Методика построения практикума по компьютерной графике на базе системы CAD/CAM «Pro/Engineer».

Трушко Н.А., Тебенькова В.В., Демин А.В.

Научный руководитель Зубков В.А.

« МГИУ» - Московский Государственный Индустриальный Университет

109280, г. Москва, ул. Автозаводская,16,тел.: 674-63-77

е-mail: zubckow@mail.msiu.ru

В Московском Государственном Индустриальном Университете ( МГИУ ) на основе многолетнего опыта преподавания инженерной графики создана методика практикума по компьютерной графике на базе системы CAD/CAM «Pro/Engineer».

Pro/Engineer – мощная система твердотельного моделирования, используемая для создания 3D моделей деталей и сборок. В процессе проектирования деталей могут быть задействованы также и другие модули Pro/Engineer, например чертежный модуль, технологические модули и т.д.

В качестве технической базы в этой методике предусматривается компьютерный класс, оснащенный 24 рабочими местами студентов, мультимедиапроектором и рабочим местом преподавателя.

В разработанной методике практикум представлен как выполнение курсовой работы в компьютерном классе. Для этого разработаны варианты заданий на основе каталога блоков штампов с задним расположением направляющих скольжения (ГОСТ 13125-83).

Каждому студенту выдается индивидуальный вариант блока штампа.

В блоке представлены типовые машиностроительные детали: корпусная деталь, деталь типа «вал», деталь типа «втулка». Конструкция блока содержит шесть деталей: нижняя плита, верхняя плита, колонка ( 2 шт. ), втулка ( 2 шт. ).

В курсовой работе предусмотрено выполнение следующих заданий:

- разработка твердотельной геометрической модели и чертежа

нижней плиты;

- разработка твердотельной геометрической модели и чертежа

верхней плиты;

- разработка твердотельной геометрической модели и чертежа

колонки;

- разработка твердотельной геометрической модели и чертежа

втулки;

- разработка твердотельной геометрической модели сборки и

сборочного чертежа блока штампа;

- разработка спецификации.

Информационный модуль практикума содержит в компьютерном виде следующие элементы:

- варианты заданий;

- образец выполненного варианта (твердотельные геометрические

модели деталей и сборки , чертежи на их основе );

- методические указания по выполнению заданий курсовой работы.

Текстовые материалы создаются при помощи текстового редактора MS WORD, а чертежи при помощи системы CAD/CAM/CAE/PDM PRO/ENGINEER. Взаимосвязь текстового редактора MS WORD и системы CAD/CAM осуществляется через гиперссылки.

В процессе обучения и выполнения курсовой работы студенты осваивают основные операции построения твердотельных геометрических моделей и чертежей в системе “ Pro/Engineer” :

- создание эскизов;

- основные инструменты твердотельного моделирования;

- выполнение чертежей .

Ниже представлено содержание этих операций :

Создание эскизов .

Процесс создания эскизов включает в себя выбор эскизного плана, ориентацию, создание эскизной геометрии, образмеривание и наложение ограничений (constrains). Эскиз обычно является плоским и он используется для создания других, более сложных эскизных фичеров (элементов конструкции) .

Размер и форма эскизных фичеров определяются созданием внутреннего эскиза или выбором существующего внешнего эскиза. В зависимости от сложности фичера или его назначения могут понадобиться дополнительные опорные объекты (datum).

Процесс создания эскиза состоит в выборе эскизной плоскости, созданием на ней геометрии и образмериванием ее. В качестве плоскости эскизирования может выступать базовая плоскость или плоская поверхность уже существующего фичера.

Основные инструменты твердотельного моделирования.

Extrude (выдавливание). В основе этого инструмента лежит плоский эскиз. Этот эскиз выдавливается в пространство на определенную глубину по направлению, перпендикулярному плоскости эскизирования. С помощью этого инструмента можно создавать сплошное добавление материала или сплошной вырез, тонкостенное добавление материала или тонкостенный вырез, выдавливание как поверхность или обрезка поверхности.

Revolve (вращение). В основе этого инструмента лежит плоский эскиз, который поворачивается на определенный угол относительно собственной или специально указанной оси вращения. С помощью этого инструмента можно создавать сплошное добавление материала или сплошной вырез, тонкостенное добавление материала или тонкостенный вырез, выдавливание как поверхности или обрезка поверхности.

Hole (отверстие). Отверстие это безэскизные фичеры с предопределенной формой, которые удаляют материал из моделей. Существует два базовых типа отверстий: Straight Hole (Простое отверстие) это отверстие, имеющее форму простого цилиндра. При создании прямого отверстия, следует указать месторасположение отверстия на модели, ввести его диаметр и задать его глубину; Standard Hole (Стандартное Отверстие) это отверстие, форма которого определяется инженерными стандартами (ISO, UNC, UNF, либо узкоспециализированными стандартами предприятия).

Выполнение чертежей .

Чертежный модуль Pro/Drawings используется для создания чертежей деталей и сборок. Обычно, чертеж содержит плоские (двухмерные) виды, аксонометрические (трехмерные) виды, размеры, примечания и спецификации. Чертеж поддерживает двунаправленную ассоциативность с моделью. Это значит, что изменение размера в чертеже повлечет за собой изменение модели в 3D. И наоборот, изменение модели в 3D, приведет к изменению чертежа.

Существует два основных способа создания чертежа. В первом случае используется чертежный шаблон для автоматического размещения видов и предопределенной информации на чертеже. Во втором случае, виды на чертеже располагаются вручную. Обычно процесс создания чертежа является комбинацией из этих способов, когда начало создания чертежа происходит с использованием шаблонов, а недостающие виды располагаются вручную.

Чертежные виды должны содержать всю необходимую информацию для производства детали. Эта информация включает в себя, размеры, оси, примечания, спецификации, таблицы.

Существует несколько базовых типов видов, которые можно создать в Pro/ENGINEER:

- General (Общий) – обычно, это первый размещаемый вид на чертеже. Он может иметь зависимые виды, находящиеся с ним в проекционной связи. Общий вид может быть помещен в любое место чертежа, с любой ориентацией и с любым масштабом. Обновление главного вида повлияет на отображение зависимых видов.

- Projection (Проекционный) – ортогональная проекция другого вида, повернутая на 90 градусов в горизонтальном или вертикальном направлении. Масштаб проекционного вида зависит от масштаба вида, на который он ссылается.

- Detailed (Выносной) – небольшая часть модели, увеличенная в масштабе для показа небольших элементов модели (проточки, фаски и тд). Выносной вид строится как увеличенный элемент указанного вида с определенными границами. Вид содержит стрелку с указанием его имени и масштаба. Выносной вид сохраняет ориентацию родительского вида, но имеет больший масштаб.

- Auxiliary (Дополнительный) – специальный тип проекционного вида. Вместо того чтобы быть повернутым на 90 градусов относительно указанного вида, вынесенное сечение поворачивается на 90 градусов по указанной плоской ссылке (плоская поверхность модели или опорная плоскость) или по опорной оси.

Инструменты образмеривания позволяют добавлять на чертеж размеры непосредственно из модели деталей или сборок. Размеры добавляются простым выбором фичера и дальнейшим выбором, какие размеры

отобразить на чертеже, а какие нет. Так как размеры, которые помещаются на чертеж, созданы в модели, нет необходимости пересоздавать их на чертеже.

Ниже представлена последовательность действий при построении моделей типовых деталей и сборки:

1. Корпусная деталь (нижняя плита блока штампов, рис.1):

- создать новый документ для моделирования твердотельной

детали;

- с помощью инструмента Эскиз создать плоский контур

нижней плиты;

- с помощью инструмента Вытягивание создать твердотельную

модель нижней плиты;

- создать вторую часть модели, используя эскиз предидущего построения;

- создать два сквозных отверстия, используя инструмент Отвер-

стие.

Рис. 1.

2. Деталь типа «Вал» (колонка блока штампов, рис.2):

- создать новый документ для моделирования твердотельной

детали;

- с помощью инструмента Эскиз создать окружность;

- с помощью инструмента Вытягивание создать деталь

колонка;

- создайте выточку на модели колонки;

- создать скругления и фаски на детали колонка.

Рис. 2.

3. Деталь типа «Втулка» ( втулка блока штампов, рис.3):

- создать новый документ для моделирования твердотельной

детали;

- с помощью инструмента Эскиз создать плоский контур по-

ловины втулки и базовую ось;

- с помощью инструмента Вращение провернуть контур

втулки вокруг базовой оси;

- создать скругления и фаски на детали втулка.

Рис. 3

4. Сборка блока штампов (Рис. 4):

- создать новый документ для моделирования сборки;

- с помощью инструментов сборки установить нижнюю

плиту , как компонент сборки;

- собрать блок штампов, накладывая определенные закреп-

ления на собираемые компоненты;

- проверить работу сборочного узла.

Рис.4

Построение чертежей деталей выполняется в следующей

последовательности:

- создать новый чертежный документ;

- выбрать шаблон документа с необходимым форматом;

- вставить проекционный вид сборки;

- проставить размеры сборки и при необходимости отобразить нужные сечения.

Чертеж детали нижней плиты блока штампов представлен на рис.5, а чертеж сборки блока штампов на рис.6.

Рис.5

Рис. 6.