Основы моделирования машиностроительных изделий в автоматизированной системе Siemens NX 10

166 Pages·3.794 MB·Russian

by  Каменев С.В.

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»

С. В. Каменев

ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ В
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ
«SIEMENS NX 10»

Рекомендовано Ученым советом федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет» в качестве учебного пособия для
студентов, обучающихся по программам высшего образования по направлению
подготовки 15.04.05 Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств

Оренбург
2015
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 621.9:004.4 (075.8)
ББК 34.63-5-05я73
К18

Рецензент – доцент, кандидат технических наук И. В. Парфенов

Каменев, С. В.
К18 Основы моделирования машиностроительных изделий в автоматизирован-
ной системе «Siemens NX 10»: учебное пособие / С. В. Каменев; Оренбург-
ский гос. ун-т. – Оренбург: ОГУ, 2015. – 165 с.
ISBN 978-5-7410-1351-9

В учебном пособии рассмотрены особенности практического использова-
ния автоматизированной системы «Siemens NX 10» для построения геометриче-
ских моделей отдельных деталей и сборочных узлов различной сложности,
находящих применение в машиностроительном производстве.
Учебное пособие предназначено для студентов направления подготовки
15.04.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных
производств, изучающих дисциплину «Компьютерные технологии в науке и
производствах».

Учебное пособие подготовлено в рамках проекта «Совершенствование под-
готовки кадров для приоритетных направлений развития экономики Орен-
бургской области на основе кластерной модели»

УДК 621.9:004.4 (075.8)
ББК 34.63-5-05я73

ISBN 978-5-7410-1351-9 © Каменев С. В., 2015
© ОГУ, 2015

2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Содержание

Введение ............................................................................................................................... 7
1 Интерфейс пользователя системы «Siemens NX 10» .................................................... 9
1.1 Основные элементы интерфейса ................................................................................. 9
1.1.1 Панель быстрого доступа .......................................................................................... 9
1.1.2 Файловое меню ........................................................................................................... 9
1.1.4 Верхняя граничная панель инструментов.............................................................. 17
1.1.5 Главное меню ............................................................................................................ 18
1.1.6 Строка состояния ...................................................................................................... 18
1.1.7 Панель ресурсов ....................................................................................................... 19
1.1.8 Диалоговые окна....................................................................................................... 20
1.2 Функции мыши ............................................................................................................ 21
1.2.1 Левая кнопка мыши (ЛК)......................................................................................... 22
1.2.2 Средняя кнопка мыши (СК) .................................................................................... 22
1.2.3 Правая кнопка мыши ............................................................................................... 23
1.2.4 Сочетания кнопок мыши и клавиш клавиатуры ................................................... 23
1.3 Контрольные вопросы................................................................................................. 24
2 Основы моделирования деталей ................................................................................... 26
2.1 Построение модели диска ........................................................................................... 26
2.1.1 Создание файла модели диска ................................................................................ 26
2.1.2 Построение первого эскиза модели диска ............................................................. 27
2.1.3 Построение базового конструктивного элемента ................................................. 31
2.1.4 Формирование геометрии второго эскиза ............................................................. 32
2.1.5 Добавление ограничений и размеров ..................................................................... 34
2.1.6 Подрезка объектов эскиза ........................................................................................ 36
2.1.7 Вытягивание второго эскиза ................................................................................... 37
2.1.8 Формирование геометрии третьего эскиза ............................................................ 39
2.1.9 Вытягивание третьего эскиза .................................................................................. 40
2.1.10 Сохранение модели диска ..................................................................................... 40
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.2 Построение модели фланца ........................................................................................ 41
2.2.1 Открытие нового файла детали............................................................................... 41
2.2.2 Построение эскиза вращаемого контура ................................................................ 41
2.2.3 Построение повернутого элемента ......................................................................... 44
2.2.4 Построение вырезанных элементов ....................................................................... 46
2.2.5 Добавление скругления ........................................................................................... 49
2.2.6 Сохранение модели фланца ..................................................................................... 50
2.3 Построение модели вала ............................................................................................. 50
2.3.1 Создание файла модели вала ................................................................................... 50
2.3.2 Построение повернутого элемента ......................................................................... 50
2.3.3 Построение шпоночного паза ................................................................................. 52
2.3.4 Сохранение модели вала .......................................................................................... 53
2.4 Построение модели шпонки ....................................................................................... 54
2.4.1 Построение призматического блока ....................................................................... 54
2.4.2 Построение скруглений ........................................................................................... 55
2.5 Контрольные вопросы................................................................................................. 55
3 Основы моделирования сборок..................................................................................... 57
3.1 Создание файла сборки ............................................................................................... 57
3.2 Вставка базового компонента .................................................................................... 57
3.3. Вставка второго компонента ..................................................................................... 58
3.4 Вставка третьего компонента ..................................................................................... 62
3.5 Сохранение подсборки трех компонентов ............................................................... 64
3.6 Вставка подсборки в новый файл сборки ................................................................. 64
3.7 Вставка четвертого компонента................................................................................. 66
3.8 Вставка копии подсборки ........................................................................................... 68
3.9 Создание разнесенного вида сборки ......................................................................... 68
3.10 Добавление линий трассировки ............................................................................... 71
3.11 Контрольные вопросы .............................................................................................. 74
4 Дополнительные инструменты в моделирования в «NX» ......................................... 75
4.1 Моделирование с использованием отверстий и карманов...................................... 75
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.1.1 Построение первого элемента фиксатора .............................................................. 75
4.1.2 Построение второго элемента фиксатора .............................................................. 77
4.1.3 Построение третьего элемента фиксатора ............................................................. 78
4.1.4 Построение четвертого элемента фиксатора ......................................................... 79
4.1.5 Построение карманов ............................................................................................... 80
4.1.6 Построение отверстий ............................................................................................. 84
4.2 Моделирование с использованием проточек и фасок ............................................. 87
4.2.1 Построение базового элемента вращения.............................................................. 88
4.2.2 Построение проточек ............................................................................................... 90
4.2.3 Построение фасок ..................................................................................................... 92
4.3 Моделирование с использованием массивов элементов ......................................... 93
4.3.1 Построение базового элемента модели крышки ................................................... 94
4.3.2 Построение оболочки ............................................................................................... 95
4.3.3 Построение второго элемента модели крышки .................................................... 97
4.3.4 Построение кругового массива элементов ............................................................ 98
4.3.5 Построение прямоугольного паза ......................................................................... 100
4.3.6 Построение линейного массива элементов ......................................................... 101
4.3.7 Построение третьего элемента модели крышки ................................................. 103
4.3.8 Построение четвертого элемента модели крышки ............................................. 103
4.3.9 Построение зеркальной копии элементов ........................................................... 106
4.4 Моделирование с использованием ребер и уклонов ............................................. 108
4.4.1 Построение базового элемента кронштейна ....................................................... 108
4.4.2 Построение второго элемента кронштейна ......................................................... 110
4.4.3 Построение третьего элемента кронштейна ........................................................ 111
4.4.4 Построение четвертого элемента кронштейна .................................................... 112
4.4.5 Построение уклонов ............................................................................................... 113
4.4.6 Построение ребер ................................................................................................... 114
4.4.7 Построение выреза на основании кронштейна ................................................... 118
4.4.8 Построение отверстий и скруглений .................................................................... 119
4.5 Моделирование с использованием инструментов заметания ............................... 121
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.5.1 Построение базового элемента червяка ............................................................... 121
4.5.2 Построение винтовых канавок .............................................................................. 122
4.5.3 Добавление конструктивных элементов червяка ............................................... 129
4.5.4 Построение базового элемента модели лопатки ................................................. 133
4.5.5 Формирование твердотельной геометрии лопасти ............................................. 135
4.5.6 Добавление конструктивных элементов ступицы .............................................. 142
4.6 Контрольные вопросы............................................................................................... 149
5 Построение сборочной модели методом «сверху-вниз» .......................................... 150
5.1 Создание нового файла сборки ................................................................................ 150
5.2 Формирование первого компонента в сборке ........................................................ 150
5.2 Формирование второго компонента в сборке ........................................................ 154
5.3 Формирование третьего компонента в сборке ....................................................... 157
5.4 Редактирование связанных деталей ........................................................................ 159
5.5 Формирование набора отверстий ............................................................................ 160
5.6 Добавление моделей крепежных изделий .............................................................. 162
5.7 Контрольные вопросы............................................................................................... 164
Список использованных источников ............................................................................ 165

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

Современное производство представляет собой динамично развивающуюся
среду, которая может быть охарактеризована большой номенклатурой изделий вы-
сокого качества, выпускаемых небольшими партиями в условиях растущей мировой
конкуренции. Предприятия не смогут выжить в условиях конкуренции, если не
начнут выпускать продукцию высокого качества при снижении производственных
затрат и длительности производственного цикла. Благодаря распространению вы-
числительной техники и соответствующего программного обеспечения для проек-
тирования и производства, указанные проблемы в настоящее время решаются на ос-
нове использования автоматизированных CAD/CAM/CAE систем.
На рынке программного обеспечения представлено большое число систем ав-
томатизированного проектирования, среди которых одну из лидирующих позиций
занимает система «Siemens NX», разработанная компанией «Siemens PLM Software».
Данная система, получившая широкое признание инженеров во всем мире, приме-
няется на большинстве предприятий отечественного авиастроения, авиадвигателе-
строения, энергомашиностроения, автомобилестроения и других отраслей. Она
обеспечивает решение задач промышленного дизайна и формирования облика бу-
дущего изделия, высокоточное описание отдельных деталей и крупных сборочных
узлов и агрегатов, состоящих из сотен и тысяч компонентов, проведение сложных
инженерных расчетов и моделирование поведения изделия в реальных условиях,
программирование и управление станками с ЧПУ [1].
В настоящем пособии рассматриваются особенности использования про-
граммных инструментов «Siemens NX 10» для геометрического моделирования от-
дельных деталей и сборочных узлов. Освоение предлагаемого материала должно
способствовать формированию следующих профессиональных компетенций:
- способности участвовать в разработке проектов машиностроительных изде-
лий и производств с учетом технологических, конструкторских, эксплуатационных,
эстетических, экономических и управленческих параметров, разрабатывать обоб-
щенные варианты решения проектных задач, анализировать и выбирать оптималь-
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ные решения, прогнозировать их последствия, планировать реализацию проектов,
проводить патентные исследования, обеспечивающие чистоту и патентоспособность
новых проектных решений и определять показатели технического уровня проекти-
руемых процессов машиностроительных производств и изделий различного назна-
чения (ПК-2);
- способности составлять описания принципов действия проектируемых
процессов, устройств, средств и систем конструкторско-технологического обес-
печения машиностроительных производств, разрабатывать их эскизные, техниче-
ские и рабочие проекты, проводить технические расчеты по выполняемым проек-
там, технико-экономическому и функционально-стоимостному анализу, эффек-
тивности проектируемых машиностроительных производств, реализуемых ими
технологий изготовления продукции, средствам и системам оснащения, прово-
дить оценку инновационного потенциала выполняемых проектов и их риски (ПК-3).

8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 Интерфейс пользователя системы «Siemens NX 10»

1.1 Основные элементы интерфейса

По умолчанию 10-я версия программной системы «Siemens NX» имеет лен-
точный интерфейс, который содержит следующие компоненты.

1.1.1 Панель быстрого доступа

Панель быстрого доступа (рисунок 1.1) расположена в левом верхнем углу
главного окна программы, и включает в себя кнопки вызова часто используемых
команд общего назначения, таких как «Сохранить», «Отменить действие», «Повто-
рить действие», «Копировать» и т.п.

Рисунок 1.1 – Панель быстрого запуска

1.1.2 Файловое меню

Файловое меню (рисунок 1.2) появляется при щелчке левой кнопкой мыши по
кнопке «Файл» в левом верхнем углу главного окна программы. Оно состоит из
набора подменю очевидного назначения. Здесь в списке «Ранее открытые детали»
можно увидеть список недавно открывавшихся файлов. Кроме того, отсюда можно
получить доступ к общим настройкам системы и различным программным утили-
там.

1.1.3 Лента

Лента представляет собой набор инструментов, которые используются для
выполнения различных операций. Она подразделяется на вкладки и группы. Краткое
описание вкладок приведено ниже.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Рисунок 1.2 – Файловое меню

1.1.3.1 Вкладка «Исходная»

Содержимое данной вкладки является контекстно-зависимым, и изменяется в
зависимости от используемого шаблона документа. При отсутствии открытых фай-
лов данная вкладка, приведенная на рисунке 1.3, содержит кнопки запуска таких
команд как «Новый», «Открыть», «Справка» и т.п. При активации шаблонов моде-
лей типа деталь или сборка, предусмотренных в NX, вкладка видоизменяется, и на
ней появляются кнопки вызова различных команд для трехмерного моделирования
(рисунок 1.4).
При переходе в отдельную среду задач эскиза на вкладке остаются только
кнопки вызова команд, непосредственно связанных с формированием и редактиро-
ванием эскиза (рисунок 1.5). Переход в указанную среду осуществляется в
10