстрированной изображениями плоских и объемных объектов, графиков и т.д. Особый интерес в содержании лабораторных работ представляют темы:

а) геометрический калькулятор;

б) применение видов (термин КОМПАС-3D, отличающийся от понятия «вид» ЕСКД), обеспечивающих выход в различные плоские пространства со своей метрикой;

в) векторизация растровых изображений;

г) создание многослойных чертежей;

д) включение фрагментов чертежей, копий экрана, файлов с рисунками в текстовые файлы.

Лабораторные работы выполняются по индивидуальным заданиям в следующей последовательности:

1. Ознакомление с вариантом задания;

2. Определение последовательности выполнения работы;

3. Оформление отчета по данной лабораторной работе, включающего в себя текст и иллюстрации, выполненные с применением таких программ как Paint, Photoshop;

4. Подведение итогов о проделанной работе, т.е. формулировка вывода о навыках и умениях, полученных на лекциях и лабораторных занятиях.

5. Создание презентации из 10 – 15 слайдов. При работе над презентациями возможно использование любых доступных технических средств: цифровые фотокамеры, сканеры, звуковые эффекты и видеофрагменты.

Требования к оформлению отчета и презентации

При выполнении отчета по лабораторной работе необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

- титульный лист должен быть оформлен по образцу, приведенному в приложении;

- весь текст оформляется на листах бумаги формата А4;

- текст допускается разбивать на разделы и подразделы, при этом каждый новый раздел начинают с новой страницы;

- наименование разделов и подразделов должно быть кратким и соответствовать содержанию текста;

- текст излагается кратко и четко, без произвольной трактовки;

- все иллюстрации (рисунки, чертежи, схемы и т.д.) располагают ближе к поясняемому тексту и должны быть пронумерованы. Нумерация может быть сквозной, либо отдельной для каждой части или раздела;

- иллюстрации должны иметь надписи, например: «Рис. 5. Исходные данные»;

- презентация должна иметь минимум текста и больше
иллюстративного материала (фрагменты отдельных этапов работы выполнения лабораторной работы, видеоматериал, звуковое сопровождение и т.п.).

Отчет должен быть оформлен в следующей последовательности:

1. Цель выполняемой работы;

2. Исходные данные (задание);

3. Последовательность выполнения работы;

4. Вывод о проделанной работе.

Прежде, чем приступить к выполнению каждой из предложенных лабораторных работ, необходимо выполнить следующие действия:

1. Запустить программу «Компас-3D» и создать новый документодним из способов:

- главное меню Файл - Создать или курсором мыши нажмите кнопку быстрого запуска Создать спиктограммой

2. Выбрать кнопку Чертеж и нажать кнопку «ОК».

3. Создать папку под названием:

№ лабораторной работы»и сохранить в ней созданный файл (имя файла – Фамилия студента). Данная папка должна быть вложена в другую папку «Мои документы» или расположена на рабочем столе.

Лабораторная работа №1

Цель работы

Приобретение навыков работы с основными командами при создании чертежей на примере компьютерной программы «Компас-3D»

Чертеж детали №1

Применение вспомогательных линий, глобальных
и локальных привязок

Вариант индивидуального задания

Выводы

1. Программа КОМПАС-3D обладает удобными средствами выполнения графических построений: а) вспомогательные линии бесконечной длины позволяют создавать сетку для удобного выполнения построений; б) средства логической привязки позволяют математически точно найти точку чертежа по заданному логическому условию; в) применение нескольких слоев при выполнении чертежа позволяет представить чертеж из тематически различных фрагментов (например, один слой чертежа содержит изображения предмета, а второй слой – размеры чертежа).

2. При формировании текстового документа возможно включение графических изображений, как в виде копии экрана, так и в виде объекта
КОМПАС-3D.

Лабораторная работа №2

Тема. Векторизация растровых изображений на примере чертежа ручного исполнения

Цель работы

Приобретение навыков работы при выполнении векторизации растровых изображений на примере чертежа ручного исполнения.

Лабораторная работа №3

Цель работы

Выводы

1. Имеющийся в КОМПАС-3D аппарат геометрического калькулятора позволяет создавать объекты со значениями параметров, равными параметрам других построенных ранее объектов. Например, построить отрезок, длина которого равна длине некоторой дуги, уже имеющейся в модели чертежа. При этом исключается необходимость выполнения вычислительных операций на калькуляторе.

2. Геометрический калькулятор удобен при применении графических алгоритмов решения геометрических конструкторских, технологических и других задач.

Лабораторная работа №4

Тема. Параметрические чертежи

Цель работы

Лабораторная работа №5

Цель работы

Приобретение навыков работы с параметрическими
объектами на примере создания кинематических схем многозвенных механизмов

Задачи:

1. Создание кинематической схемы подвижного механизма с изображением конструктивных элементов (ползун).

2. Построение пяти промежуточных положений многозвенного механизма.

3. Анализ зависимости отклонения стрелки от перемещения толкателя вдоль оси ОХ.

Многозвенный механизм №1

Лабораторная работа №6

Цель работы

Приобретение навыков работы с командами создания
и редактирования 3D моделей

Задача

Создание трехмерной модели детали

Вырезать выдавливанием

г) задайте параметры: направление — два направления, способ определения глубины выдавливания в обоих направлениях — через все.

Концентрической

Сетке

Выберите в качестве оси –
ось, созданную для отверстия фланца,
а элемент для копирования – отверстие в основании. Количество копируемых элементов – 3. При этом будут отображаться фантомы копируемых элементов. После того как все параметры будут заданы, нажмите кнопку

10. Фаска и скругление являются разновидностью одной команды и находятся «под одной кнопкой». Создание данной команды заключается в следующем: в панели состоянияуказываются параметры и тип построения элемента, при помощи курсора указывается размещение элемента. При этом подразумевается, что и фаска, и скругление будут построены вдоль ребра объемной модели, но при указании можно выбрать поверхность:

- если курсор будет иметь вид , то элемент будет выполнен вдоль всей границы поверхности, или можно выбрать ребро,

- если вид курсора , то элемент будет построен только вдоль выбранного ребра.

Выберите команду фаска установите параметры: катет – 1,6 мм, угол – 45°. Укажите ребро вдоль входной кромки отверстия.

Скругление выполняется аналогично.

11. Выполните условное изображение резьбы вдоль отверстия фланца на глубину 25 мм. Для этого укажите ребро отверстия. Измените направление создания элемента (поз.8), отключите автоопределение диаметра (поз. 6)
и длины элемента (поз. 7), и задайте численные значения 24 мм и 25 мм соответственно. Установите начало резьбы от поверхности фаски (поз.4).

Команда Условное обозначение резьбы(поз.2) расположена на панели условные обозначения (поз.1) и создает не винтовую поверхность, а цилиндрический условный элемент. Если отсекается часть модели в том месте, где проходит условное обозначение резьбы, то условный элемент остается без изменения, т.е. целым. Условное обозначение резьбы создается указанием ребра(поз. 3). Если имеется фаска, проточка для выхода резьбонарезного инструмента и т.д., то можно указать поверхности начала (поз.4) и конца (поз.5) резьбы.

12. В результате должна получиться следующая модель

Вид сзади Вид спереди

Задание.

По схематическому изображению соединения:

- сконструировать изделие;

- создать комплект документации.

Схема соединения «Переходник»

Деталь №1 Гайка специальная

Последовательность выполнения задания

1. Работу над выполнением 3D-модели детали «Гайки специальной» начните с операции вращения (обратите внимание на размеры сопрягаемых поверхностей).

2. Выберите Плоскость XY и создайте новый эскиз .

3. Постройте контур детали по правилам, рассмотренным выше.

4. Используя прикладную библиотеку, вставьте проточку из менеджера библиотек. Для этого активизируйте кнопку стандартного меню менеджер библиотек.

 

 

 

Активизируйте библиотеку, используя путь: менеджер библиотеки → машиностроение → конструкторская библиотека → конструктивные элементы → проточки. Выберите вкладку проточка внутренняя метрическая.

 

Установите параметры диаметра резьбы – 30 мм. Вставьте изображение, выбрав базовую точку произвольно.

5. Переместите изображение проточки. Для определения точки, в которую необходимо переместить изображение, воспользуйтесь вспомогательными линиями.

Перемещение проточки выполняют в следующей последовательности:

- выделите проточку и вспомогательные линии;

- воспользуйтесь командой сдвиг из панели инструментов редактирование;

- выполнив перемещение изображения, прервите команду.

 

 

6. Для редактирования полученного изображения наведите курсор на изображение проточки и нажмите ПКМ, в контекстном меню выберите команду разрушить (её можно вызвать и через строку главного меню→редактор→разрушить). Отредактируйте изображение контура.

 

 

7. Выберите команду выровнять по границе, панель редактирование. Укажите в качестве границы выравнивания вертикальную линию поз.1, далее укажите отрезки, которые будут выровнены поз. 2.

 

8. Создайте контур Шестиугольника, радиус вписанной окружности которого равен 28 мм, стиль линии вспомогательный.

9. Далее, через вершину шестиугольника проведите горизонтальную линию и создайте линию контура.

 

 

10. Выполните фаску

и осевую линию (размер указан

как справочный).

11. В результате выполненных операций должен получиться контур, вращая который создадите 3D-модель.

 

 

 

 

12. Выделите торцевую поверхность элемента (поз.1), войдите в режим редактирование эскиза (поз.2).

 

 

 

Создание шестигранника при помощи операции «Вырезать выдавливанием»

 

1. В открывшемся окне для создания одной из граней вычертите замкнутый контур.

 

2. Выполните команду вырезать выдавливаниемчерез всё.

 

3. Создайте ось вращения. Выберите команду ось конической поверхности (поз.1), на панели вспомогательная геометрия и выделите цилиндрическое внутреннее отверстие (поз.2). В дереве построения появится новый элемент ось (поз.3).

4. Далее выполните массив
по концентрической сетке (см. деталь Фланец), но количество копий по кольцевому направлению укажите – 6.

 

 

 

5. Наведите курсор на начало дерева построения детали, нажмите ПКМ, и в контекстном меню выберите свойства детали. Задайте цвет, материал, название детали.

6. Создайте условное изображение резьбы (см. деталь Фланец). Сохраните полученное изображение.

 

Деталь №2 Корпус

 

Последовательность выполнения задания

1. Создайте новый документ.

2. Выполните построение 3D-модели детали «Корпус» при помощи операции вращения (обратите внимание на размеры сопрягаемых поверхностей).

3. Выберите Плоскость XY и создайте новый эскиз .

4. Постройте контур детали, используя вспомогательные линии (размеры приведены для справки).

5. После того как контур поучен, выполните операцию вращение.

 

 

6. Заполните свойства детали (см. деталь Гайка специальная, §23). Сохраните деталь в тоже папке, что и деталь Гайка специальная.

 

Деталь №3 Штуцер

 

Последовательность выполнения задания

1. Выберите Плоскость XY и создайте новый эскиз .

2. Выполните построение 3D-модели детали «Штуцер» при помощи операции вращения (обратите внимание на размеры сопрягаемых поверхностей).

3. При построении контура используйте вспомогательные линии, при выполнении проточки для выхода резьбонарезного инструмента воспользуйтесь менеджером библиотек создайте условное изображение резьбы, задайте свойства детали (см. деталь Гайка специальная, Фланец).

 

Вид спередиВид сзади

 

 

Задание. Создание 3D моделей для деталей изделия «Приспособление»

Деталь №1,2. Основание и планка

Последовательность выполнения задания

1. Создайте новый документ и новый файл 3D-деталей.

2. Выполните 3D-модели деталей по ранее рассмотренным правилам.

3. Создайте отверстия для деталей крепежа.

4. Выделите курсором грань детали, на которой нужно построить отверстие и выполните операцию отверстие.

 

 

 

5. Активизируйте библиотеку отверстий. Выберите Отверстие 01, требуемые параметры и введите координаты оси отверстия.

 

 

6. Построение планки (деталь 2) производится аналогично построению

основания.

7. Для построения выступающей части на верхней грани планки создайте эскиз окружности, выберите операцию

приклеить выдавливанием.

Выводы

1. Применение трехмерного моделирования дает наглядное представление о внешнем виде детали, что в значительной степени упрощает понимание чертежа и дает возможность исключить ошибки проектирования на начальном этапе разработки.

2. Построение трехмерных моделей принципиально отличается от построения изображений деталей. В трехмерных моделях дается информация о формообразовании детали. На основании этой информации выполняется построение изображений детали в любом ракурсе. Автоматически создаваемое дерево построений позволяет вернуться к любому предыдущему шагу построения модели и внести коррективы либо удалить этот шаг. Соответственно изменяется и модель детали. Создание трехмерных моделей деталей – основа последующего компьютерного решения проектно-конструкторских и технологических задач.

 

Лабораторная работа №7

 

Тема. Создание сборочного чертежа и спецификации.
Применение библиотеки стандартных элементов

Цель работы.

Выводы

1. В результате выполненной работы были выработаны навыки построения сборочных чертежей, использования конструкторской библиотеки и создания спецификации сборочного чертежа.

2. Рабочие чертежи деталей могут выполняться в различных масштабах. Это обеспечивается применением понятия «Вид» – плоского бесконечного пространства со своей метрикой. При копировании изображений из рабочих чертежей на лист сборочного чертежа изображение переносится в виде модели в натуральном масштабе и вносится в пространство сборочного чертежа с учетом его метрики или масштаба. Таким образом, исключается необходимость пересчета масштабов; перевод из масштаба в масштаб осуществляется автоматически.

 

 

Лабораторная работа №8

 

Тема. Создание 3D-сборок

 

Цель работы

Задача

Создание трехмерных сборок на базе ранее разработанных 3D-моделей деталей с использованием конструкторской библиотеки

Сборка №1 «Приспособление»

 

Сборочный чертеж резьбового соединения «Приспособление»

 

Последовательность выполнения работы

1. Модель 3D-сборки резьбового соединения
«Приспособление». Создайте новый документ – файл – сборка.

 

 

 

2. Выполнив команду Добавить из файла ( ), переместите созданные ранее 3D детали на рабочее поле. Необходимо учитывать тот факт, что деталь, помещенная на рабочее поле первой, автоматически становится базовой, то есть остальные детали перемещаются относительно нее, а сама она неподвижна. Вставку первой детали лучше осуществлять совмещением локальной системы координат детали и глобальной системы координат всей сборки.

 

 

3. В появившемся окне выберите файл «Основание».

4. Нажатием ЛКМ расположите деталь относительно начала координат.

5. Аналогично вставьте деталь «Планку».

6. Кнопками переместить компонент и повернуть компонент расположите детали относительно друг друга примерно в нужное положение. Для выполнения операции в дереве построения выделите деталь.

 

7. С помощью операции соосность в меню сопряжения совместите оси отверстий. Для этого нужно последовательно выбрать
совмещаемые отверстия и команду на расстоянии.

 

8. Для совмещения деталей укажите по очереди на две совмещаемые грани с параметрами расстояние равно нулю. Выберите команду
на расстоянии.

 

 

9. Для подбора деталей крепежа воспользуйтесь менеджером библиотек. Размещение болта и всех остальных деталей крепежа выполните с помощью использованных ранее операций (переместить компонент, повернуть компонент, соосность, на расстоянии).

Сборка №2 «Переходник»

 

Переходник

 

Последовательность выполнения работы

1. Создайте новый документ.

2. Выполните перемещение ранее разработанных деталей сборки «Переходник» по описанному выше методу.

 

 

3. Применяя команды:

- переместить компонент

 

- повернуть компонент

 

 

расположите детали относительно базовой примерно в нужное положение.

 

 

 

4.

Выполните команду наложения связи деталей относительно фиксированной при помощи набора инструментов Сопряжения. Воспользуйтесь сопряжениями соосность и совпадение (сборка на рисунке приведена в разрезе).

 

5.

Постройте отверстие под стопорный винт непосредственно в процессе редактирования сборки. Для этого выделите базовую грань (поз.1), активизируйте команду отверстие (поз.2), выберите тип отверстия (поз.3), установите параметры (поз.4), задайте координаты оси (поз.5) и создайте элемент.

 

 

 

6. Вставьте крепежный элемент из библиотеки: менеджер библиотек→машиностроение→библиотека крепежа.

 

 

7. Сохраните сборку.

8. Выполните команду разнесения компонентов (Сервис/ Разнести компоненты/ Параметры). Появится панель управления настройками разнесения компонентов сборки.

 

Для разнесения компонентов выберите базовую деталь и задайте поэтапно шаги разнесения.

 

 

«Переходник» в собранном состоянии

 

Выполните настройку параметров разнесения объектов и при помощи

кнопки Разнести примените её.

 

Вывод

3D-сборка – инструмент сочленения трехмерных моделей деталей в одну сборочную единицу. При соединении деталей конструктор накладывает связи и ограничения на сопрягающиеся детали (соосность, расстояния между плоскостями сопрягающихся деталей и др.). Процесс 3D сборки высокопроизводителен. По завершении 3D сборки возможно автоматическое формирование заготовки сборочного чертежа.

 

 

 

Лабораторная работа №9

 

Тема. Создание комплекта «связанных» документов

 

Цель работы

Создание плоских чертежей и спецификации на основе
существующих трехмерных моделей

Задачи:

1. Создание сборочного чертежа с использованием ассоциативных видов.

2. Создание чертежей деталей с использованием ассоциативных видов.

3. Создание спецификации, «связанной» с «плоскими» и «объемными» документами сборки.

 

Сборка «Переходник»

 

 

3D-сборка «Переходник» в разнесенном состоянии

Для создания чертежей и раздела спецификации Детали с применением ассоциативных видов должны быть использованы объемные модели, созданные ранее (см. «Переходник» л.р. №8).

Рекомендуется проверить:

- правильность выполнения 3D- моделей;

- связи для 3D- сборки,

и аккуратно переместить все в отдельную папку, если таковая еще не была создана, стараясь не нарушить связи.

Если же связь нарушилась, то при открытии окна сборки появятся предупреждения.

После получения данной информации, нажмите кнопку ОК.

На экране появится окно – диалог «замены, игнорирования и поиска файлов»

Если вы желаете «обновить» ссылку на искомую деталь «Гайка специальная», то необходимо нажать кнопку поз.1 и найти искомый файл. Если же вам эта деталь не нужна, то нажмите кнопку поз.2. Если же вы вообще «передумали» работать с этой сборкой, то нажмите кнопку поз.3.

Кроме того, следует проверить дерево построениясборки и самих деталей на присутствие ошибок и, при необходимости, внести изменения.

Немаловажную роль играет и состояние свойств, т.е.: имеет ли деталь

12345