Теоретический материал

20.03.2020 ТМ-181 Тема 3.1 Особенности объемного моделирования в системе Компас

Теоретический материал

Объемное моделирование является перспективным и быстро развивающимся видом компьютерной инженерной графики. Оно позволяет построить на экране модель изделия, где можно наглядно, быстро и точно передать геометрию и размеры изделия. На базе созданной модели можно построить изображения ортогонального или аксонометрического чертежа изделия. В основе моделирования лежат два элемента:

а) плоская фигура, называемая Эскизом;

б) формообразующая операция.

К формообразующим операциям относятся:

1. Операции выдавливания, задающие перемещение Эскиза вдоль линии, перпендикулярной к плоскости Эскиза.

2. Операции вращения, задающие вращение Эскиза вокруг заданной Оси.

3. Операции кинематические, задающие перемещение Эскиза вдоль заданной Траектории.

4. Операции по сечениям, задающие плавный переход между несколькими Эскизами сечений, лежащими в разных плоскостях.

Особенности построения Эскиза:

1. Эскиз можно строить только на плоскости. В качестве плоскостей могут быть использованы плоскости проекций (фронтальная плоскость – обозначаемая далее ХY, горизонтальная плоскость – ZX, профильная
плоскость –ZY), а также плоскости (грани) созданных элементов модели или плоскости, созданные операциями инструментальной панели Вспомогательная геометрия.

2. Формообразующий элемент - Контур эскиза должен быть построен стилем линии Основная.

3. Может быть построен один или несколько Контуров эскиза. Если построен один Контур эскиза, то он может быть замкнутым или незамкнутым. Если построено два и более Контура эскиза, то каждый из них должен быть замкнутым.

4. Не допускается наложение или пересечение линий Контуров эскизов.

5. Допускается лишь один уровень вложенности Контуров эскиза.

6. Не допускается пересечение (наложение) Контура эскиза с осью вращения. Линии контура могут заканчиваться на оси.

Линиями Эскиза могут быть линии двух стилей:

а) линия Основная - для построения элементов Контуров эскизов, линии Траектории и др.;

б)линия Осевая – для построения Оси вращения в операциях Вращения.

Линии Эскиза, построенные другими стилями, в объемном моделировании

игнорируются.

Алгоритм объемного моделирования:

1. Создать Деталь. Это означает указать одноименную строку в меню кнопки Создать.

2. В Дереве построения указать плоскость, на которой следует построить Эскиз.

3. На Стандартной инструментальной панели (третья строка сверху экрана) нажать кнопку Эскиз.Это означает начало построения Эскиза.

4. Командами инструментальных панелей Геометрия, Редактирование, Размеры, Построить элементы Эскиза (формообразующий Контур,Траекторию, Ось вращения и др.).

5. Повторно нажать кнопку Эскиз.Такое нажатие этой кнопки означает окончание построения Эскиза.

6. На Компактной панели нажать одну из четырех кнопок формообразующих операций (соответственно операции: Выдавливания, Вращения, Кинематическая, По сечениям).
Следует иметь в виду, что кнопки формообразующих операций, показанные выше, могут быть доступными лишь один раз, при создании первого (базового) элемента модели. При построении последующих элементов модели станут доступными кнопки двух других разновидностей:

а) Приклеить выдавливанием, вращением, кинематически, по сечениям, то есть добавить к существующим элементам модели дополнительный объем новой формы;

б) Вырезать выдавливанием, вращением, кинематически, по сечениям), то есть вычесть из объема существующих элементов модели объем новой формы, создав тем самым сквозное отверстие, паз или углубление.

7. В Дереве построения выделить Эскизы, участвующие в формообразующей операции, а в Строке параметров операции следует задать необходимые параметры (расстояние выдавливания, угол поворота и пр.).

8. После появления фантома модели нажать кнопку Создать объект.

В процессе моделирования необходимо указывать на экране различные элементы (точки, прямые, кривые линии, плоскости, кривые поверхности).
О необходимости указания того или иного элемента следует узнавать из Строки сообщений (вторая строка снизу экрана). В процессе указания пе ремещающийся по экрану курсор может принимать различные формы.

Щелчок – указание элемента следует выполнять лишь тогда, когда курсор примет необходимую форму. После указания элемент подсвечивается зеленым цветом, если не нажата ни одна из кнопок формообразующих операций, или красным цветом, если нажата кнопка формообразующей операции.

Управление процессом моделирования после нажатия кнопки формообразующей операции осуществляется через Строку параметров этой операции.

В объемном моделировании нет кнопки отмены неверно выполненной операции, но есть возможность удаления ошибочного элемента модели (или его эскиза), а также возможность редактирования эскиза или редактирования элемента (т. е. изменения параметров операции, создавшей элемент модели).

Указанные действия можно осуществить, если не выполняется ни одна из формообразующих операций, т. е. на Панели свойств (слева от Строки параметров) нет красной кнопки STOP (Прервать команду). Для этого в Дереве построения производится правый щелчок по ошибочному элементу модели и в Контекстном меню выбирается нужная строка (Удалить эскиз, Редактировать эскиз, Удалить элемент, Редактировать элемент). Для прерывания действия формообразующей операции нужно нажать указанную кнопку STOP или нажать клавишу Esc клавиатуры.

Операциями Выдавливание (Выдавливание, Приклеить выдавливанием, Вырезать выдавливанием) объемная модель формируется путем перемещения плоского формообразующего контура в направлении перпендикулярном к плоскости этого контура. Для выполнения этих операций необходимо построить один Эскиз, соблюдая при этом следующие требования:

1. Контур эскиза может быть замкнутым или незамкнутым. На основе незамкнутого контура может быть построена лишь модель – оболочка.

2. Контур эскиза может быть составлен из любого набора линий (отрезков прямых, дуг окружностей или эллипсов, кривых Безье и др.), но начало последующего участка контура должно совпадать с концом предыдущего участка (без разрывов или наложений этих участков).

3. Эскиз может содержать несколько (два или более контуров). В этом случае все контуры должны быть замкнутыми.

4. Контуры эскиза могут быть вложенными. При этом один охватывающий контур должен охватывать все остальные (охватываемые) контуры. Допускается лишь один уровень вложенности контуров. Это означает, что охватываемый контур не может охватывать другие контуры. Вложенными контурами в модели формируются отверстия.

5. Все линии контуров эскиза должны быть построены стилем Основная.

Рассмотрим состав Строки параметров операции Выдавливание.

В этой строке имеются три вкладки: Параметры, Тонкая стенка и Свойства. На вкладке Параметры обычно используются меню кнопок: Направление выдавливания (стрелка 1), На расстояние (стрелка 2), а также поле Расстояние 1, в котором задается численное значение расстояния выдавливания, измеряемое от плоскости Эскиза.

В меню кнопки Направление выдавливания можно выбирать:

1. Прямое направление, когда направление выдавливания совпадает с положительным направлением координатной оси, перпендикулярной плоскости Эскиза. Обычно это направление задается системой по умолчанию и определяется на экране по стрелке на фантоме создаваемого элемента модели;

2. Обратное направление, когда выдавливание осуществляется в сторону, противоположную указанному выше направлению;

3. Два направления, когда выдавливание осуществляется в обоих указанных направлениях на разное расстояние от плоскости Эскиза. В этом случае в Строке параметров имеются два соответствующих поля: Расстояние 1 (в прямом направлении) и Расстояние 2 (в обратном направлении);
- Средняя плоскость, когда выдавливание осуществляется в оба направления на одинаковое расстояние (симметрично относительно плоскости Эскиза). В этом случае в поле Расстояние 1 нужно задавать суммарную величину двух одинаковых расстояний выдавливания.

В меню кнопки На расстояние чаще всего используется первая строка
(На расстояние), когда можно задавать численное значение расстояния выдавливания. Остальные строки этого меню имеют узкое применение. Например, строку Через все следует использовать при построении сквозного отверстия в модели, а строку До ближайшей поверхности - при построении отверстия до его пересечения с другим отверстием. Направления этих отверстий должны быть непараллельными.

Далее в Строке параметров располагаются две кнопки Уклон, задающие расширение модели по мере удаления от плоскости Эскиза (левая кнопка) или сужение модели (правая кнопка). Расширение (сужение) задается углом, измеряемым относительно координатной оси, перпендикулярной плоскости эскиза. Например, при выдавливании окружности, задав угол расширения (сужения) 30°, можно построить модель усеченного конуса вращения, образующие которого наклонены под углом 30° к оси вращения этой поверхности. При выдавливании в двух направлениях относительно плоскости эскиза на разные расстояния можно задавать разные значения и углов расширения (сужения).

На вкладке Тонкая стенка используется меню кнопки Тип построения тонкой стенки. В этом меню использование первой строки (Нет) приводит к созданию монолитной модели, а остальных строк – построению модели – оболочки. При этом можно выбирать различные варианты направления формирования стенки оболочки по отношению к плоскости Эскиза, а также задавать толщину этой стенки.

На вкладке Свойства можно задавать цвет и оптические свойства модели.

Задание для самопроверки:

1. Написать конспект лекции.

2. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Какие основные принципы создания объемных заготовок?

2. Какие функции выполняет команда «Вырезать кинематически?»

Список литературы

1. Аверин В.Н. Компьютерная инженерная графика: учебное пособие для студ. среднего проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2017. – 224 с.

Необходимо выслать фото конспекта лекции с выполненным заданием на электронную почту pavlovnanana@mail.ru