CALS-технологии: лабораторный практикум

CALS-технологии

Лабораторный практикум 

Москва 
2022 

УДК 004.434:004.94(075) 
ББК 32.972.131.2я73 

К17 
Рецензенты: 
Аверченков В. И., д-р техн. наук, проф., проф. каф. «Компьютерные технологии  
и системы» ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический университет»; 
Казаков О. Д., канд. экон. наук, доц., зав. каф. «Информационные технологии»  
ФГБОУ ВО «БГИТУ» 

Авторский коллектив: 
Терехов М. В., Лозбинев Ф. Ю., Филиппов Р. А.,  
Ященко А. Д., Язвенко Н. А. 

CALS-технологии : лабораторный практикум / М. В. Терехов [и др.]. —  
К17 Москва : Директ-Медиа, 2022. — 60 с. 

ISBN 978-5-4499-3046-0 

Представлен лабораторный практикум, позволяющий закрепить полученные 
теоретические знания, использовать различные подходы трехмерного моделирования 
в программном комплексе Autodesk Inventor Professional, а также позволяющий 
получить обоснованные решения в области CALS-технологий. 
Приведены лабораторные работы по дисциплине «CALS-технологии». Рассмотрены 
наиболее распространенные методы трехмерного моделирования твердотельных 
моделей, а также рамных конструкций в программном комплексе Autodesk 
Inventor Professional.  
Учебное пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения 
по направлению подготовки «информатика и вычислительная техника», профиль 
«системы автоматизированного проектирования», а также может быть полезно 
специалистам области трехмерного моделирования. 

УДК 004.434:004.94(075) 
ББК 32.972.131.2я73

ISBN 978-5-4499-3046-0 
© Коллектив авторов, текст, 2022 
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2022 

Введение 

Autodesk Inventor Professional — это всеобъемлющий комплект решений 
для машиностроительного 3D-проектирования и выпуска документации, разработки 
кабельных и трубопроводных систем, проектирования литьевых форм и 
тестирования эксплуатационных характеристик разрабатываемых изделий. 
Благодаря Autodesk Inventor Professional инженеры могут интегрировать чертежи 
AutoCAD и другие 2D-данные в единую модель. Проверка формы, допусков 
и функциональности осуществляется средствами программы задолго до запуска 
изделия в производство. 
Autodesk Inventor Professional содержит полный набор гибких инструментов 
для машиностроительного 3D-проектирования, анализа изделий, создания инструментальной 
оснастки, проектирования на заказ и обмена проектными 
данными. Autodesk Inventor Professional помогает выйти за рамки 3D с помощью 
технологии цифровых прототипов, основанной на обладающей высокой 
точностью 3D-модели, которая позволяет осуществлять проектирование, визуализацию 
и анализ изделий еще до того, как будет изготовлен первый образец. 
Технология цифровых прототипов, реализованная в Autodesk Inventor 
Professional, дает возможность повысить качество изделий, снизить расходы на 
разработку и ускорить вывод на рынок. 
Autodesk Inventor Professional включает в себя простые в использовании 
и тесно взаимодействующие друг с другом средства динамического анализа и 
расчета напряжений, которые помогают исследовать поведение деталей и 
изделий в условиях реальной эксплуатации и быстрее выводить на рынок 
высококачественную продукцию. 
Autodesk Inventor Professional на практике показывает себя как оптимальная 
система для выполнений проектных работ любой сложности. 

Лабораторная работа № 1. Проектирование  
трехмерных моделей в комплексе  
Autodesk Inventor Professional 

Цель работы: изучение стандартных функций для проектирования твердотельных 
деталей и сборочных единиц в программном комплексе Autodesk 
Inventor Professional. 
Длительность: 4 часа. 

Основные понятия. 
Autodesk Inventor Professional — это программный продукт, позволяющий 
использовать технологию электронных макетов. Модели деталей и изделий, 
создаваемые в среде Inventor, представляют собой их точные трехмерные электронные 
макеты, позволяющие всесторонне изучать поведение изделий еще в 
процессе их разработки: анализировать геометрию, получать фотореалистичные 
изображения, проводить инженерные расчеты. 
Использование технологии электронных макетов позволит значительно 
сократить потребность в опытных образцах, даст возможность выявления 
ошибок на различных стадиях проектирования и позволит сэкономить время 
и средства еще до запуска изделия в производство. 
С помощью Autodesk Inventor Professional можно интегрировать инженерные 
2D-данные в единую виртуальную модель продукта. Проверка геометрии, 
оценка прочности и функциональности осуществляется на виртуальной модели 
еще до запуска реального изделия в производство. 
Основные преимущества Autodesk Inventor Professional: 
Производительное проектирование. 
Inventor предлагает широкий ассортимент средств, упрощающих переход 
с 2D- на 3D-проектирование и позволяющих получить существенный рост 
производительности. Простые и удобные средства построения эскизов и возможности 
непосредственной манипуляции обеспечивают непрерывный рабочий 
процесс для быстрого исследования и оценки вариантов проекта. 
Специализированный функционал позволяет существенно ускорить проектирование 
деталей из пластмассы и листового материала. 
Автоматизация проектирования. 
Autodesk Inventor Professional предоставляет инструменты проектирования 
на основе правил и средства автоматизации, ускоряющие процесс и позволяющие 

пользователям 
концентрироваться 
на 
реализации 
проектного 
замысла, а не на моделировании геометрии вручную. На базе функциональных 
требований к изделию Inventor автоматически создает интеллектуальные компоненты, 
давая возможность экономить время проектировщика. Технология 
Inventor iLogic упрощает проектирование на основе правил. Эта технология дает 
всем пользователям Inventor, возможность описывать сложные конфигурации 
изделий, повышать производительность проектирования, а также оптимизировать 
разрабатываемые изделия. 
Высококачественная визуализация. 
Autodesk Inventor Professional предоставляет передовые средства визуализации, 
создания иллюстраций и анимационных роликов непосредственно в 
рабочем пространстве. Это предоставляет возможность готовить наглядные и 
качественные представления будущего изделия на всех этапах работы над 

проектом. Для упрощения создания фотореалистичных изображений будущего 
изделия в реальной обстановке служат такие возможности как динамические 
тени, управление источниками света и библиотека текстур с высоким 
разрешением. 
Эффективное использование проектных наработок. 
Благодаря возможности осуществления непосредственной работы с файлами 
в распространенном формате DWG обеспечивается точный и эффективный 
обмен проектными данными. Inventor позволяет объединить 2D-наработки, 
сделанные в AutoCAD, и данные 3D-САПР в едином цифровом представлении 
окончательного варианта проекта изделия. Возможности взаимодействия с 
системами информационного моделирования зданий (BIM) позволяют значительно 
повысить эффективность обмена данными Inventor с архитектурными 
пакетами Autodesk Revit и AutoCAD Architecture. 
Выпуск рабочей документации. 
Inventor предоставляет удобные средства формирования рабочей документации 
и последующей ее передачи в производственные подразделения и 
поставщикам. Используя имеющиеся в Autodesk Inventor Professional средства 
выпуска рабочей документации по цифровому прототипу, можно существенно 
сократить количество ошибок и ускорить разработку продукции. Вы можете 
максимально эффективно использовать уже существующие, ранее разработанные 
2D-чертежи AutoCAD для быстрой подготовки документации в 
Inventor. Спецификации формируются автоматически и обладают свойством 
ассоциативности — при изменении проекта в спецификацию также будут 
внесены изменения. Это исключает простои, вызванные неверным указанием 
количества деталей, их обозначений и порядка заказа. Их оформление соответствует 
принятым в промышленном производстве стандартам. Inventor 
позволяет создавать чертежи в формате DWG на основе 2D- и 3D-проектов, 
выполненных практически в любой из САПР. 
Начало работы. 
При запуске программы Autodesk Inventor Professional на экране появляется 
диалоговое окно — окно открытия или окно выбора типа создаваемого 
файла, в зависимости от того, какая кнопка нажата в области «Быстрый запуск». 
Если в области «Быстрый запуск» утоплена кнопка «Создать», то диалоговое 
окно будет выглядеть как на рис. 1. 

 

Рис. 1. Окно программы начало работы при выборе действия «Создать» 

Назначение большинства шаблонов понятно из их названия и пиктограмм. 

Вкладка «Templates» предлагает нам следующие типы файлов: 
‒ Файл детали и детали из листового материала — расширение .ipt. 
‒ Файл сборки (изделия) и сварные конструкции — расширение .iam. 
‒ Файл чертежа — расширение .idw. 
‒ Файл рисунка (2D-чертежа используемого в AutoCAD) — расширение .
dwg. 
‒ Файл презентации (схемы) — расширение .ipn. 
Autodesk Inventor Professional позволяет работать одновременно с несколькими 
файлами в одном сеансе. Активным при этом может быть только один файл. 
Для его активации достаточно просто щелкнуть мышью на окне файла. 
В диалоговом окне «Открыть» выберите опцию «Создать», откроется окно, 
из которого необходимо выбрать «Обычный.ipt» и нажать клавишу «Создать». 
Открывшаяся рабочая плоскость имеет вид, изображенный на рис. 2. 

 

Рис. 2. Рабочая область программы 

Она включает в себя: 
1. Рабочую область, на которой располагаются координатные оси и сетка. 
Использование сетки очень удобно для создания эскизов и точного позиционирования 
элементов чертежа. 
2. Панель Инструментов, содержащая все необходимые инструменты для 
работы. Поместив на кнопке указатель мыши, Вы увидите всплывающую подсказку 
с названием кнопки. Используйте это свойство, чтобы выбрать подходящую 
кнопку. Недоступные в данном режиме инструменты высвечиваются 
затененными. 
3. Панель Событий, отображающая все действия пользователя при выполнении 
работы. 
4. Главную панель и Панель Стандартных Инструментов. 
5. Строку состояния, в которой отображаются режим работы, параметры 
рисования, подсказки и другая служебная информация. 

Порядок выполнения работы: 
1. Изучить предлагаемый теоретический материал. 
2. Спроектировать деталь, представленную в вариантах заданий, в программном 
комплексе Autodesk Inventor Professional. 
3. Спроектировать ответную часть к полученной детали в программном 
комплексе Autodesk Inventor Professional. 
4. Из полученных трехмерных моделей сделать сборку на болтовом соединении 
в программном комплексе Autodesk Inventor Professional. 
Варианты заданий: