ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО НАНЕСЕНИЮ РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ

Одним из частных результатов введения последних поколений государственных стандартов высшего образования стало очередное неразумное сокращение объема аудиторных часов по дисциплинам инженерно-графической направленности. Даже с учетом полного использования ресурсов на самостоятельную работу началось снижение уровня формируемых образовательных и профессиональных компетенций, ориентированных на использование современных cad-систем.

В комплексе мер, которые могут приблизить подготовку студентов в рамках курса инженерная и компьютерная графика к уровню развития современных cad-систем можно выделить использование тестовых заданий по основам 3d-моделирования [1], других тестовых заданий [2]. В статье рассматриваются разработанные тестовые задания, которые можно использовать как домашние задания, так и для текущего контроля умений правильного нанесения размеров. предлагается способ проверки правильности нанесения размеров на чертежах тестового задания.

1. Полуавтоматическое нанесение размеров

Основанием для определения величины изображенного изделия и его элементов служат размерные числа, нанесенные на чертеже. размер на чертеже — число, показывающее истинную величину изделия или его элементов независимо от масштаба и точности.

Правила нанесения размеров на чертежах устанавливает ГОСТ 2.307-68.

Размеры бывают четырех основные типов: линейные, угловые, диаметральные, радиальные. линейные размеры делятся на горизонтальные, вертикальные, параллельные, повернутые двумерные редакторы cad-систем предоставляют средства нанесения размеров. наиболее распространенным является режим полуавтоматического нанесения размеров. в этом режиме пользователю необходимо указать нужный элемент и установить размерное число в требуемую точку. на основе этих данных система автоматически формирует выносные и размерные линии и рассчитывает размерное число. вид размеров и способов их ввода в базу данных определяется набором размерных переменных. размерными переменными можно управлять. В большинстве систем предусматривается возможность создания ассоциативных размеров, которые автоматически пересчитываются и перерисовываются при редактировании соответствующих фрагментов изображений.

Размеры линейные. В табл. 1 перечислены типы линейных размеров, полуавтоматическое нанесение которых обеспечивается в двумерных редакторах.

При вводе обычного (одиночного) горизонтального или вертикального размера необходимо указать точки 1 и 2 выхода выносных линий и точку 3 пересечения размерной линии со второй выносной линией. Система автоматически располагает выносные линии параллельно друг другу, а размерную линию - перпендикулярно им. если длина размерной линии меньше суммарной длины двух стрелок, стрелки автоматически будут сформированы снаружи выносных линий.

Если нужно, чтобы размерная надпись сформировалась автоматически с простановкой квалитета и значений допусков, то пользователю следует выбрать из меню параметров задание квалитета.

Если отсутствует необходимость автоматического формирования размерной надписи, то текст надписи вводит пользователь, при этом по умолчанию предлагается надпись, содержащая только точное значение размера, измеренное по координатам выносных линий.

Система автоматически определяет длину введенной размерной надписи, исходя из параметров текста. Если надпись помещается между выносными линиями, запрашивается подтверждение на такое ее размещение. В противном случае или при отказе пользователю предлагаются следующие варианты:

1. указать положение надписи (по умолчанию);

2. разместить надпись на полке;

3. ручное размещение надписи.

Размеры угловые. На      рис. 1 схематично показаны пять типов угловых размеров. при вводе обычного (одиночного) углового размера отмечаются два непараллельных отрезка, между которыми нужно нанести размер, затем точка на размерной дуге, положение которой определяет радиус и сектор размерной линии.     "резиновые"     окружности     и     радиус     указывают     текущее     положение     размера

на чертеже. Режим установки параметров размера аналогичен рассмотренному ранее случаю нанесения линейных размеров. При автоматическом вводе размерной надписи в ней будут проставлены знаки градуса и минуты, а в случае ручного ввода текста эти символы должен вводить пользователь.

Размеры диаметральные можно проставлять только на окружности или дуге. Для ввода диаметрального размера необходимо указать точку на элементе. размерная линия пройдет через центр дуги или окружности и указанную точку. Последовательность выбора параметров размера такая же, как и при простановки линейных размеров. знак диаметра подставляется в текст размерной надписи автоматически. при необходимости размерная надпись может быть полностью введена с клавиатуры.

Размерырадиальные сопровождаются прописной буквой r, размещаемой перед размерным числом, при этом стрелка на размерной линии должна упираться в дугу. Способ нанесения размера при различных положениях размерных линий (стрелок) определяется наибольшим удобством чтения. для ввода нужного типа размера выбирают соответствующий вариант из меню.

·                     размеры толщины s или длины l можно нанести при помощи команды линия- выноска.

2.Выполнения тестового задания как домашнего задания

На рис. 2. для варианта 31 представлены изображения трех плоских деталей (1, 2, 3), а также главный вид (4) и вид сверху (5) четвертой детали.

 Необходимо дополнить изображения необходимыми размерами, и в таблице указать их количество. домашнее задание оформляется на трех листах формата а4. на листе 1 изображаются плоские детали 1 и 2.

 При изображении деталей целесообразно использование:

·     локальных систем координат;

·     привязки по сетке и режима изображение сетки на экране;

·     команд симметрия и построения массивов.

Вариант 31

На рис 3 показаны этапы построения изображения плоской детали 1. на первом этапе (рис. 3, а) вводится локальная система координат, изображается дуга r72 стилем осевая и вспомогательный вертикальный отрезок для задания центра дуг и окружности. далее изображаются 2 окружности и 2 дуги. на втором этапе (рис. 3, б) дважды используется команда дуга, касательная к кривой. на третьем участке (рис 3, в) удаляется часть кривой в месте сопряжения дуг радиусов 8 и 80 мм., и выполняется скругление r8.

На заключительном этапе выполняется команда симметрия и наносятся размеры для получения фрагмента 1 на рис. 4. на рис. 4. показан пример оформления листа 1 домашнего задания.

Создавать изображения на листе 1 целесообразно в параметрическом режиме, при котором параметрические связи и ограничения накладываются автоматически [3]. в этом случае можно сделать так, чтобы во всех новых графических документов по умолчанию был включен параметрический режим.

Для этого вызовите команду сервис – параметры… - новые документы – графический документ – параметризация. На экране появится панель настройки параметрического режима (рис. 5).

Чтобы изменить значение ассоциативного размера (и, соответственно, конфигурацию управляемой им геометрии) необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на тексте надписи размера. на экране появится панель для ввода значения размера в окне выражение и при необходимости имени переменной (рис. 6).

На рис. 7 и 8 представлены примеры оформления листов 2 и 3 домашнего задания.

Указанные рисунки показывают, что этапы нанесения размеров на фрагментах 3, 4, 5 (рис. 2) выполняются после создания твердотельных моделей двух деталей и выполнения ассоциативных чертежей по этим моделям. Чтобы создаваемый чертеж полностью соответствовал требованиям ескд, необходимо разрушить ассоциативные связи в видах и выполнить необходимое редактирование.

3.  Выполнение тестового задания в компьютерном классе

Разработаны 3 семейства тестовых заданий. для каждого семейства своя формулировка задания, а тест 1. представлены изображения трех плоских деталей (1, 2, 3), также главный вид (4) и вид сверху четвертой детали (5). нанесите недостающие размеры. в таблице для каждого изображения укажите количество необходимых размеров для каждого типа размеров (рис. 9).

тест 2. представлены изображения трех плоских деталей (1, 2, 3), также главный вид (4) и вид сверху четвертой детали (5). нанесите размеры, используя данные о количестве размеров из таблицы. в таблице укажите суммы размерных чисел для 4-х типов размеров. в нижней строке укажите итоговую сумму горизонтальных, вертикальных, радиальных и диаметральных размеров.. (рис. 10).

тест 3. представлены изображения трех плоских деталей (1, 2, 3), также главный вид (4) и вид сверху четвертой детали. нанесите необходимые размеры. в таблице для каждого изображения укажите количество необходимых размеров для каждого типа размеров (рис. 11).

Каждый студент получает вариант тестового задания в виде файла с расширением cdw системы компас-3d. за отведенное время необходимо представленные изображения дополнить размерами и получить правильное решение, показанное на рис. 12.

4. Процедура оценивания результата выполнения тестового задания

Процедуру неавтоматизированного оценивания результата выполнения тестового задания можно разделить на несколько этапов.

1.   После выполнения теста 1 или теста 3 обучаемый сообщает преподавателю данные по количеству нанесенных им размеров на каждом из 5-ти изображений. если эти данные отличаются от «норматива», представленного в таблицах на рис. 9 – рис. 11, то тестируемому предлагается продолжить работу до достижения «норматива».

Если тестируемый нанес нужное количество размеров каждого типа, то необходима визуальная оценка преподавателем выполненного тестового задания. рис. 13 показывает, что при правильном (рис. 13, а), и неправильном (рис. 13, б) нанесении размеров (размерные числа помечены кружками) количество горизонтальных может быть одинаковым. следует отметить, что показанное ошибочное нанесение размеров встречается в работах студентов



3.   Предпосылкой для автоматизированного контроля правильности выполнения тестового контроля является суммирование размерных чисел для каждого из 4-х типов (горизонтальные, вертикальные, радиальные, диаметральные) размеров. При правильном нанесении горизонтальных размеров эта сумма равна 124 мм, для неправильного – 80,8 мм. Совпадение этих сумм при правильном и неправильном нанесении размеров невозможно

4.     После выполнения теста 2 учащийся сообщает преподавателю данные об итоговой сумме горизонтальных, вертикальных, радиальных и диаметральных размеров. Если эти данные отличаются от «норматива», то тестируемому предлагается продолжить работу до достижения «норматива». В табл. 2 представлены данные по суммированию размерных чисел на изображениях рассматриваемого варианта 31. Очевидно, что любые ошибки при нанесении размеров отразятся в рассчитанных суммах размерных.

Таблица 2

Предложенный способ контроля правильности нанесения размеров на изображениях тестового задания по суммам размерных  чисел может основой для автоматизированного контроля правильности нанесения размеров.

5. Подготовка исходных данных на двухпроекционном графическом фрагменте

На рис. 14, а и рис. 14, б показаны 2 варианта правильного нанесения размеров. Количество размеров для каждого варианта свое, так как зенковка на рис. 14, а определяется единственным размером фаски, а на рис. 14, б двумя размерами – горизонтальным диаметр 24 и угловым 90°.

Чтобы при выполнении тестового задания был получен результат максимально приближенный к «эталонному» в исходных данных необходимо  задать ряд ограничений.  Отметим  важную особенность нанесения размеров.

На чертежах литых деталей, требующих механической обработки размеры указывают так, чтобы только один размер оказался проставленным между необработанной поверхностью — литейной базой и необработанной — основной размерной  базой. Такой размер позволяет  быстро найти  по чертежу эти базовые поверхности (как правило, плоскости). Размерные линии до обработанных поверхностей проводят от основной размерной базы. От литейной базы указывают размеры до необработанных поверхностей. Некоторые из этих необработанных поверхностей, ориентированных от литейной базы, могут являться вспомогательными — для удобства измерения и задания контролируемых величин.

Исходные данные (рис. 14, в) ориентированы на получение результата, показанного на рис. 14, а. На рис. 14, в на изображении 4 двумя знаками Шероховатость отмечаются обработанные поверхности и показана Литейная база, а на изображении 5 указаны диаметральный и угловой размеры.

В табл. 3 представлены данные по суммированию размерных чисел на изображениях рис. 14, а.

Очевидно, что любые ошибки при нанесении размеров отразятся в рассчитанных суммах размерных чисел.

Таблица 3

Список литературы

1. Большаков В. П. Тестовые задания по основам трехмерного моделирования / В. П. Большаков, А. В. Чагина // Геометрия и графика. 2016. Т. 4. №. 4. C. 60-68.

2. Большаков В.П. Инженерная и компьютерная графика. Теоретический курс и тестовые задания /

В.П. Большаков, А.В. Чагина. — СПб.: БХВ-Петербург, 2016. — 384 с.