Практическая работа № 1 Моделирование деталей, входящих в узел «Вентиль запорный, угловой»

Практическая работа № 1

Моделирование деталей, входящих в узел «Вентиль запорный, угловой»

Тема: Моделирование с помощью операций вращения.

Цель: - приобрести навык построения эскизов с помощью двумерных примитивов, выполнения операций выдавливания вращением, вырезания выдавливанием.

Задание: по предложенному чертежу сборочного узла построить 3D модели, входящие в его состав.

Время: 2 часа

Оборудование: персональный компьютер, ПО Компас 3D.

Теоретический материал

Построение 3D моделей выполняется с помощью эскизов, состоящих из примитивов. Примитивы могут быть простыми и сложными. К простым примитивам относятся следующие объекты:

1. точка;

2. отрезок;

3. окружность;

4. многоугольник;

5. дуга;

6. вспомогательная прямая;

7. эллипс;

8. сплайн.

Отрезок является одним из наиболее простых и часто встречающихся примитивов . Команда находится на вкладке «черчение» в блоке «геометрия» (рисунок 1.1). Отрезок имеет следующие варианты выполнения:

1. отрезок;

2. параллельный отрезок;

3. перпендикулярный отрезок;

4. касательный отрезок через внешнюю точку;

5. касательный отрезок через точку на кривой;

6. отрезок, касательный к двум кривым.

Рисунок 1.1 – Команда «отрезок»

В общем случае отрезок строится по начальной и конечной точке, либо по начальной точке, длине и углу наклона (рисунок 1.2). Имеется возможность выбрать стиль оформления линии (по умолчанию «основная»).

Рисунок 1.2 - построение отрезка

Инструмент «окружность» находится на панели «черчение» в блоке «геометрия» (рисунок 1.3). Инструмент имеет следующие варианты:

1. окружность;

2. окружность по трем точкам;

3. окружность с центром на объекте;

4. окружность, касательная к кривой;

5. окружность, касательная к двум кривым;

6. окружность, касательная трем кривым;

7. окружность по двум точкам.

Для построения окружности необходимо указать точку её центра, выбрать параметр (диаметр или радиус), прописать значение параметра и установить стиль линий.

Рисунок 1.3 – Команда «окружность»

Команда вспомогательная прямая применяется для выполнения предварительных построений (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 – Команда «вспомогательная прямая»

Существует несколько видов вспомогательных прямых. Рассмотрим их подробнее.

1. Прямая по двум точкам. Строится по точкам, лежащим на ней, и углу наклона.

2. Горизонтальная прямая имеет угол наклона 0° и строится по одной точке.

3. Параллельная прямая. Для её построения необходимо указать объект, относительно которого нужно построить прямую, и расстояние на котором прямая будет от него находиться. В качестве базовых объектов при построении вспомогательных прямых могут выступать отрезки, кривые, окружности и другие вспомогательные прямые.

4. Вертикальная прямая имеет угол наклона 90°.

5. Перпендикулярная прямая строится под углом 90° к указанному объекту, через конкретную точку.

6. Касательная прямая касается одного или двух объектов и проходит через определенную точку.

Для удаления всех вспомогательных объектов используется команда из меню «черчение» - «удалить вспомогательные кривые и точки» (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 – Удаление вспомогательных прямых

При работе с двумерными объектами также применяется команда «прямоугольник», с помощью которой можно построить многоугольники с различными параметрами.

1. Прямоугольник

2. Прямоугольник по центу и вершине

3. Прямоугольник по центру и двум точкам

4. Многоугольник

Для построения прямоугольника необходимо указать его высоту, ширину, угол наклона и отметить базовые точки. Для многоугольника параметры несколько отличаются. Указывается количество вершин, способ построения (по вписанной или описанной окружности), параметр выбранной окружности и угол поворота фигуры (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 – команда «прямоугольник»

Построение объемных тел в КОМПАС-3D осуществляется с помощью перемещения в пространстве плоского контура. Этот контур называется эскизом, а способ перемещения операцией.

Эскиз можно разместить на одной из стандартных плоскостей, на одной из плоских граней модели или на вспомогательной плоскости.

Основными операциями являются:

Операция выдавливания – выдавливание эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости (рисунок 1.7). В параметрах данной операции указывается расстояние выдавливания, угол наклона фигуры и результат выполнения операции. Имеется возможность выполнить построение в обе стороны от плоскости эскиза.

Рисунок 1.7 – операция выдавливания

Операция вращения – выполняется вращение контура в направлении нормали к этому контуру (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 – создание тела вращения

В твердотельном моделировании, как и при работе с двумерными примитивами, используются операции для получения копий объектов с нужными параметрами. Группа этих команд находится на панели «твердотельное моделирование» в блоке «массив, копирование» (рисунок 1.9).

Рисунок 1.9 – блок команд «массив, копирование»

Чаще всего применяются следующие операции из этой группы:

1. Массив по концентрической сетке – для построения копий вдоль линии окружности;

2. Массив вдоль кривой – копирование вдоль произвольной кривой;

3. Зеркальный массив (рисунок 1.10) – получение симметричной копии исходного объекта или объектов.

Для построения любого массива необходимо:

1. Выбрать исходный объект (объекты);

2. Указать направляющий объект (кривая, плоскость);

3. Выбрать параметры операции;

4. Нажать кнопку «создать объект».

Рисунок 1.10 – зеркальный массив

Ход выполнения работы

Перечень и краткая характеристика деталей сборочного узла.

Маховик 1 является армированной деталью. В пластмассовое тело маховика впрессована скоба из ковкого чугуна с квадратным отверстием. Скоба не имеет номера позиции. Она – часть (арматура) армированной детали, являющейся неразборной сборочной единицей.

Корпус 2 выполнен из латуни. Нижняя цапка имеет коническую резьбу К 3/8 `` для присоединения к системе питания. Левая цапка имеет резьбу М24х1,5 для накидной гайки 8.

Крышка 4 выполнена из стали. На крышке имеется кольцевой выступ треугольного сечения, который при установке крышки вдавливает мембрану 9 в проточку на корпусе (выносной элемент). Угол при вершине выступа равен 90°, а угол при вершине проточки равен 60°. Это обеспечивает плотный зажим мембраны.

Шпиндель 5 выполнен из стали. Резьба на шпинделе (для ввертывания его в крышку) М14.

Подпятник 6 выполнен из стали, соединен с головкой шпинделя подвижно с гарантированным зазором.

Гайка накидная 7 (резьба М52) выполнена из стали, прижимает крышку 4 к корпусу 2, обеспечивает герметичность их соединения.

Гайка накидная 8 (резьба М24) выполнена из стали, служит для зажима отбортованной трубы трубопровода (на чертеже не показана), ведущей к установке.

Мембрана 9 выполнена из алюминия, обеспечивает изоляцию внутренней полости от внешней среды. Для увеличения упругости мембрана 9 имеет полукруглый кольцевой изгиб (отмечен на чертеже буквой F).

Пружина 10 выполнена из стальной пружинной проволоки с антикоррозионным покрытием, обеспечивает подъем штока 3 при открытии вентиля.

Гайка М8 ГОСТ 5915-70 поз11 выполнена из стали, служит для крепления маховика на шпинделе 5.

Шайба 8 ГОСТ 11371-78 поз 12 выполнена из стали.

Вентиль применяется для перекрытия трубопроводов холодильных установок, работающих на фреоне с температурой до 120°С. Рабочая среда подается снизу, под шток 3 и через отверстие в левой цапке по трубопроводу направляется к установке. Перекрытие трубопровода осуществляется вращением шпинделя 5, который через подпятник 6 нажимает на мембрану 9 и через нее на шток 3, перекрывающий проход рабочей среды.

Рисунок 1.11 Сборочный чертеж «Вентиль запорный, угловой»

Задание для самостоятельной работы: закрепить полученные навыки, построив 3D модели деталей: крышка, подпятник, шпиндель, маховик.

Вопросы для самоконтроля:

1. Перечислите основные двумерные примитивы

2. Назовите варианты команды вспомогательная прямая

3. Типы документов КОМПАС-3D

4. С помощью какой операции возможно получить тело вращения

5. Для чего предназначена команда смещенная плоскость?