Основы моделирования деталей

Трехмерное моделирование

Цель работы

Знакомство с принципами моделирования деталей на основе эле­ментов вращения и выдавливания.

Порядок выполнения

Практическая работа заключается в последовательной реализации нижеследующего интерактивного диалога с системой автоматизированного проектирования КОМПАС-3D V10.

КОМПАС-ЗD V10 располагает весьма эффективными средствами моделирования, которые позволяют создавать трехмерные модели самых сложных деталей и сборок. При проектировании деталей, используя наглядные методы создания объемных эле­ментов, можно оперировать простыми и естественными понятиями: основание, бобышка, ребро жесткости, отверстие, фаска, оболочка. При этом процесс проектирования часто воспроизводит технологический процесс изготовления детали.

При проектировании сборочных единиц КОМПАС-ЗD V10 позволяет работать с деталями, сбор­ками, подсборками и стандартными изделиями. В процессе построения трехмерных моделей сборочных единиц имеется возможность временно отключать ото­бражение любых элементов. Это особенно удобно, если модель включает в себя корпусные детали, в которых размещены остальные компоненты изделия.

В любой момент непосредственно на экране монитора можно вы­полнить разрез модели стандартными или дополнительными плоскостям проекций, или построить свой, самый невероятный разрез.

После построения трехмерной модели детали или сборки, либо непосредственно в ходе построения, можно получить ее чертеж, избежав таким образом рутинно­го создания видов средствами плоского черчения. Для этого нужно лишь указать не­обходимые виды, провести линии разрезов или сечений. Плоский чертеж будет соз­дан автоматически и с абсолютной точностью, независимо от сложности модели. По­лученный таким образом документ можно дорабатывать встроенными в систему средствами 2D-черчения: проставить размеры, обозначения позиций, заполнить ос­новную надпись или подготовить спецификацию.

В КОМПАС-ЗD V10 объемные модели и плоские чертежи ассоциированы между собой. Это означает, что любое изменение, внесенное в модель, будет немедленно и точно отражено на всех видах чертежа.

КОМПАС-ЗD V10 располагает мощными средствами редактирования модели, ко­торые позволяют задавать параметрические связи и ассоциации как между отдель­ными элементами деталей, так и между деталями в сборочных единицах. Это дает возможность быстро вносить изменения в проект и создавать различные варианты, как отдельных деталей, так и всего изделия в целом.

По трехмерной модели система легко определяет ее физические характеристи­ки: площадь поверхности, объем, координаты центра тяжести и т.д. Если пользова­тель определил свойства материала, то автоматически вычисляется масса. Это каса­ется как деталей, так и сборок любой сложности.

Между моделями детали и оснастки система формирует ассоциативные связи. За счет этого конструктор может вносить необходимые изменения в деталь, а фор­мообразующие поверхности пуансона и матрицы изменятся автоматически. Одно­временно будет происходить перестроение всех рабочих чертежей.

Трехмерные твердотельные модели включают в себя всю геометрическую ин­формацию, необходимую для работы систем инженерного анализа. В этом заключа­ется одно из главных преимуществ ЗD-моделирования. Такая модель может быть передана в какую-либо систему инженерных расчетов для выполнения ее анализа: расчёта напряжений и деформаций, частотного анализа для определения собствен­ных частот и форм колебаний, тепловых расчетов и связанных с нагревом темпера­турных деформаций и напряжений.

Трехмерная модель является гораздо более наглядным преставлением изделия, нежели ее плоский чертеж. Кроме создания любой аксонометрической проекции, 30-системы позволяют легко строить разнесенные виды изделия, с помощью которых можно демонстрировать порядок сборки, разборки или технического обслуживания изделия. Такая возможность может быть очень полезной при подготовке технической документации и рекламных материалов.

Трехмерные модели

Деталь— модель изделия, изготавливаемого из однородного материала, без примене­ния сборочных операций. Файл детали имеет расширение m3d.

Сборка— модель изделия, состоящего из нескольких деталей с заданным взаимным по­ложением.

В состав сборки могут также входить другие сборки (подсборки) и стандартные изделия. Файл сборки имеет расширение a3d.

Работа с моделями

Сдвиг изображения в окне. Если требуется сдвинуть изображение в окне, не меняя его масштаб, вызовите команду Вид — Сдвинуть.

После вызова этой команды курсор изменит свою форму на четырехстороннюю стрелку.

Перемещайте курсор, удерживая кнопку мыши нажатой. Вслед за движением курсора будет «прокручиваться» рабочее поле документа. После того, как рабочее поле сдвинуто в нужное положение, отпустите кнопку мыши и клавиши.

Для выхода из команды сдвига изображения нажмите кнопку Прервать командуна Панели специального управления или клавишу <Esc>.

Для сдвига изображения можно также использовать вертикальную и горизонтальную линейки прокрутки. Они отображаются в окне документа внизу и справа.

Обновление изображения. Если по завершении работы какой-либо команды на экране остались фрагменты вспо­могательных объектов или следы фантомов, их можно удалить принудительно.

Для этого вызовите команду Вид— Обновить изображениеили нажмите комбина­цию клавиш <Ctrl>+<F9>.

Поворот модели. Если требуется просмотреть трехмерную модель с разных сторон, вызовите команду Вид — Повернуть.

После вызова этой команды внешний вид курсора изменится.

Нажмите левую кнопку мыши в окне модели и, не отпуская ее, перемещайте курсор. Мо­дель будет поворачиваться вокруг центральной точки габаритного параллелепипеда. На­правление вращения зависит от направления перемещения курсора.

Для выхода из команды поворота нажмите кнопку Прервать командуна Панели спе­циального управления или клавишу <Esc>.

Для быстрого выполнения поворота модели (без вызова специальной команды) можно воспользоваться клавиатурными комбинациями (они перечислены в таблице 6.1). Также повернуть модель можно, зажав колёсико мыши и перемещая её. Вращая колёсико, можно масштабировать изображение.

 

 

Табл. 6.1. Комбинации клавиш для поворота модели

Комбинация клавиш	Направление поворота
<Ctrl> + <Shift> + <↑>	Вверх в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости экрана
<Ctrl> + <Shift> +<↓>	Вниз в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости экрана
<Ctrl> + <Shift> +<→>	Вправо в горизонтальной плоскости
<Ctrl> + <Shift> + <←>	Влево в горизонтальной плоскости
<Alt> + <→>	Против часовой стрелки в плоскости экрана
<Alt> + <←>	По часовой стрелке в плоскости экрана
<Пробел> + <↑>	На 90° вверх в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости экрана
<Пробел> + <↓>	На 90° вниз в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости экрана
<Пробел> + <→>	На 90° вправо в горизонтальной плоскости
<Пробел> + <←>	На 90° влево в горизонтальной плоскости
<Alt> + <↑>	На 90° по часовой стрелке в плоскости экрана
<Alt> + <↓>	На 90° против часовой стрелки в плоскости экрана

Выбор ориентации модели. Положение модели относительно наблюдателя называется ориентацией модели.

Для изменения ориентации модели можно пользоваться командой вра­щения модели.

Если требуется такая ориентация, при которой одна из плоскостей про­екций параллельна плоскости экрана, воспользуйтесь полем Ориента­ция.Оно расположено на панели Види содержит стандартные названия ориентации: Сверху, Слеваи т.д. Выберите название нужной ориента­ции из списка (рис. 6.1).

Выделение объектов. Для выполнения некоторых команд (например, копирования объектов или построения формообразующего элемента на основе эскиза) требуется предварительно выделить объекты. Это можно сделать при помощи мыши или специальных команд.

Выделенные объекты отображаются на экране зеленым цветом.

Можно выделять объекты с помощью мыши. Для этого необходимо установить курсор на нужном объекте и щелкнуть левой кнопкой мыши. Чтобы отменить выделение объекта, необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши в любом месте вне этого объекта. Если необходимо выделить несколько объектов, удерживайте нажатой клавишу <Shift> и щелкайте мышью на нужных объектах. Можно выделить несколько объектов другим способом — с помощью прямоугольной рамки. Установите курсор на свободное место (так, чтобы он не захватывал никаких объ­ектов), нажмите левую кнопку мыши и перемещайте курсор, удерживая кнопку нажатой. На экране будет отображаться рамка, следующая за курсором. Захватите этой рамкой несколько объектов и отпустите кнопку мыши. Все объекты, целиком попавшие внутрь рамки, будут выделены.

Для выполнения многих команд построения трехмерных элементов требуется указание или выделение объектов, на которых базируется это построение - эскизов, вершин, ре­бер и граней, конструктивных осей и плоскостей.

Некоторые объекты нужно выделять не только в окне редактирования модели, но и в Де­реве построения. Чтобы выделить объект в Дереве построения, щелкните мышью по его названию или пиктограмме.

Система позволяет выделять различные объекты и их комбинации с помощью команд, собранных в меню Выделить.В разделе Исключитьэтого же меню находятся команды для отмены выделения объектов.

Кнопки вызова команд выделения и снятия выделения располо­жены на панели Выделение(рис. 6.2).

 

 

Рис. 6.2. Панель Выделение

Необходимо вызвать нужные команды и выделить с их помощью нуж­ный набор объектов либо отменить выделение.

 

Табл. 6.2. Типы отображения моделей

Тип	Описание	Изображение
Каркас	Совокупность всех ребер и линии очерка модели.
Без невидимых линий	Совокупность видимых при текущей ориентации модели ребер видимых частей ребер и линии очерка модели.
Невидимые линии тонкие	Невидимые ребра и части ребер отображаются отличающимся от видимых линий (более светлым) цветом.
I. Полутоновое отображение	Отображается поверхность модели с учетом оптических свойств ее поверхности (цвет, блеск, диффузия и т.д.)

 

Отображение моделей. При работе в КОМПАС-ЗD V10 доступно несколько типов отображения модели. Чтобы ус­тановить тип отображения, необходимо выбрать его название в меню Вид — Отображениеили на­жать соответствующую кнопку на панели Вид(табл. 2).

В КОМПАС-ЗD V10 предусмотрено отображение модели в перспективной проекции. Для получения отображения модели с учетом перспективы необходимо вызвать команду Вид — Отоб­ражение — Перспектива.

Чтобы отключить отображение модели в перспективной про­екции, повторно вызвать эту команду.

Основы моделирования деталей

Грань— гладкая (необязательно плоская) часть поверхности детали.

Гладкая поверхность детали может состоять из нескольких сопряженных граней в слу­чае, когда она образована операцией над несколькими сопряженными графическими объектами.

Ребро— кривая, разделяющая две грани.

Вершина— точка на конце ребра.

Тело детали— область, ограниченная гранями детали. Считается, что эта область запол­нена однородным материалом детали.

Линия очерка— граница проекции модели на плоскость экрана.

Порядок работы при создании модели. Общепринятым порядком моделирования твердого тела является последовательное вы­полнение булевых операций (объединения, вычитания и пересечения) над объемными элементами (сферами, призмами, цилиндрами, конусами, пирамидами и т.д.).

В KОМПAC-3D V10 для задания формы объемных элементов выполняется такое переме­щение плоской фигуры в пространстве, след от которого определяет форму элемента (например, поворот дуги окружности вокруг оси образует сферу или тор, смещение мно­гоугольника - призму, и т.д.).

Плоская фигура, на основе которой образуется тело, называется эскизом,а формообра­зующее перемещение эскиза — операцией.

Эскиз может располагаться в одной из ортогональных плоскостей координат, на плос­кой грани существующего тела или во вспомогательной плоскости, положение которой задано пользователем.

Эскиз изображается на плоскости стандартными средствами графического редактора КОМПАС-3D V10.

Проектирование новой детали начинается с создания основания путем вставки в файл готовой модели детали или выполнения операции над эскизом (или несколькими эски­зами).

При этом доступны следующие типы операций:

1. вращениеэскиза вокруг оси, лежащей в его плоскости,

2. выдавливаниеэскиза в направлении, перпендикулярном его плоскости,

3. кинематическая операция— перемещение эскиза вдоль указанной направляющей,

4. построение тела по нескольким сечениям-эскизам.

После создания основания детали производится «приклеивание» или «вырезание» до­полнительных объемов. Каждый из них представляет собой элемент, образованный при помощи перечисленных выше операций над новыми эскизами. Примерами вычитания объема из детали могут быть различные отверстия, проточки, канавки, а примерами до­бавления объема – бобышки, выступы, ребра.

Эскиз может быть построен на плоскости (в том числе на любой плоской грани тела). Для выполнения некоторых операций (например, копирования по окружности) требуется указание оси (осью может служить и прямолинейное ребро, и звено ломаной). Если существующих в модели граней, ребер и плоскостей проекций недостаточно для построений, можно создать вспомогательные плоскости и оси.

Каждый объект автоматически возникает в Дереве построения (рис. 6.3) сразу после того, как он создан.

Дерево построения — это представленная в графическом ви­де последовательность объектов, составляющих модель, или видов, составляющих чертеж. Название присваивается объ­ектам также автоматически в зависимости от способа, кото­рым они получены. Дерево построения служит не только для фиксации последовательности построения, но и для облегче­ния выбора и указания объектов при выполнении команд.

Поиск по сайту: