Дослідження технології параметричного моделювання тривимірних об’єктів (Autodesk Inventor)

5.2 Побудова параметричної моделі приводу лабораторного преса

Деталь № 1

Корпус.ipt - файл деталі корпусу приводу лабораторного преса

Після того, як відкрився новий файл, створюємо новий ескіз за допомогою кнопки «Создать 2Д эскиз». На екрані з'являється сітка, яка є робочою областю ескізу. Приступаємо до створення деталі. Використовуючи кнопку «Отрезок», накреслимо основу нашого корпуса для втулки вала. Після цього, потрібно задати розміри, які є параметрами даної деталі. Для цього, у вкладці «Эскиз», знайдемо й натиснемо кнопку «Размеры». Для позначення розміру (довжини, діаметра, радіуса), потрібно вибрати 2 точки або відрізок цілком. Перед вами з'явиться вікно для введення числа або змінної, які є залежним або незалежним розміром. Натискаємо кнопку «Принять эскиз».

На даній стадії деталь уже є параметричної, оскільки має залежності як геометричні так і розмірні. Усі параметри заносяться в таблицю, визвати яку можна за допомогою кнопки «Параметры», що на вкладці «Управление». У ній же й відбувається керування параметрами всієї деталі, у наслідку чого змінюється її конфігурація.

Далі деталь треба перетворити в об'ємну. Для цього у вкладці «Модель» натискаємо на кнопку «Выдавливание», після чого перед нами з'являється вікно настройки видавлювання. Тут можливе управлення булевими операціями та задавати параметр видавлювання, а також напрямок.

Після видавлювання, згідно із кресленням, нам потрібно зробити отвори з боків планки. Але для початку необхідно відзначити місце розташування отворів. Для цього створюємо новий ескіз. Тепер нам потрібно точками відзначити центри отворів. Що б це зробити, натискаємо кнопку «Точка» і приблизно ставимо з боків планки. Тепер, щоб точно визначити положення, задамо відстані точки по обом краям за допомогою інструменту «Размеры». Для параметризації цих крапок, одну сторону зробимо залежної від іншої, у таблиці параметрів за допомогою змінних, тобто при зміні відстані однієї сторони, автоматично зміниться друга.

Що б зробити отвори, нам потрібно скористатись кнопкою «Отверстие», що на вкладці «Модель». Після натискання з'являється вікно керування отворами.

Після побудови отворів основи втулки, переходимо до самої втулки. Створюємо ескіз перпендикулярний основі. Для цього натискаємо «Создать 2Д эскиз» і клікаємо по потрібній площині. Створюємо окружність за допомогою інструмента «Окружность», задаємо діаметр. Після цього вирівнюємо центр щодо основи за допомогою двох розмірів: відстань по Х і по У. Дані розміри є залежними щодо діаметра втулки й ідентифікуються як fx:__.

Завершуємо ескіз кнопкою «Принять эскиз» і приступаємо до видавлювання за допомогою вже знайомого нам інструмента «Выдавливание». У данім вікні зв'язуємо два параметри: ширину основи й величину видавлювання втулки, за допомогою змінної.

Використовуючи інструмент «Отверстие» і задавши параметри й залежності, ми зробили отвір у втулці вала. Допрацьовуємо останні «штрихи» і залежності в таблиці параметрів. Тут потрібно простежити що б правильно були вистроєні залежності, а так само в кожного параметра повинне бути своє унікальне ім'я в запобігання конфліктів зі зв'язками з іншими деталями. Деталь готова. Її зовнішній вигляд наведений на рис. 5.12.

Деталь № 2

Корпус (Дно).ipt - файл деталі корпусу приводу лабораторного преса

Створивши новий файл деталі, створюємо новий ескіз за допомогою кнопки «Создать 2Д эскиз». На екрані з'являється сітка, яка є робочою областю ескізу. Приступаємо до створення деталі. Використовуючи кнопку «Відрізок», накреслимо основу нашого корпуса. Після цього, потрібно задати розміри, які є параметрами даної деталі. Для цього, у вкладці «Эскиз», знайдемо й виберемо кнопку «Размеры». Для позначення розміру (довжини, діаметра, радіуса), потрібно вибрати 2 точки або відрізок цілком. Перед вами з'явиться вікно для введення числа або змінної, які є залежним або незалежним розміром. Ширину днища зв'язуємо параметрично із довжиною основи втулки для взаємної зміни конфігурації. Натискаємо «Принять эскиз».

Далі треба здійснити видавлювання. Щоб зробити отвори, нам потрібно скористатися кнопкою «Отверстие», що на вкладці «Модель». Після натискання з'являється вікно керування отворами. Необхідно зв'язати параметрично отвори в даній деталі з отворами втулки. Для цього треба через таблицю параметрів встановити зв'язок. Відкриваємо за допомогою кнопки «Параметры» таблицю. Тиснемо на кнопку «Связь». Далі з'являється вікно у якому треба вибрати файл деталі з якою ми хочемо встановити параметричний зв'язок. На вибір нам дані два розширення:

· *.xls - для зв'язку із таблицею Excel (Таблична параметризація);

· *.ipt - для зв'язку із файлом деталі.

Після того, як ми вибрали потрібній файл деталі, треба відмітити знаком «+» ті параметри, які ми хочемо зв'язати із даною деталлю.

Тепер ми маємо можливість змінювати конфігурацію деталей залежно одна від одної за допомогою зв'язаних параметрів, залежностями або змінними.

Деталь № 3

Заглушка.ipt - файл деталі корпусу приводу лабораторного преса.

Створюємо новий файл. Натиснувши кнопку «Создать 2Д эскиз» створюємо новий ескіз. Використовуючи кнопку «Окружность», накреслимо основу нашої заглушки та задамо її діаметр. Після цього, потрібно видавити ескіз за допомогою інструменту «Выдавливание».

По цій самій схемі створимо ще два елементи деталі меншого діаметру. На останньому видавлюванні у вікні управління видавлюванням треба вибрати булеву операцію «Видалення», для того щоб здійснилося видалення виділеної ділянки даної деталі. Після завершення моделювання деталі треба параметрично зв'язати ії із втулкою та днищем корпуса, оскільки вона має неабияку залежність від цих деталей. Щоб встановити зв'язок, потрібно скористатись таблицею параметрів та функцією «Связь».

Деталь № 4

Стойка.ipt - файл деталі корпусу приводу лабораторного преса

Створюємо новий файл. Натиснувши кнопку «Создать 2Д эскиз» створюємо новий ескіз. Використовуючи кнопку «Окружность», накреслимо основу нашої стійки та задамо їй діаметр. Після цього потрібно видавити ескіз за допомогою інструменту «Выдавливание». Дана деталь будується побудовою ескізу за допомогою інструменту «Окружность» та подальшого його видавлювання, зв'язуючи параметри з іншими деталями.

Деталь № 5

Вал.ipt - файл деталі вала приводу лабораторного преса

Вал є однією з найважчою із деталей приводу лабораторного преса, оскільки використовує достатньо багато параметричних зв'язків між елементами та іншими деталями. Створимо новий ескіз. Інструментом «Размеры» задамо найменший діаметр відносно отвору втулки. Тобто використовуючи змінну встановимо залежність. Далі інструментом «Выдавливание» почнемо видавлювати згідно з кресленнями. Створюючи новий ескіз, новий діаметр треба використовувати залежність від попереднього. Наприклад:

· D1=12;

· D2=D1+5;

· D3=D2+4.

Де D1, D2, D3 - діаметри. Так само, якщо потрібно, ми можемо встановити залежність між величинами видавлювання.

Після завершення будування основної форми вала треба доробити елементи.

Сполучення - це плавний перехід однієї площини до лінії в іншу. Для того щоб зробити сполучення треба скористатись інструментом «Сопряжение». Після натиску кнопки з'явиться вікно сполучення.

У даному вікні нам необхідно вибрати метод сполучення: ребро, контур або елемент. В даному випадку ми отримуємо перпендикулярні площини, тому вибираємо ребро. Далі треба визначити величину радіуса сполучення (в нашій деталі ми використали 2 мм). Після цього маніпулятором вибрати потрібні ребра.

Сполучення може бути двох видів: зовнішнє та внутрішнє. Наша деталь використовує обидва типи. Після вибору ребер, зеленим кольором ми можемо бачити результат. Якщо нас все влаштовує - тиснемо ОК.

Для з'єднання вала із обечайкою планкою, треба в основному діаметрі зробити отвори. Інструментом «Точка» відметемо центри отворів та вирівняємо відносно одне одної та осі вала за допомогою інструменту «Размеры». Параметрично вони залежатимуть від діаметра основної ділянки вала. Після цього отвори треба рівномірно розмножити по окружності. Для цього скористаємось інструментом «Круговой массив».

В системі Autodesk Inventor 10 існує два типи масивів:

· Круговий масив;

· Прямокутний масив.

В нашому випадку ми використовуємо круговий, так як ми використовуємо конкретну ось. Після натиснення кнопки «Круговой масив», з'явиться діалогове вікно.

В даному вікні існують 2 основних параметра: кількість та кут обертання. Також їх можна задавати у вигляді змінних. Для нашого валу необхідно 4 бр та 360 градусів. Після вводу параметрів треба вибрати ось обертання, у нашому випадку це ось обертання самого вала.

Для звершення деталі треба вставити паралельні шліци розміром згідно з кресленнями. Дана деталь використовує багато зв'язків та залежностей.

Деталь № 6

Обечайка.ipt - файл деталі вала приводу лабораторного преса

Створивши новий файл деталі, створюємо новий ескіз за допомогою кнопки «Создать 2Д эскиз». Приступаємо до створення деталі. Використовуючи кнопку «Окружность», накреслимо основу нашї обечайки - дві окружності різного діаметру (у нас 170 та 112) та встановимо для них залежність від основного діаметра вала. Після цього треба за допомогою інструмента видавлювання зробити модель об'ємною, також із залежністю між довжини ділянки основного діаметра вала. Перед цим треба занести до таблиці параметрів залежну деталь або її параметри.

Далі нам треба працювати в середині деталі. Для цього треба активувати інструмент «Плоскость» та в браузері вибрати «Плоскость XZ». На екрані відобразиться створена площина помаранчевим кольором. Щоб почати з нею працювати, натиснемо кнопку «Создать 2Д эскиз» и кликнемо по новоствореній площині.

Для того щоб вирізати необхідну фігуру з основного елемента, для початку потрібно створити переріз. Використовуючи інструменти «Отрезок» та «Дуга» створемо переріз. Після цього скористаємося інструментом «Вращение». Даний інструмент працює по принципу видавлювання, також має булеві операції, але замість величини видавлювання використовується кут обертання. В нашому випадку - повний круг.

Після видалення необхідної форми, потрібно розмножити її за допомогою інструмента «Круговой массив». Виділимо необхідний елемент та задамо ось самої деталі як ось обертання масиву. Кількість встановимо 13. В таблиці параметрів створимо зв'язок між потрібними деталями (вал), та синхронізуємо їхню зміну конфігурацій. Також для правильного стику обечейки і вала, потрібно створити паралельні шліци, розміром згідно з кресленнями. Деталь готова.

Деталь № 7

Шестерня.ipt - файл деталі зубчастого колеса приводу лабораторного преса

Створюємо новий ескіз за допомогою кнопки «Создать 2Д эскиз». Використовуючи кнопку «Окружность», накреслимо основу нашого колеса - чотири окружності різного діаметру (залежно від параметрів інших деталей: вал). Після цього треба за допомогою інструмента видавлювання зробити модель об'ємною. Використовуючи інструмент «Проецирование геометрии», відобразимо побудовані окружності. Далі, користуючись інструментом «Выдавливание» та різні булеві операції, побудуємо корпус нашого колеса.

Тепер потрібно зробити отвори навколо осі. Для для цього застосуємо два інструмента: «Отверстие» та «Круговой массив». Але до цього треба виявити центр отвору. Використовуючи інструмент «Точка» розмістимо її на новому ескізі та за допомогою «Размеры» вирівняємо відносно осі колеса. Дані занесемо до таблиці параметрів з залежністю від діаметра колеса. Тепер можна зробити отвір. Задамо 15 мм.

Даний елемент не залежить ні від чого, окрім розташування його центру, оскільки в цьому немає потреби. Але змінити конфігурацію можна вручну за допомогою таблиці параметрів, змінюючи параметри даного елемента.

Тепер застосуємо інструмент « «Круговой массив». Задамо величину повторювань 6 та виберемо ось обертання. Натиснемо ОК. Далі нам потрібно створити зубці. Для цього створимо новий ескіз та, користуючись інструментом «Отрезок», накреслимо трикутник з двома рівними катетами (тут можна застосувати геометричну параметризацію). Видавимо його застосовуючи залежність від основи. Для правильнішої візуалізації закруглимо вершину інструментом «Сопряжение». Виставимо радіус 2 мм. на зовнішній та внутрішній сторонах.

Залишилось лише створити масив створених зубців. Натиснемо кнопку «Круговой масив». Задамо величину повторювань 100 та оберемо ось обертання масиву. Перевіримо таблицю параметрів на правильність та синхронізацію. Деталь готова.

Деталь № 8

Планка (Вал).ipt - файл деталі вала приводу лабораторного преса.

Створивши новий файл деталі, створюємо новий ескіз за допомогою кнопки «Создать 2Д эскиз». Приступаємо до створення деталі. Використовуючи кнопку «Прямоугольник», накреслимо основу нашої планки - дві пари сторін паралельні тим самим накладуючи на себе залежність. Інструментом «Размеры» задамо розміри планки. Після цього треба за допомогою інструмента видавлювання зробити модель об'ємною.

Що б зробити отвори, нам потрібно скористатись кнопкою «Отверстие», що на вкладці «Модель». Після натискання з'являється вікно керування отворами. Тепер щоб точно визначити положення, задамо відстані крапки по обом краям за допомогою інструменту «Размеры». Для параметризації цих крапок, одну сторону зробимо залежної від іншої, у таблиці параметрів за допомогою змінних, тобто при зміні відстані однієї сторони, автоматично зміниться друга. Відстань між отворами повинна співпадати з відстанню між отворами вала. Зробимо їх залежними.

Деталь № 9

Болт.ipt - файл деталі вала приводу лабораторного преса.

Створюємо новий файл. Натиснувши кнопку «Создать 2Д эскиз» створюємо новий ескіз. Використовуючи кнопку «Окружность», накреслимо основу нашого болта та задамо його діаметр відносно інших деталей. Після цього, потрібно видавити ескіз за допомогою інструменту «Выдавливание». По цій самій схемі створимо ще один елемент деталі більшого діаметру. Після завершення моделювання деталі треба параметрично зв'язати її із планкою вала та самим валом, оскільки він має пряму залежність від цих деталей. Щоб встановити зв'язок, потрібно скористатись таблицею параметрів та функцією «Связь». Для завершення виду скористаємось інструментом «Соряжение», встановимо радіус 2 мм. Скрізь центр «шапки» нашого болта видавимо переріз квадрата.

Для того щоб здійснити збірку всіх деталей необхідно створити новий файл із розширенням *.iam. Скориставшись кнопкою «Вставить», завантажуємо всі змодельовані деталі у потрібній кількості:

· Вал - 1 шт.;

· Втулка - 1 шт.;

· Стійка - 2 шт.;

· Заглушка - 4 шт.;

· Обичайка - 1 шт.;

· Планка (вал) - 8 шт.;

· Болт - 16 шт.;

· Корпус (дно) - 1 шт.;

· Зубчасте колесо - 2 шт.

Збірка моделі здійснюється на основі фізичних та геометричних залежностей деталей одна від одної. Управління залежностями можна здійснювати в ієрархічному дереві моделі або за допомогою вікна залежностей, визвати яке можна натиснувши кнопку «Зависимости» у вкладці «Сборка».

Вікно має 4 типи залежності, в кожному з яких існують рішення поставлено задачі. Для приєднання однієї деталі до іншої потрібно спочатку вибрати тип рішення, далі перший операнд та другий операнд. Також приєднання може здійснюватись у декілька кроків. У файлі збірки моделі також можливе параметричне керування як цілою моделлю, так і кожною деталлю за допомогою таблиці параметрів. У файлі *.iam ця таблиця вміщає в себе всі параметри, залежності та зв'язки всіх присутніх деталей.

Висновки

Автоматизація проектування - напрям сучасної науки і техніки, що інтенсивно розвивається. Системи автоматизованого проектування (САПР) стають однією з складових частин гнучких виробничих систем і гнучких автоматизованих виробництв. Система Autodesk Inventor є однією з найпопулярнішої в світі систем автоматичного проектування середнього класу. Inventor є могутнім графічним ядром, на якому базуються багато прикладних пакетів як і від самої фірми AutoDesk, так і від незалежних виробників.

Все що потрібно всім кінцевим користувачам включити до складу системи неможливо. Тому фірма AutoDesk забезпечила базову систему засобами розробки прикладних систем. Використовуючи ці засоби, можна створювати програми для автоматизації роботи в різних напрямах інженерної діяльності, не залежно від регіональних і галузевих стандартів.

Метою даної роботи є дослідження та аніліз різних типів технології параметричного моделювання. Тривимірне параметричне моделювання є набагато більш ефективним (але й більш складним) інструментом, ніж двомірне параметричне моделювання. У сучасних системах середнього й важкого класу наявність параметричної моделі закладене в ідеологію самих САПР. Існування параметричного опису об'єкта є базою для всього процесу проектування.

Inventor, підтримуючи технологію параметричного моделювання, дозволяє швидко й ефективно розробляти найрізноманітніші проекти та моделі, уникаючи принципових помилок, має розвинуті можливості по створенню інтерфейсу користувача за допомогою вмонтованого язику програмування, широкий набір функцій, методів і властивостей для вирішення прикладних розрахунково-обчислювальних задач. Тому використання саме цієї технології при моделюванні в САПР є актуальним.

Список літератури

1. Банах Д. Autodesk Inventor 10. Лекции и упражнения. - М.: - Лори, 2005.

2. Бьёсннат Дж. Algorithmic Geometry. - 1997.

3. Вагуспак К. Mastering Autodesk Inventor 2010. - М.: SYBEX, 2009.

4. Голованов Н.Н. - Геометрическое моделирование. - М.: Физматлит, 2002.

5. Джонс Т., Дэниэл Т. Банах, Каламейя А.Дж. Autodesk Inventor. - М.: Лори, 2007.

6. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

7. Дэниел Т. Банах, Трэвис Джонс. Autodesk Inventor. Полное руководство. М.: Питер, 2004.

8. Казаков М.Б. VBA for Inventor. Сборник статей. - 2006.

9. Концевич В.Г. - Твердотельное моделирование машиностроительных изделий в Autodesk Inventor - М.: Киев, 2000.

10. Левковец Л., Тарасенков П. Autodesk Inventor. Базовый курс на примерах. - СПб.: «БХВ-Петербург», 2008.

11. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). - СПб.: Питер, 2004.

12. Орлов И.А. Эксплуатация и ремонт ЭВМ, организация работы ВЦ. Москва -1989 г.

13. Полещук Н.Н. AutoLISP и секреты адаптации AutoCAD, - СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

14. Романычева Э.Т., Соколова Т.Ю. Компьютерные технологии инженерной графики в среде AutoCAD 2000. AutoLISP. Учебное пособие. - М.: ДМК, 2000.

15. Трэмблей Т. Autodesk Inventor 2010: No Experience Required. - SYBEX, 2009.

16. Хейфенц А.Л. Инженерная компьютерная графика. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005.

17. Хейфенц А.Л., Логиновский А.Н., Буторина И.В. 3D-технологии построения чертежа. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005.

18. Хофман К.М. Geometric and Solid Modeling. - 1989.

19. Хювёнен Э., Сеппянен Й. Мир Лиспа. В 2-х т. Т. 1: Введение в язык Лисп и функциональное программирование. Пер. с финск. М.: Мир, 1990.

20. Autodesk, Inc. Autodesk Inventor series 10 Основные принципы. - Autodesk, Inc., 2005.

21. http://communities.autodesk.com/ Сообщество пользователей Auotdesk Inventor.

22. http://www.inventor.com.ru/ Справочник команд.

23. http://www.csoft.ru // Сайт компании Csoft.

24. http://www.ad.cctpu.edu.ru/SAPR/SAPR_03/obzor1.htm.

25. http://www.dwg.ru // Материалы для проектирования.

26. http://ru.wikipedia.org Параметрическое моделирование.

27. http://www.autodesk.ru // AutoDesk - Технология для инноваций.

28. http://www.cad.dp.ua // Сайт поддержки пользователей САПР под редакцией Виктора Ткаченко.

29. http://cadhouse.nm.ru // Хижина конструктора.

30. http://www.caduser.ru // Информационный портал для профессионалов в области САПР.

Размещено на Allbest.ru