Геометрическое моделирование процесса деталирования

Задача деталирования чертежа общего вида изделия является одной из наиболее сложных и значимых в курсе машиностроительного черчения. К сожалению, во многих учебниках деталированию уделяется недостаточно внимания.

Наиболее качественно процесс деталирования описан в источнике [9].

В нашем пособии рекомендации учебника [9] дополняются на основе понятий баз, базирования в рамках теории параметризации [11].

Известно восемь этапов деталирования [9].Рассмотрим дополнения и рекомендации к данным этапам.

Изучение чертежа общего вида (ВО) целесообразно дополнить анализом основных и вспомогательных баз составных частей и всего изделия в целом.

ОКБ имеется в любой детали либо в изделии, состоящем из нескольких деталей. В последнем случае возникает эффект присоединения одной детали к другой.

Разделение деталей на «присоединяемые» и «присоединяющие» производится конструктором, исходя из смысла присоединения. В иерархии присоединений выделяется «основная» деталь, определяющая положение всего изделия в целом.

В процессе присоединения деталей элементы ОКБ присоединяемой детали «сливаются» на чертеже с элементами ОКБ присоединяющей детали. Графически это показано на рис. 7.

Рис. 7. Присоединение деталей

Из схемы рис. 7 видно, что разъединение деталей на уровнях
0-0;1-1;... соответствует «разъединению» частей изделия, то есть деталировке. Слева показан обратный процесс присоединения деталей друг к другу, то есть процесс «сборки».

Такая схема дополняет структурную схему и несет в себе важную информацию об иерархии присоединения деталей изделия друг к другу на языке базирования.

Составление ЕСКД (рис. 7) помогает процессу чтения чертежа ВО и его деталированию.

Сознательное построение иерархии баз в изделии помогает формированию размерной сетки в чертежах деталей, а также выбору изображений при формировании чертежей деталировки [11, раздел 1, 2].

Для примера рассмотрим формирование структурной схемы базирования по чертежу общего вида насоса ротационного (рис. 8). Эта схема изображена на рис. 9.

Чтение ВО любого производственного объекта в рамках обучения опирается на описание, в котором указываются назначение, принцип действия, конструктивные особенности объекта. Опуская это описание, обратим внимание на некоторые особенности изображения ВО, существенные с позиций параметризации и базирования.

Заметим, что, кроме числовых параметров, реализуемых размерами, на изображениях имеются геометрические условия. Последние заменяют часть числовых параметров и считываются с чертежа, как и другие графические условные обозначения. Примером мощного геометрического условия является симметрия, изображаемая на чертежах штрихпунктирной тонкой линией.

Другими условиями являются взаимная параллельность, перпендикулярность и т. п.

Если на эти условия не накладываются условия точности, выражаемые на чертеже знаками, числами и т. д., то они считываются с чертежа непосредственно.

Вертикальная ось симметрии, показанная на виде слева, несет большое количество информации. Здесь вид соединен с разрезом.

Ось симметрии подсказывает, что полость, показанная в разрезе (см. размеры 38°, R18, 10), имеется и справа, и слева от оси симметрии.

С другой стороны, приливы для отверстий Æ10 и отверстий с резьбой G 3/4А также имеются и справа, и слева.

Таким образом, ось симметрии, как геометрическое условие, обеспечивает восстановление параметров формы и положения деталей насоса, утраченных введением разреза.

Два отверстия с резьбой G 3/4A служат ВКБ для присоединения к крышке насоса (поз. 4) трубопровода, по которым проходит прокачиваемая жидкость.

Отверстия Æ18 в детали «фланец», поз. 1, служат для крепления насоса на месте эксплуатации.

Рис. 8

Фланец, поз. 1, является корпусной деталью.

Оси цилиндрических сквозных отверстий Æ18 являются элементами основной конструкторской базы фланца, поз. 1. Другими элементами этой базы является цилиндрическая поверхность выступа на торцевой плоскости фланца. Этот цилиндр характеризуется двумя параметрами формы: высотой 6 мм и диаметром Æ80. Положение цилиндра характеризуется геометрическим условием его соосности с общей центровой линией для деталей, поз. 5, 6, 11,...

Элементом ОКБ фланца является также его торцевая плоскость, ограниченная треугольным отсеком со скругленными углами. Этот отсек характеризуется двумя размерами 145 и 160, определяющими форму отсека.

К фланцу, поз. 1, присоединяются ряд других деталей насоса (корпус, поз. 2; гайка сальника, поз. 6; втулка во фланце, поз. 11; втулка сальника, поз. 12; штифты, поз.14; болты, поз. 3).

Соответствующие ВКБ определяются из главного вида. Для присоединения корпуса, поз. 2, ВКБ является торцевая плоскость фланца, отстоящая от правого торца на расстоянии 79 мм.

Рис. 9

Кроме того, элементами ВКБ являются цилиндрические поверхности двух штифтов, поз. 14.

Вся эта информация может быть отображена наглядно в уровне 1 базирования на схеме, рис. 9.

Аналогично определяются остальные уровни, а, следовательно, ОКБ и ВКБ остальных деталей насоса.

Сделаем некоторые дополнения для этапа 2. Уяснение формы деталей производится на основе выявления параметров и геометрических условий, организующих форму. Совокупность размеров, реализующих параметры, в [11] названы размерной схемой. Именно эта схема является основной для расчета размерных цепей при назначении предельных отклонений размеров от номинального значения, которое показывается размерным числом.

Размерную схему, дополненную геометрическими условиями, называют параметрическим графом [11, раздел 1.2].

Формирование размерной схемы и параметрического графа целесообразно производить на основе баз и базирования.

Этапы такого целесообразного формирования идут в определенной последовательности.

1-й этап. Определяют совокупность размеров и геометрических условий, реализующих элементы ОКБ.

Наносят эти размеры и условные обозначения, связанные с отклонениями размеров и геометрических условий, а также с элементами базирования.

2-й этап. Определяют ВКБ и наносят параметры (размеры) положения системы параметризации (системы координат) ВКБ относительно ОКБ. После этого определяют параметры (размеры), характеризующие форму элементов ВКБ.

Этап 2 повторяется для всех ВКБ, имеющихся в данной детали.

3-й этап. Определяют параметры формы элементов, не входящих в ОКБ либо в ВКБ, но формирующих цельность деталей. Эти размеры выбираются, исходя из опыта конструктора, расчета, из нормативных документов и т. п.

4-й этап. Наносят размеры типовых элементов детали (фаски, скругления, пазы для шпонок и т. п.). Эти размеры выбираются из таблиц стандартов.

Сформированная совокупность размеров должна удовлетворять требованию минимальности. Подробности выполнения этого требования, а также процесса выбора минимального количества изображений чертежа указаны в [11, раздел 2.2].

Литература

1. Болтухин А.К. Инженерная графика / А.К. Болтухин, С.А. Васин, Г.П. Вяткин, А.В. Пуш. М.: Машиностроение, 2006. 556 с.

2. Сорокин Н.П. Инженерная графика / Н.П. Сорокин, Е.Д. Ольшевский, А.Н. Заикина, Е.И. Шибанова. Санкт-Петербург, 2009. с. 395.

3. Боголюбов С.К. Инженерная графика. М.: Машиностроение, 2004. 352 с.

4. Чекмарев А.А. Инженерная графика. М: Высшая школа, 2007.
367 с.

5. Чекмарев А.А. Справочник по черчению / А.А. Чекмарев, В.К. Осипов. М.: Академия, 2007. 345 с.

6. И.Г. Ступак, С.А. Рязанов Альбом заданий по теме «Сборочный чертеж» для студентов технических специальностей РИЦ СГТУ. Саратов: СГТУ, 2007. 55 с.

7. Боголюбов С.К. Чтение и деталировка сборочных чертежей (альбом). М.: Машиностроение, 1986. 86 с.

8. Атлас чертежей общих видов для деталирования; в 4-х частях, учеб. пособ. для вузов / Ю.Б. Иванов; под ред. А.А. Чекмарева. 4-е изд. перераб. М.: Высшая школа, 2007.

9. Левицкий В.С. Машиностроительное черчение: учебник для студентов высших учебных строительных заведений. М.: Высшая школа, 1998. 351 с.

10. ГОСТ 21495-76. Базы и базирование в машиностроении. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1988. 17 с. (и последующие издания).

11. Зайцев Ю.А., Полозов В.С. Геометрическое моделирование в графике / Ю.А. Зайцев, В.С. Полозов. Саратов: СГТУ, 1995. 38 с.