Материал: Модернизация конструкции и технология изготовления, механизма смены увеличения визира оптического устройства

·        фрагмент(расширение файла.frw) - это также графический документ, который отличается от чертежа тем, что здесь нет ни рамки, ни основной надписи;

·        деталь (расширение файла.m3d) - трехмерный документ Компас. 3D модель создается с помощью последовательно выполненных различных операций (выдавливание, вращение), для создания которых является неотъемлемой частью наличие 2D эскиза;

·        текстовый документ (расширение файла.kdw) - в нем обычно оформляют различные пояснительные записки. Но нам удобней оформлять РПЗ вMicrosoftWord;

·        спецификация (расширение файла.spw) - этот вид документа используется для создания спецификаций. Спецификация, кстати, может быть ассоциативно связана с 2d или 3d сборкой, когда изменения, производимые в чертеже или 3d сборке, автоматически корректируются в спецификации;

·        сборка (расширение файла.a3d) - 3D сборка должна содержать более одной 3d детали, между которыми существуют различные сопряжения (связи). Количество деталей в сборке может исчисляться тысячами - примером может служить 3D сборка автомобиля, здания.

В данном случае нам нужно выбрать «деталь». Пример «Нового документа» приведен на рисунке 17.

Рисунок 17 - Создание «Нового документа»

После нажатия на кнопку «Деталь» появляется пустой лист с трёхмерной системой координат, справа отображается дерево модели и панелью инструментов. Изображение приведено на рисунке 18.

Рисунок 18 - Окно создания детали

В окне новой детали находится «Дерево построений» (рисунок 19), в котором видна последовательность построения трехмерной модели.

Рисунок 19 - Дерево построений

После того как создали файл документа - деталь мы начали построение трёх мерной детали. Построение трехмерной модели детали начинается с вычерчивания контура основания детали основными линиями в режиме эскиза. В качестве основания можно использовать любой из четырех типов формообразующих элементов-элемент выдавливания, элемент вращения, кинематический элемент и элемент по сечениям. За основание принимают самый большой или главный элемент детали. За основание часто принимают: квадрат, цилиндр, описанный вокруг проектируемой детали (или ее части).

В виде примера приведен эскиз детали «стойка» из ВКР. Изображение приведено на рисунке 20.

Рисунок 20 - Эскиз детали «стойка»

Когда создание эскиза закончено, нужно перейти в режим трехмерных построений. Выходим из последней использовавшейся в режиме эскиза команды. Для этого используем клавишу «Esc» или из контекстного меню команду «Прервать команду» или кнопку «Прервать команду» на «Панели специального управления». Затем из контекстного меню команду «Закончить эскиз» или кнопку «Закончить эскиз» на «Панели управления». Система вернется в режим трехмерных построений. После этого необходимо указать, каким способом требуется перемещать эскиз в пространстве для получения основания нужного типа, то есть выбрать вид формообразующей операции (рисунок 21). Это могут быть: операции выдавливания, вращения, кинематическая операция, вырезание выдавливанием.

Рисунок 21 - Виды операций

Это могут быть: операции выдавливания, вращения, кинематическая операция, вырезание выдавливанием.

В данном случае мы выбираем элемент вращения, в результате чего у нас получилась трехмерная модель детали стойка, пример приведен на рисунке 22.

Рисунок 22 - Операция вращения

В результате мы получаем готовое основание трёхмерной детали, над которой нужно будет выполнить ещё некоторые операции, которые будут указаны ниже. Основание детали приведено на рисунке 23.

Рисунок 23 - Основание детали «Стойка»

Далее заходим в эскиз и выполняем команду «скругление». Команда «скругление» приведена на рисунке 24.

Рисунок 24 - Команда «скругление»

Затем, нам необходимо вырезать паз под отвёртку. Для начала заходим в эскиз с нужного нам вида и чертим прямоугольник по заданным размерам. Эскиз вычерчивания прямоугольника, приведён на рисунке 25.

Рисунок 25 - Эскиз вычерчивания прямоугольника

После того, как начертили прямоугольник, используем команду выдавливание. Команда выдавливание, приведена на рисунке 26.

Рисунок 26 - Операция «выдавливание»

Так же на детали стойка присутствует резьба, для этого необходимо кликнуть в верхнем левом углу меню «Операции» команду «Элементы оформления», затем кнопку «Условное изображение резьбы». Команда условное изображение резьбы, приведено на рисунке 27.

Рисунок 27 - Операция условного изображения резьбы

Начиная с версии 5.11, в системе КОМПАС имеется возможность создания ассоциативных чертежей трехмерных моделей (рисунок 28).

Рисунок 28 - Создание чертежа из модели

Ассоциативное изображение формируется в обычном чертеже КОМПАС. В нем создаются выбранные пользователем ассоциативные виды трехмерной модели (детали или сборки):

стандартный вид: (спереди, сзади, сверху, снизу, справа, слева);

проекционный вид (вид по направлению, указанному относительно другого вида);

вид по стрелке;

разрез/сечение (простой, ступенчатый, ломаный);

местный вид;

выносной элемент.

Ниже приведен пример, создания чертежа из трехмерной модели детали «Стойка», рисунок 29 [4].

Рисунок 29 - Чертеж из трехмерной модели

Можно отрегулировать параметры листа. Для этого открываем вкладку «Сервис» и выбираем «Менеджер документа». Там мы можем выбрать необходимый формат, расположение листа, и оформление. Пример «Менеджера документа» приведен на рисунке 30 [4].

Рисунок 30 - Менеджер документа

Так же присутствует техническое требование для выполнения операций (рисунок 31) [4].

Рисунок 31 - Техническое требование

На окончательно оформленном чертеже детали «Стойка» представлен вид спереди (рисунок 32). Проставлены все необходимые размеры, шероховатости, отклонения, заполнена основная рамка [4].

Рисунок 32 - Готовый чертеж детали «Стойка»

Конструкторская документация, представлена в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

2.3 Разработка каталога и разнесённой сборки

На начальном этапе, когда механизм полностью собран, отсоединению от корпуса подлежит Винт (АЛ6,328,194СБ) (рисунок 33). При отвинчивании винтов используется отвертка 0,8×5,5 (Т1) и выколотка (Т2) для удаления штифтов.

Рисунок 33 - Отсоединение винта

На следующем этапе происходит отсоединение вилки (рисунок 34).

Рисунок 34 - Отсоединение винта (АЛ6.328.196СБ)

На третьем этапе происходит отделение кольца от корпуса пластины. Все действия выполняются вручную при помощи стандартной отвертки с прямым шлицем. На рисунке 35 показана процедура отсоединения объектива (АЛ5.920.205СБ).

Рисунок 35 - Отсоединение объектива от корпуса

На четвертой стадии также происходит отсоединение объектива (АЛ5.920.201). Данная операция изображена на рисунке 36.

Рисунок 36 - Отсоединение объектива

В конечном итоге механизм должен быть полностью разобран на отдельные сборки или на отдельные компоненты. Разнесенная сборка механизма представлена на рисунке 37 [5].

Рисунок 37 - Разнесенная сборка механизма

После того как механизм полностью разнесен на детали, создается его каркасное изображение для каталога (рисунок 38).

Рисунок 38 - Каркасное изображение механизма

2.4 Автоматизированный инженерный анализ стойки методом конечных элементов

Анализ напряженно - деформированного состояния будем производить для детали «Стойка».

Точное аналитическое решение возможно только для очень ограниченного круга задач теории упругости. Поэтому для инженерной практики огромное значение имеют приближенные методы. Важность этих методов особенно возрастает в связи с активным внедрением в теорию и практику проектирования вычислительной техники и новейших информационных технологий [4].

В данной главе мы рассмотрим метод конечных элементов (МКЭ), имеющий наибольшее применение для решения прикладных инженерных задач.

Характерной особенностью метода конечных элементов, относящегося к так называемым прямым методам, является то, что процедуры для отыскания числовых полей неизвестных функций в теле (таких как перемещения, напряжения, силы), строятся на основе вариационных принципов механики упругого тела, без непосредственного использования дифференциальных уравнений. Заметим, что в настоящее время метод конечных элементов считается самым эффективным прямым методом приближенного решения прикладных задач механики [13].

В основе метода конечных элементов лежит представление объекта исследования в виде набора некоторых простых с геометрической точки зрения фигур, называемых конечными элементами, взаимодействующими между собой только в узлах. Расположенные определенным образом (в зависимости от конструкции объекта) и закрепленные в соответствии с граничными условиями конечные элементы, форма которых определяется особенностями моделируемого объекта, позволяют описать все многообразие механически конструкций и деталей.

Например, плоскую форменную конструкцию можно смоделировать набором плоских стержневых фигур, рамную - набором объемных стержневых элементов, различного рода пластины и оболочки - множеством плоских треугольников или прямоугольников. Геометрически объемные тела удобно представлять в виде совокупности элементарных пирамид, параллелепипедов и призм, и другие.

Рамные конструкции, как правило, моделируются набором стержневых конечных элементов. Различного рода пластины и оболочки удобно моделировать набором плоских треугольных, либо прямоугольных элементов, а в отдельных случаях и набором более сложных элементов. Геометрически объемные тела удобно представлять в виде совокупности элементарных пирамид, параллелепипедов и призм [13].

Такое представление рассматриваемого объекта позволяет решать задачи расчета напряженного и деформированного состояний тела, устойчивости и динамики, нахождения частот и амплитуд собственных и вынужденных колебаний. Кроме того, МКЭ можно с успехом использовать для решения задач стационарной и нестационарной теплопроводности, расчета полей статического электричества и скоростей безвихревого течения жидкости, и другие.

Практическое использование этого метода во многом зависит от уровня развития компьютерной техники и качества программного обеспечения, реализующего этот метод. Программное обеспечение для решения задач методом МКЭ должно включать в себя следующие элементы: редактор разбивки на конечные элементы, ядро, непосредственно обеспечивающее решение, и визуализатор для демонстрации полученных результатов.

Следует отметить, что метод конечного элемента - это достаточно самостоятельный раздел механики сплошной среды, который динамично развивается и совершенствуется. Для подробного ознакомления с ним можно воспользоваться специальной литературой. Здесь же будут рассмотрены лишь физические основы этого метода на примере решения плоской задачи теории упругости - расчета напряженного состояния тонкой пластины произвольной формы. В качестве конечного элемента примем плоский элемент треугольной геометрической формы [13].

2.5 Использование трёхмерной модели для расчёта изделия методами имитационного моделирования

Имитационное моделирование-создание электронной модели проектируемого объекта и экспериментирование с ней при заданных ограничениях. Цель таких экспериментов-это определение оптимальных параметров модели [13].