Создание трехмерной модели сборочной единицы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

Компьютерная графика - инженерная дисциплина, изучающая приёмы, методы и алгоритмы создания, хранения и обработки описаний объектов и их изображений, с помощью систем автоматизированного проектирование. Наличие знаний в области компьютерной графики - перспективный навык, так как она применяется во всех отраслях. Чертежи, схемы, графики, трехмерные модели - используются повсеместно, например в области производства, машиностроения, строительства, где требуется выполнение чертежей деталей, зданий. Компьютерная графика широко применяется в киноиндустрии (создание трёхмерных моделей для последующей интеграции их в готовые произведения), игровой индустрии (создание игровых 3D-моделей). Применяется в дизайне для организации интерьеров и экстерьеров.

Основной задачей курсовой работы является освоение процесса создания трёхмерной модели сборочной единицы.

Основными целями данного курсового проекта являются: получение навыков в области трехмерного моделирования сборочной детали, на примере выданного шаблона. Получение практического опыта в области моделирования деталей.

Задачи, выполнение которых приведёт к реализации целей являются:

1) Обучение особенностям и возможностям программного обеспечения, необходимых для построения модели.

2) Ознакомление с инструментарием программного обеспечения.

3) Рассмотрение типов создания трёхмерных деталей из 2D-каркасов.

4) Ознакомление с принципами сборки результирующей детали в 3D.

Основным инструментом достижения цели является специализированное программное обеспечение профессионального трёхмерного и двумерного моделирования AutoCAD.

AutoCAD -- двух- и трёхмерная система, автоматизированного проектирования и черчения широко применяемая в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности. Программа выпускается на 18 языках.

AutoCAD -крупное и продвинутое программное обеспечение являющееся профессиональным инструментом благодаря которому можно воссоздавать практически всё что угодно в области 2D и 3D проектирования и моделирования.

1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ

Вентиль.

Вентиль (клапан) -- устройство, предназначенное для открытия, закрытия или регулирования потока при наступлении определённых условий. Поток (ток) может быть потоком жидкости (вода, кровь, жидкие металлы и др.), газа (воздух, азот, углекислый газ и др.).

Вентиль состоит из:

1) Корпуса

2) Шпинделя

3) Золотника

4) Втулки сальника

5) Уплотнительной прокладки

6) Гайки накидной

7) Маховика

8) Гайки

9) Шайбы

Рисунок 1 «Корпус»

Рисунок 2 «Шпиндель»

Рисунок 3 «Золотник»

Рисунок 4 «Втулка сальника»

Рисунок 5 «Уплотнительная прокладка»

Рисунок 6 «Гайка накидная»

Рисунок 7 «Маховик»

2. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ, ВХОДЯЩИХ В СБОРКУ

Как уже описывалось ранее - для создания трёхмерной модели будет использовать специализированное программное обеспечение AutoCAD, позволяющие различными способами создавать модели объектов.

Самыми распространёнными способами создания трёхмерной модели являются:

1) Вращение 2D-объекта вокруг оси

2) Выдавливание 2D-объекта на заданную высоту

Рисунок 8 «Команда вращение»

Рисунок 9 «Команда выдавить»

Среди дополнительных команд создания требуемых трёхмерных моделей, стоит выделить «Вычитание» и «Объединение».

Команда «Вычитание» - кране полезна, когда в ходе создания объекта путём выдавливания, возникает необходимость формирования отверстия. Для его реализации следует отметить на каркасе фигуры область отверстия. Произвести дополнительное действие в виде выдавливания созданной заготовки (либо полностью для сквозного отверстия, либо на определённую высоту, в зависимости от технического задания). Далее уже можно использовать команду вычитания, в ходе которой сначала выбирается основная модель, а затем выдавленная заготовка отверстия. После применения команды вычитания, отверстие будет готово.

Команда «Объединение» будет полезна в случае, если создаваемая деталь будет составной. Использование функционала команды позволит из разрозненных объектов сформировать единую трёхмерную модель.

Рисунок 10 «Команды вычитание и объединение»

Главный инструмент создания 2D-заготовки - это полилиния. Благодаря функциональному инструментарию команды полилиния, удаётся создавать сразу же замкнутые единые контуры двумерных фигур. Не рекомендуется пользоваться инструментом отрезок создающий лишь сегмент фигуры (а не единый контур).

Существует команда соединить, позволяющая объединить сегменты в единый контур.

Рисунок 11 «Команда полилиния»

autocad трехмерный модель программный

Так же используются команды создания примитивных геометрических фигур - таких как квадрат, окружность/круг, многоугольник и так далее.

Фаска -- поверхность, образованная скосом торцевой кромки материала. Используется в технологических, технических, а также в декоративных и эргономических целях. Для создания фасок в AutoCAD существует отдельная одноименная команда. Она позволяет создавать фаски по множеству параметров, например по двум длинам, или по длине и углу.

Рисунок 12 «Фаска»

Для упрощения работы с объектами так же активно могут применяться команды зеркального отражения, обрезки, смещения и так далее.

3. ПОСТРОЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ, ВХОДЯЩИХ В СБОРОЧНУЮ ЕДИНИЦУ

3.1 Деталь 1. «Корпус»

Для упрощения задачи, по имеющимся размерам, строится квадрат, затем с помощью команды «выдавить», преобразуется в куб. Далее, на трех его гранях, рисуются окружности необходимых диаметров и преобразуются в объемные цилиндры. При помощи команды «фаска», делаем фаски. Строим вспомогательные лини, для построения цилиндров под нужным углом. Получаем заготовку детали.

Рисунок 13. «Заготовка детали»

Проделав все вышеуказанные операции, при помощи команды «вычитание» получаем трехмерную деталь корпуса.

Рисунок 14 «Корпус объемный в разрезе»

3.2 Деталь 2 «Шпиндель»

Шпиндель строится аналогично корпусу. Используются команды «выдавить» и «вычитание».

Строим две окружности с общим центром, одна диаметром 7, вторая 12. С помощью, команды «выдавить», преобразуем в объемное тело. На поверхности полученного цилиндра, при помощи привязки «Центр», строим окружность диаметром 14 и выдавливаем ее на необходимую высоту. На полученном цилиндре, при помощи команды «Многоугольник», строим квадрат, вписанный в окружность, выдавливаем. На поверхности квадрата, при помощи привязки, строим окружность, выдавливаем и делаем фаску.

Рисунок 15. «Шпиндель»

3.3 Деталь 3 «Золотник»

Так как деталь симметричная, при помощи команды полилиния строим 2D шаблон, затем ипользуя комманду «вращение», преобразовываем его в объемную деталь.

Рисунок 16 «Золотник»

3.4 Деталь 4 «Втулка сальника»

Втулка сальника создается аналогично золотнику. При помощи полилинии создается 2D каркас детали, а затем при помощи команды «вращение», преобразовывается в 3D деталь.

Рисунок 17 «Втулка сальника в разрезе»

3.5 Деталь 5 «Уплотнительная прокладка»

Создается две окружности с единым центром, с заданными размерами, выдавливаются, образуя трехмерную деталь, затем при помощи вычитания, убирается внутренняя окружность, образуя отверстие.

Рисунок 18 «Уплотнительная прокладка»

3.6 Деталь 6 «Гайка накидная»

Накидная гайка рисуется следующим образом, создается окружность, затем, создается вписанный в нее восьмиугольник, выдавливается на необходимую высоту. На верхней плоскости гайки строится окружность, выдавливается по оси Z, внутрь, полученной заготовки гайки на необходимое нам расстояние. На нижней поверхности построенной фигуры, используя привязку центр, строим цилиндр. Вычитанием удаляем лишние области.

Рисунок 19 «Гайка накидная»

3.7 Деталь 7 «Маховик»

С помощью полилинии строится заготовка маховика, преобразовывается в 3D Деталь. Ребра и шары, строятся на готовой 3D детали, при помощи вспомогательных линий и команды «массив».

Рисунок 20 «Маховик»

Рисунок 21 «Маховик»

3.8 Деталь 8 «Гайка»

Гайка строится аналогично накидной гайке, но проще. Строим две окружности с единым центром, в большую окружность, вписываем восьмиугольник. Выдавливаем в трехмерную фигуру. Сверху и снизу полученной гайки, строим при помощи вспомогательных линий, поверхность, с нужным углом наклона. Затем используя команду, входящую в набор редактирования 3D тел «сечение», снимаем фаску с гайки. Удаляем вспомогательные линии и фигуры.

Рисунок 22 «Гайка»

3.8 Деталь 9 «Шайба»

Строится аналогично уплотнительной прокладке.

Рисунок 23 «Шайба»

4. СБОРКА

Теперь, следует объединить все созданные детали в единую конструкцию. Начинать следует с корпуса. Для ровного позиционирования рекомендуется включить режим ортогонального ограничения перемещения. Вращать фигуру следует командой 3D-поворот. Установив основание, вставляем золотник, затем шпиндель.

На шпиндель надевается уплотнительная прокладка, затем сверху втулка сальника, на нее устанавливается гайка накидная. Получив таким образом собранный вентиль, на шпиндель сверху устанавливается маховик, самыми последними, устанавливаются шайба и гайка, крепящая маховик, к шпинделю.

Рисунок 24. Вентиль в сборе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги проделанной работы, следует отметить, что был продемонстрирован далеко не весь функционал программного обеспечения AutoCAD. Его функциональный набор гораздо больше, а следовательно множество деталей могут строиться и проектироваться абсолютно другими способами.

В ходе работы были выполнены поставленные задачи. Произвелось ознакомление с функциональными инструментами, а также освоен принцип реализации их возможностей. Был составлен принцип построения всех деталей сборочной конструкции, выполнено рассмотрение 2D-чертежей, и совершён точный перенос необходимых частей для реализации трёхмерных моделей сборочной конструкции.

Благодаря выполнению ряда задач, удалось выполнить цели, поставленные в самом начале курсового проекта, а именно:

1) Получен базовый навык перевода двумерных чертежей в 3D-аналоги на примере выданного шаблона

2) Произведено развитие личностных умений, позволяющих корректно создавать как трёхмерные детали, так и их двумерных аналоги.

3) Получение практического опыта в области моделирования деталей.

В подтверждение выполнения целей можно выдвинуть созданную 3D-модель сборочной единицы - Рейсмус. Сложность создания детали заключалась в многообразии форм, а также требовании многогранного мышления, для определения и перевода 2D-заготовок в трёхмерные аналоги.

В ходе выполнения работы, так же удалось ознакомиться со многими нюансами и сложностями проектирования, и наконец понять всю сложность реализации даже самых незамысловатых деталей. Это позволяет мотивироваться, для дальнейшего, более глубокого изучения всех возможностей программного обеспечения, и расширенного освоения технологии создания 3D-деталей.

Так как, все структурные цели работы были достигнуты, а вместе с ними, естественно, были выполнены поставленные задачи, и помимо этого был получен непосредственный результат, доказательство усвоения знаний и получения навыков в виде сборочный единицы - можно считать, курсовой проект успешно завершенным.

ЛИТЕРАТУРА

1.Компьютерная и инженерная графика. Часть 2. Инженерная графика: комплекс учебно-методических материалов / Р.М. Сидорук и др.; НГТУ им. Алексеева; Н.Новгород, 2006 2. Моделирование твердотельных объектов в графической среде AutoCAD: методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Компьютерная графика»/ НГТУ им. Алексеева; сост. Вадова Л.Ю.,- Н.Новгород, 2008 _

3. Полищук Н.Н. «Самоучитель AutoCAD 2007»/ Спб.: БКВ Петербург, 2007

4. Шипова, Г. М. Моделирование и создание чертежей в системе AutoCAD / Г.М. Шипова, В.Г. Хрящев. - М.: БХВ-Петербург, 2016. - 218 c.

5. Хейфец, А. Л. Инженерная компьютерная графика. AutoCAD / А.Л. Хейфец. - М.: Диалог-Мифи, 2014. - 432 c.

Размещено на Allbest.ru