Глава 2. Команды и приемы оформления конструкторско-технологической документации

2.1. Методика создания чертежей деталей кузнечно-штамповочных машин с использованием базовых команд

Оборудование современных кузнечно-прессовых цехов весьма разнообразно, что объясняется тем, что продукция этих цехов – поковки отличаются друг от друга как по форме, так и по весу и размерам. Некоторые поковки производятся в единичном порядке, а некоторые большими партиями, для обеспечения чего необходимо большое количество кузнечно-штамповочных машин:

1. Молоты – предназначены для деформации металла ударом;

2. Прессы деформируют металл давлением, бывают ковочными и штамповочными;

3. Ковочные машины горизонтальные и вертикальные – используются для уменьшения сечения заготовки, например для заострения и оттяжки;

4. Ковочные вальцы – предназначены для перераспределения металла и работают по принципу прокатных станов.

Для того, чтобы изготовить любую машину, т.е. получить готовое изделие, необходимо выполнить довольно значительный комплекс работ: 1) разработать конструкторско-технологическую документацию; 2) произвести контроль количества и качества поступающих на завод металлов и материалов; 3) организовать их транспортировку на склады и хранение; 4) изготовить из них заготовки (отливки, штампованные поковки и т.д.); 5) обработать заготовки в механических цехах, т.е. получить готовые детали; 6) выполнить необходимые сборочные работы.

Наиболее широкое применение среди кузнечно-штамповочных машин в настоящее время получили механические пресса, которые состоят из отдельных сборочных единиц и деталей, среди которых выделяют следующие группы:

1. базовые детали:

- стол;

- станина;

- привод;

- вал приводной;

- вал эксцентриковый;

- ползун;

- муфта;

- тормоз;

2) воздухопровод:

- приспособление для вывода пресса из распора;

- гидравлическое приспособление для затяжки гаек;

3) маслопровод:

- жидкой смазки;

- густой смазки;

- маслопровод нижнего выталкивателя;

- гидротрубопровод;

- гидростанция;

4) электрооборудование:

- установка электродвигателя;

- шкаф левый;

- шкаф правый.

При разработке чертежей указанных сборочных единиц и деталей конструктору, помимо соблюдения размеров, приходится учитывать и некоторые из технологических требований, которые ограничиваются возможностями имеющегося на заводе технологического оборудования (рис. 58).

а)	б)
в)	г)

Рис. 58. Примеры технологических процессов производства некоторых деталей механических прессов

Состав конструкторской документации на любое изделие машиностроительного производства устанавливает единая система конструкторской документации (ЕСКД), которая представляет собой систему стандартов, устанавливающая номенклатуру изделий и правила разработки, оформления и обращения технической документации.

К конструкторской документации (КД) относятся текстовые и графические документы, которые определяют состав и устройства изделия и содержат данные для разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации (ЭД) и ремонта (РД). По ЕСКД изделия делятся на 4 вида: детали - их большинство, сборочные единицы, комплексы, комплекты.

Все изделия подразделяются на 2 группы: неспецифицированные - это детали т.к. они не имеют составных частей и специфицированные - все прочие.

Детали - изделия, изготовленные из однородного материала без сборочных операций (плата, болт и т.д.).

Сборочные единицы - изделия, состоящие их двух и более деталей, соединяемые на предприятиях сборочными операциями. Эти изделия имеют спецификацию, куда вписываются все составные части и материалы, необходимые для сборки с учетом данного техпроцесса.

Комплекс - это 2-x и более специфицированных изделия, не соединяемые на предприятии сборочными операциями, но предназначенные для выполнения основных и взаимосвязанных функций. Например, АС и блок питания к нему.

Комплект – 2-x и более изделия, не соединяемые на предприятии сборочными операциями и представляющие набор изделий вспомогательного назначения. Например, комплект ЗИП.

Механические пресса состоят из перечисленных выше сборочных единиц, которые, в свою очередь, состоят из деталей различного назначения, и получаемые с помощью различных производственных процессов. Далее рассмотрим, как и с учетом чего выполняются чертежи деталей и сборочных единиц при проектировании нового кузнечно-штамповочного оборудования.

Далее рассмотрим основные этапы и создадим методику быстрого автоматизированного создания чертежей деталей различной сложности, показанных на рис. 59.

Рис. 59.

Создание чертежа средствами Автокада можно разбить на два этапа: собственно черчение и оформление.

Методика выполнения собственно чертежных работ в Автокаде основывается на следующем:

- создании различных компонентов чертежа в различных слоях и различными цветами. Чертежи, как правило, выполняют с учетом разных толщин, типов и стилей линий, которыми в Автокаде позволяет управлять панель Свойства.

Построенные объекты всегда размещаются на определенном слое. Им может быть как слой по умолчанию, так и слой, определенный и именованный самим пользователем. С каждым слоем связаны свои цвет и тип линии. Например, можно создать отдельный слой для размещения осевых линий и назначить ему фиолетовый цвет и тип линии ОСЕВАЯ.

Впоследствии, если потребуется построить осевую линию, нужно переключиться на этот слой и начать рисование. Таким образом, перед каждым построением осевых линий не требуется вновь устанавливать цвет и тип линии. Использование слоев позволяет создавать чертеж по слоям, в которых объединены взаимосвязанные элементы его описания. Слои рисунка можно сравнивать с листами прозрачной кальки. Для пояснения представим, что у нас есть прозрачные листы бумаги. На первом листе дано графическое изображение детали, на втором – ее размеры, на третьем – штриховка. Если наложить друг на друга все три листа, то чертеж детали будет воспроизведен с размерами и штриховкой. Если убрать третий лист, то останется изображение детали с размерами. Если удалить только второй лист, то изображение получиться со штриховкой без размеров. Построенные объекты всегда размещаются на определенном слое. Им может быть как слой по умолчанию, так и слой, определенный и именованный самим пользователем.

С каждым слоем связаны свои цвет и тип линии. Например, можно создать отдельный слой для размещения осевых линий и назначить ему фиолетовый цвет и тип линии ОСЕВАЯ.

Впоследствии, если потребуется построить осевую линию, нужно переключиться на этот слой и начать рисование. Таким образом, перед каждым построением осевых линий не требуется вновь устанавливать цвет и тип линии. Использование слоев позволяет создавать чертеж по слоям, в которых объединены взаимосвязанные элементы его описания. Слои рисунка можно сравнивать с листами прозрачной кальки. Для пояснения представим, что у нас есть прозрачные листы бумаги. На первом листе дано графическое изображение детали, на втором – ее размеры, на третьем – штриховка. Если наложить друг на друга все три листа, то чертеж детали будет воспроизведен с размерами и штриховкой. Если убрать третий лист, то останется изображение детали с размерами. Если удалить только второй лист, то изображение получиться со штриховкой без размеров.

После определения необходимых слоев, цветов и типов линий их можно назначать объектам на рисунке. С этой целью в AutoCAD созданы специальные инструменты, сведенные в панель “Свойства объекта” (рис. 60). Инструменты в панели "Свойства объектов" можно использовать для быстрого просмотра и изменения слоя, цвета и типа линии для объекта.

Рис. 60. Элементы управления панели Свойства

Управляющие списки "Слои", "Цвета" и "Типы линий" на панели "Свойства объектов" объединяют команды, необходимые для просмотра и редактирования свойств объекта. При выборе любого объекта на рисунке в момент, когда нет активных команд, происходит динамическое отображение его слоя, цвета и типа линии в управляющих списках панели "Свойства объектов". С помощью управляющего списка "Слои" (рис. 6) можно сделать некоторый слой текущим, просмотреть слой выбранного объекта и сменить этот слой. Можно также изменять свойства любого слоя с помощью пиктограмм управляющего списка "Слои". Слой выбранного объекта можно сделать текущим путем нажатия кнопки "Сделать слой объекта текущим".

Использование слоев позволяет создавать чертеж по слоям, в которых объединены взаимосвязанные элементы его описания. Создание объектов выполняется в текущем слое. Слой имеет следующие свойства:

Имя слоя		- имя слоя может содержать до 31 символа, включая буквы, цифры и специальные символы. Имя слоя не может содержать пробелов.
Видимость		- слой может быть видимым или невидимым. Изображаются на экране и вычерчиваются на бумаге только те примитивы, которые принадлежать видимому слою.
Замороженный/ Размороженный		- означает отключение видимости слоя и исключение из генерации примитивов, принадлежащих замороженному слою при регенерации.
Блокированный/ Разблокированный		- примитивы на блокированном слое остаются видимыми, но их нельзя редактировать.
Имя типа линии		- имя типа линии, которым будут отрисовываться все примитивы, принадлежащие слою.

Отдельным объектам и слоям рисунка можно присваивать цвета. Задание цвета производится по имени или с помощью индекса цветов Автокада (ИЦА) - целого числа от 1 до 255. Один и тот же цвет может быть назначен любому количеству объектов и слоев. Каждому из используемых в Автокаде цветов можно поставить в соответствие свое перо на перьевом плоттере; кроме того, номера цветов могут оказать помощь при поиске нужных объектов рисунка на экране.

С помощью управляющего списка "Цвета" можно установить текущий цвет, просмотреть и изменить цвет выбранного объекта. В управляющем списке "Цвета" представлены семь стандартных и четыре наиболее часто используемых цвета. Если необходимого цвета нет в списке, то следует выбрать опцию "Другой" для выбора нужного цвета в диалоговом окне "Выбор цвета". Управляющий список "Типы линий" (рис. ) используют для установки текущего типа линии, просмотра и изменения типа линии для выбранного объекта. Зависимые от ссылок типы линий не могут быть установлены текущими или присвоены объектам, поэтому имена таких типов линий недоступны для выбора в управляющем списке "Типы линий".

• использовании специально выделенного слоя для необходимых построений, большую часть которых проводит конструктор на чертеже, а затем обычно стирает.

Помимо перечисленного, каждый объект имеет определенный наиболее характерный для него набор свойств, просмотреть который можно при помощи панели Свойства, которые в общем случае разделяются на следующие категории (рис. 61):

1. Главное;

2. Разное;

3. Строки и стрелки;

4. Текст;

5. По месту;

6. Основные единицы;

7. Альтернативные единицы;

8. Допуски.

Рис. 61. Категории Свойства

Меню Главное включает в себя следующие пункты (рис. 62).

Рис. 62. Свойства категории Главное

Меню Разное для тех или иных объектов позволяет определить свойства, не вошедшие не в одну из категорий, так для размерных линий оно будет включать в себя следующие пункты (рис. 63).

Рис. 63. Пример содержания списка Разное

Рис. 64. Пример содержания списка Строки и Стрелки

Рис. 65. Пример содержания списка Текст

Рис. 66. Пример содержания списка По месту

Рис. 67. Пример содержания списка Основные единицы

Рис. 68. Пример содержания списка Альтернативные единицы

Рис. 69. Пример содержания списка Допуски

Таким образом, предлагаемые опции позволяют выполнить оформление чертежа с учетом большинства требований как отечественных ГОСТов, так и зарубежных стандартов.

Рассмотрение возможностей Автокада по созданию чертежей начнем с первой детали, показанной на рис. а. Для быстрого построения чертежей вначале будем использовать нулевой слой, свойства некоторых линии которых впоследствии будет переопределены. Первым шагом при построении чертежа любой детали является прорисовка габаритных размеров на всех необходимых чертежных видах. Вначале в любой точке пространства модели необходимо выполнить необходимые построения, которые в настоящее время можно свести к построению прямоугольника из отрезков прямых линий размерами 390 x 125 (рис. 70).

Рис. 70. Первый этап построения детали вращения

Помня о том, что в данном случае выполняется построение детали вращения, на следующем этапе необходимо провести осевую линию, которую можно построить с помощью соответствующих инструментов объектной привязки, привязавшись к одной из сторон длиной 125 мм (рис. 71).

Свойств линий можно назначить в любой момент, поэтому в настоящее время на этом останавливаться не будем. Далее можно приступить к построению головки и тела болта. Данные построения можно выполнить несколькими способами.

Рис. 71. Построение осевой линии

Начнем с вопроса построения головки болта. Для построения ее геометрии уже известна и построена практически вся необходимая информация, осталось только задать толщину головки и построить фаску необходимых размеров. Построение толщины головки можно выполнить как минимум двумя способами: отложением необходимой толщины от имеющегося объекта и копированием соответствующей линии на необходимый размер (рис. ).

а)

б)

Рис. 72. Промежуточные этапы построения головки болта

Далее в том и другом случае необходимо выполнить редактирование полученного изображения с целью удаления ненужных элементов изображения с помощью команды Обрезать.

Рис. 73. Результат редактирования изображения после первого этапа

Далее можно приступить к построению тела болта, которое можно сделать с помощью операций копирования на величину, равную половине диаметра, зеркального отражения и обрезки (рис. 74).

Рис. 74. Этапы построения головки и тела болта

После выполнения описанных выше операций редактирования, можно приступить к построению фасок и нанесению желательной длины резьбы на построенном теле болта (рис. 75). Фаска на головке болта имеет специфические размеры: она строится от диаметра 95 мм под углом в 30⁰. Для построения такой фаски достаточно сделать следующие построения (рис. 76).

а)	б)
в)	г)
д)	е)

Рис. 75. Этапы построения фаски на головке болта

Дальнейшее построение не возможно без прорисовки второго вида болта (в данном случае – вид слева) (рис. 75 в). Прорисовку этого вида следует начать в данном случае с построения окружности диаметром 125 мм, центр которой должен лежать на осевой линии, проведенной по телу болта. Для корректного изображения головки болта теперь необходимо выполнить построение вписанного в эту окружность многоугольника, стороны которого спроецируются на главный вид до пересечения с прорисованной ранее головкой (рис. 75 г).

Поскольку головка болта изначально была круглой, то получить необходимую ее геометрию на втором виде можно отложением влево и вправо от осевой линии текущего вида отрезков на необходимом расстоянии простым удалением ненужной геометрии (рис. 75 д). Кроме выполненных построений для данной детали необходимо указать обозначение резьбы на конце тела болта, для чего сначала необходимо выполнить построение заходной фаски резьбы, что выполняется при помощи специальной команды Автокада – Фаска. Работает данная команда следующим образом (рис. 76).

Рис. 76. Этапы построения фаски

Завершающим этапом построения детали типа «Болт» является нанесение обозначения резьбы, что можно выполнить следующим образом (рис. 77).

Рис. 77. Завершающий этап построения болта

В заключении осталось определить только типы линий, которые будут отличаться от основных толщиной при выводе на печать построенного изображения детали. Для этого достаточно выделить необходимые отрезки и с помощью списка Слои (рис.78) выбрать необходимый стиль для текущего объекта.

Дальнейшее оформление чертежа связывается с отрисовкой, всех необходимых стандартизованных ГОСТом, элементов чертежа (например, рамка формата и основная надпись). Для выполнения этого заранее желательно подготовить все необходимые элементы для оформления, или, выбрать ту или иную программу-надстройку, обеспечивающую оформление чертежей в соответствии с ЕСКД (рис. 79 а и б).

Рис. 78. Смена свойств отрезков

а) лист формата А4	б) лист формата А3

Рис. 79. Пример оформления форматов по ЕСКД

В самом простом случае предусмотреть возможность реализации вставки форматов листов можно следующим образом. Вначале на новом чертеже в Автокаде прорисовать рамку формата, начиная с левого нижнего угла – точки пространства модели с координатой (0, 0).

После этого файл с форматом можно вставить в текущий чертеж при помощи команды Вставка -> Блок, основные элементы диалога которого показан на рис. 80.

Рис. 80. Диалог команды Вставка -> Блок

При вставке блоков рамок форматов следует учитывать масштаб желаемого изображения, который будет иметь чертеж при получении твердых копий. Так как изображение строилось в масштабе 1:1, то остальные масштабы будут является производными в отношении 1, так

масштабы уменьшения

1:1 – 1, 1:2 – 2, 1:2,5 – 2,5; 1:4 – 4; 1:5 – 5; 1:10 – 10 и т.д.

масштабы увеличения

1:1 – 1; 2:1 – 0,5; 2,5:1 – 0,4; 4:1 – 0,25; 5:1 – 0,2 и т.д.

Значение масштабного коэффициента вводятся в поле диалога Масштаб при (в данном случае) включенном флажке Однородный масштаб (рис. 81).

Рис. 81. Вставка блока с рамкой формата

В самом общем случае может оказаться, что построенное ранее изображение детали будет находится вне рамки формата, и, для того, чтобы изображение оказалось в рамке, его, с помощью команды Переместить, достаточно поместить внутрь рамки (рис. 82).

Рис. 82. Перенесение изображения внутрь рамки формата

Одним из наиболее сложных этапов является простановка размеров, которые выражают геометрические величины объектов, расстояния и углы между ними, координаты отдельных точек. В Автокаде размеры бывают трех основных типов: линейные, радиальные и угловые.

Линейные размеры делятся на горизонтальные, вертикальные, параллельные, повернутые, ординатные, базовые и размерные цепи. Образмеривать можно отрезки, мультилинии, дуги, круги и сегменты полилиний, используя при этом средство объектной привязки.

Можно также наносить размеры, не привязанные к каким-либо объектам. Автокад строит размеры на текущем слое. Каждый размер относится к тому или иному размерному стилю (принятому по умолчанию или заданному самим пользователем).

Стиль описывает такие характеристики, как цвет, стиль размерного текста и масштаб типа линии.

Изображения размеров содержат следующие составные элементы (рис. 83):

Рис. 83. Изображение детали с нанесенными размерами

Рис. 84. Изображения размеров

1) размерную линию – линию со стрелками на концах, выполненную параллельно соответствующую измерению. Размерная линия - это отрезок, графически выражающий величину, а также ориентацию размера. В случае углового размера размерная линия представляет собой дугу;

2) размерную линию с обоих концов ограничивают стрелками. Стрелки могут иметь различную форму и представляются в виде стрелок, засечек или произвольного маркера. Выносные линии проводятся от образмериваемого объекта к размерной линии;

3) размерный текст - это необязательная текстовая строка, обычно состоящая из размерного числа. Размерным текстом называется любой текст, связанный с размерами, в том числе размерные числа, допуски (как размерные, так и допуски формы и расположения), префиксы, суффиксы, а также одно- и многострочные пояснительные надписи. Перед размерным числом или после него в текст могут включаться различные специальные обозначения (в виде префиксов и суффиксов), а также допуски (см. табл. 2).

Выноской называется линия, проведенная от какого-либо пояснения к поясняемому объекту. Маркер центра - это небольшой крестик, обозначающий центр круга или дуги.

Центровые линии представляют собой прерывистые отрезки прямых, также обозначающие центр круга или дуги. Системные переменные Автокада, управляющие внешним видом размеров, называются размерными переменными.

Таблица 2

Перечень специальных обозначений

%%c	символ "диаметр”
%%d	символ "градус”
%%p	символ "плюс/минус”
%%%	символ "процент”
%%nnn	символ из таблицы ASCII с кодом nnn
%%o	переключение режима надчеркивания (вкл./выкл.)
%%u	переключение режима подчеркивания (вкл./выкл.)

Значения этих переменных можно устанавливать либо в командной строке, либо через диалоговое окно "Размерные стили" команды ДИАЛРАЗМ. Важным свойством, помогающим управлять размерами, является их ассоциативность. В ассоциативном размере все отрезки, стрелки, дуги и текст представляют собой единый размерный объект. Управление ассоциативным образмериванием производится при помощи переменной РЗМАССО (DIMASO); по умолчанию она включена. Если отключить РЗМАССО (DIMASO), то размерная и выносные линии, стрелки, выноски и размерный текст будут отдельными объектами.

Неассоциативные размеры имеет смысл создавать, если требуемого внешнего вида невозможно достичь при помощи размерных переменных. Но, вообще говоря, с ассоциативными размерами работать намного проще, так как их можно редактировать как единый объект. Автокад обеспечивает несколько видов простановки линейных размеров ЛИНЕЙНЫЕ (Liner), отличающихся углом, под которым проводится размерная линия. Наиболее часто используются следующие команды:

Линейный размер – строит линейный размер с горизонтальной или вертикальной размерной линией;

Рис. 85 . Пример простановки линейных размеров

Угловой – строит дугу, показывающую угол между двумя параллельными линиями, или угол, образованный вершиной и двумя другими точками.

Рис. 86. Пример нанесения угловых размеров

Диаметр - строит диаметр окружности или дуги с необязательным маркером центра или осевыми линиями.

Рис. 87. Пример нанесения диаметральных размеров

Центр – рисует маркер центра или осевые линии окружности либо дуги.

Помимо нанесения линейных размеров на чертежах зачастую приходится наносить и различные технологические обозначения, например, ставить знаки и значения шероховатости тех или иных поверхностей. Для выполнения этого действия так же, как и при вставке рамки формата, необходимо сперва сформировать соответствующие блоки (рис. 88).

Рис. 88. Знаки обозначения шероховатостей поверхностей деталей

Так же при проектировании разнообразных деталей возникает необходимость в наличии следующих блоков (рис. 89).

Рис. 89. Технологические обозначения различных допусков для размеров поверхностей относительно выбранной базовой плоскости

Рис. 90. Дополнительные технологические обозначения