Процесс построения трехмерных моделей деталей следует начинать с наиболее крупных конструктивных элементов, постепенно удаляя материал либо добавляя более мелкие элементы. Разработку составляющих конструкции, которые не принимают участия в создании других элементов (например, фаски, скругления, крепежные отверстия и т.п.), необходимо перенести на последние этапы моделирования. Если изделие имеет одну или несколько плоскостей симметрии, более целесообразно (и менее трудоемко) смоделировать лишь часть конструкции, а остальное получить методом зеркального отображения.
Ход выполнения работы:
1. Постройте деталь, в соответствии с заданными размерами и представленной конфигурацией (Рис. 1). Используйте только определенные эскизы. Для построения используйте команду «Бобышка/основание по траектории». Эскиз (направляющая линия - траектория, должен быть гладкой кривой, для чего добавляйте взаимосвязь касательности между прямыми участками и дугами окружностей). Сечение, которое будет протягиваться по траектории (окружность), постройте, используя вспомогательную плоскость.
Рис. 2 – Вид детали
2. Самостоятельно постройте деталь (рис. 3).
Для построения этой детали используйте инструменты: «Бобышка/ основание вытянуть», «По сечениям», «Скругление», «Круговой массив», «Вспомогательная плоскость».
Рис. 3 – Вид детали
Содержание отчета:
1. Скриншоты окна программы, отражающие последовательность построения детали на рис. 3.
2. Выводы о проделанной работе.
Список рекомендуемой литературы.
1. Дударева, Н.Ю. SolidWorks 2011 на примерах/Н.Ю. Дударева, С.А. Загайко. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 496 с.
Лабораторная работа №4 «Основы создания сборок».
Цель работы: Изучить возможности SolidWorks по работе со сборками, научиться создавать сборки из деталей.
Задачи работы:
- ознакомление с принципами и особенностями создания сборок в среде SolidWorks;
- Изучение инструментов работы со сборками;
Теоретическая часть:
Файл сборки в SolidWorks (расширение *.SLDASM) не содержит в себе описание геометрии деталей. Без полного комплекта составляющих деталей сборок (узлов), типовых библиотечных элементов файл сборки является пустым объектом. Добавление компонента в сборку создает связь между ними. Изменения в компоненте сборки автоматически отражаются на сборке.
В общем случае сборочное изделие представляет собой многоуровневую древовидную структуру. Файл сборки, как и реальное изделие, может включать не только отдельные детали, а также и другие сборки (узлы). Уровень вложенности при этом не ограничен. Сборка изделия в SolidWorks выполняется в соответствии с принципом технологической декомпозиции: составляющие изделие узлы могут собираться обособленно от других элементов конструкции.
Реальный производственный процесс состоит из трех этапов:
1. Установка базовой детали или сборочной единицы.
2. Выбор и предварительная ориентация присоединяемой детали (сборочной единицы) относительно базовой.
3. Выполнение сопряжений, соединение.
Общий принцип создания сборочной модели по методу «снизу вверх» полностью соответствует указанному процессу сборки. Предварительно необходимо построить трехмерные модели деталей, а затем объединить их в единую конструкцию путем наложения ограничений на пространственное положение объектов.
При проектировании «сверху вниз» трехмерные модели деталей разрабатываются в контексте одной сборки на основе геометрических элементов других деталей. В соответствии с данным методом первоначально создаваемая сборка является исходной информацией для выполнения последующей деталировки. Комплексное использование обоих методов позволяет вести разработку отдельных элементов конструкции (деталей, сборочных единиц) в контексте уже созданной сборки (состоящей из готовых компонентов). При таком подходе значительно облегчается задание привязок элементов друг к другу и обеспечивается параметрическая связь между ними. Если размеры или положение одной из деталей изменяются, то все связанные с ней элементы модели будут также автоматически скорректированы.
Размещение компонентов в сборке
Предварительно необходимо создать проект сборки в SolidWorks: меню Файл » Новый » Сборка.
Основным способом размещения детали или узла в сборке является использование команды Вставить компоненты (кнопка 1), расположенной на панели инструментов «Сборки».
Рис. 1 – Панель инструментов «Сборка»
После добавления к новому проекту первая деталь (сборка) автоматически приобретёт свойство «Зафиксированный» (отображается значком «ф» в дереве конструирования). Для правильной ориентации компонентов в сборке, по крайней мере, один из ее компонентов должен быть зафиксирован - относительно него будут располагаться остальные компоненты сборки.
Чтобы зафиксировать или освободить компонент сборки, следует, выбрав компонент в графической области или в дереве конструирования (FeatureManager), в контекстном меню (при нажатии правой кнопки мыши) активизировать команду «Зафиксировать» или «Освободить». Также для компонентов в дереве конструирования могут использоваться следующие префиксы: (-) недоопределен; (+) переопределен; (?) не решен. Отсутствие префикса означает, что положение компонента полностью определено.
Дерево конструирования (FeatureManager) кроме традиционных элементов (наименования сборки, папки Примечание, начальных плоскостей и исходной точки) для сборок отображает следующие объекты:
- Компоненты сборки (узлы, отдельные детали, библиотечные элементы);
- Папку Сопряжения;
- Элементы сборки (вырезы или отверстия) и массивы компонентов.
Любой компонент можно развернуть или свернуть, чтобы просмотреть его подробное описание, нажав на знак рядом с именем компонента.
В сборке можно использовать один и тот же компонент несколько раз. При каждом добавлении в сборку компонента число <n> в окончании его имени в дереве конструирования увеличивается на единицу.
Для задания положения объекта в трехмерном пространстве реализованы команды «Переместить компонент» и «Вращать компонент», которые располагаются на панели задач «Сборки». Изменение положения для выбранного объекта производится при нажатии и удерживании левой кнопки мыши. Более простым и удобным способом свободного перемещения и вращения является способ с использованием манипулятора мыши: при «перетаскивании» мыши, удерживая левую кнопку, выполняется перемещение компонента, удерживая правую кнопку - мыши - вращение компонента. Компоненты в сборке будут перемещаться или вращаться только в пределах степеней свободы, определенных сопряжениями (зафиксированные и полностью определенные объекты изменять своего положения не могут).
Сопряжения
После размещения деталей и узлов в сборке необходимо задать сопряжения между ними - геометрические взаимосвязи между компонентами сборки. При добавлении сопряжений следует определить допустимые направления линейного или вращательного движения компонентов. Последовательность, в которой добавляются сопряжения в группу, значения не имеет, все сопряжения решаются одновременно.
Для создания сопряжений необходимо активизировать команду Условия сопряжения на панели инструментов «Сборки», выбрать сопрягаемые поверхности деталей, указать тип сопряжения (рис. 2).
Рис. 2 – Пример наложения сопряжения
Системой поддерживаются следующие типы сопряжений.
Совпадение - выбранные грани, плоскости и кромки (в комбинации друг с другом или с одной вершиной) разделяют одну и ту же бесконечную линию.
Параллельность - выбранные элементы одинаково направлены и находятся на постоянном расстоянии.
Перпендикулярность - выбранные элементы располагаются под углом 90о друг к другу.
Касательность - выбранные элементы касаются (как минимум один элемент должен быть цилиндрическим, коническим или сферическим).
Концентричность - выбранные элементы разделяют центральную точку.
Расстояние - выбранные элементы расположены на указанном расстоянии.
Угол - выбранные элементы расположены под заданным углом.
Если в списке Выбор сопряжений присутствуют по крайней мере два наименования, то ниже во вкладке Стандартные сопряжения система автоматически предложит наиболее подходящие сопряжения для данного набора выделенных компонентов, а на экране появится панель инструментов, дублирующая эти элементы управления.
Стандартные сопряжения применимы только для стандартных поверхностей (плоскость, цилиндр, конус и т.п.), а для более сложных требуется выравнивание относительно вспомогательной геометрии.
Все заданные сопряжения сборки указываются в дереве сопряжения в разделе Сопряжения. Наименование каждого сопряжения включает имена участвующих в нем компонентов, например.
Интерференция и конфликты между компонентами
Одна из составляющих отработки изделия на технологичность –его проверка на собираемость: физические тела при их перемещении не могут иметь области пересечения. При использовании свойства Стандартное перетаскивание не упитывается интерференция объектов (возможна ситуация наложения объектов друг на друга). Для решения подобной задачи в SolidWorks реализованы два параметра в режиме перемещения и вращения компонентов.
1. Определение конфликтов. Наиболее часто используемая функция данного параметра - ограничение движения выбранного объекта при первом касании с другими элементами сборки (если установлен флажок «Остановить при конфликте»). Этот параметр полезен при проверке возможности установки детали в сборку.
2. Физическая динамика - позволяет увидеть реалистичное движение компонентов сборки. Все детали отождествляются с абсолютно упругими телами и при попытке смещения поворота одного из них выполняется попытка повторить кинематику движений всего механизма, описанную множеством сопряжений (т.е. происходит перемещение или вращение всей цепочки затрагиваемых компонентов в пределах допустимых степеней свободы). Проверка наличия конфликтов может выполняться с интервалом 0,02... 20 мм (в единицах измерения модели), поэтому если установить максимальную чувствительность, процесс пересчета модели займет значительное время.
В сложной сборке иногда трудно зрительно определить, где компоненты пересекаются друг с другом. С помощью инструмента проверки интерференции можно определить и отобразить интерференцию между компонентами. После выбора параметров и настройки следует нажать кнопку вычислить.
Обнаруженные интерференции перечислены в окне «Результаты». Объем интерференции отображается справа от каждого списка. В простейшем случае пользователь имеет возможность выбрать соответствующую интерференцию, при этом в графической области она будет выделена красным цветом.
Ход выполнения работы
Построить сборку по заданию преподавателя из предложенных деталей. Использовать несколько способов позиционирования деталей с помощью разных сопряжений. Проверить получившуюся сборку на наличие интерференций.
Содержание отчета:
1. Скриншоты окна программы с этапами создания сборки с указанием использованных сопряжений.
2. Выводы о проделанной работе.
Список рекомендуемой литературы
1. Дударева, Н.Ю. SolidWorks 2011 на примерах/Н.Ю. Дударева, С.А. Загайко. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – 496 с.
У ч е б н о е и з д а н и е
Составители:
Михаил Вольфредович Ляшенко
Павел Викторович Потапов
«Моделирование деталей и узлов НТТС в SolidWorks»