Основы автоматизированного проектирования в машиностроении

            В.И.Заикина





                основы
                АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
                В МАШИНОСТРОЕНИИ




Практикум

Допущено
Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для учащихся машиностроительных специальностей учреждений, обеспечивающих получение среднего специального образования











Минск «Вышэйшая школа» 2008

УДК 621:658.512.2:004.92(075.32)
ББК 34.42я723
      3-17



   Рецензенты: цикловая комиссия «Металлорежущие станки» Минского государственного машиностроительного колледжа; заведующий кафедрой «Тракторы» Белорусского национального технического университета доктор технических наук, профессор В.П. Бойков

   Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.







       Заикина, В. И.
3-17 Основы автоматизированного проектирования в машиностроении: практикум: учеб, пособие / В.И. Заикина. - Минск: Выш. шк., 2008. — 247 с. : ил.
          ISBN 978-985-06-1576-3.

          Пособие предназначено для освоения компьютерной графики в системе AutoCAD версий 14, 2000-2008. Помимо теоретического материала включены 34 практические работы по двух- и трехмерному моделированию объектов, содержащие упражнения, задания для самостоятельной работы и контрольные вопросы. Даны варианты заданий для зачетных и контрольных работ, критерии оценки выполненных заданий с учетом их сложности.
          Для учащихся машиностроительных специальностей средних специальных учебных заведений. Будет полезно учащимся профессионально-технических училищ, колледжей, студентам младших курсов технических вузов, преподавателям, слушателям курсов повышения квалификации.

УДК 621:658.512.2:004.92(075.32)
ББК 34.42я723

ISBN 978-985-06-1576-3     © Заикина В.И., 2008
                           © Издательство «Вышэйшая школа», 2008


2

            ПРЕДИСЛОВИЕ



   Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий по своей востребованности в самых разных отраслях промышленности: машиностроении, приборостроении, а также в архитектуре.
   Данное учебное пособие предназначено для освоения конструирования объектов любых типов в системе AutoCAD на реальных практических примерах, самостоятельная работа с которыми поможет овладеть базовыми теоретическими понятиями и прикладными приемами векторной графики. Оно не имеет аналогов среди литературы по системам автоматизированного проектирования (САПР). Основное внимание уделяется подробному изучению процедур и методик построения чертежей.
   Пособие содержит теоретический материал и 34 практические работы по двух- и трехмерному моделированию объектов, связанные между собой логической последовательностью. Содержание работ соответствует Типовой программе дисциплины «Основы автоматизированного проектирования», действующей в Минском государственном автомеханическом колледже для специальностей «Автомобилестроение» и «Техническая эксплуатация автомобилей».
   В практические работы включены упражнения, задания для самостоятельной работы и контрольные вопросы по всем темам системы AutoCAD версий 14, 2000—2008. Предлагаются варианты заданий для зачетных и контрольных работ, перечень вопросов для обязательных контрольных работ и критерии оценки выполненных заданий с учетом их сложности. Пособие отличается доступностью изложения материала и наличием большого количества иллюстраций.
   Практические занятия построены с учетом межпредметных связей с такими дисциплинами, как «САПР и программирование», «Техническое черчение», «Инженерная графика», «Конструкция, теория и основы расчета автомобилей», «Объемное моделирование автомобильных конструкций», «Применение ЭВМ в машиностроении», «Электронное машиностроение», «Информатика», «Прикладная информатика», «Информационные технологии», «Нормирование точности и технические измерения».

3

   Принцип отбора материала основан на требованиях, предъявляемых к специалисту в области применения систем автоматизированного проектирования, который должен знать: современные средства и направления развития САПР; методику работы с программным обеспечением САПР; основные инструменты и способы работы с ними в пользовательской и мировой системах координат; методы создания и редактирования двух- и трехмерных объектов в пространстве модели и пространстве листа.
   Будущий специалист в области применения систем автоматизированного проектирования должен уметь: создавать и редактировать чертежи двух- и трехмерных объектов, создавать твердотельные модели сложной конфигурации, их разрезы; компоновать чертеж в пространстве листа; заполнять текущую документацию с применением САПР; использовать программы САПР для разработки чертежей и технологической документации по машиностроению в соответствии с современными технологиями автоматизированного проектирования.
   Учебное пособие предназначено для учащихся учреждений, обеспечивающих получение среднего специального образования по специальностям «Автомобилестроение» и «Техническое обслуживание автомобилей». Оно будет полезно студентам вузов соответствующих специальностей и учащимся профессионально-технических училищ по специальностям машиностроения, приборостроения, конструирования оборудования, слушателям курсов повышения квалификации.
   Автор признателен членам цикловой комиссии «Информатика и информационные технологии» Минского государственного автомеханического колледжа, которые в той или иной степени принимали участие в подготовке пособия, а также рецензентам — членам цикловой комиссии «Металлорежущие станки» Минского государственного машиностроительного колледжа (особенно преподавателю высшей категории А.Ф. Чума-ченко) и заведующему кафедрой «Тракторы» Белорусского национального технического университета доктору технических наук, профессору В.П Бойкову за ценные советы и замечания.
   Все отзывы и пожелания, направленные на улучшение пособия, просьба направлять по адресу: 220048, Минск, проспект Победителей, 11, издательство «Вышэйшая школа» или автору E-mail panama@open.by.

Автор

4

            ----------Раздел 1--------------            ОСНОВЫ РАБОТЫ В ГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ AutoCAD


            ТЕМА 1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ AutoCAD Знакомство с системой AutoCAD


   Общие сведения. На сегодняшний день AutoCAD - самая популярная в мире система автоматизированного проектирования. Она способна выполнять практически все виды чертежных работ, необходимых в разнообразных областях технического проектирования для автоматизации выпуска проектно-конструкторской документации и создания трехмерных моделей изделий машиностроения, а также зданий, сооружений. Первая ее версия - AutoCAD 10 - появилась в декабре 1982 г. и работала под управлением операционной системы Microsoft DOS. Четырнадцатая версия системы AutoCAD вышла уже только в Windows-варианте и была рассчитана на операционные системы Windows 95 и Windows NT. Эта версия (AutoCAD 14) явилась основой для создания всех последующих версий AutoCAD. Ее базовый интерфейс и назначение всех команд остались неизменными. В 1999 г. началось внедрение 15-й версии, которая известна как AutoCAD 2000. Вслед за ней с интервалом в один год вышли AutoCAD 2000i и AutoCAD 2002. Все они связаны между собой единым форматом хранения данных. Рассматриваемые в этом пособии версии AutoCAD 2004 (внутренний номер 16), AutoCAD 2006 и AutoCAD 2007 работают в следующих операционных системах: Windows 2000, Windows ХР.
   За последние годы система AutoCAD приобрела во всем мире (более чем в 80 странах, в том числе и в Беларуси) чрезвычайно большую популярность и применяется во многих отраслях промышленности, в архитектуре и строительстве благодаря своим поистине неисчерпаемым возможностям. Основное назначение системы AutoCAD — создание для различных проектов двух- и трехмерных чертежей разных форматов.
   Требования к установке программы AutoCAD. Для программ AutoCAD 2000, 2002 надо использовать операционную систему Windows 98 или новую версию (например, Windows ME

5

либо Windows NT 4), для систем AutoCAD 2004, 2006, 2007, 2008 — более новую версию операционной системы Windows ХР.
   У AutoCAD 2002 такой же формат DWG-файла, как и у AutoCAD 2000, что не создаст проблем для пользователей AutoCAD 2000 в отличие от пользователей AutoCAD 14, где используется другой DWG-формат. Для обмена чертежными файлами с пользователями AutoCAD 14 в AutoCAD 2002 можно использовать команду «Сохранить как» (Save as) и сохранять их в формате AutoCAD 14.
   Для AutoCAD 2002, 2004, 2006, 2007, 2008 фирма AUTODESK рекомендует:
   •    процессор PENTIUM 4 с тактовой частотой 500...800 МГц или более быстрый процессор (3,2 ГГц);
   •    RAM 500 Мбайт ...1 Гбайт; для AutoCAD 2007 и 2008 -2 Гбайт;
   •    дисплей VGA с разрешением экрана 1024x780 или выше и цветовой палитрой True Color;
   •    на жестком диске — не менее 800 Мбайт свободного пространства;
   •   присутствие выхода в Интернет;
   •    плоттер для получения твердой копии чертежа, графопостроитель или принтер;
   •    приводы для чтения компакт-дисков при работе с CD-ROM, DVD-ROM;
   •   устройство указания (мышь, дигитайзер, трекбол);
   •   модем, сетевой адаптер.
   Запуск системы AutoCAD. Запуск AutoCAD осуществляется следующими способами:
   1    )на панели задач выбрать из меню «Пуск» (Start) пункт «Программы» (Programs), а в нем - подпункт «AutoCAD 14» или «AutoCAD 2004 — 2008»;
   2    ) на рабочем столе Windows щелкнуть по пиктограмме ярлыка AutoCAD.
   При запуске AutoCAD создается новый неименованный рисунок. Пользователь может либо начать создавать в нем объекты, либо загрузить один из уже имеющихся рисунков.
   Если рисунок создается вновь, пользователю следует задать ряд рабочих установок. Обычно это делается автоматически с помощью диалогового окна «Начало работы» или «Создание нового чертежа» командой «Вызов мастера» (Use a Wizard).

6

            Основные компоненты Главного окна системы AutoCAD


   Общие сведения. Предположим, что мы установили и запу-стили программу AutoCAD 2004 или 2008. Сразу после старта системы открывается Главное окно системы AutoCAD и стандартное диалоговое окно «Начало работы» (рис. 1.1), в котором необходимо выбрать режим работы ВЫЗОВ МАСТЕРА (USE а WIZARD).
   Во всех версиях системы AutoCAD режим ВЫЗОВ МАСТЕРА дает возможность выполнять установку параметров рабочей среды в двух вариантах: детальная подготовка (Advanced Setup) и быстрая подготовка (Quick Setup).
   Детальная подготовка (Advanced Setup) позволяет назначать единицы длины, угла, задавать начало отсчета угла и направление его измерения, определять границы области рисунка.
   Быстрая подготовка (Quick Setup) дает возможность выполнять быструю установку параметров рабочей среды AutoCAD: выбирать единицы длины и определять границы области черчения.
   Окно «Начало работы» или «Создание нового чертежа» вызывается в диалоговом окне «Установки», «Совместимость» AutoCAD 14 или «Настройка», «Система» AutoCAD 2004—2007 меню «Сервис» (Tools).

Рис. 1.1. Главное окно AutoCAD

7

   Примечание. В AutoCAD 2008 это окно вызывается переменной <Startup», равной 1.

   Режимы работы AutoCAD. Рассмотрим режимы начала работы, которые предоставляет пользователю версия системы AutoCAD 2004.
   Режим ПРОСТЕЙШИЙ ШАБЛОН (START from SCRATCH) используется, когда необходимо создать новый рисунок с минимумом установок.
   При выборе режима ПО ШАБЛОНУ (USE a TEMPLATE) пользователь имеет возможность начать работу не с нуля, а с какого-либо прототипа (в этом шаблоне могут быть, например, нарисованная по требованиям ГОСТа рамка соответствующего формата, штамп предприятия и даже вспомогательные линии, таблицы, надписи).
   Режим ВЫЗОВ МАСТЕРА (USE a WIZARD) дает возможность вызывать одну из программ-мастеров (быстрой или детальной настройки нового рисунка).
   Режим ОТКРЫТИЕ РИСУНКА (OPEN a DRAWING) позволяет открывать для просмотра или редактирования существующий файл рисунка.
   Рассмотрим элементы пользовательского интерфейса системы AutoCAD. На рис. 1.2 центральная часть экрана - это основная рабочая зона, в которой находится видимая часть рисунка (остальные его части могут находиться выше, правее, ниже и левее). При движении курсора 4 по этой части, которую мы будем называть далее графическим экраном или Главным окном, он (курсор) имеет вид перекрестия с квадратной мишенью в точке пересечения. В левом нижнем углу графического экрана находится знак осей Пользовательской системы координат (ПСК) 9. Знак ПСК отображает ориентацию чертежа. Верхняя строка 2 экрана называется строкой меню. Она содержит наименования падающих меню, раскрыть любое из которых можно, выбрав с помощью мыши соответствующее имя меню. Снизу графический экран (рабочую зону) обрамляют кнопки вкладок 8 МОДЕЛЬ (MODEL) и 7 ЛИСТ1 (LAYOUT 1), ЛИСТ2 (LAYOUT2). Вкладки используются при переключении между пространствами модели и листа. По умолчанию активной является вкладка МОДЕЛЬ. Треугольные кнопки 10 слева от имен вкладок позволяют передвигаться по списку вкладок в обоих направлениях (аналогично движению по списку листов в книге Microsoft Excel). Справа от вкладок рас
8

Рис. 1.2. Главное окно с обозначениями элементов:
/ - панели инструментов; 2 — строка меню; 3 — палитра «Пульт управления»; 4 - курсор мыши; 5 - линейка прокрутки; 6 — кнопки режимов работы; 7 - вкладки пространства листа; 8 - вкладки пространства модели; 9 — знак ПСК (пиктограмма осей координат); 10 — кнопки показа списка вкладок; 11 — зона командных строк; 12 — счетчик координат; 13 - панель задач; 14 — кнопка масштабирования аннотаций; 15 — кнопка фиксирования панелей

положена горизонтальная линейка прокрутки 5 для графического экрана. Вертикальная линейка прокрутки расположена по правой границе графического экрана. Нижняя часть экрана содержит приглашение в форме «Командам (Command:); это область, через которую в основном происходит диалог пользователя с системой. Здесь отображаются вводимые команды и ответы (или вопросы) AutoCAD. Эта часть называется зоной командных строк. Нижняя строка зоны, содержащая приглашение «Команда:» (Command:), называется командной строкой. Ниже от зоны командных строк находится строка состояния, в которой расположены счетчик координат и прямоугольные кнопки режимов 6: ШАГ (SNAP), СЕТКА (GRID), ОРТО (ORTHO), ОТС-ПОЛЯР (POLAR), ПРИВЯЗКА (OSNAP), ОТС-ОБЪЕКТ (OTRACK), ВЕС (LWT), МОДЕЛЬ (MODEL). В последних версиях в этой строке появились кнопки ввода динамического режима ДИН (DYN) и ширины линии ВЕС (LWT). Счетчик координат 12 служит для ориентации на поле черте

2 Зак 1601


9

жа: он изменяет свое трехкоординатное значение (X К, Z) при движении указателя мыши по графическому экрану. Счетчик может быть отключен с помощью функциональной клавиши F6. Нажатием на эту же клавишу счетчик можно снова включить. Другой способ включения и выключения счетчика — щелчок левой кнопкой мыши по строке счетчика. Кнопка 14, появившаяся только в версии AutoCAD 2008, предназначена для автоматизированного масштабирования аннотаций (текстов, размеров). Кнопка 15 фиксирует положение панели на экране.
   Основные панели. Основными элементами пользовательского интерфейса являются панели инструментов. Четыре горизонтальные панели на рис. 1.2 находятся ниже строки меню, еще две вертикальные панели — слева от графического экрана. Если подвести курсор к какой-либо пиктограмме любой панели, то пиктограмма сразу примет форму прямоугольной кнопки, а через несколько мгновений под указателем появится всплывающая подсказка с наименованием команды или функции AutoCAD. Одновременно в строку состояния выводится справочная информация к команде. Например, команда «Отрезок» (Line) создает прямолинейные отрезки. Панели слева и над рабочей зоной находятся в фиксированном положении. При желании можно перенести их внутрь рабочей зоны, где они займут «плавающее» положение, принимая одновременно форму окон Windows. Для этого нужно аккуратно подвести указатель мыши к краю панели (не задевая кнопок инструментов!), нажать левую кнопку мыши и, не отпуская ее, перетащить панель на свободное место экрана, после чего отпустить левую кнопку. На экране появится «плавающая» панель. В «плавающем» положении панели могут принимать разную форму, которую можно изменять, растягивая их за углы и контур. Для перемещения панели на новое место следует перетащить ее с помощью мыши за синюю область {заголовок) с наименованием. Все панели имеют имена. Если курсор находится на выпуклых полосках в начале панели, то в строку состояния выводится имя панели. Под строкой меню видны четыре горизонтальные панели: в первом ряду сверху — «Стандартная» (Standard), во втором — «Слои» (Layers) и «Свойства» (Properties); в третьем ряду — «Объектная привязка» (Object snap). Эти панели желательно не трогать, не удалять и не перемещать, так как они постоянно нужны для работы. В системе AutoCAD 2004 появилась новая панель «Стили» (Styles), а панель «Свой

10