Кафедра «Оборудованиеи технология сварочного производства»
КУРСОВАЯРАБОТА
по дисциплине«Системы автоматизированного проектирования»
на тему:«Разработка 3D модели балки с применением SolidWorks»
Содержание
Введение
1. Описание объекта проектирования
2. Выбор и обоснование программного обеспечениядля выполнения проектных работ
3. Выбор и обоснование техническихсредств для выполнения проектных работ
4. Разработка модели объекта проектирования
Заключение
Список использованных источников
Введение
Целью курсовой работы являетсяприобретение студентами навыков по практическому применению теоретическихзнаний, полученных при изучении курса “САПР в сварочном производстве”.
В курсовом проектированиистудент углубляет свои знания и умение самостоятельно решать перечисленные нижеинженерные задачи по специальности с использованием средств автоматизированногопроектирования:
1) Проектироватьтехнологические документы процессов заготовки, сборки и сварки;
2) проектироватьконструкторские документы на свариваемые конструкции и средства технологическогооснащения;
3) оптимизироватьпараметры технологических процессов сварки, сварных конструкций, оборудования иоснастки;
4) создавать удобные впользовании справочные системы в области сварки и родственных технологий.
Студенты должны научитьсяграмотно, оформлять текстовую документацию в соответствии с требованиями действующихстандартов, и в процессе решения конкретной задачи углубить и получить новые знанияоб аппаратных, системных и программных средствах автоматизированного проектирования.
1. Описаниеобъекта проектирования
Задачей данной курсовой работыявляется спроектировать 3D модель балки. Длярешения данной задачи возможно использование САПР. Основными преимуществами приприменении САПР являются:
1) Сокращение времени нарешении поставленной задачи.
2) Возможность совместнойодновременной работы над проектом.
3) Возможность быстройпередачи информации о проекте по LAN, Internet.
2. Выбор иобоснование программного обеспечения для выполнения проектных работ
Любые программные продуктыс точки зрения проектировщика по назначению можно условно классифицировать:
1) Универсальные (типа AutoCAD, MathCAD) – для решения широкого круга задач в машиностроении,приборостроении, архитектуре, строительстве и т. д.;
2) Специализированные(типа Electronics Workbench, PCAD, OrCADприменяют только для проектирования электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры,САПР ТП – для решения задач технологической подготовки производства, ИНСВАР –для проектирования сварочной технологической оснастки);
3) Утилитарногоназначения (языки программирования, программы-конвекторы, просмоторщики и т.п.).
Для выполнения данной курсовойработы выбираем следующий программный продукт – Solid Works 2006. Эта программа относится к универсальным.Критериями её отбора являются:
1) Возможностьэффективного решения поставленной задачи;
2) Возможность поддержки форматовстандартных внешних файлов обмена;
3) Возможность разработкиприложений для данной системы на языках высокого уровня, т. е. открытостьсистемы;
4) Простота освоения;
5) Высокая степеньраспространенности.
SolidWorks — разработкаSolidWorks Corp. (США), независимого подразделения компании Dassault Systemes.SolidWorks 2006 является мощным средством проектирования, которое полностьюрешает проблемы ежедневной практической работы инженера-проектировщика.SolidWorks 2006 служит основой для построения интегрированного комплексаавтоматизации предприятия и позволяет осуществить сквозной процесспроектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любойсложности и назначения. Эта система не имеет ограничений по количествукомпонентов сложных сборок, предоставляет богатые возможности для оформленияконструкторской документации, работы с листовым металлом, созданияфотореалистичных изображений. SolidWorks 2006 сертифицирован на соответствиетребованиям CALS-технологий и позволяет осуществлять поддержку полногожизненного цикла изделия, включая создание интерактивной документации наизделие и обеспечение обмена данными с другими системами. Неоспоримымпреимуществом системы является её полная русификация. Все методические пособияи руководство пользователя SolidWorks 2006, а также меню и пользовательскийинтерфейс реализованы на русском языке. SolidWorks 2006 полностью поддерживаетстандарты ЕСКД в части оформления конструкторской документации.
Такимобразом, можно сказать, что SolidWorks — это комплексная САПР, которая давно«переросла» системы среднего уровня, как по функциональности, так ипо широте интегрированных решений, создаваемых компанией-разработчиком, и достиглавозможностей систем верхнего уровня. Двенадцатый по счёту, принципиально новыйрелиз SolidWorks вышел под названием «SolidWorks 2006». Эта последняяверсия SolidWorks содержит более 250 усовершенствований, созданных на основетребований пользователей. Новая версия в несколько раз превосходит предыдущуюпо производительности. Ниже приведено описание некоторых новых возможностейSolidWorks 2006:
1) Эффективностьобработки сборки.
Режим большойсборки. В окне Настройкипользователя удалена страница Режим большой сборки, а ее параметры перемещенына страницу Сборки. Теперь в системе автоматически настраиваются многие редкоизменяемые параметры.
Состояние Режимбольшой сборки (включенное или выключенное) теперь не сохраняется с документом.При открытии сборки, число компонентов которой превышает пороговое значение,заданное в окне Параметры, Режим большой сборки можно включить или выключить вдиалоговом окне Открыть.
2) Авто-компоненты.
Можно создаватьавто-компоненты из часто используемых компонентов, в которые необходимодобавить связанные компоненты и элементы, например болты и монтажные отверстия.Когда компонент становится авто-компонентом, требуется связать с ним другиекомпоненты и элементы. При вставке авто-компонента в сборку можно выбрать, требуетсяли вставлять в сборку связанные компоненты и элементы.
3) Оформление.
Размеры. Создание укороченных диаметров вдокументах чертежа и нанесение размера на укороченные радиусы и диаметры.
Трехмерныепримечания. Вставкатрехмерных примечаний в документы детали и сборки в соответствии со стандартомASME Y14.41-2003 и последующее использование этих примечаний в чертежах.
Примечания. При вставке определенных примечаний(позиций, группы позиций, обозначений отклонения формы, заметок, обозначенийизменения и обозначений шероховатости поверхности) необходимо переместить указательна объект, чтобы выделить его и прикрепить выноску. Выноска отобразится толькопри перемещении указателя на объект. Таким образом, выноска и выделенныеобъекты не являются помехой для выбранного вида или чертежного вида.
Заметки. Создание и изменение размераграничных рамок и блокировка примечаний на месте.
Орфография. Проверка орфографии примечаний,размеров с текстом и блоков заголовков чертежа.
4) Элементы.
Крепежи. Использование крепежей упрощаетсоздание обычных элементов для пластиковых деталей и деталей из листовогометалла. Можно создавать монтажные бобышки, крюки с фиксаторами, канавки подкрюки с фиксаторами и вентиляционные отверстия.
Группаотверстий. Можносоздавать группы отверстий, которые обычно используются для монтажныхотверстий, с помощью окна Группа отверстий PropertyManager (Менеджера свойств).
Отверстие подкрепеж. Функция отверстияпод крепеж теперь использует PropertyManager (Менеджер свойств). Областьдействия элемента теперь доступна для отверстий под крепеж.
5) Основныепринципы
Графическиеокна. Можно просмотретьмодели и чертежи в графических окнах — один вид, два вида (горизонтальный ивертикальный) или четыре вида. Можно также связать ортогональные виды.Инструменты графического окна отображены в меню Окно и на панели инструментов«Стандартные виды».
Условныеобозначения вида. Условныеобозначения вида отображают цвета и текстуры грани, элемента, тела и деталивыделенного элемента и служат для быстрого доступа в режим редактирования цветаи текстуры.
Камера. В документы модели можно добавлять камерыи просматривать модель в перспективе камеры. С помощью PhotoWorks можно отобразитьвсе аспекты видов камеры SolidWorks, включая поле вида и глубину резкости.
Выбор. При выборе элементов (обычнонебольшое количество) и активизации параметра Инвертировать выбор остальныесхожие элементы в документе будут выбраны, а выбор исходных элементов будетотменен. Выбор с помощью рамки и поперечный выбор с использованием клавиш Shiftи Ctrl теперь осуществляется так же, как в Microsoft Windows Explorer.
Колесо мыши. Можно увеличить масштаб в окне,которое находится под указателем, с помощью колесика мыши, не выбирая окно(например, в нескольких видах или в открытом окне PropertyManager (Менеджер свойств)).
Параметры. С помощью eDrawings Viewer можнонепосредственно читать документы, созданные в SolidWorks, поэтому параметр Сохранитьданные eDrawings в документе SolidWorks удален из меню Инструменты, Параметры, Настройкипользователя, Общие и меню Файл, Сохранить как.
Помощник дляпреобразования объектов.Параметр Создать резервную копию файлов, которые требуется преобразовать теперьнаходится на последней странице помощника.
6) Импорт иэкспорт.
AutoCAD. Можно импортировать и экспортироватьв программу AutoCAD 2006 и из нее.
DXF/DWG. Можно импортировать трехмерныеграни из файлов DXF/DWG. Можно экспортировать сплайны и эллипсы. Для чертежей,содержащих несколько листов, появились новые параметры экспорта.
DWGeditor. Можно копировать объекты и блоки изпрограммы SolidWorks в программу DWGeditor. Нажмите Редактировать, Копировать вDWGeditor.
7) Эскиз
Функциитрехмерного рисования.Возможности, которые ранее были доступны только для двухмерного рисования,теперь доступны и для трехмерного рисования.
— Добавление плоскостейтрехмерных эскизов с использованием объектов и других плоскостей в качествессылки.
— Созданиетрехмерных эскизов с дугами, окружностями и прямоугольниками.
— Применениевзаимосвязей трехмерного эскиза, например, взаимосвязи Перпендикулярность междулинией и точкой на поверхности, взаимосвязи Средняя точка и т.д.
— Управлениеразмерами в трехмерных эскизах, например, размером между плоскостью трехмерногоэскиза и другими справочными плоскостями.
Блоки. Создание блоков с помощью одногоили нескольких объектов эскиза. При сохранении Блоки становятсяпараметрическими. Можно выполнять поиск блоков, а также редактировать,вкладывать в другие блоки, копировать и т.д. Блоки можно использовать в следующихцелях:
— Созданиекомпоновочных эскизов с минимальными размерами и взаимосвязями.
— Выборсложных, перекрывающихся объектов эскиза.
— Перемещениеэскизов в графической области.
Динамическоеобновление эскиза.Редактирование эскиза при создании элемента по сечениям.
Форматированиеатрибутов. ИспользованиеЦвета линии, чтобы назначить цвет, и Типа линии, чтобы для отдельных объектовэскиза назначить атрибуты шрифта.
Смещения. Существует возможность выполнять смещениепарабол, эллипсов и неполных эллипсов.
Решениеконфликтов. Диагностикапереопределенных эскизов для создания Группы решений, с помощью которой можнорешить конфликты без отрицательного влияния на замысел проекта.
Прозрачностьэскиза. Отображение иуправление прозрачностью изображений с помощью команды Создать картинку.
Сплайны. Появились следующиеусовершенствования:
— Управляющиемногоугольники длялокализации областей изменения и получения расширенных возможностей точногоуправления формой.
— Ослаблениесплайна дляперетаскивания точек сплайна без изменения его формы.
— Нанесениеразмера на маркеры сплайна для добавления размеров Величины касательной и Радиальногонаправления касательной.
Касательно кграни. Применениевзаимосвязи Касательность между гранью или поверхностью и другим объектомэскиза.
Изменения винтерфейсе пользователя:
— В Линейном и Круговом массивах используетсяPropertyManager (Менеджер свойств).
— Для команд Переместить, Вращать, Масштабировать и Копироватьиспользуются отдельные окна PropertyManager (Менеджера свойств).
3. Выбор иобоснование технических средств для выполнения проектных работ
Для работы над курсовой работойприменяют следующие параметры компьютера:
1) Монитор: FLATRON LG W1934S, 1400x900@75Hz;
2) Материнская плата: Jetway BI-100
3) Процессор: Intel(R) Pentium(R) Dual CPU E2160@ 1.80 GHz
4) ОЗУ: SDRAM 1024Mb PC133 Hynix;
5) Винчестер: Samsung 320 Gb ST3320620A7 ATADevice;
6) Видеокарта: PCI-E NVIDIA GeForce9600 GT 512MBDDR3;
Устройствавывода информации.
К устройствам выводаинформации относятся: дисплей, или монитор; принтер; звуковые колонки; наушники;графопостроитель.
Дисплей.
Дисплеи могут выводитьлюбую информацию: текст на разных языках, графики, рисунки, мультипликационныекартинки, тексты программ, чертежи, таблицы и многое другое. Как и телевизоры,дисплеи бывают цветные и монохромные (одноцветные). Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.
Мониторымогут иметь размер по диагонали 14, 15, 17, 19, 20 или 21 дюйм. В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы размером 15 и 17 дюймов, а для операций с графикой желательны мониторы размером 19 – 21 дюйм.
Крометого, мониторы характеризуются размером зерна (минимального элемента на экране)– обычно это 0.31, 0.28, 0,26, 0.25 и 0.21 мм (чем меньше, тем лучше), а также частотой кадровой развертки (частотой обновления кадров).
Частотукадров измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивееизображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать скомпьютером непрерывно. При частоте порядка 60 Гц мелкое мерцание изображениязаметно невооружённым глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым.Минимальным считают значение 75 Гц, нормативным – 85 Гц и комфортным – 100 Гц иболее.
Классзащиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точкизрения требований техники безопасности. В настоящее время общепризнаннымисчитаются следующие международные стандарты: MPR-II, TCO-92, TCO-95, TCO-99(приведены в хронологическом порядке). Стандарт MPR-II ограничил уровниэлектромагнитного излучения пределами, безопасными для человека. В стандартеTCO-92 эти нормы были сохранены, а в стандартах TCO-95 и TCO-99 ужесточены.Эргономические и экологические нормы впервые появились в стандарте TCO-95, астандарт TCO-99 установил самые жесткие нормы по параметрам, определяющимкачество изображения (яркость, контрастность, мерцание, антибликовые свойствапокрытия).
Выводить нужнуюинформацию можно в любом месте экрана дисплея, а вот для обозначения места, гдевы хотите выводить информацию, например, нарисовать картинку или написатьстихотворение, у дисплея есть свой указатель – курсор.
Курсор – это ваш помощник, он указывает место наэкране дисплея, где вы начинаете свою работу. Курсор может иметь разную форму:в виде подчеркивания, квадратика, прямоугольника, стрелки, двойной стрелки ит. д., когда надо рисовать таблицы или печатать стихи, примеры одинаковымистолбиками.
Управляет движениемкурсора человек с помощью тех же периферийных устройств, получивших названиеманипуляторов – это «мышь»,джойстик, трэкболл. Но самое главное периферийное устройство, с помощьюкоторого не только управляют курсором, но и выводят различную информацию наэкран – это клавиатура.
Принтеры.
Принтер предназначен длявывода информации на бумагу. Как, правило, применяются принтеры следующихтипов: матричные, струйные, лазерные.
Матричные принтеры. Принцип печати: печатающая головкасодержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головкадвижется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумагечерез красящую ленту. Это и обеспечивает формирование изображения. В дешевыхмоделях принтеров используется головка с 9 стержнями. Более качественная печатьобеспечивается принтерами с 24 и 48 головками. Скорость печати матричныхпринтеров – от 60 до 10 секунд настраницу.
Струйные принтеры. В этих принтерах изображениеформируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу. Этот способпечати обеспечивает более высокое качество печати по сравнению с матричнымипринтерами, он очень удобен для цветной печати.
Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее времянаилучшее качество печати. В этих принтерах для печати используется принципксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, ккоторому электрически притягиваются частички краски. Отличие лазерного принтераот обычного копировального аппарата состоит в том, что печатающий барабанэлектризуется с помощью лазера по командам из компьютера. Лазерные принтеры,хотя и достаточно дороги, являются наиболее удобными устройствами для получениякачественных печатных документов. Разрешающая способность лазерных принтеров,как правило, 300 точек на дюйм. Скорость печати лазерных принтеров – от 15 до 3 с на страницу при выводетекстов. Страницы с рисунками могут выводиться значительно дольше, на выводбольших рисунков может потребоваться до десяти минут.
Центральный процессор.
Центральный процессор (ЦП) является основным устройством ПК.Он предназначен для выполнения вычислений по хранящимся в запоминающемустройстве программе и обеспечения общего управления ПК. Быстродействие ПК взначительной степени определяется скоростью работы процессора.
Основными характеристикамипроцессора являются его тип (модель) и рабочая тактовая частота (измеряется в МГц и ГГц). Чем вышечастота, на которой работает процессор, тем больше команд он выполняет вединицу времени, тем выше его производительность. Например, Intel Pentium 4 2,4ГГц.
Тип (модель) процессора (например, фирмы Intel – Pentium, Celeron, AMD – Athlon, Duron) определяет его конструкцию(внутреннее устройство) и параметры: рабочее напряжение, разрядность,коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Рабочая тактовая частота (измеряется в мега и гигагерцах –МГц, ГГц). Чем выше частота, на которой работает процессор, тем больше командон может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Рабочиечастоты для современных ПК находятся в диапазоне от 500 МГц до 3 ГГц.
Память.
Память компьютера, так же как ипамять человека, предназначена для хранения информации. В компьютере имеютсядва вида памяти:
— внутренняя
— внешняя.
Внутренняя память расположена в системном блоке. Укомпьютера есть три вида внутренней памяти:
1. постоянноезапоминающее устройство (ПЗУ),
2. оперативноезапоминающее устройство (ОЗУ)
3. кэш-память.
В постоянной памяти, или ПЗУ, компьютер хранит только то, чтоему необходимо для запуска. На английском языке ПЗУ называется Read Only Memory(ROM), что означает «память только для чтения». Из ПЗУ можно только считатьинформацию, но ничего нельзя туда записать.
Именно в ПЗУ хранится одназамечательная программа, которая по-английски называется BIOS (BasicInput/Output System), что переводится на русский язык как «базовая системаввода/вывода». Без этой программы не начнет работать ни один компьютер. Этапрограмма никуда не исчезает даже при выключенном компьютере. Постоянная памятьи программа BIOS недоступны для произвольных действий пользователя.
Оперативная память, или ОЗУ, хранит всю информацию, которая вводитсяв компьютер. Однако хранилище это временное, при отключении компьютера всесодержимое ОЗУ стирается. На английском языке ОЗУ называется Random AccessMemory, или RAM, что переводится как «память с произвольной выборкой». Этообозначает, что из любого места памяти можно взять необходимые данные, нетрогая при этом остальные. Свое название «оперативная» память получила потому,что именно в этой памяти микропроцессор производит большинство операций синформацией.
Кэш-память – это самая быстродействующаяпамять, которая представляет собой небольшой «перевалочный пункт» памяти,необходимый микропроцессору для выполнения самых быстрых действий. Находитсякэш-память в трех местах: внутри микропроцессора, между микропроцессором иоперативной памятью, внутри винчестера. Используется кэш-память для выполненияпромежуточных действий, как временное хранилище промежуточных данных, которыемогут понадобиться микропроцессору для дальнейших расчетов: «добраться»микропроцессору до кэш-памяти проще, чем до оперативной памяти или довинчестера. Наличие кэш-памяти значительно увеличивает быстродействие компьютера.
Внешняя память.
Название «внешняя память»историческое и связано с тем периодом развития электронно-вычислительнойтехники, когда на самом деле вся информация, обрабатываемаяэлектронно-вычислительной машиной, находилась на внешних носителях памятиснаружи ЭВМ — перфолентах, магнитных пленках. У современных персональныхкомпьютеров имеются несколько видов внешней памяти, и совсем не обязательно,чтобы она находилась вне компьютера.
1) Накопитель на жесткоммагнитном диске (НЖМД).Чаще его называют «жесткий диск» или, по-английски, «харддиск» (hard disk), аиногда — «винчестер». Это встроенное в компьютер устройство представляет собойогромное хранилище информации.
Винчестер — это один или несколько магнитных дисков, слегка похожихна пластинки, помещенных в корпус — специальное электронное устройство, вкотором эти диски вращаются с огромной скоростью, позволяющей быстро записыватьи считывать информацию.
2) Накопитель на гибкихмагнитных дисках (НГМД).Накопитель, или дисковод,— это специальное устройство, куда помещаются гибкиемагнитные диски для считывания или записи информации.
У гибких магнитных дисковсуществуют другие названия — «дискета» или «флоппи диск» (от английского floppydisk, что означает «гибкий диск»).
3)Оптические диски. Это современное, емкое устройстводля записи и воспроизведения информации.
Используют три видаоптических дисков
- незаписываемые;
- с однократнойзаписью (СD-R);
- перезаписываемые(СD-RW).
4.Разработка модели объекта проектирования, алгоритмов расчета, схем данных
Поэтапное описаниесоздания модели балки:
Для построенияиспользуется SolidWorks Office Premium 2006.
1) Поэтапное построениедетали 1 – «Нижняя пластина»:
1. Выбираем функцию«Деталь»→ «Эскиз»→ «Прямоугольник».
2. Выставляем нужныеразмеры.
3. Сохраняем«Эскиз», входим в «Сборку»→ «Элементы»→ «Вытянутая бобышка»→ 15 мм.
4. Сохраняем.
Деталь 1 («Нижняяпластина») готова (рис.1)
/>
Рис. 1 – Нижняя пластина.
2) Строим деталь 2(«Верхняя пластина») аналогично (рис. 2):
/>
Рис. 2 – Верхняяпластина.
3)Аналогичным образомстроятся деталь 3 («Боковая сторона»), деталь 4 («Боковое усиление»), деталь 5(«Верхняя гнутая пластина»). Результаты построения представлены на рисунках 3,4, 5 соответственно.
/>
Рис. 3 – Боковая сторона.
/>
Рис. 4 – Боковоеусиление.
/>
Рис. 5 – Верхняя гнутаяпластина.
5)Для построения уголкавыбираем «Эскиз», вычерчиваем по ГОСТ уголок и сохраняем под “LibFeatPart(*.ltp, *.sldlfp)”.Данный файд помещаем в: ProgramFiles\SolidWorks\data\weldment profiles\iso\уголок. Выбираем«Эскиз»→ «Линия»→ выставляем нужный размер→ «Свариваемыедетали»→ «конструкция». В окне «Выбор» выбираем «Стандарт», «Тип»,«Размер», «Сегмент траектории».
Результат построенияпредставлен на рисунке 6.
/>
Рис. 6 – Уголок.
6) Далее выбираем«Сборка». При помощи команды «Вставка»→ «Компонент»→ из файлапомещаем в сборку все детали файла. Выбираем «Условия сопряжения» и производимсборку балки. Для сборки балки использовались: параллельность,перпендикулярность и совпадение. Результат сборки представлен на рисунке 7:
/>
Рис. 7 – Балка.
На рисунке 8 даннаясборочная единица представлена в разрезе.
/>
Рис. 8 – Балка в разрезе.
Заключение
При построении 3D – модели балки, данной в заданиикурсовой работы, использовалась программа Solid Works 2006. Навыки, полученные ранее на лабораторных работах,были успешно закреплены. Кроме того, проделана работа по более детальномуознакомлению с программой, что позволяет за более сжатые сроки осуществлятьразработку проектов.
Списокиспользованных источников
1 Системы автоматизированногопроектирования в 9-ти кн. Учеб. пособие/ Под ред. И. П. Норенцова.-М. Высшаяшкола. 1986.
2 Петренко А. И. Основы автоматизациипроектирования.-Киев: Техника, 1983.-295 с.
3 Русак И. М., Луговский В. П. Техническиесредства ПЭВМ. Мн. Вышэйшая школа, 1996.