CC BY
94
Cloud of Science. 2018. T. 5. № 1 http:/ / cloudofscience.ru
Моделирование сборочных единиц и создание их чертежей в среде программы Autodesk Inventor
О. М. Корягина*, С. В. Корягин**
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, 5
Московский технологический университет (МИРЭА) 119571, Москва, пр-т Вернадского, 78
e-mail: selina59@mail.ru, dongenealog2003@mail.ru
Аннотация. Создание конструкторской документации основано на использовании современных систем автоматизированного проектирования трехмерных моделей изделий. Для студентов и инженеров машиностроительных специальностей будут полезны представленные средства выбора элементов моделей изделий, режимы наложения сборочных зависимостей и приведенные сведения по оформлению сборочных чертежей в соответствии со стандартами Единой Системы Конструкторской Документации. Рассмотренный в статье алгоритм построения модели сборочной единицы в среде программы Autodesk Inventor позволяет ускорить процесс выполнения сборочного чертежа и исключает нарушение проекционной связи изображений.
Ключевые слова: трехмерное моделирование, чертеж сборочной единицы, 3D-модель детали, Autodesk Inventor, Единая Система Конструкторской Документации.
1. Введение
Использование современных систем автоматизированного проектирования помогает выполнять широкий спектр задач при проектировании различного оборудования и машин. Поэтому при изучении графических дисциплин особое внимание следует уделять изучению общих методов построения и чтения чертежей. При этом нельзя забывать, что использование САПР не отменяет знание стандартов Единой Системы Конструкторской Документации. Создание объемного графического образа улучшает качество восприятия информации и развивает пространственное мышление. Хорошо развитое пространственное мышление необходимо для освоения многих творческих профессий, где нужно умение представлять образы, менять в воображении пространственные объекты. Особое значение пространственное мышление имеет в различных видах конструктивно-технической, изобразительной, графической деятельности [1], а также для решения большого числа разнообразных инже-
Cloud of Science. 2018. Т. 5. № 1
нерно-геометрических задач, возникающих в процессе проектирования и конструирования технических объектов и систем.
Точным и наглядным источником информации об объекте становится его объемная модель, с помощью которой формируется конструкторская документация. Используя систему трехмерного моделирования Autodesk Inventor, выполнение рабочих чертежей деталей по их объемным моделям [2] значительно упрощается.
Созданные электронные модели, объясняющие метод вращения плоскости вокруг линии уровня [3, 4], процесс построения касательных плоскостей и нормалей к поверхностям [5] и построение линий пересечения поверхностей второго порядка [6] представляют информацию для мысленного воспроизведения визуального образа в вербальной форме. Компьютерные 3D-методы позволяют решать и исследовать задачи, которые не удается решить конструктивными и аналитическими методами [7].
2. Решение задачи
Рассмотрим алгоритм построения модели сборочной единицы вентиля в среде программы Autodesk Inventor. Процесс создания деталей, формирующих данную сборочную единицу, пропустим, так как этот вопрос подробно излагался в статье [2]. Для создания модели сборочной единицы вентиля нужно в диалоговом окне «Новый файл» (рис. 1) выбрать вкладку «Сборка».
Рисунок 1. Создание нового файла модели сборочной единицы
После открытия нового окна из вкладки ленты «сборка» выбираем команду «вставить компонент» и выбираем две детали — шпиндель и клапан (рис. 2).
Рисунок 2. Вставка первых двух деталей
Для вставки сферической головки шпинделя в цилиндрическое отверстие клапана используем «сборочные зависимости» и совмещаем оси обеих деталей (рис. 3).
Рисунок 3. Использование зависимости «совмещение»
Затем накладываем зависимость «внутреннее касание» (рис. 4).
Для формирования неразъемного соединения двух деталей применяется сборочная операция «обжатие», которая влечет за собой изменение формы клапана. В браузере, отслеживающем все произведенные операции, необходимо выбрать нужную деталь и изменить ее «эскиз», с помощью которого была получена первоначальная форма клапана (рис. 5). После выхода из режима «эскиз» автоматически меняется объемное изображение клапана.
С1оый о/" Баепсе. 2018. Т. 5. № 1
Рисунок 4. Формирование зависимости «внутреннее касание»
Рисунок 5. Изменение формы клапана
На рис. 6 показан процесс формирования соединения клапана с уплотнитель-ным кольцом при помощи гайки и шайбы.
Рисунок 6. Соединение клапана с уплотнительным кольцом с помощью шайбы и гайки
Вставляем крышку корпуса в пространство сборки, используя команду «вставить компонент» (рис. 7) и совмещаем ось шпинделя с осью крышки корпуса.
Рисунок 7. Совмещение оси шпинделя с осью крышки корпуса
В диалоговом окне «зависимости в сборке» выбираем тип статической зависимости «угол», а в графе «решение» выбираем «направленный угол», числовое значение угла задаем «0 градусов» и обозначаем грань крышки и гайки, которые должны лежать в параллельных плоскостях (рис. 8).
Рисунок 8. Наложение «угловых зависимостей» В пространство сборки добавляем прокладку и корпус (рис. 9).
Рисунок 9. Вставка в пространство сборки корпуса и прокладки
С1оый о/Баепсе. 2018. Т. 5. № 1
Используя «зависимости в сборе», соединяем эти детали. Уплотнительное кольцо совмещаем с седлом клапана в корпусе (рис. 10), а прокладку вставляем между крышкой и корпусом (рис. 11).
Рисунок 10. Формирование соединения седла клапана с уплотнительным кольцом
Рисунок 11. Полученный результат соединения крышки с корпусом
Рисунок 12. Вставка уплотнения и втулки в отверстие крышки корпуса
В зазор между внутренним отверстием крышки и цилиндрическим стержнем шпинделя вставляем уплотнение до упора (рис. 12). Втулку вставляем в это же отверстие крышки до соприкосновения с уплотнением.
Сальниковое уплотнение закрепляем гайкой, используя «зависимости в сборке», совмещаем ось гайки с осью крышки корпуса и внутренний торец гайки с внешним фланцем втулки (рис. 13).
Сборка!
Рисунок 13. Соединение крышки корпуса с гайкой
Добавляем в поле сборки ручку, гайку, шайбу и, накладывая необходимые зависимости, завершаем сборку вентиля (рис. 14).
Рисунок 14. Закрепление ручки на шпинделе с помощью шайбы и гайки
На рис. 15 представлен собранный вентиль в собранном виде. После получения объемной модели сборочной единицы вентиля необходимо в диалоговом окне «Новый файл» (рис. 16) выбрать вкладку «Чертеж» для создания чертежа сборочной единицы.
С1оий о/Баепсе. 2018. Т. 5. № 1
Рисунок 15. Вентиль в сборе
Рисунок 16. Начало работы с созданием чертежа сборочной единицы Так как необходим фронтальный разрез сборочной единицы, то выбираем «вид слева» как базовый вид (рис. 17) и получаем изображение, представленное на рис. 18.
Рисунок 18. Изображение вида слева вентиля
В вкладке «размещение видов» выбираем операцию «сечение» (рис. 19) и получаем изображение, представленное на рис. 20.
Та £>r5S¡¡¡> V —г: ® Да" е.* i it^pft E«JF:»: ¿ MI Itowetntft'** № Ш ся Prlfvt Mtci^J.jMiptl Сеи Гдем^м^ W Q Cfiin ЙЧТ 1 JW™ I
t^umm Зсоа
Рисунок 19. Сечение
Для полной информации об устройстве вентиля необходимо выполнить горизонтальный разрез сборочной единицы, совместив половину вида сверху с половиной горизонтального разреза. Для этого используем операцию «местный разрез», предварительно выделив рамкой на виде сверху нижнюю половину изображения, где будет размещен разрез (рис. 21).
С1оий о/Баепсе. 2018. Т. 5. № 1
Рисунок 20. Результат выполнения команды «сечения» и получения проекционного вида сверху
Рисунок 21.Область выделения местного разреза На рис. 22 изображен результат выполненного местного разреза.
Рисунок 22. Результат выполненного местного разреза
На рис. 20-22 изображения видов и разрезов не соответствуют ЕСКД. Нет необходимых осевых линий, шпиндель и тонкая стенка (рис. 22) в разрезе показаны заштрихованными, а изображения резьбовых соединений деталей вентиля изображаются с зазорами и не соответствуют условному изображению резьбы. Поэтому все эти несоответствия необходимо исправить. На горизонтальном разрезе вентиля «скрываем» штриховку и в режиме «эскиза» выделяем ту область, которая должна быть заштрихована (рис. 23).
Штриховкййаливка
Рисунок 23. Оформление горизотального разреза в соответствии с ЕСКД Аналогичным образом исправляем фронтальный разрез вентиля (рис. 24).
Рисунок 24. Оформление фронтального разреза по ЕСКД
Cloud of Science. 2018. Т. 5. № 1
Окончательный вид чертежа сборочной единицы представлен на рис. 25.
Рисунок 25. Чертеж сборочной единицы вентиля
3. Вывод
Объемная модель сборочной единицы, выполненная в системе трехмерного моделирования Autodesk Inventor, позволяет не только представить конструкцию проектируемого объекта со всеми входящими в него элементами, но значительно облегчить выполнение всей конструкторской документации. При этом необходимо не забывать, что использование систем автоматизированного проектирования не отменяет знание стандартов единой системы конструкторской документации. На примере создания чертежа сборочной единицы вентиля рассмотрены основные несоответствия выполнения разрезов и сечений стандартам ЕСКД и приведены способы исправлений этих несоответствий.
Литература
[1] Брикалова Е. А., Горюнова И. А., Корягина О. М. Моделирование как средство развития пространственного мышления // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 10-1. С. 51-55.
[2] Корягина О. М., Эрастова Е. С. Разработка объемных моделей деталей и создание их рабочих чертежей в программе Autodesk Inventar Professional // Главный механик. 2015. № 8. С. 42-47.
[3] Корягина О. М. Графическое описание трехмерных объектов в Autodesk Inventar // Главный механик. 2015. № 5-6. С. 72-75.
[4] Корягина О. М. Построения касательных плоскостей и нормалей к поверхностям вращения в системе трехмерного моделирования Autodesk Inventar // Cloud ofScience. 2015. T. 2. № 1. С. 100-106.
[5] Корягина О. М. Использование трехмерного компьютерного моделирования в курсе начертательной геометрии // Главный механик. 2016. № 2. С. 47-50.
[6] Корягина О. М. Построение линий пересечения поверхностей второго порядка в системе объемного моделирования Autodesk Inventar // Cloud of Science. 2016. Т. 3. № 1.
[7] Корягина О. М. Решение метрических задач способом замены плоскостей проекций в системе компьютерного трехмерного моделирования Autodesk Inventor // Cloud of Science. 2017. Т. 4. № 1. С. 86-96.
Ольга Михайловна Корягина — старший преподаватель кафедры РК-1 «Инженерная графика», Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана Сергей Викторович Корягин — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры КБ-3 «Управление и моделирование систем», Московский технологический университет (МИРЭА)
С. 60-70.
Авторы:
Cloud of Science. 2018. Т. 5. № 1
Modeling assembly units and creating their drawings in the Autodesk Inventor program
environment
O. M. Koriagina*, S. V. Koriagin**
*Bauman Moscow State Technical University 5, Baumanskaya 2-ya, Moscow, Russia, 105005
"Moscow technological university MIREA 78, Prospect Vernadskogo, Moscow, Russia, 119571
e-mail: selina59@mail.ru, dongenealog2003@mail.ru
Abstract. Creation of designer documentation is based on the use of modern computer-aided of three-dimensional models of wares designs. The presented facilities of choice of elements of models of wares, modes of imposition of frame-clamping dependences and the brought information over, on registration of frame-clamping drafts in accordance with the standards of Single System of Designer Documentation will be useful to the students and engineers of machine-building specialities. The algorithm of construction of model of frame-clamping unit considered in the article in the environment of the program Autodesk Inventor allows to accelerate the process of implementation of frame-clamping draft and eliminates violation of projection connection of images.
Key words: three-dimensional design, draft of frame-clamping unit, 3D model of detail, Autodesk Inventor, Single System Designer
References
[1] Brikalova E. A., Goryunova I. A., Koryagina O. M. (2016) Aktual'nyye problemy gumani-tarnykh iyestestvennykh nauk, 10-1:51-55. [In Rus]
[2] Koryagina O. M., Erastova E. S. (2015) Glavnyy mekhanik, 8:42-47. [In Rus]
[3] Koryagina O. M. (2015) Glavnyy mekhanik, 5-6:72-75. [In Rus]
[4] Koryagina O. M. (2015) Cloud of Science, 2(1):100-106. [In Rus]
[5] Koryagina O. M. (2016) Glavnyy mekhanik, 2:47-50. [In Rus]
[6] Koryagina O. M. (2016) Cloud of Science, 3(1):60-70. [In Rus]
[7] Koryagina O. M. (2017) Cloud of Science, 4(1):86-96. [In Rus]
