Разработать 3D-модель стойки и её чертёж c применением пакета SolidWorks 2006

Кафедра "Оборудование и технология сварочного производства"

Курсовая работа

Тема: "Разработать 3D-модель стойки и её чертёж c применением пакета SolidWorks 2006"

Содержание

Введение

1. Описание объекта проектирования

2. Выбор и обоснование программного обеспечения для выполнения проектных работ

3. Выбор и обоснование технических средств для выполнения проектных работ

4. Разработка модели объекта проектирования, алгоритм расчета

Список использованных источников

Введение

Проектирование - это метод разработки проектных решений, основанный на использовании плоских, объёмных, математических моделей реальных объектов. Автоматизированное проектирование - это проектирование при котором описание всех преобразований объекта осуществляется взаимодействием человека и ЭВМ. Конструирование является частью процесса проектирования и сводится к определению свойств изделия. Работы, связанные с автоматизацией процессов конструирования и технологической подготовки производства, характеризуются на начальных этапах разработкой отдельных пакетов прикладных программ, а на заключительной - созданием систем автоматизированного проектирования. Основой систем автоматизированного проектирования (САПР) является совокупность различных видов обеспечения автоматизированного проектирования, а также автоматического, необходимого для решения проектных задач. Целями автоматизированного проектирования являются:

- повышение качества проектных работ;

- снижение материальных затрат при проектировании и производстве;

- сокращение сроков проектирования.

Требования, предъявляемые к САПР:

- требование системного единства;

- требование развития - САПР должна быть модернизируемой системой;

- требование комплексности - при проектировании должна соблюдаться последовательность перехода по стадиям проектирования;

- требование информационного единства - следует обеспечивать единство исполнительных терминов, символов, условных обозначений, способов представления информации;

- требование совместимости ручного и автоматизированного проектирования.

1. Описание объекта проектирования

Задачей данной курсовой работы является спроектировать 3D-модель стойки и по этой модели выполнить чертёж и аксонометрию. Стойка состоит из основания 1, угла левого 2, угла правого 3, угла 4 и платика 5.

Данная конструкция является технологической, так как она обладает всеми необходимыми эксплуатационными качествами и может быть изготовлена с минимальной трудоёмкостью, расходом материала и себестоимостью, и быстро освоена в производстве на базе применения современных высокопроизводительных методов сборки и сварки.

Стойка несложна по конструкции, что даёт возможность при её изготовлении применять дуговую полуавтоматическую сварку в смеси Аr + СО₂.

Стойка изготавливается из хорошо свариваемой стали, марки Ст3пс.

Габаритные размеры стойки:

- длина, мм 2406;

- ширина, мм 222;

- высота, мм 80;

К изготовлению стойки предъявляются следующие технические требования:

- сварные соединения 2 группы по РД 22 - 19 - 173 - 89.

Для решения данной задачи возможно использование САПР. Основными преимуществами при применении САПР являются:

1) сокращение времени на решении поставленной задачи;

2) возможность совместной одновременной работы над проектом;

3) возможность быстрой передачи информации о проекте по Internet.

2. Выбор и обоснование программного обеспечения для выполнения проектных работ

Для выполнения данной курсовой работы выбираем следующий программный продукт - Solid Works 2006. Эта программа относится к универсальным. Критериями её отбора являются:

а) возможность эффективного решения поставленной задачи;

б) возможность поддержки форматов внешних стандартных файлов обмена;

в) возможность разработки приложений для данной системы на языках высокого уровня, т. е. открытость системы;

г) простота освоения;

д) высокая степень распространенности.

Так же важным параметром являются системные требования программы. Программа Solid Works 2006 имеет следующие минимальные системные требования:

1) компьютер на базе процессора Intel Pentium или AMD Athlon;

2) ОЗУ 256 Мб;

3) видеокарта 128 Мб;

4) необходимо ? 2 Гб свободного места на винчестере.

Solid Works 2006 - мощное средство проектирования, ядро интегрированного комплекса автоматизации предприятия. Основное назначение Solid Works - это обеспечение сквозного процесса проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения, включая создание интерактивной документации и обеспечение обмена данными с другими системами.

Комплексные программные решения Solid Works базируются на передовых технологиях гибридного параметрического моделирования, интегрированных средствах электронного документооборота, а также на широком спектре специализированных модулей. Программное обеспечение выполнено на русском языке, имеет привычный Windows-интерфейс и работает на платформе Windows XP. Выпуск конструкторской и технологической документации осуществляется в полном соответствии с требованиями ЕСКД. Новая версия содержит около 250 новых функций и доработок, сделанных по просьбам пользователей. Они включают в себя, в частности:

1) увеличение производительности системы;

2) новые инструменты;

3) задание новых свойств для создаваемого проекта;

4) усовершенствование общих операций;

5) новые инструменты, которые упрощают переход от 2D проектирования к 3D, а также средства для работы с DWG форматом и т.д.

SolidWorks - это лишь один из продуктов корпорации SolidWorks, входящей в состав Dassault Systems. Пакет SolidWorks может также служить программной платформой для некоторых приложений. Таким образом, в окне этой программы можно запускать совместимые приложения, разработанные корпорацией SolidWorks как программное обеспечение, встраиваемое в SolidWorks. Вот некоторые программы, работающие на платформе SolidWorks:

- COSMOS/Works - инженерные расчеты;

- COSMOS/Motion - динамический анализ механизмов;

- COSMOS/Flow - модуль для анализа поведения жидкостей и газов в широком диапазоне чисел Рейнольдса;

- eDrawing - средство коллективной работы над проектом;

- SolidWorks Piping - проектирование трубопроводов;

- Toolbox - библиотека стандартных изделий;

- Mold Base - библиотека пресс-форм.

Как уже отмечалось, SolidWorks - это полнофункциональное приложение для автоматизированного механико-машиностроительного конструирования, базирующееся на параметрической объектно-ориентированной методологии. Это позволяет легко получать твердотельную модель из двумерного эскиза, применяя очень простые и эффективные инструменты моделирования. Однако представление проектируемого изделия не ограничивается трехмерным твердотельным моделированием - в распоряжении также имеются средства ассоциативного конструирования. Это означает, что можно создать прототип класса деталей, например изготавливаемых штамповкой из листового металла, а затем использовать параметрическую модель при проектировании формы заготовки. Кроме того, пакет SolidWorks упрощает проектирование полостных деталей, изготавливаемых литьем или в пресс-формах. С помощью SolidWorks вы можете создавать также поверхностные параметрические модели.

Программа SolidWorks имеет несколько режимов работы. Среди них наиболее важными являются:

- режим Деталь;

- режим Сборка;

- режим Чертёж.

Режим Деталь

Режим Деталь представляет собой параметрическую объектно-ориентированную среду, позволяющую строить твердотельные модели. В режиме Деталь доступна библиотека стандартных отверстий. В ней представлены простые и секционные отверстия, а также расточенные, конические и т. д. Библиотека поддерживает стандарты ISO, ANSI, J IS и другие. Кроме того, в режиме детали вы можете строить сложные поверхности, используя средства моделирования поверхностей.

Используемые часто элементы следует сохранять в библиотеке стандартных элементов, с тем, чтобы их легко можно было использовать многократно. В режиме детали имеются и необходимые инструменты для конструирования компонентов из листового металла.

SolidWorks обладает возможностями по анализу модели на различные напряжения, возникающие при эксплуатации проектируемой конструкции в реальных условиях. Для этой цели предназначен специальный компонент COSMOSXpress с простым и дружественным интерфейсом. Благодаря применению COSMOSXpress можно сократить стоимость и продолжительность тестирования конструкции в реальных физических условиях (разрушающие испытания), проведя необходимые инженерные расчеты и анализ на этапе моделирования в SolidWorks.

Режим Сборка

В режиме Сборка с помощью соответствующих инструментов выполняется объединение компонентов в сборку. Сборка компонентов может осуществляться двумя методами:

- сборка "снизу вверх";

- сборка "сверху вниз".

При подходе "снизу вверх" сборка формируется путем интеграции ранее созданных компонентов с сохранением всех конструкторских решений. Подход "сверху вниз" подразумевает создание компонентов в режиме сборки: можно начать с каких-то готовых изделий и далее в контексте сборки создавать другие компоненты. При этом можно задавать зависимость размеров одних компонентов от размеров других.

Благодаря поддержке динамических свойств конструкции в программе SolidWorks можно получить анимационную модель функционирующей сборки. Имитация движения механизма выполняется с учетом воздействия двигателей, сил упругости и силы тяжести. Кроме того, в режиме сборки пакет SolidWorks предусматривает работу со сварными конструкциями путем обозначения кромок сварочных швов. Также в режиме сборки можно выделить внутренние полости литейной формы: для этого нужно добавить в сборку обрабатываемую деталь, а затем "вычесть" внутренние полости с помощью специальных инструментов.

Режим Чертёж

Режим Drawing (Чертеж) предназначен для формирования технической документации на созданные ранее детали и сборки в виде чертежных видов и их деталировок. В SolidWorks составление документации осуществляется двумя способами.

Во-первых, можно получить чертежи автоматически на основе созданных деталей или изделий. На чертежах отображаются все размеры и обозначения, добавленные к компоненту в режиме Деталь. При этом сохраняется свойство двусторонней ассоциативности. Чертёж сборки может быть также дополнен спецификацией и текстовыми примечаниями.

Во-вторых, построить чертежи изделия и нанести размеры можно "вручную" с использованием традиционных инструментов компьютерной инженерной графики.

3. Выбор и обоснование технических средств для выполнения проектных работ

Для работы над курсовой работой применяют следующие параметры компьютера:

1) Монитор: Sumsung 795DX;

2) Материнская плата: MB ASRock K8UPGRADE-NF3;

3) Процессор: AMD Athlon 64 2800+;

4) ОЗУ: DDR 256 Mb, PC 3200;

5) Винчестер: HDD Western Digital 800 Gb;

6) Видеокарта: Radeon 9600 PRO 128 Mb;

7) Привод: CD-RW Sony.

Лазерный принтер

Толчком к созданию первых лазерных принтеров послужило появление новой технологии, разработанной фирмой Canon. Специалистами этой фирмы, специализирующейся на разработке копировальной техники, был создан механизм печати LBP-CX. Фирма Hewlett-Packard в сотрудничестве с Canon приступила к разработке контроллеров, обеспечивающих совместимость механизма печати с компьютерными системами PC и UNIX.

Первоначально конкурируя с стуйными и матричными принтерами, лазерный принтер быстро завоевал популярность во всем мире. Другие компании-разработчики копировальной техники вскоре последовали примеру фирмы Canon и приступили к исследованиям в области создания лазерных принтеров. Другим важным событием явилось появление цветных лазерных принтеров. Фирмы XEROX и Hewlett-Packard представили новое поколение принтеров, которые использовали язык описания страниц PostScript Level 2, поддерживающий цветное представление изображения и позволяющий повысить как производительность печати, так и точность цветопередачи.

Лазерные принтеры формируют изображение путем позиционирования точек на бумаге (растровый метод). Первоначально страница формируется в памяти принтера и лишь затем передается в механизм печати. Растровое представление символов и графических образов производится под управлением контроллера принтера. Каждый образ формируется путем соответствующего расположения точек в ячейках сетки или матрицы.

Несмотря на наступление струйных принтеров, господство лазерных устройств на рабочих местах в офисе в настоящее время не подлежит сомнению. Причин, объясняющих популярность лазерных принтеров, много. В них используется апробированная технология, зарекомендовавшая себя высокой надежностью: печать скоростная, бесшумная и вполне доступна по цене, ее качество в большинстве случаев приближается к типографскому. Изготовители лазерных принтеров также не стояли на месте, продолжая повышать скорость и качество печати, добиваясь при этом снижения цены. В 1994 г. номинальное быстродействие типичного лазерного принтера было равно 4 стр./мин., разрешение - 300 dpi при цене $800. В 1995 скорость 6 стр./мин, при разрешении 600 dpi и имеющих реальную розничную цену $350.

Каждые два-три года изготовители повышают скорость печати на 1 или 2 стр./мин., и к концу десятилетия персональные лазерные принтеры достигли быстродействия 12-15 стр./мин. Кроме того, уменьшаются габариты лазерных принтеров - таким образом изготовители добиваются снижения цены и возможности установки их изделий на тесном рабочем столе. Одним из следствий этого зачастую становятся ограниченные по сравнению с крупногабаритными моделями средства для работы с бумагой. Входные ёмкости вмещают, как правило, не более 100 листов, а карман для бумаги нередко одновременно предназначен и для ручной подачи листов - для этого надо сначала удалить из него стопу бумаги. Ёмкость выходных лотков тоже ограниченна - если принтер вообще оснащен таким приспособлением. У некоторых принтеров тракт подачи бумаги настолько извилист, что поставщики не рекомендуют использовать машины для печати на липких наклейках.

Лазерные принтеры, получившие наибольшее распространение, используют технологию фотокопирования, называемую еще электрофотографической, которая заключается в точном позиционировании точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводящего полупроводника. Подобная технология печати применяется в копировальных аппаратах.

Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника (обычно оксид цинка). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. С помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом, на этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокуг него светящейся ионизированной области, называемой короной. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем элементарные площадки (точки), и в результате фотоэлектрического эффекта в этих точках изменяется электческий заряд.

Для некоторых типов принтеров потенциал поверхности барабана уменьшается от - 900 до - 200 В. Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефа. На следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер - мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение. Лист бумаги из подающего лотка с помощью системы валиков перемещается к барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу. Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд и он пропускается между двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180° - 200°С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати. При печати на цветном лазерном принтере используются две технологии. В соответствии с первой, широко используемой до недавнего времени, на фотобарабане последовательно для каждого отдельного цвета (Cyan, Magenta, Yellow, Black) формировалось соответствующее изображение, и лист печатался за четыре прохода, что, естественно, сказывалось на скорости и качестве печати. В современных моделях в результате четырех последовательных прогонов на фотобарабан наносится тонер каждого из четырех цветов. Затем при соприкосновении бумаги с барабаном на нее переносятся все четыре краски одновременно, образуя нужные сочетания цветов на отпечатке. В результате достигается более ровная передача цветовых оттенков, почти такая же, как при печати на цветных принтерах с термопереносом красителя. Принтеры этого класса оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере содержатся разнообразные шрифты и специальные программы, которые управляют работой, контролируют состояние и оптимизируют производительность принтера. Цветные лазерные принтеры имеют довольно крупные габариты и большую массу. Технология процесса цветной лазерной печати весьма сложна и цены на цветные лазерные принтеры еще очень высоки.

4. Разработка модели объекта проектирования, алгоритм расчета

При создании модели и чертежа стойки в Solid Works 2006 необходимо пройти три стадии: деталь, сборка и чертёж.

На первой стадии мы создаем модели деталей 1 - 5 из которых состоит стойка.

1) Нажимаем ярлык "Создать" в котором выбираем пункт "Деталь".

2) В параметрах "Настройка" ставим галочку "Листовой металл"

3) Затем нажимаем ярлык "Базовая кромка/выступ".

4) На рабочем поле выбираем плоскость в данном случае "Сверху" и на ней с помощью инструмента "Линия" панели "Объекты эскиза" вычерчиваем контур основания 1. После этого закрываем эскиз. В открывшемся окне указываем: расстояние 1995 мм, толщину 2 мм, радиус гиба 3 мм и нажимаем кнопку ОК. Выбираем плоскость "Спереди" и на ней с помощью инструментов "Окружность" и "Линия" вычерчиваем три эллипса O 14 мм и шириной 24 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутый вырез", кнопку ОК. Сохраняем деталь.

5) Нажимаем ярлык "Базовая кромка/выступ". На рабочем поле выбираем плоскость "Спереди" и на ней с помощью инструмента "Линия" вычерчиваем профиль угла левого 2. Закрываем эскиз. В открывшемся окне указываем: расстояние 490 мм, толщину 3 мм, радиус гиба 3 мм и нажимаем кнопку ОК. Выбираем плоскость "Справа" и на ней с помощью инструмента "Прямоугольник" вычерчиваем контур прямоугольника шириной 16 мм и длинной 300 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутый вырез", кнопку ОК.

Выбираем плоскость "Сверху" и на ней с помощью инструментов "Окружность" и "Линия" вычерчиваем два эллипса O 14 мм и шириной 24 мм и одну окружность O 9 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутый вырез", кнопку ОК. Сохраняем деталь.

6) Нажимаем ярлык "Базовая кромка/выступ". На рабочем поле выбираем плоскость "Спереди" и на ней с помощью инструмента "Линия" вычерчиваем контур угла правого 3. Затем закрываем эскиз. В открывшемся окне указываем: расстояние 280 мм, толщину 3 мм, радиус гиба 3 мм и нажимаем кнопку ОК. Выбираем плоскость "Сверху" и на ней с помощью инструмента "Прямоугольник" вычерчиваем контур прямоугольника шириной 152 мм и длинной 200 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутый вырез", кнопку ОК.

Выбираем плоскость "Сверху" и на ней с помощью инструментов "Окружность" и "Линия" вычерчиваем три эллипса O 14 мм и шириной 24 мм и одну окружность O 9 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутый вырез", кнопку ОК.

Выбираем плоскость "Справа" и на ней с помощью инструмента "Прямоугольник" вычерчиваем контур прямоугольника шириной 16 мм и длинной 70 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутый вырез", кнопку ОК. Сохраняем деталь.

7) Нажимаем ярлык "Базовая кромка/выступ". На рабочем поле выбираем плоскость "Спереди" и на ней с помощью инструмента "Линия" вычерчиваем профиль угла 4. Закрываем эскиз. В открывшемся окне указываем: расстояние 80 мм, толщину 3 мм, радиус гиба 3 мм и нажимаем кнопку ОК.Выбираем плоскость "Сверху" и на ней с помощью инструмента "Окружность" вычерчиваем одну окружность O 9 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутый вырез", кнопку ОК. Сохраняем деталь.

8) Нажимаем ярлык "Вытянуть". На рабочем поле выбираем плоскость "Спереди" и на ней с помощью инструмента "Прямоугольник" вычерчиваем профиль платика 5. Закрываем эскиз. В открывшемся окне указываем: толщину 3 мм и нажимаем кнопку ОК.

Выбираем плоскость "Спереди" и на ней с помощью инструмента "Прямоугольник" вычерчиваем контур прямоугольника шириной 16 мм и длинной 22 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутая бобышка" и указывается расстояние 11 мм, нажимаем кнопку ОК.

Выбираем плоскость "Справа" и на ней с помощью инструментов "Смещение" и "Линия" вычерчиваем контур прямоугольника шириной 10 мм и длинной 11 мм. Затем выбирается элемент "Вытянутый вырез", кнопку ОК. Сохраняем деталь.

На второй стадии мы собираем детали 1 - 5 из которых состоит стойка.

В окне ярлыка "Создать" выбираем ярлык "Сборка". Открываем детали: основание 1, угол левый 2, угол правый 3, угол 4 и платик 5.

9) Собираем основание 1 с углом левым 2. Выбираем поверхности, по которым будет происходить соединение. Выделяем грани основания 1 и угла левого 2. Нажимаем на панели "Условия сопряжения" и указывается совпадение. Выбираем другие грани основания 1 и угла левого 2, выбирается "Условия сопряжения" и указывается совпадение. Выделяем следующие грани основания 1 и угла левого 2, выбирается "Условия сопряжения" и указывается совпадение с расстоянием 63 мм.

10) Вставляется угол правый 3 через элемент "Вставить компоненты". Выделяем грань основания 1 и угла правого 3. Нажимаем на панели "Условия сопряжения" совпадение. Выбираем другую грань угла правого 3 и грань основания 1, выбирается "Условия сопряжения" и указывается совпадение. Выделяем следующие грани угла правого 3 и грани основания 1, выбирается "Условия сопряжения" и указывается совпадение с расстоянием 189 мм.

11) Вставляется угол 4 через элемент "Вставить компоненты". Выделяем грань основания 1 и угла 4. Нажимаем на панели "Условия сопряжения" и указывается совпадение. Выбираем грань основания 1 и угла 4, выбирается "Условия сопряжения" совпадение. Выделяем грань угла левого 2 и угла 4, выбирается "Условия сопряжения" и указывается совпадение с расстоянием 700 мм.

12) Вставляется платик 5 через элемент "Вставить компоненты". Выделяем грань основания 1 и грань платика 5. Нажимаем на панели "Условия сопряжения" совпадение. Выбираем другие грани основания 1 и платика 5, выбирается "Условия сопряжения" совпадение с расстоянием 25 мм. Выделяем грань угла 4 и грань платика 5, выбирается "Условия сопряжения" и указывается совпадение с расстоянием 160 мм.

На третьей стадии мы создаем чертеж из сборки "Подставка".

13) Нажимаем "Создать" и выбираем "Чертёж". В окно "Чертёж" переносим "Стойка". Выбираем необходимые виды детали.

14) Затем нам нужно проставить размеры, что делаем с помощью "Инструменты", "Размеры", "Авто". Например: для проставления диаметра отверстия в угле 4 мы выполняем следующее: "Инструменты", "Размеры", "Авто" и выбираем отверстие угла 4. В открывшемся окне выбираем: текст размера - диаметр, можем изменить выносные линии и шрифт.

15) Наносим позиции и сварные швы с помощью "Примечание": "Позиция", "Обозначение сварки". Например: для проставления позиций необходимо выбрать: "Вставка", "Примечание", "Позиции" и детали. Для проставления сварных швов необходимо выбрать: "Вставка", "Примечание", "Обозначение сварки" и в появившемся окне выбираем грань или кромку эскиза для вставки обозначения сварного шва.

16) Создаем спецификацию при помощи "Вставка", "Таблица", "Спецификация". Появляется стандартная спецификация, в которой можно изменять размер спецификации и шрифт текста.

17) Сохраняем чертёж (Приложение А).

18) Нажимаем "Создать" и выбираем "Чертёж". В окно "Чертёж" переносим "Стойку". В дереве конструирования "Чертёж" выбираем аксонометрия. Сохраняем чертёж (Приложение Б).

Заключение

Задача, поставленная в начале курсовой работы, была успешно решена. Была построена объёмная модель детали (стойка) и выполнен её чертёж и аксонометрия. Во время работы более широко ознакомился с возможностями программы Solid Works 2006, которая отлично продемонстрировала свои возможности.

Список использованных источников

1. Системы автоматизированного проектирования в 9-ти кн. Учеб. пособие/ Под ред. И. П. Норенцова. - М. Высшая школа. 1986.

2. Петренко А. И. Основы автоматизации проектирования. - Киев: Техника, 1983.-295 с.

3. Русак И. М., Луговский В. П. Технические средства ПЭВМ. Мн. Вышэйшая школа,1996.