Разработка и оформление конструкторской документации деталей и сборок на основе трёхмерного моделирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра

Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых"

(ВлГУ)

Институт Информационных технологий и радиоэлектроники (ИИТР)

Кафедра: "Биомедицинские и электронные средства и технологии (БЭСТ)

По дисциплине: "Автоматизации разработки конструкторской документации"

Пояснительная записка к курсовому проекту

На тему: "Разработка и оформление конструкторской документации деталей и сборок на основе трёхмерного моделирования"

Выполнила: Пугачева Е.А.

Принял: доц. кафедры БЭСТ

Варакин А.А.

Владимир

2016

Содержание

Введение

1. Сравнение систем автоматизированного проектирования конструкций электронной аппаратуры. Достоинства и недостатки

2. Разработка трёхмерной модели конструкции блока

3. Разработка конструкторской документации блока

Заключение

Библиографический список

Введение

Курсовой проект выполнен по дисциплине "Автоматизация разработки конструкторской документации". Темой курсовой работы является "Разработка и оформление конструкторской документации деталей и сборок на основе трехмерного моделирования". В ходе работы будет создана трехмерная модель литого алюминиевого герметичного корпуса, будут выполнены чертежи корпуса, крышки, и сборки детали.

Задание: разработка трёхмерной модели, чертежей деталей, сборочного чертежа, оформление спецификации, конструкторской документации.

Исходные данные (эскизный чертеж - вариант 4.2.)

Рисунок 1 - Алюминиевый литой герметичный корпус

1. Сравнение систем автоматизированного проектирования конструкций электронной аппаратуры. Достоинства и недостатки

Существует множество компьютерных программ, отображающих пространство на плоскость экрана, например Studio 3DMax (используется для анимации различных объектов, механизмов, сцен), CorelDRAW (используется для передачи реалистического изображения предметов в дизайнерской деятельности), различные CAD системы (Pro/ENGINNER, SolidWorks, AutoCad и т.д.), предназначенные для проектирования в инженерно-технической области.

Система Компас-3D, являющаяся отечественной разработкой, предназначена для создания трехмерных параметрических моделей, как отдельных деталей, так и сборочных единиц и ориентирована на область машиностроения.

В Компас-3D для задания модели геометрической фигуры применяется кинематический метод образования поверхностей, основанный на перемещении заданного геометрического примитива по известной траектории.[2]

"Компас-3D" - семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД. Программы данного семейства автоматически генерируют ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом).

Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже. Программа довольна простая по сравнению с другими графическими программами. Простое меню, в котором просто разобраться.

Недостатки: многие операции нужно подтверждать, если это не делать, то все что вы делали просто пропадет. Возможность сохранения файла во многих форматах, например CDW, JPEG, CAD и другие форматы. И эти форматы можно открыть в других программах, и не обязательно иметь КОМПАС или, например, AVTOCAD.

В среде Компас - 3D при выполнении эскиза элемента детали необходимо отслеживать стиль линии, при этом невозможно отслеживать правильность построения примитивов т. к. на рабочем поле автоматически не отображаются взаимосвязи примитивов.

Правильность построения примитивов эскиза можно отслеживать только командой "отобразить степени свободы", что требует дополнительных затрат времени и внимания. При этом совсем необязательно, что найдется правильное решение.

Для каждого примитива, своя команда размера (для окружности, для угла, для радиуса, для отрезка и т. д.). При редактировании примитивов эскиза (линия, окружность, дуга, многоугольник), поставленный размер в некоторых случаях живет "своей жизнью" т. е. изменение геометрии примитива не влечет изменение его размера.

При простановке размера нужно контролировать правильность выполнения этой команды. Поэтому при выполнении эскиза в данной среде затрачивается времени в полтора-два раза больше чем в среде SolidWorks.[11]

Pro/Engineer является одним из первопроходцев в области трехмерного параметрического моделирования и в своей работе основан на иерархической параметризации, что подразумевает под собой наличие "дерева построения", а геометрия создаваемого объекта при этом состоит из фичеров -- простейших геометрических элементов, соотносящихся друг с другом, и операций, совершаемых над ними. По своему принципу функционирования при построении трехмерных моделей Pro/Engineer априори схож с большинством современных САПР-приложений, однако отличается более глубокой проработкой функционала и широким диапазоном возможных параметров настройки при построении каждого элемента геометрии. Pro/Engineer позволяет создавать полностью взаимосвязанные с моделями плоские чертежи, при этом, практически все данные переносится в чертеж из модели. При любой правке модели эти изменения автоматически вносятся и в чертеж. Стоит отметить, что специфика оформления чертежей заточена под западную систему стандартов. В результате этого зачастую приходится использовать различные "хитрости" и неочевидные методы для выполнения чертежей по отечественной ЕСКД.[8]

В SolidWorks используется принцип трехмерного твердотельного и поверхностного параметрического проектирования, что позволяет конструктору создавать объемные детали и компоновать сборки в виде трехмерных электронных моделей, по которым создаются двухмерные чертежи и спецификации в соответствии с требованиями ЕСКД.

Трехмерное моделирование изделий дает массу преимуществ перед традиционным двумерным проектированием, например, исключение ошибок собираемости изделия еще на этапе проектирования, создание по электронной модели детали управляющей программы для обработки на станке с ЧПУ.

С помощью программы SolidWorks можно увидеть будущее изделие со всех сторон в объеме и придать ему реалистичное отображение в соответствии с выбранным материалом для предварительной оценки дизайна.

Трехмерная деталь SolidWorks получается в результате комбинации трехмерных примитивов. Большинство элементов основаны на плоском эскизе, по которому создается базовый трехмерный объект. Последовательное наращивание 3D объектов и позволяет в итоге получить желаемый результат.

Двунаправленные ассоциативные взаимосвязи между деталями, сборками и их чертежами SolidWorks гарантируют соответствие модели и чертежа, так как все изменения, сделанные в детали автоматически передаются связанную с ней сборку и чертеж.

Опциональные модули SolidWorks позволяют расширить базовые возможности дополнительными функциями по:

· созданию фотореалистичных изображений (PhotoWorks);

· распознаванию дерева построения и параметризации геометрии импортированной из других CAD систем (FeatureWorks);

· созданию презентационных видеороликов изделий в среде SolidWorks (SolidWorksAnimator);

· трехмерной обводке кабелей электрических систем и трубопроводов (SolidWorksRouting);

· созданию автономно просматриваемых чертежей и моделей, для обмена информацией с партнерами не имеющими SolidWorks (eDrawings) и т.д. [9]

AutoCAD -- двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk.

Первая версия системы была выпущена в 1982 году. AutoCAD и специализированные приложения на его основе нашли широкое применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности. Программа выпускается на 18 языках. Уровень локализации варьирует от полной адаптации до перевода только справочной документации. Русскоязычная версия локализована полностью, включая интерфейс командной строки и всю документацию, кроме руководства по программированию.

В области двумерного проектирования AutoCAD по-прежнему позволяет использовать элементарные графические примитивы для получения более сложных объектов. Программа предоставляет весьма обширные возможности работы со слоями и аннотативными объектами (размерами, текстом, обозначениями). Использование механизма внешних ссылок (XRef) позволяет разбивать чертеж на составные файлы, за которые ответственны различные разработчики, а динамические блоки расширяют возможности автоматизации 2D-проектирования обычным пользователем без использования программирования. Начиная с версии 2010 в AutoCAD реализована поддержка двумерного параметрического черчения. В версии 2014 появилась возможность динамической связи чертежа с реальными картографическими данными (GeoLocation API).

Версия программы AutoCAD 2014 включает в себя полный набор инструментов для комплексного трёхмерного моделирования (поддерживается твердотельное, поверхностное и полигональное моделирование). AutoCAD позволяет получить высококачественную визуализацию моделей с помощью системы рендерингаmentalray. Также в программе реализовано управление трёхмерной печатью (результат моделирования можно отправить на 3D-принтер) и поддержка облаков точек (позволяет работать с результатами 3D-сканирования). Тем не менее следует отметить, что отсутствие трёхмерной параметризации не позволяет AutoCAD напрямую конкурировать с машиностроительными САПР среднего класса, такими как Inventor, SolidWorks и другими. В состав AutoCAD 2012 включена программа InventorFusion, реализующая технологию прямого моделирования. [10]

2. Разработка трёхмерной модели конструкции блока

При разработке трёхмерной модели (детали корпуса и основания) были использованы следующие элементы: разрезы, отверстия, скругления углов, элементы геометрии (окружность, прямоугольник, отрезок), операция выдавливания, выдавливание боковых направляющих, вырезание элемента выдавливанием, черчение сечений направляющих.

Рисунок 4 - разработка 3D модели - сборка

3. Разработка конструкторской документации блока

Деталь - изделие, которое выполнено из однородного материала на предприятии изготовителе без применения сборочных операций.

Виды сборочных операций: свинчивание, пайка, сварка, развальцовка, склеивание.

Сборочная единица - изделие, которое состоит из деталей и (или) других сборочных единиц, изготовленные на предприятии с применением сборочных операций.

К конструкторским документам относятся графические и текстовые документы, которые определяют состав и устройство изделия и содержат необходимые данные для его разработки или изготовления, его контроля, эксплуатации и ремонта.

Чертеж детали - основной конструкторский документ для детали - содержит изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля.

Чертежи деталей разрабатываются на основе: чертежа общего вида и сборочного чертежа. [2]

Сборочный чертёж - представляют собой определённый вид конструкторской документации, который содержит графическую и текстовую информацию обо всех деталях, входящих в состав, какого либо изделия.

По ГОСТ 2.108-68 каждый сборочный чертеж должен иметь спецификацию, которая является основным конструкторским документом для любой сборочной единицы.

Спецификация - выполненный в виде таблицы документ, определяющий состав изделия. Содержит обозначение составных частей, их наименование и количество (основной документ, используемый для комплектования изделий).

Компас-график - это система, созданная для выпуска конструкторской документации в строгом соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). [2]

Виды конструкторских документов: чертежи деталей, схемы (по ГОСТ 2.701-76), спецификации, пояснительная записка, технические условия и другие. [1]

По правилам, установленным ГОСТ 2.109-73, необходимо ввести недостающие элементы чертежа, выполнить штриховку, нанести окончательные размеры, шероховатость обрабатываемых по данному чертежу поверхностей.

Рабочие чертежи разрабатывают на все детали, входящие в состав изделия, с соблюдением общих требований к рабочим чертежам по ГОСТ 2.109-73. [2]

ЕСКД - комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила, требования и нормы по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации.[7]

Основное назначение стандартов ЕСКД состоит в установлении единых оптимальных правил, требований и норм выполнения, оформления и обращения конструкторской документации, которые обеспечивают:

1) применение современных методов и средств на всех стадиях жизненного цикла изделия;

2) возможность взаимообмена конструкторской документацией без ее переоформления;

3) оптимальную комплектность конструкторской документации;

4) механизацию и автоматизацию обработки конструкторских документов и содержащейся в них информации;

5) высокое качество изделий;

6) наличие в конструкторской документации требований, обеспечивающих безопасность использования изделий для жизни и здоровья потребителей, окружающей среды, а также предотвращение причинения вреда имуществу;

7) возможность расширения унификации и стандартизации при проектировании изделий и разработке конструкторской документации;

8) возможность проведения сертификации изделий;

9) сокращение сроков и снижение трудоемкости подготовки производства;

10) правильную эксплуатацию изделий;

11) оперативную подготовку документации для быстрой переналадки действующего производства;

12) упрощение форм конструкторских документов и графических изображений; чертеж алюминиевый герметичный автоматизированный

13)возможность создания и ведения единой информационной базы; 14) возможность гармонизации стандартов ЕСКД с международными стандарта-ми (ИСО, МЭК) в области конструкторской документации;

15) возможность информационного обеспечения поддержки жизненного цикла изделия. [7]

Внедрение стандартов ЕСКД осуществляется в соответствии с установленным порядком для межгосударственных стандартов.

При внедрении новых, пересмотренных и измененных стандартов ЕСКД конструкторскую документацию, разработанную до введения в действие этих стандартов, допускается не переоформлять. При переиздании конструкторской документации (выпуске новых подлинников) и при передаче подлинников другой организации рекомендуется учитывать требования новых, пересмотренных и измененных стандартов ЕСКД.

При использовании ранее разработанной конструкторской документации в новых разработках вопрос о внесении в такую документацию изменений, связанных с введением новых, пересмотренных и измененных стандартов ЕСКД, решается предприятием-разработчиком либо держателем подлинников. Для конструкторской документации на изделия, разработанные по заказу Министерства обороны, это решение необходимо согласовать с заказчиком (представительством заказчика).

Конструкторские документы, стандарты организаций и технологические инструкции, на которые приводят ссылки, подлежат передаче другой организации вместе с комплектом конструкторских документов, при этом форма выполнения передаваемых ссылочных документов (бумажная и (или) электронная) должна соответствовать форме выполнения документов, входящих в комплект, либо быть согласованной с этой организацией. [7]

Заключение

В ходе работы была разработана и оформлена конструкторская документация деталей и сборки на основе трехмерного моделирования. Была создана трехмерная модель литого алюминиевого герметичного корпуса, были выполнены чертежи корпуса, крышки и сборки детали.

Библиографический список

1. Чекмарев, Альберт Анатольевич. Инженерная графика: учебник для вузов / А. А. Чекмарев .--Изд. 7-е, стер. --Москва : Высшая школа, 2006 .-- 365 c. :ил. -- Библиогр.: с. 355 .-- Предм. указ.: с. 356-359 .-- ISBN 5-06-003727-4.

2. Самсонов, Владимир Викторович. Автоматизация конструкторских работ в среде Компас - 3 D : учебное пособие для вузов по направлениям "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств", "Автоматизированные технологии производства" / В. В. Самсонов, Г. А. Красильникова. --Москва: Академия, 2008 .-- 223 c. : ил., граф., черт. -- (Высшее профессиональное образование, Машиностроение) .-- Библиогр.: с. 219 .-- ISBN 978-5-7695-2781-4.

3. ГОСТ 2.104-2006. Основные надписи.

4. ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам.

5. ГОСТ 2.106-96. Текстовые документы.

6. ГОСТ 2.109-98. Основные требования к чертежам.

7. ГОСТ 2.001-93 ЕСКД. Общие положения.

8. http://sapr-journal.ru/uroki-creo-proengineer/znakomstvo-s-proengineer-dostoinstva-i-nedostatki/

9. http://tesis.com.ru/software/solidworks/solidworks.php

10. https://ru.wikipedia.org/wiki/AutoCAD

11. SolidWorks 2010\\ Справочная система программного комплекса.

12. Компас-3DV13\\ Справочная система программного комплекса.

Размещено на Allbest.ru