Банк данных параметрических 3D моделей центров поворотных УСП-621 1х50х60 и УСП-621 2х50х90

Аннотация

Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное проектирование инструментов, инструментальной оснастки и технологии их изготовления» состоит в разработке средства автоматизированного проектирования в виде приложения для САПР. Необходимо разработать банк данных параметрических 3D моделей центров поворотных УСП-621 1×50×60 и УСП-621 2×50×90.

Основная задача, решаемая системой КОМПАС — 3D — моделирование изделий с целью существенного сокращения периода проектирования и скорейшего их запуска в производство. Эти цели достигаются благодаря возможностям:

быстрого получения конструкторской и технологической документации, необходимой для выпуска изделий (сборочных чертежей, спецификаций, деталировок и т. д.).

передачи геометрии изделий в расчетные пакеты.

передачи геометрии в пакеты разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

создания дополнительных изображений изделий (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т. д.).

Основные компоненты КОМПАС-3D — собственно система трехмерного твердотельного моделирования, чертежно-графический редактор и модуль проектирования спецификаций.

Система трехмерного твёрдотельного моделирования предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства.

Чертежно-графический редактор (КОМПАС-ГРАФИК) предназначен для автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности. Он может успешно использоваться в машиностроении, архитектуре, строительстве, составлении планов и схем — везде, где необходимо разрабатывать и выпускать чертежную и текстовую документацию.

1. Анализ поставленной задачи и исходных данных

Задача работы: разработать средства автоматизированного проектирования в виде приложения для САПР, создать банк данных параметрических 3D моделей центров поворотных УСП — 621 1×50×60 и УСП. При работе в «чертёжных» программах мы можем сохранять созданные изображения и модели в файлах, а затем вставлять их в новые документы. Однако это не всегда удобно, так как каждый раз после вставки фрагмента или модели приходится редактировать объект для получения необходимых размеров.

Для упрощения и ускорения разработки чертежей и сборок, содержащих типовые и стандартизованные детали (крепеж, пружины, подшипники, резьбовые отверстия, канавки и т. п.) очень удобно параметризовать модели.

С помощью параметризации мы можем не вычерчивать заново подобные детали с различными размерами, а просто перестраивать одни в другие.

Для разработки центров поворотных были созданы трёхмерные модели «чертёжных» деталей с их типовыми размерами.

Исходные данные представлены в полном объеме.

2. Формирование оптимального метода построения 3D модели

При выборе метода построения трехмерной модели необходимо учитывать, что данная модель должна быть параметризована. Для этого необходимо выбрать оптимальный метод построения модели.

Рассмотрим на примере центра поворотного УСП-621 1×50×60.

1. Центр УСП-352/1хLхl.

Данную деталь можно построить следующем образом:

моделируем деталь с помощью операции вращения

Выбираем способ базового эскиза, его оптимальной оптимизации, затем операция вращения и скругление. Данные операции были выполнены согласно чертежу из альбома «УСП в машиностроении» В. С. Кузнецов, В. А. Пономарев.

2. Втулка.

Данную деталь делаем путём выдавливания окружности одного диаметра, затем другого. Далее вырезаем выдавливанием внутреннее отверстие и шпоночный паз. Также вырезанием по окружности прорезаем конус Морзе № 1. В окончании выполняем два скругления и указываем резьбу.

3. Винт М6×10. ГОСТ 1478–58 берем из библиотеки.

4. Корпус.

Данную деталь можно построить двумя способами:

вырезать элемент выдавливания, приняв за базовый объект торец детали

вырезать элемент выдавливания, приняв за базовый объект боковую поверхность.

Выбираем способ выдавливания базовой поверхности, так как деталь имеет сложный профиль. Выдавливаем окружность на определенное расстояние, затем прямоугольник. Вырезаем отверстия. Указываем резьбу. Вырезаем вращением остальные необходимые полости.

5. Гайка.

Путем вращения контура вокруг оси получаем начальную форму. Затем в ней прорезаются вращением необходимые отверстия, указывается резьба.

6. Подкладка.

Чертим эскиз вместе с отверстиями и выдавливаем его на определенное расстояние. Это позволяет сократить нам время на вырезании отверстий. Затем выдавливаем дополнительные элементы. Снимаем фаску. Вырезаем последнее отверстие и указываем резьбу в тех отверстиях, где она необходима.

7. Винт М12×50 УСП-433.

Выдавливаем окружность одного диаметра, затем вырезаем в ней шестиугольник на определенную величину. После этого выдавливаем окружность второго диаметра. Указываем резьбу и накатку. Снимаем фаску.

Собираем сделанные элементы в сборную конструкцию:

К началу координат привязываем втулку. По конусу Морзе и соосности привязываем к ней Центр УСП-352/1хLхl. Далее вставляем в сборку корпус. Завязываем его соосностью с втулкой. После этого Винт М6×10 ГОСТ 1478–58 делаем соосным с корпусом и паралленым по одной плоскости с плоскостью шпоночного паза втулки, приклеиваем прилеганием к корпусу. Вставляем гайку. Она соосна с втулкой, а соответственно и корпусом. Прилегает и к тому и к другому по торцу. Вставляем подкладку.

Переворачиваем сборку и с другой стороны делаем гайку соосной и прилегающей к корпусу. В финале вставляем Винт М12×50 УСП — 433. Он должен быть соосным с подкладкой и корпусом. Входит в отверстие, что делается его прилеганием к корпусу.

Материал и название каждой детали были взяты из Альбома «УСП в машиностроении» В. Кузнецова и В. Пономарева.

Таким образом, поворотный центр УСП — 621/1×50×60 готов.

Копируя детали и изменяя размеры на нужные, мы получим УСП-621/2×50×90. Этот способ во много раз быстрее и надежнее, чем, если бы мы перечерчивали вручную. Аналогично составляется и сборка для второго типа-размера.

3. Параметризация моделей

Каждый эскиз, участвующий в образовании трехмерной модели, может быть параметрическим. На его графические объекты могут быть наложены следующие типы параметрических связей и ограничений:

Вертикальность прямых и отрезков

Горизонтальность прямых и отрезков

Коллинеарность отрезков

Параллельность прямых и отрезков

Перпендикулярность прямых и отрезков

Выравнивание характерных точек объектов по вертикали

Выравнивание характерных точек объектов по горизонтали

Зеркальная симметрия графических объектов

Равенство радиусов дуг и окружностей

Равенство длин отрезков

Касание кривых

Объединение характерных точек объектов

Принадлежность точки кривой

Фиксация характерных точек объектов

Фиксация и редактирование размеров

Присвоение размеру имени переменной

Связи и ограничения, устанавливаются также между объектами, непосредственно принадлежащими эскизу, и линиями вспомогательного фантома или специально созданными проекциями вершин и ребер детали на плоскость этого эскиза.

По умолчанию для всех эскизов включен параметрический режим. Поэтому многие связи и ограничения накладываются автоматически при выполнении команд построения и осуществлении привязок.

Основное отличие работы с параметрическим эскизом от работы с параметрическим чертежом или фрагментом состоит в следующем. Уравнения, связывающие переменные эскизов между собой и с переменными сборки, создаются путем ввода выражений в строки, соответствующие нужным переменным или в поле выражение диалога установки значения размера.

Для полной параметризации моделей задание размеров в большинстве случаев целесообразно привязывать к системе координат, что влечет за собой нарушение порядка проставления размеров от чертежа «аналога» .

4. Тестовый пример

1. Центр УСП-352

2. Втулка

3. Винт М6×10. ГОСТ 1478–58

4. Корпус

5. Гайка

6. Подкладка

7. Винт М12×50 УСП — 433

Сборочные чертежи:

5. Выводы по проделанной работе

Была замечена ошибка в исходных чертежах: лишнее отверстие в подкладке.

Были построены и запараметризированы детали, и из них собран Центр поворотный двух типоразмеров.

типоразмер поворотный параметрический центр

1. Альбом чертежей «УСП в машиностроении» В. С. Кузнецов, В. А. Пономарёв.

2. ГОСТ 1478–58 «Винты с круглыми головками» .

3. ГОСТ 13 598–85 «Внутренние и наружные конуса Морзе» .