Підручник з Технології. 10 (11) клас. Ходзицька - Нова програма

ТВОРЧИЙ ПРОЕКТ «КОМП'ЮТЕРНЕ ПРОЕКТУВАННЯ РУЧНОГО ЗАЖИМУ (СТРУБЦИНИ)»

І. Організаційно-пошуковий етап

1. Визначення теми та завдань проекту

У сучасному виробництві дуже поширені системи автоматизованого проектування, які дозволяють проектувати вироби з меншими витратами часу та ресурсів.

Сучасним і універсальним «креслярським інструментом» є комп’ютер із відповідним програмним забезпеченням. Будь-яка САПР у процесі побудови креслеників і відтворення зображень набагато перевищує можливості традиційних методів проектування на папері за допомогою креслярських інструментів. Утім, для впевненого користування САПР потрібно добре знати основи креслярської грамоти. До того ж необхідно мати навички роботи з відповідним програмним забезпеченням.

Сьогодні створено велику кількість програмно-методичних комплексів для САПР із різним ступенем спеціалізації й прикладною орієнтацією (табл. 1). У результаті автоматизація проектування стала необхідною складовою підготовки інженерів різних спеціальностей, а інженера, який не вміє працювати в САПР, не вважатимуть повноцінним фахівцем.

Одним із видів допоміжних інструментів, що використовують для фіксації двох або більше деталей, є ручний зажим (струбцина). Щоб виготовити цей інструмент, потрібно його спроектувати. Для цього використаємо одну з програм САПР.

2. Аналіз об’єкта проектування

Ручні зажими (струбцини) можна використовувати вдома під час ремонтних робіт або під час виготовлення невеликих виробів. Також струбцини необхідні у шкільній майстерні, де їх можна застосовувати під час складання та склеювання виробів з деревини. Ручний зажим має бути простим за конструкцією, зручним і безпечним у використанні, міцним та довговічним, дешевим у виготовленні.

Застосування програмно-методичних комплексів

AutoCAD застосовують у професійному проектуванні обладнання, дизайні, архітектурі, а також в освітніх цілях. Це якісне програмне забезпечення для створення креслеників під час проектування найрізноманітніших виробів.

КОМПАС-3D широко застосовують для створення креслеників і проектної документації для типових і оригінальних деталей та вузлів. Окрім професійної діяльності, його використовують також в освітніх цілях (у вигляді спрощеної версії — КОМПАС-3D LT з обмеженими функціями).

BCAD являє собою інтегрований пакет для створення двовимірних креслеників, об'ємного моделювання та реалістичної візуалізації. Програмний продукт bCADМеблі є однією з найпоширеніших САПР для меблевого виробництва. Систему також застосовують у дизайні інтер'єрів.

3. Пошук інформації, актуальної для проекту

Струбцина (нім. Schraubzwinge, від Schraube — гвинт та Zwinge — лещата) — інструмент, який використовують для фіксації будь-яких деталей або матеріалів під час обробки: розпилювання, склеювання, з’єднання, свердління, зварювання. Струбцини виготовляють із різних матеріалів: металу, пластику, деревини. Вони бувають різними за будовою: гвинтові, важільні (швидкозатискні). Струбцини використовують для столярних та слюсарних робіт (мал. 28). Струбцини для слюсарних і зварювальних робіт зазвичай повністю виготовлені з металу. Струбцини для столярних робіт виготовляють з металу, деревини та пластику.

Мал. 28. Види струбцин

Типи струбцин

II. Конструкторсько-технологічний етап

1. Вибір системи автоматичного проектування

Програмні продукти системи КОМПАС широко використовують у навчальному процесі багатьох вищих і середніх навчальних закладів України та країн Європи. Отже, систему КОМПАС можна розглядати як основний інструмент безперервної графічної освіти — від середньої школи до дипломного проектування, яка має низку переваг: простоту освоєння й застосування системи, зручний інтерфейс, доступність навчальної версії, що не потребує матеріальних витрат, та невисоку вартість повної версії, велику кількість навчально-методичних матеріалів, прийнятні для навчальних закладів системні вимоги до обладнання, широке застосування в усіх галузях промисловості.

Для застосування в навчанні програма КОМПАС має такі переваги:

• розумілий та зручний інтерфейс;

• велика функціональність;

• наявність навчальної версії програми;

• наявність навчальних матеріалів у мережі Інтернет;

• проста в опануванні.

Цінність віртуального моделювання полягає в тому, що ця діяльність привчає до самостійної практичної роботи, заохочує до створення нового або вдосконалення існуючого виробу, дає уявлення щодо перспектив його застосування, формує мотиви для вибору професії.

2. Конструювання

Послідовність виконання 3D-моделей деталей та виробу

1. Запустити програму Компас-3D.

2. Вибрати команду створення деталі File-New-Part (Файл-Створити-Деталь).

3. Вибрати в дереві моделі ZX Plane (Площину ZX).

4. На геометричній панелі побудови вибрати Circle (Коло).

5. Ввести параметри кола: Center (Координати центра): 0, 0; Diameter (Діаметр) 4 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

6. Закінчити редагування Sketch (Ескіз).

7. На панелі редагування деталі вибрати Extrude (Операція Видавлювання).

8. У вікні Параметри на вкладці Extrude (Операція Видавлювання) установити параметри: Reverse Direction (Зворотне спрямування); Distance1 (Відстань1) 30 мм; Thin Wall (Тонка стінка)-None (Немає). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

9. Вибрати в дереві моделі ZX Plane (Площину ZX).

10. На панелі 3D Lines (Просторові криві) вибрати операцію Cylindrical Spiral (Спіраль циліндрична).

11. Установити параметри: Snap Point (координати точки прив’язки) — 0, 0; Revolution (Число витків) 15; Step (крок) 2 мм; Diameter (Діаметр) 10 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт) (мал. 29).

Мал. 29. Кресленик пружини

12. Вибрати в дереві моделі XY Plane (Площину XY).

13. На геометричній панелі побудови вибрати Circle (Коло).

14. Ввести параметри кола: Center (Координати центра): 5, 0; Diameter (Діаметр) 1 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

15. Закінчити редагування Sketch (Ескіз).

16. Виділити Sketch2 (Ескіз2) у дереві моделі, на панелі редагування деталі вибрати Sweep (Кінематична операція).

17. У вікні Parameters (Параметри) на вкладці Sweep (Кінематична операція) вибрати кнопку Path (Траєкторія) і виділити в дереві моделі Cylindrical Spirall (Спіраль циліндрична1) (мал. 30).

Мал. 30. Застосування кінематичної операції

Установити параметри: Thin Wall (Тонка стінка)-None (Немає) і натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

18. На екрані програми має з’явитися зображення моделі шківа і пружини.

19. Вибрати ліву грань шківа, вибрати команду у вкладці Construction Geometry (Допоміжна геометрія) Offset Plane (Зміщена площина). Установити такі параметри: Offset Direction (Напрямок зсуву) — Forward direction (Пряме); Distance (Відстань) 0 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

20. Вибрати в дереві моделі Offset Plane1 (Зміщена площина1) і включити режим Sketch (Ескіз).

21. На геометричній панелі Geometry (Геометрія) побудови вибрати введення Segment (Відрізок).

22. Ввести параметри відрізка: Start Point (Координата початку): -6.7, 2; End Point (координата кінця): 6.7, 2; Style (стиль лінії)-Normal (Основна). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

Ввести параметри відрізка: Start Point (Координата початку): -6.7, -2; End Point (координата кінця): 6.7, -2; Style (стиль лінії)-Normal (Основна). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

23. На геометричній панелі побудови вибрати введення Arc by 2 Points (Дуги по двох точках).

24. З’єднати початок і кінці відрізків за допомогою дуг (мал. 31).

Мал. 31. Побудова дуг та відрізків

25. Закінчити редагування ескіза (повторно натиснути на кнопку Sketch (Ескіз)).

26. На панелі редагування деталі вибрати Extrude (Операція Видавлювання).

27. У вікні Параметри на вкладці Операція видавлювання встановити параметри: Forward direction (Прямий напрямок); Distance (Відстань) 1 мм; Thin Wall-None(Тонка стінка-Немає). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

28. Вибрати праву грань шківа, вибрати команду у вкладці Construction Geometry (Допоміжна геометрія) Offset Plane (Зміщена площина). Установити такі параметри: Offset Direction (Напрямок зсуву) — Forward direction (Пряме); Distance (Відстань) 0 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

29. Вибрати в дереві моделі Offset Plane2 (Зміщена площина2) і включити режим Sketch (Ескіз).

30. На геометричній панелі Geometry (Геометрія) побудови вибрати введення відрізків Segment (Відрізок).

31. Ввести параметри відрізка: Start Point (координата початку): -6.8, 3; End Point (Координата кінця): 13.5, 3; Style (Стиль лінії)- Normal (Основна). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

Ввести параметри відрізка: Start Point (Координата початку): -6.8, -3; End Point (Координата кінця): 13.5, -3; Style (Стиль лінії)-Normal (Основна). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

Ввести параметри відрізка: Start Point (Координата початку): -13.5, 3; End Point (Координата кінця): 13.5, -3; Style (Стиль лінії)-Normal (Основна). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

32. На геометричній панелі побудови Geometry (Геометрія) вибрати введення Arc by 2 Points (Дуги по 2 точках).

33. З’єднати початок перших двох відрізків за допомогою дуг по двох точках.

34. Закінчити редагування ескіза (повторно натиснути на кнопку Sketch (Ескіз)) (мал. 32).

Мал. 32. Ескіз верхньої частини корпусу струбцини

35. На панелі редагування деталі вибрати Extrude (Операція Видавлювання).

36. У вікні Parameters (Параметри) на вкладці Extrude (Операція Видавлювання) встановити параметри: Distance1 (Відстань1) 3 мм; Thin Wall-None (Тонка стінка-Немає). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

37. Вибрати праву грань корпусу, вибрати команду у вкладці Construction Geometry (Допоміжна геометрія) Offset Plane (Зміщена площина). Установити такі параметри: Offset Direction (Напрямок зсуву) — Forward direction (Пряме); Distance1 (Відстань1) 0 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

38. Вибрати в дереві моделі Offset Plane3 (Зміщена площина3) і включити режим Sketch (Ескіз).

39. На геометричній панелі побудови вибрати введення кіл Circle (Коло).

40. Ввести параметри кола: Center (Координати центра): 0, 0; Diameter (Діаметр) 4 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

41. Закінчити редагування ескіза (повторно натиснути на кнопку Sketch (Ескіз).

42. На панелі редагування деталі вибрати Extrude (Операція Видавлювання).

43. У вікні Parameters (Параметри) на вкладці Extrude (Операція Видавлювання) установити параметри: Forward direction (Прямий напрямок); Distance1 (Відстань1) 12 мм; Thin Wall-None (Тонка стінка-Немає). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

44. Вибрати другий торець (дальній) шківа і на панелі редагування деталі. Вибрати Fillet (Операція округлення).

45. Установити такі параметри: Radius (Радіус заокруглення) 1 мм.

46. Вибрати в дереві моделі ZY Plane (Площину ZY).

47. На геометричній панелі Geometry (Геометрія) побудови вибрати Circle (Коло).

48. Ввести параметри кола: Center (координати центра): 0, -40; Diameter (Діаметр) 2 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

49. Закінчити редагування ескіза (повторно натиснути на кнопку Sketch (Ескіз)).

50. На панелі редагування деталі вибрати Extrude (Операція Видавлювання).

51. У вікні Parameters (Параметри) на вкладці Extrude (Операція Видавлювання) установити параметри: Both Directions (Два напрямки); Distance1 (Відстань1) 15 мм; Thin Wall-None (Тонка стінка-Немає). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

52. За допомогою Fillet (Операція округлення) заокруглити обидва кінці ручки, радіус заокруглення 1 мм (мал. 33).

Мал. 33. Заокруглення кінців ручки струбцини

53. Вибрати нижню межу корпусу і вибрати команду у вкладці Construction Geometry (Допоміжна геометрія) Offset Plane (Зміщена площина). Установити такі параметри: Offset Direction (Напрямок зсуву)-Forward direction (Пряме); Distance1 (Відстань1) 0 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

54. Вибрати в дереві моделі Offset Plane4 (Зміщена площина4) і включити режим Sketch (Ескіз).

55. На геометричній панелі Geometry (Геометрія) побудови вибрати Segment (Відрізок).

56. Ввести параметри відрізка: Start Point (Координата початку): -3, 21; End Point (Координата кінця): -3, -33; Style (Стиль лінії) — Normal (Основна). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

Ввести параметри відрізка: Start Point (Координата початку): -3, -33; координата кінця: 3, 21; стиль лінії — Основна. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

Ввести параметри відрізка: Start Point (Координата початку): 3, 21; End Point (Координата кінця): -3, 21; Style (Стиль лінії) — Normal (Основна). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

Ввести параметри відрізка: Start Point (Координата початку): -3, -33; End Point (Координата кінця): 3, -33; Style (Стиль лінії) — Normal (Основна). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

57. Закінчити редагування ескіза (повторно натиснути на кнопку Sketch (Ескіз)).

58. На панелі редагування деталі вибрати Extrude (Операція Видавлювання).

59. У вікні Parameters (Параметри) на вкладці Extrude (Операція Видавлювання) установити параметри: Forward direction (Прямий напрямок); Distance1 (Відстань1) 3 мм; Thin Wall-None (Тонка стінка-Немає). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт) (мал. 34).

Мал. 34. Частина корпусу струбцини

60. Вибрати ліву грань корпусу та обрати команду у вкладці Construction Geometry (Допоміжна геометрія) Offset Plane (Зміщена площина). Установити такі параметри: Offset Direction (Напрямок зсуву)-Forward direction (Пряме); Distance1 (Відстань1) 0 мм. Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт).

61. Вибрати в дереві моделі Offset Plane5 (Зміщена площина5) і обрати команду у вкладці Change position (Дзеркальне відображення). Натиснути кнопку Create Object(Створити об’єкт).

62. На екрані програми має з’явитися зображення ручного зажиму (мал. 35).

Мал. 35. 3D-модель струбцини

63. Зберегти отриману модель на диску під ім’ям: Ручний зажим.m3d.

64. Вибрати створення кресленика: формат А4 File-New-Drawing (Файл-Створити-Креслення).

65. Вибрати в меню програми вставку головних виглядів із моделі Ручний зажим. m3d Insert-Model View-Standard (Вставлення-Вигляд із моделі-Стандартні-Вибір файла).

66. Розмістити три види посередині кресленика (мал. 36).

Мал. 36. Три види ручного затискача

67. Проставити основні розміри на кожному з видів. Заповнити основні написи кресленика.

III. Завершальний етап

1. Досягнення мети проекту

Спроектована 3D-модель ручного затискача (струбцини) (мал. 36), отже, мету проекту досягнуто.

2. Презентація проекту

Для презентації проекту можна використати програму PowerPoint, у якій послідовно відобразити процес комп’ютерного проектування виробу. Можна також створити буклет «Я — дизайнер» з описом та рекламою свого змодельованого виробу.

3. Висновок

Проектування в САПР стане в пригоді тим, хто планує працювати в галузі розробки складних машин та механізмів із великою кількістю деталей, створювати дизайн предметів інтер’єру або займається складними архітектурними розрахунками. Також можна спрямувати свої сили і на те, щоб отримати в результаті не автоматизовану, а автоматичну систему.