Общие принципы трехмерного проектирования изделий в SolidWorks

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа № 1

Знакомство с SolidWorks.

Общие принципы трехмерного проектирования изделий в SolidWorks

Цель работы - изучение общих принципов построения трехмерных моделей деталей и сборок в системе автоматизированного проектирования SolidWorks.

Методические указания

Проектирование изделия в SolidWorks состоит из нескольких этапов: выбор конструктивной плоскости для создания двумерного эскиза, преобразование эскиза в твердотельный элемент, формирование детали из различных элементов, компоновка созданных деталей в сборку. При этом гибкие инструменты конструктора SolidWorks позволяют изменять значения любого размера, накладывать взаимосвязи на взаимное расположение объектов в течение всего процесса проектирования. Процесс создания трехмерных моделей основан на принципах добавления и снятия материала, аналогичных методам реальных технологических процессов.

Особенности интерфейса SolidWorks

Интерфейс SolidWorks соответствует привычному графическому интерфейсу программ семейства Windows Microsoft. Стандартные функции Windows обеспечивают работу с файлами (создание, открытие, сохранение и др.). Печать эскизов, 3D моделей с экрана и чертежей в SolidWorks осуществляется на любое устройство графического вывода (плоттер, принтер), установленное в операционной системе.

Проектирование в SolidWorks включает создание объемных моделей деталей и сборок с возможностью генерировать на их основе рабочие чертежи. Создание нового документа в SolidWorks сопровождается выбором шаблона документа: Деталь, Сборка или Чертеж. В случае выбора шаблонов Деталь или Сборка графическая область представляет собой трехмерное пространство.

Основными элементами интерфейса SolidWorks являются: меню, панели инструментов, область построения, строка состояния (рис. 1.1). Для наглядного представления процесса проектирования в SolidWorks существует Дерево конструирования или Дерево построения (Feature Manager). Оно реализовано в стиле традиционного Проводника Windows, обычно располагается в левой части рабочего окна SolidWorks и представляет собой последовательность конструктивных элементов, образующих деталь, а также дополнительные элементы построения (оси, плоскости). Дерево построения содержит полную информацию о трехмерном объекте и динамически связано с областью построения. В режиме сборки Дерево построения отображает список деталей, входящих в сборку, а также необходимые сопряжения деталей и сборок (рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Элементы интерфейса SolidWorks

Основными функциями Дерева конструирования (FeatureManager) являются:

-выбор элементов по имени (по нажатию левой кнопки мыши);

-определение и изменение последовательности, в которой создаются элементы;

-отображение размеров элемента, которое можно выполнить, дважды нажав на имя элемента;

-отображение и гашение элементов детали и компонентов сборки.

При построении новой трехмерной модели детали в Дереве построения по умолчанию присутствуют следующие графические элементы (рис.1.2):

-исходная точка с нулевыми начальными координатами;

-три взаимно перпендикулярные плоскости: Спереди, Сверху, Справа.

Панель инструментов является настраиваемым элементом интерфейса. Пользователь имеет возможность устанавливать расположение панелей инструментов, их отображение в зависимости от типа документа.

Диспетчер команд - это контекстная панель инструментов, которая обновляется автоматически в зависимости от панели инструментов, к которой требуется доступ. При построении детали Диспетчер команд по умолчанию содержит панели инструментов: Элементы и Эскиз, в режиме сборки - панели инструментов Сборка и Эскиз.

Быстрая настройка Панелей инструментов и Диспетчера команд производится при нажатии правой кнопки мыши на границе окна соответствующей панели.

Верхнее меню содержит команды SolidWorks в полном объеме (Рис. 1.2). Верхнее меню появляется на экране при наведении курсора мыши на надпись SolidWorks в левом верхнем углу экрана. При отсутствии команды на панели инструментов ее всегда можно найти через верхнее меню.

Рисунок 1.2. Верхнее меню SolidWorks.

В строке состояния в нижней части окна SolidWorks представлена информация, связанная с выполняемой функцией.

Действие манипулятора мыши в SolidWorks соответствует стандартным функциям операционных систем семейства Windows Microsoft.

Выбор объектов (элементов в дереве построения, поверхностей твердотельной модели в области построения, выбор объектов в плоском эскизе) осуществляется при нажатии левой кнопки мыши. Нажатие правой кнопки мыши соответствует запуску всплывающего меню объекта.

Общий принцип создания твердотельных объектов выражается приведенной последовательностью:

1. Выбор плоскости для построения Эскиза.

2. Построение объектов плоского эскиза, простановка размеров, определение взаимосвязей.

3. Выполнение действия над плоским эскизом, придание толщины плоским объектам эскиза (вытягивание, поворот и т.д.).

В режиме конструирования детали выполним построение простого цилиндрического элемента методом вытянутой бобышки, и на примере рассмотрим основные инструменты SolidWorks.

Создание цилиндрического твердотельного элемента

Для построения модели трехмерного цилиндра следует выполнить следующие действия:

1. Начать новый документ - деталь SolidWorks.

2. На панели инструментов Элементы нажать кнопку Вытянутая бобышка/ основание. При этом будет активизирована команда создания твердотельного элемента методом вытянутой бобышки (Рис. 1.3).



Рисунок 1.3. Графическая область при создании твердотельного элемента командой Вытянутая бобышка/ основание.

3. Система предложит выбрать одну из трех начальных плоскостей: Спереди, Сверху, Справа для построения Эскиза будущего трехмерного элемента.

4. Выбрать плоскость Спереди (выбор осуществляется по надписи наименования плоскости). При этом изображение на дисплее изменится таким образом, что плоскость Спереди будет обращена на пользователя, перпендикулярно направлению его взгляда. Выбор плоскости для построения эскиза может быть выполнен до активизации команды создания твердотельного элемента.

5. На панели инструментов Эскиз инструментом Окружность построить окружность произвольным радиусом с центром в Исходной точке с нулевыми координатами.

6. Нажать кнопку Автоматическое нанесение размеров и, выбрав дугу окружности, изменить размер в появившемся окне на значение 100 мм.

7. Нажать значок Выход из эскиза в окне Угол принятия решения, чтобы завершить эскиз, при этом система автоматически предложит выбор параметров создаваемого элемента Вытянуть в окне Менеджера свойств (левая часть экрана), а также в графической области будет отображаться предварительный вид создаваемого трехмерного элемента (рис. 1.4).

8. В разделе Направление 1 окна Менеджера свойств установить параметр Глубина равным 100 мм (рис. 1.4).

9. Нажать Enter, или Ok, либо значок принятия элемента в окне Угол (правый верхний угол экрана) для выбора в графической области системы SolidWorks.

10. Сохранить деталь под именем Деталь1.sldprt.

В результате была построена трехмерная модель цилиндра с диаметром основания 100 мм и высотой 100 мм. Построенный элемент отображается в графической части системы и динамически связан с объектом в Дереве построения под наименованием Вытянуть 1.

Изменение ориентации вида

Для изменения ориентации вида существует панель инструментов Ориентация видов (рис. 1.5). Она позволяет выбрать один из шести стандартных видов: Спереди, Сзади, Сверху, Снизу, Справа, Слева, а также изометрические проекции Изометрия, Диметрия, Триметрия. Ориентации видов соответствуют расположению трех основных начальных плоскостей: Спереди, Сверху, Справа. При выборе вида Спереди плоскость экрана монитора соответствует плоскости Спереди.

Также панель Ориентация видов позволяет установить вид Перпендикулярно направлению взгляда наблюдателя. В этом случае предварительно необходимо выбрать плоскую грань или плоскость, либо цилиндрическую или коническую грань.

Также может быть задано количество видов в графической области: Один вид,

Два вида или Четыре вида

Рисунок 1.4. Определение параметров элемента Вытянуть.

Рисунок 1.5. Панель Ориентация видов на панели инструментов Вид.

Изменение масштаба, вращение и перемещение вида

Команды изменение масштаба, вращения и перемещения вида содержатся на панели инструментов Вид (см. рис. 1.5). Изменение масштаба вида выполняется двумя основными командами:

-Увеличить элемент вида

-Изменить в размер экрана

Команда Изменить в размер экрана изменяет масштаб вида так, чтобы модель, сборка или чертежный лист были видны полностью. Команда Увеличить элемент вида может быть успешно заменена изменением масштаба вида с помощью колеса «скрола» мыши. Поворот колеса мыши назад соответствует увеличению масштаба, поворот колеса мыши вперед - уменьшению масштаба вида. Во время вращения указатель мыши является центром изменения масштаба.

Вращение вида может быть выполнено по команде Вращать вид либо при нажатии средней кнопки мыши или колеса «скрола». В последнем случае для поворота вида необходимо нажать «скрол» и, не отпуская его, перемещать указатель мыши.

Перемещение детали выполняется по команде Перемещать вид. Перемещение вида может выполняться также аналогично повороту вида (перемещением мыши с нажатым колесом прокрутки) при нажатой клавише Ctrl. Наиболее эффективное изменение параметров вида модели может быть достигнуто в случае совместного использования манипулятора «мыши» - его колеса прокрутки «скрола», а также кнопок панели инструментов Вид.

Пример построения трехмерной детали

Задание. Построить модель детали, изображенной на рис. 1.6

Рис.1.6. Деталь

Указания к выполнению детали 1. Выполнить анализ заданной детали.

Анализ рекомендуется производить с целью оптимизации количества построений и правильного определения исходной плоскости для построения основания и методов построения. На рис. 1.7 представлен один из возможных вариантов построения детали, где каждый последующий шаг дополняет деталь.



Рис. 1.7. Этапы построения детали.

2. Создать документ SW “Деталь”. Вызвать последовательно функции: “Файл”, “Создать”, “ Деталь”, “ОК”.

3. Создать основание детали.

3.1. Выбрать в Дереве конструирования, путем наведения курсора и нажатия левой кнопки мыши, плоскость “Cверху” (рис. 1.9).

Рис. 1.8. Выбор плоскости для построения детали.

3.2.Ориентировать выбранную плоскость в направлении “Перпендикулярно” (рис. 1.9), выбрав кнопку в панели Ориентация видов.

Рис. 1.9. Перпендикулярная ориентация плоскости проектирования.

3.3.Активизировать функцию “Прямоугольник” в панели инструментов Эскиз и вычертить прямоугольник в эскизе, как показано на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Отображение прямоугольника

3.4. Нажать левой кнопкой мыши на кнопку для деактивизации функции “Прямоугольник”.

3.6. Нажать левой кнопкой мыши в любом свободном месте окна чертежа. При этом прямоугольник окрасится в синий цвет, что говорит о неопределенности эскиза (отсутствуют взаимосвязи между элементами эскиза и их размеры).

3.7. Удалить одну сторону прямоугольника, нажав на нее левой кнопкой мыши и далее удалить выбранный элемент кнопкой Delete на клавиатуре. На рис. 1.11 показан результат выполненной команды Delete.

Рис.1.11. Результирующий эскиз после удаления одной стороны прямоугольника

3.7. Нарисовать дугу. Активизировать функцию “Дуга через три точки“ . Первую и вторую точки выбрать нажатием левой кнопки мыши, как показано на рис. 1.12, далее двигать курсор мыши право до тех пор, пока центр дуги не окажется на всплывающей пунктирной линии, соединяющей первую и вторую точки, и нажать на левую кнопку мыши (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Создание дуги

3.8. Выполнить взаимосвязь элементов эскиза с исходной точкой. Последовательность выполняемых действий такая. Активизировать функцию “Добавить взаимосвязь”:

Выбрать “Центр дуги” и “Исходную точку”. На рис. 1.13 приведен пример установления взаимосвязи “Совпадение”. Установить взаимосвязь “Совпадение”, применить ее. проектирование solidworks модель



Рис. 1.13а. Установление взаимосвязи “Совпадение”: выбор элементов

Рис. 1.13б. Установление взаимосвязи “Совпадение”: результат

3.9. Установить размеры в эскизе.

3.9.1. Активизировать функцию “Автоматическое нанесение размеров” . Нажать первый раз левой кнопкой мыши на любую точку на дуге, второе нажатие произвести в свободном месте окна чертежа, в появившемся диалоговом окне указать требуемое значение диаметра окружности (40 мм) (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Нанесение размера дуги

В диалоговом окне “Изменить” указано действительное значение отображенного элемента, которое можно изменять.

3.9.2. Активизировать функцию “Автоматическое нанесение размеров”.

Нажать левой кнопкой мыши на любую точку вертикальной линии эскиза, нажать левой кнопкой мыши в любом месте чертежного окна, установить требуемый размер линии (100 мм). Результат выполнения указанных действий проиллюстрирован на рис. 1.15.

Рис. 1.15.

3.10.Создать твердотельный элемент.

3.11. Активизировать функцию “Вытянутая бобышка/основание” в панели инструментов “Элементы”. Установить требуемое значение вытягивания (30 мм). Применить функцию. На рис. 1.16 представлен фрагмент работы программы при создании элемента “Вытянутая бобышка”.

Рис. 1.16. Создание элемента “Вытянутая бобышка”

4. Создать цилиндр.

4.1. Нажатием левой кнопки мыши активизировать верхнюю грань основания. Результат указанного действия представлен на рис. 1.17.



Рис. 1.17. Выбор плоскости проектирования второго элемента

4.2. Вызвать команду “Создать эскиз” , вызвать функцию Перпендикулярно” для того чтобы ориентировать плоскость эскиза.

4.3. Активизировать функцию “Окружность” .

4.4. Установить курсор в исходную точку, нажать левую кнопку мыши, отодвинуть курсор мыши от установленного центра, нажать повторно левую кнопку мыши для обозначения одной из точек желаемой окружности.

4.5. Установить размер окружности. Активизировать функцию “Автоматическое нанесение размеров”. Нажать левой кнопкой мыши на любую точку окружности, вывести размерную линию путем перетаскивания курсора мыши по окну чертежа, повторно нажать на левую кнопку мыши в месте, где желаете расположить надпись размера, установить в диалоговом окне требуемый размер окружности (40 мм). Результат выполнения указанных действий представлен на рис. 1.18.

Рис.18. Элемент окружность.

4.6. Вытянуть окружность на 30 мм с помощью функции “Вытянутая бобышка/основание”.

5. Построить квадратный вырез.

5.1. Нажать левую кнопки мыши, активизировать верхнюю грань основания. Нажать функцию “Создать эскиз”, ориентировать плоскость эскиза “Перпендикулярно” , как указано на рис. 1.19.

Рис. 1.19.Выбор и ориентация новой плоскости проектирования

5.2. Активизировать функцию “Прямоугольник” , вычертить прямоугольник, установить требуемые размеры квадрата и его расположения относительно существующих кромок детали, как показано на рис. 1.20.

Рис. 1.20. Установление размеров

5.3. Активизировать функцию “Вытянутый вырез” и установить значение 20 мм. Результат действия указанной функций представлен на рис. 1.21.



Рис. 1.21. Создание вытянутого выреза.

6. Создать уклон.

Активизировать функцию “Уклон” . В диалоговом окне установить требуемые параметры в следующем порядке:

- в графе “Угол уклона” - 15 градусов;

- в графе “Нейтральная плоскость” (если графа белая, то нажатием левой кнопки мыши на диалоговом окне графы она активизируется и станет розового цвета) прописать дно квадратного выреза путем нажатия на него;

- в диалоговом окне “Грани под уклон” прописать боковые грани квадратного выреза путем последовательного нажатия на них левой кнопкой мыши. С целью удобства выбора граней под уклон рекомендуется вращать деталь. На рис. 1.22 приведен пример установления значений элементов детали для создания элемента “Уклон”.

7. Создать скругление.

Активизировать функцию “Скругление” . В диалоговом окне функции указать значение радиуса скругления (10 мм). Нажать на детали кромку, которую необходимо скруглить. На рис. 1.23-1.24 приведен результат выполнения функции “Скругление”.



Рис. 1.22. Создание уклона

Рис. 1.23. Создание скругления.

Рис. 1.24. Результат операции скругления.

8. Создать вырез.

8.1. Выбрать плоскую грань основания (для удобства деталь рекомендуется вращать), перпендикулярную направлению выреза (рис. 1.25). Нажатием левой кнопки мыши активизировать ее, вызвать функцию “Создать эскиз”.



Рис. 1.25. Выбор плоскости проектирования

8.2. Ориентировать плоскость эскиза “Перпендикулярно” .

8.3. Выбрать элемент эскиза “Многоугольник” (“Инструменты” - “Объекты эскиза” - “Многоугольник”). Нажать левой кнопкой мыши на место желаемого положения центра многоугольника путем передвижения курсора по окну чертежа. По активному изображению многоугольника выбрать его желаемый размер и ориентацию повторно нажать левую кнопку мыши для указания положения одной из вершин многоугольника. (Указание числа граней производят в диалоговом окне “Настройки” функции “Многоугольник”).

8.4. Для указанного объекта необходимо выполнить взаимосвязь элементов многоугольника для определения его ориентации в плоскости. Для этого необходимо активизировать функцию “Добавить взаимосвязь:, нажатием левой кнопки мыши на одну из кромок шестиугольника установить взаимосвязь “Вертикальный”, как указано на рис. 1.26.

Рис. 1.26. Установление взаимосвязи “Вертикальный” для одной из сторон многоугольника.

8.5. Установить размер кромки многоугольника (10 мм), как указано на рис. 1.27.

8.6. Установить размер положения центра многоугольника (рис. 1.27).

8.7. Установить взаимосвязь “Вертикальный” между центром многоугольника и исходной точкой. Результат произведенной взаимосвязи представлен на рис. 1.27.

Рис. 1.27. Размеры многоугольника

8.8. Активизировать функцию “Вытянутый вырез” и установить значение 150 мм по направлению внутрь детали. Результат описанных действий приведен на рис. 1.28.

Рис. 1.28. Результат создания детали.

Размещено на Allbest.ru

...