Формирование параметрических 3D-моделей

67 Pages·1.878 MB·Russian

by  Гаврилов В. Н., Иващенко В. И., Комаровская С. С., Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. акад. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т)

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени академика С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

В.Н. ГАВРИЛОВ, В.И. ИВАЩЕНКО, С.С. КОМАРОВСКАЯ,

Л.М. РЫЖКОВА, А.И. РЯЗАНОВ, Л.В. СОЛОВАЦКАЯ

ФОРМИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ
3D-МОДЕЛЕЙ (ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ)
ДЕТАЛЕЙ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
В СРЕДЕ ПРОГРАММЫ ADEM

Учебное пособие

САМАРА
Издательство СГАУ
2010
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

УДК 681.3; 744(075)

Рецензенты: д-р техн. наук, профессор С.В. Фалалеев
д-р техн. наук, профессор Д.Л. Скуратов

Гаврилов В.Н., Иващенко В.И., Комаровская С.С., Рыжкова Л.М., Рязанов А.И.,
Соловацкая Л.В.
Формирование параметрических геометрических 3D-моделей деталей
аэрокосмической техники в среде программы ADEM: учебное пособие / Гаврилов
В.Н., Иващенко В.И. и др. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2010. – 68 с. : ил.

ISBN

Рассмотрены основные приёмы 2D-черчения и 3D-моделирования в графическом
редакторе ADEM 8.1. Изложены методы параметризации плоских и объемных моделей
деталей аэрокосмического профиля. Так пример, в пособии разобран способ
моделирования вала редуктора, подшипников и манжетного уплотнения с использованием
методов объемной параметризации. В пособии содержится большое число рисунков,
поясняющих порядок работы.
Учебное пособие предназначено для оказания методической помощи студентам
первого и второго курсов, изучающим машинную и компьютерную графику, а также для
преподавателей, проводящих лабораторные занятия.

УДК 681.3; 744(075)

ISBN © Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2010
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …….7
1. Лабораторная работа «Построение объёмной модели
детали для автоматизированного изготовления
на малогабаритном станке с ЧПУ» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….. . . . . . ..8
1.1.Основные приёмы 2D - черчения и 3D – моделирования
в среде ADEM 8.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………...8
1.1.1. 2D – черчение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……..10
1.1.2. Создание изображений с непрозрачной подложкой . . . . . . . . …..13
1.1.3. Создание комплекса и запись в архив . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1.4. Доработка чертежа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
1.1.5. 3D – моделирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
1.1.6. Построение 3D-модели винта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
1.1.6.1. Создание контуров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
1.1.6.2. Создание 3D – элементов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
1.1.6.3. Моделирование полной формы винта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.1.7. Построение чертежа детали по 3D-модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..21
1.2. Построение чертежа и 3D-модели детали типа вал . . .. . . . . . . . . . . ….22
2. Разработка методических материалов для информационных
ресурсов электронного моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …....26
2.1. Объем и характер работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …26
2.2. Лабораторная работа «Методы параметризации» . . . . . . . . . . . . . …….26
2.2.1. Определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
2.2.2. Алгоритм создания параметрической модели . . . . . . . . . . . . . . . . .27
2.2.3. Алгоритм проверки параметрической модели . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.2.4. Запись параметрической модели в каталог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2.5. Вывод изображения из каталога с использованием
таблицы значений параметров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …..33
2.2.6. Применение параметризации для упрощенного
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

получения чертежа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …... .34
2.3. Лабораторная работа «Опоры и уплотнения валов в редукторах» . . . .35
2.3.1. Основы конструирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3.2. Задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.3.3. Выполнение работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
2.3.3.1. Построение параметрической 2D-модели вала,
соответствующей варианту задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..46
2.3.3.2. Получение чертежей подшипника и уплотнения . . . . . . . . . . .53
2.3.3.3. Получение сборочного чертежа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
3. Лабораторная работа «3D-моделирование фрагмента редуктора»………. 56
3.1. Построение 3D-модели вала, соответствующей варианту задания……56
3.1.1. Вариант 1 – Получение модели вала из фрагментов……………...56
3.1.2. Вариант 2 – применение эвристической параметризации………..59
3.2. Построение 3D-модели фрагмента редуктора…………………………..61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………66
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

ВВЕДЕНИЕ
Повышение требований к характеристикам современных изделий
авиационной и космической техники обусловливают интенсивное развитие
методов и средств автоматизированного проектирования и производства
деталей и сборочных единиц. Общеинженерная подготовка содержит один из
важнейших компонентов – обучение основам отображения
пространственных форм в виде плоских моделей – традиционных и
компьютерных чертежей, а также в виде цифровых объёмных моделей,
являющихся основой полного информационного описания изделия. Поэтому
разработку методов и средств обучения компьютерному геометрическому
моделированию с применением параметризации следует считать задачей
актуальной и важной.
Подготовка специалистов в современных условиях начинается с
адаптации студентов первого курса, обладающих недостаточными знаниями
и навыками, к требованиям учебного процесса в национальном
исследовательском университете. В этом смысле важную роль играет
мониторинг качества знаний, производимый с помощью компьютерных
контролирующих систем.
Оптимизация времени аудиторных занятий и повышение
эффективности процесса обучения реализуется в условиях организации
единого информационного пространства и интеграции учебных заданий
выпускающих кафедр и кафедр общеинженерной подготовки, в частности
кафедры инженерной графики. Для модернизации учебного процесса в
соответствии с задачами инновационной подготовки необходимо согласовать
процесс передачи информации между учебными подразделениями с
помощью специальных программных средств.
Интеграция учебного процесса на кафедрах инженерной графики и
механической обработки материалов, которая является первой кафедрой
технологического направления, наиболее рационально выполняется на
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

основе использования малогабаритных станков с ЧПУ, предназначенных для
изготовления изделий по компьютерным цифровым 3D-моделям.
Одной из важнейших задач, связанных с повышением уровня
подготовки специалистов и, соответственно, с повышением качества
проектируемых изделий, является переход в проектировании на
параметрические цифровые модели стандартных и типовых деталей и
сборочных единиц авиационной и космической техники. Подобные задачи
целесообразно решать на примере традиционного для аэрокосмического
университета объекта проектирования – вертолётного редуктора.

6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПОСТРОЕНИЕ ОБЪЕМНОЙ МОДЕЛИ
ДЕТАЛИ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
НА МАЛОГАБАРИТНОМ СТАНКЕ С ЧПУ»

Данная лабораторная работа разработана в рамках интеграции кафедры
инженерной графики и кафедры механической обработки материалов (МОМ)
и состоит из двух блоков. Первая часть заключается в выполнении
студентами задания по методическому пособию и приобретении основных
навыков по 2D – черчению и 3D - моделированию, вторая – выполнение
самостоятельной работы по своему варианту.
Заданием для самостоятельной работы является альбом заданий (см.
Приложение А). Студенты по своему варианту, данному ему заранее
преподавателем, выполняет чертежи и 3D-модели двух деталей в среде
ADEM8.1: детали типа вал и детали типа фланец. Далее предполагается, что
по построенным чертежам и 3D-моделям эти детали будут изготовлены на
малогабаритных настольных станках на кафедре МОМ. Размеры этих
деталей в заданиях согласованы с возможностями станков и размерами
имеющихся заготовок.

1.1.Основные приёмы 2D - черчения и 3D – моделирования
в среде ADEM 8.1
В отличие от ADEM 3.03 в среде ADEM 8.1 (см. рисунок 1.1) нет
разделения на модули 2D - черчения и 3D - моделирования, рабочее поле
одно для всех построений – и для плоского чертежа и для объёмной модели.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Рисунок 1.1 – рабочее поле в среде ADEM 8.1
В ходе нашей работы некоторые команды, представленные панелями в
среде ADEM 8.1, останутся невостребованными. Поэтому можно убрать
часть панелей (зайти в меню <Сервис>, выбрать <Настройка> и поставить
галочки около нужных панелей инструментов).
Основные панели инструментов:
- стандартная ( );
- 3D-объекты 1 ( ) – моделирование объёмных
фигур;
- камера ( ) – переключение изображения с объёмного на
плоское и наоборот;
- возврат ( );
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

- 2D объекты ( ) – построение плоских
объектов;
- символы ( );
- размеры ( );
- редактирование 2D ( );
- типы линий и штриховки ( ) – изменение типа линий и
штриховки;
- редактирование 3D ( );
- операции с группами объектов ( ) -
выделение, удаление, масштаб, перенос, поворот, копия, зеркальное
отображение, булевы операции, объединение в комплекс;
- группа узлов и вершин ( ) – выделение узлов;
- рабочая плоскость ( ) – плоскости проекций;
- удаление узлов ( );
- черчение по 3D ( ) – создание чертежа и изометрической проекции
детали.

1.1.1. 2D – черчение
Основные инструменты 2D – черчения:
- «отрезок» (в меню этой кнопки также есть инструменты: линия
под углом, линия касательная к окружности, линия касательная к двум
элементам, линия по двум точкам, осевая линия);
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

- «прямоугольник» (дополнительные инструменты: прямоугольник
с горизонтальной и вертикальной линией симметрии);
- «окружность» (дополнительные инструменты: окружность по
двум и трем точкам, эллипс, окружность с осями симметрии, окружность
касательная к одному, двум и трем элементам);
- «дуга» (дополнительные инструменты: дуга центр, дуга по трем
точкам, дуга с осями);
- «ломаная линия» (дополнительные инструменты: волнистая
линия);
- «сплайн»;
- «замкнутый контур» (дополнительные инструменты: волнистый
контур, многоугольник с осями симметрии);
- «контур сплайном»;
- «штриховка области»;
- «корректировка»;
- «скругление»;
- «скругление среднего узла»;
- «фаска»;
- «триммирование».
Задание для данной лабораторной работы: выполнить чертёж винта,
представленный на рисунке 1.2. В процессе его построения необходимо
изучить метод создания непрозрачной подложки изображений детали с
целью их использования в электронной сборке методом аппликаций.
10