Введение. Учебно-методическое пособие

Б. А. Тонконогов

Учебно-методическое пособие

«Инженерная и компьютерная графика»

Минск

МГЭУ им. А. Д. Сахарова

Авторы:

кандидат технических наук, доцент Б. А. Тонконогов.

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор Х. Х. Х;

доктор технических наук, профессор Х. Х. Х.

Рекомендовано научно-методическим советом МГЭУ им. А. Д. Сахарова в качестве учебно-методического пособия (протокол № __ от _______________ 2008).

Тонконогов, Б. А. Учебно-методическое пособие «Инженерная и компьютерная графика» / Б. А. Тонконогов. – Минск: МГЭУ им. А. Д. Сахарова, 2008. – 182 с.

Учебно-методическое пособие «Инженерная и компьютерная графика» предназначено для студентов 2-го курса специальности 1-40 01 02-06 «Информационные системы и технологии (в экологии)» факультета мониторинга окружающей среды Международного государственного экологического университета имени А. Д. Сахарова.

Рассмотрены теоретические и практические вопросы, качающиеся основ инженерной и компьютерной графики, формирования у студентов представлений о системах автоматизированного проектирования и инженерного анализа, навыков работы с программными пакетами AutoCAD, SolidWorks и Microsoft Visio, знакомство с их основными пользовательскими элементами, возможностями и общими принципами и правилами работы в них при создании и оформлении чертежей и диаграмм, а также основными положениями государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации» для дальнейшего квалифицированного использования в учебном процессе, научных исследованиях и практической работе.

Пособие может быть также использовано студентами других специальностей, связанных с проектированием и разработкой различного рода информационных систем.

ã Б. А. Тонконогов, 2008

ã Международный государственный экологический университет имени А. Д. Сахарова, 2008

Содержание

Введение. 5

1. Общая структура, принципы и особенности проектирования программных средств для моделирования и автоматизированного проектирования. 9

1.1. Общая структура программных средств для автоматизированного проектирования. Модель общей традиционной и нетрадиционной структуры (архитектуры). Геометрические объекты.. 12

1.2. Принципы построения программных средств для автоматизированного проектирования. Способы описания поверхностей и построения геометрических моделей. Графические форматы данных. Требования, предъявляемые к системам автоматизированного проектирования. Тенденции развития методов автоматизированного проектирования. 20

2. Обзор и основные возможности системы автоматизированного проектирования AutoCAD.. 34

2.1. Знакомство с AutoCAD. Основные термины и понятия. Геометрические элементы и работа с ними. 34

2.2. Принципы создания и оформления чертежей. 48

3. Обзор и основные возможности системы автоматизированного проектирования SolidWorks. 59

3.1. Знакомство с SolidWorks. Работа с элементами, деталями и сборками. 59

3.2. Элементы построения по траекториям и сечениям. Рисование эскизов профилей. Копирование эскиза. Работа со сборками. Редактирование вида с разнесенными частями. 72

3.3. Работа по созданию и оформлению чертежей. Основные надписи чертежей. Использование видов и слоев. Двухмерное рисование. Нанесение размеров и примечаний на чертежах. Создание чертежа с именованными видами. Формирование местного вида. Рисование вида с разнесенными частями. Добавление заметок. 90

4. Обзор и основные возможности программного пакета Microsoft Visio. 103

4.1. Знакомство с Microsoft Visio. Общие принципы. Пользовательский интерфейс. Главное окно. Окна рисунка, группы, предварительного просмотра и шейп-листа 103

4.2. Создание и оформление диаграмм. Рисование графическими примитивами. Создание трафарета и шаблона. 108

5. Использование положений государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации» при оформлении документации на программные продукты и чертежи. 123

5.1. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) «Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения». 125

5.2. ГОСТ 2.001-93 (УДК 002: 62: 006.354) «Единая система конструкторской документации. Общие положения». ГОСТ 2.103-68* (СТ СЭВ 208-75) (УДК 62(084.11): 006.354) «Единая система конструкторской документации. Стадии разработки». 149

5.3. ГОСТ 2.004-88 (УДК 65.012.2: 002(083.96)) «Единая система конструкторской документации. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ». 153

5.4. ГОСТ 2.118-73* (УДК 002: 744: 006.354) «Единая система конструкторской документации. Техническое предложение». ГОСТ 2.119-73 (УДК 002: 744: 006.354) «Единая система конструкторской документации. Эскизный проект». ГОСТ 2.120-73* (УДК 002: 744: 006.354) «Единая система конструкторской документации. Технический проект». 159

5.5. Форматы бумаги и конверта. 176

Заключение. 181

Литература. 182

Введение

Времена, когда рабочее место конструктора было оснащено всего лишь кульманом и канцелярскими принадлежностями, ушли в прошлое. В мире современных технологий невозможно достичь высокого уровня конструирования без использования систем автоматизированного проектирования (САПР), которые обеспечивают максимальную точность выполнения чертежей и экономят время за счет автоматизации многих рутинных операций. Более того, создаваемые с их помощью результаты можно передавать по технологической цепочке дальше для выполнения последующих производственных операций. Лидерами среди систем автоматизированного проектирования, вне всякого сомнения, можно считать AutoCAD, SolidWorks, Pro/Engineer и другие программные пакеты. За годы, прошедшие со времени появления таких программных комплексов, они превратилась в мощную среду, без которой трудно представить работу современного промышленного предприятия или конструкторского бюро. С каждой новой версией пакеты предлагают самые совершенные средства двухмерного и трехмерного проектирования, оформления чертежей, улучшенную справочную информацию, а также удобные инструменты твердотельного и другого моделирования. Современные технологии, заложенные в системе, способны обеспечить эффективную коллективную работу над проектом с учетом стандартов предприятия и различных методов проектирования. Например, по сравнению с предыдущей версией, в программном пакете AutoCAD 2007 улучшены пользовательский интерфейс, поддержка цвета, а также формат файла, что обеспечивает более быструю загрузку и сохранение чертежей. Изучая AutoCAD, вы поймете общие принципы построения систем проектирования и в будущем сможете без труда освоить другие программы САПР. Предлагаемое вашему вниманию учебно-методическое пособие, состоит из множества занятий с несложными упражнениями, каждое из которых описывает методику выполнения той или иной операции. Наличие большого количества рисунков поможет вам ориентироваться в графическом интерфейсе AutoCAD и других программных комплексов, а также научиться контролировать правильность выполняемых действий.

Ускорение научно-технического прогресса и техническое перевооружение промышленности приводят к резкому увеличению объемов информации во всех звеньях управления и подготовки производства. Техническая подготовка производства является одним из самых длительных и трудоемких этапов при освоении выпуска новых изделий. Наиболее эффективное направление сокращения этого этапа – это автоматизация. Поэтому в настоящее время сокращение сроков, стоимости, и в то же время повышение качества проектирования технологических систем достигается не за счет увеличения численности конструкторов, технологов и нормировщиков, а путем создания и широкого применения в производстве автоматизированных систем проектирования.

Аналитические методы расчета конструкций природы без натурного моделирования широко применялись и ранее. Однако бурное развитие вычислительной техники дало новый толчок к совершенствованию численных методов, которые являются сегодня основным инструментом инженера-проектировщика и неотъемлемой частью процесса проектирования изделия.

Программные средства для моделирования технологических систем входят в состав современных CAE-систем (Computer Aided Engineering), обеспечивающих анализ (моделирование) и оптимизацию конструкций (процессов).

Программные модули для компьютерного анализа процессов и конструкций входят в виде встроенных подсистем в состав современных программных средств для автоматизированного проектирования. САПР решают следующие основные задачи:

· создание трехмерной модели изделия;

· управление проектами и техническим документооборотом с выпуском конструкторской документации;

· создание технологической документации и управляющих программ технологического оборудования;

· всесторонний анализ (расчет) изделия;

· создание технологической оснастки для изготовления изделия;

· изготовление изделия и др.

На сегодняшний день можно отметить следующие важные тенденции в современном развитии автоматизированных систем проектирования и производства в промышленности:

· интеграция автоматизированных систем CAD / CAM / CAE / PDM на основе единых информационных технологий (так называемые «сквозные САПР»);

· внедрение объектно-ориентированного подхода и на этой базе – предоставление пользователям более естественного интерфейса;

· открытость систем автоматизации для расширений;

· расслоение классов систем автоматизации по мощности и профессиональной ориентации с сохранением возможности их интеграции в единую среду и др.

Исходя из вышеизложенного, можно сказать, что в настоящее время происходит смена поколений САПР и переход к технологиям XXI века. Традиционная структура САПР, ядро которой образует геометрический процессор, уступает место гибкой архитектуре, основанной на активных объектах, имеющих при необходимости геометрическую и (или) графическую модель. Это позволяет осуществить гибкую интеграцию информационного обеспечения различных этапов жизненного цикла изделий, естественным образом организовать совмещенное проектирование, резко сократить сроки и стоимость разработки и адаптации систем.

Цель изучения дисциплины. Предметом изучения дисциплины являются основы инженерной и компьютерной графики.

Цель преподавания дисциплины – изучение основ инженерной и компьютерной графики, формирование у студентов представлений о системах автоматизированного проектирования и инженерного анализа, навыков работы с программными пакетами AutoCAD, SolidWorks и Microsoft Visio, знакомство с их основными пользовательскими элементами, возможностями и общими принципами и правилами работы в них при создании и оформлении чертежей и диаграмм, а также основными положениями государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации» для дальнейшего квалифицированного использования в учеб-ном процессе, научных исследованиях и практической работе.

Изучение данного курса предусматривается учебным планом по специальности 1-40 01 02-06 «Информационные системы и технологии (в экологии)».

Задачи дисциплины. В результате усвоения этой дисциплины обучаемый должен:

иметь представление:

· о предмете инженерной и компьютерной графики и направлениях ее развития;

· о современных системах автоматизированного проектирования и инженерного анализа, их основных элементах и принципах построения и работы;

· о методах автоматизированного создания и оформления диаграмм и чертежей;

· о государственном стандарте «Единая система программной документации»;

· о государственном стандарте «Единая система конструкторской документации»;

знать и уметь использовать:

· основы инженерной и компьютерной графики;

· системы автоматизированного проектирования и инженерного анализа;

· основные положения государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации» для решения учебных задач и задач в профессиональной деятельности;

иметь навыки:

· практической работы с системами автоматизированного проектирования и инженерного анализа для решения прикладных задач;

· ориентации для поиска необходимой информации в государственных стандартов «Единая система программной документации» и «Единая система конструкторской документации».

Дисциплины, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины. Для успешного изучения данной дисциплины студентами должны быть усвоены следующие дисциплины (с учетом усвоения всех разделов и тем):

· «Информатика и программирование (информационные технологии)»;

· «Информатика и программирование (основы программирования)».