Создание 3D-детали методом выталкивания

Цель работы:

Знакомство с интерфейсом редактора трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D V11; изучение основного метода моделирования 3D-объектов – выталкиванием.

Задание:

По чертежу (рисунок 10.1) создать трехмерную модель детали (рисунок 10.2).

Рисунок 10.1. Чертеж детали Рисунок 10.2. Твердотельная модель детали

План выполнения работы:

1. Создайте новый документ, выбрав тип документа Деталь.

Открывшееся окно документа Деталь практически идентично окнам документов Эскиз и Чертеж, за исключением некоторых команд 3D графики: на Панели Вид (рисунок 10.3) находятся клавиши управления масштабом отображения, выбор текущей ориентации объектов по отношению к наблюдателю, сдвига и поворота 3D сцены, способов отображения детали и др.

Рисунок 10.3. Панель Вид

На Панели текущего состояния (рисунок 10.4) находится команда создания эскиза, редактирования детали, установки глобальных привязок и др.

Рисунок 10.4. Панель текущего состояния

На Инструментальной панели появляются несколько новых страниц, содержащих команды 3D графики: редактирование детали, пространственные кривые, поверхности, вспомогательная геометрия, измерения, фильтры, спецификация и др. (рисунок 10.5).

Так же в документе Деталь появляется дополнительное окно – Дерево построения детали (рисунок 10.6).

На начальном этапе работы это окно содержит базовые объекты 3D сцены (стандартные плоскости и начало координат), а в процессе построения детали отображает все созданные основные и вспомогательные элементы и операции.

Рисунок 10.5. Инструментальные панели 3D графики Рисунок 10.6. Окно Дерева построения

Наличие этого окна позволяет получить быстрый доступ к любому объекту и операции для редактирования или удаления, тем самым заметно облегчая работу.

2. Создайте основание детали.

Примечание: прежде чем приступать к моделированию следует оценить форму и основные особенности детали и определить, какая ее часть может послужить основанием, а какие могут быть приклеены или вырезаны из нее. Это решение очень важно и может оказать влияние и на сложность процесса моделирования, и на время.

В качестве основания примите всю деталь без боковых прямоугольных вырезов.

Для начала следует создать плоский контур, повторяющий боковой контур детали. Такой контур называется Эскизом. Затем, при помощи операции Выдавливания этого Эскиза получите твердотельную модель.

2.1. Создание Эскиза.

Для создания Эскиза необходимо выбрать плоскость, на которой он будет находиться. На данном этапе есть только три стандартные плоскости – XY, YZ, XZ.

В Дереве построения выберите Плоскость XY (горизонтальная) при помощи .

Выбранная плоскость подсветится в 3D окне.

Для удобства рисования следует установить выбранную плоскость нормально к наблюдателю. Для этого используется команда Текущая ориентация.

Установите ориентацию выбранной плоскости "Нормально к…" при помощи Контекстного меню (правая кнопка мыши), либо при помощи окна Текущая ориентация на Панели управления.

На Панели управления нажмите кнопку Эскиз .

Поскольку Эскиз является плоским рисунком, работа с ним идентична работе 2D графикой в документах Фрагмент или Чертеж: становятся доступными 2D команды и страницы инструментальных панелей (геометрии, размеров, редактирования и т.д.).

Установите Глобальные привязки : все, кроме По сетке.

Создайте Эскиз (рисунок 10.7). При этом точка начала координат должна совпадать с осью симметрии детали.

Рисунок 10.7. Эскиз основания детали

Примечание: эскиз должен представлять собой замкнутый линейный контур без разрывов и пересечений линий. Стиль линий контура – сплошная основная.

После того, как эскиз полностью создан, необходимо выйти из него. Для этого снова нажмите кнопку Эскиз на Панели управления. В Дереве построения при этом появляется надпись Эскиз1.

2.2. Создание операции Выдавливание.

Операция Выдавливание представляет собой перемещение Эскиза вдоль прямолинейной направляющей, образуя при этом трехмерную поверхность.

На Инструментальной панели Редактирование детали выберите команду Выдавливание .

В 3D окне сразу можно видеть предварительный 3D контур детали.

При помощи команды Повернуть на Панели инструментов разверните объект немного боком, чтобы увидеть, каким образом происходит выдавливание.

На Панели Параметров операции настройте параметры выдавливания:

1) направление выдавливания – позволяет задать направление перемещения контура.

Для того чтобы Эскиз остался в плоскости симметрии детали установите Два направления выдавливания (рисунок 10.8).

Рисунок 10.8. Выбор направления выдавливания

2) расстояние выдавливания – длина вектора выдавливания.

Поскольку выполняется выдавливание в двух направлениях, необходимо указать два значения: расстояние 1 – 15 мм, расстояние 2 – 15 мм.

Для подтверждения операции нажмите Создать объект на Панели специального управления.

Появляется трехмерная деталь в каркасном изображении. Для просмотра детали в цвете выберите на Панели управления команду Полутоновое .

3. Создание прямоугольных вырезов в детали.

Для создания вырезов также требуется создать для них Эскиз, а затем применить к нему операцию Вырезать выдавливанием.

3.1. Создание Эскиза для выреза.

Для построения Эскиза снова необходимо выбрать плоскость. Но теперь, помимо стандартных плоскостей мы имеем плоские поверхности на только что созданной 3D детали. Они так же могут быть выбраны в качестве плоскостей для создания Эскиза.

Примечание: поскольку эскиз является плоским (2D) контуром, для его создания на поверхности уже созданной 3D детали могут быть использованы только плоские поверхности (грани).

Создайте эскиз одного выреза на поверхности уже созданного основания. Для этого выберите нужную поверхность детали.

Установите ориентацию этой поверхности Нормально к…

Создайте новый Эскиз .

Нарисуйте контур будущего выреза (рисунок 10.9). Для этого используйте команду Прямоугольник по центру и вершине из панели расширенных команд. Центр прямоугольника привяжите к левой грани плоскости и выровняйте с точкой начала координат.

Рисунок 10.9. Создание эскиза для выреза

Завершите создание эскиза при помощи команды Эскиз на Панели управления.

В Дереве построения появится Эскиз 2.

Поверните деталь немного боком.

Если необходимо изменить эскиз необходимо найти его в Дереве построения и, указав на него , выбрать из контекстного меню команду Редактировать эскиз.

Для редактирования операции необходимо в Дереве построения выбрать нужную операцию и, указав на нее , из контекстного меню выбрать команду Редактировать элемент.

3.2. Создание операции Вырезать выдавливанием.

Операция Вырезать выдавливанием представляет собой перемещение выделенного эскиза вдоль прямолинейной направляющей и одновременное вычитание полученной поверхности из уже имеющейся 3D детали.

На Инструментальной панели выберите команду Вырезать выдавливанием (при этом убедитесь, что Эскиз 2 выделен в Дереве построения).

На Панели Параметров операции настройте параметры вырезания:

1) направление вырезания - позволяет задать направление перемещения контура.

Выберите прямое направление вырезания.

2) расстояние вырезания – длина вектора вырезания.

Расстояние может быть задано несколькими способами: на расстояние – при помощи числового указания; до поверхности – при помощи указания поверхности, до которой следует выполнить операцию; до ближайшей поверхности – система сама выбирает ближайшую плоскую поверхность, до которой будет вырезан эскиз; через все – вырезание выполняется сквозь всю поверхность детали.

Выберите способ указания расстояния вырезания Через все.

Для подтверждения операции нажмите Создать объект на панели специального управления.

4. Создание второго выреза.

Отразим уже созданный прямоугольный вырез относительно плоскости симметрии детали. Для этого выберите команду Зеркальный массив на панели Редактирования детали.

Команда Зеркальный массив позволяет создавать зеркальную копию одной или нескольких 3D операций относительно указанной плоскости симметрии (отображения) детали.

Для создания операции в качестве плоскости отображения в Дереве построения выберите Плоскость ZY. Выбранная плоскость подсветится в Дереве построения и в 3D окне красным цветом.

Затем необходимо выбрать операции-источники (т.е. те операции, которые нужно зеркально отобразить). В Дереве построения выберите операцию Вырезать элемент выдавливания:1. Выбранная операция подсветится в Дереве построения красным цветом, а в 3D окне появится предварительный каркас зеркально отображенного выреза.

Для подтверждения операции нажмите Создать объект на панели специального управления.

5. Сохраните деталь.

Контрольные вопросы:

1. Объясните принцип создания детали с использованием операции выдавливания и настройку параметров операции?

2. Объясните работу с операциями вырезать выдавливанием и приклеить выдавливанием, когда они применяются? Объясните настройку параметров операции?

3. Объясните действие команд: Зеркальная копия и Зеркально отразить всё?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11

Создание 3D-детали с помощью операции вращения

Цель работы:

Изучить метод создания 3D модели при помощи операции вращения; создание фасок и скруглений; 3D массив.

Задание:

Создать 3D модель детали (рисунок 11.1).

Рисунок 11.1. 3D модель детали Рисунок 11.2. Эскиз детали

План выполнения работы:

1. Создайте новый документ Деталь.

2. Создадим основание детали.

Для создания детали при помощи операции вращения необходимо создать эскиз в виде половины поперечного сечения детали, указав в этом же эскизе ось вращения.

2.1. Создание эскиза.

Для создания эскиза выберите в Дереве построения Плоскость ZX и установите текущую ориентацию Нормально к…

Выберите команду Эскиз на Панели текущего состояния.

Создайте контур поперечного сечения детали (стиль линии – сплошная основная) и ось вращения (стиль линии – осевая) (рисунок 11.2).

Размеры эскиза выберите произвольно, соблюдая при этом необходимые пропорции. Ось симметрии контура эскиза должна проходить через начало координат вертикально, а ось вращения – через начало координат горизонтально.

Завершите создание эскиза повторным нажатием на кнопку Эскиз .

Поверните изображение при помощи команды немного боком.

2.2. Создание операции Вращения.

На Инструментальной панели Редактирование детали из панели расширенных команд выберите команду Операция вращения .

Система, используя стандартные настройки операции, покажет на в 3D окне предварительный контур будущей детали.

Для подтверждения операции выберите команду Создать объект на Панели специального управления.

Полученная поверхность детали отображается в виде каркаса. Для полноценного просмотра на панели Вид выберите команду Полутоновое .

3. Создание отверстий.

Отверстия в детали можно создать двумя способами: вырезанием эскиза, представляющего собой шесть окружностей, и при помощи операции Массив.

3.1. Создадим отверстия первым способом.

Выделите боковую поверхность детали в качестве базовой для создания эскиза (рисунок 11.3).

Примечание: при указании на поверхность детали (плоская грань, цилиндрическая поверхность и т.д.) рядом с курсором появляется значок ; при указании на ребро рядом с курсором появляется знак . Это облегчает выбор требуемых элементов детали.

Укажите текущую ориентацию для выбранной поверхности Нормально к...

Выберите команду Эскиз.

Рисунок 11.3. Выбор поверхности для эскиза	Рисунок 11.4. Эскиз

Создайте окружность с центром в точке, лежащей на одной прямой с началом координат. Затем, используя команду Копия по окружности, создайте еще пять окружностей (центр копирования совпадает с точкой начала координат) (рисунок 11.4).

Завершите создание эскиза повторным нажатием на кнопку Эскиз .

Слегка поверните деталь.

На Панели редактирования детали выберите команду Вырезать выдавливанием .

В строке параметров операции подтвердите направление вырезания, вместо расстояния выреза укажите Через все.

Для подтверждения операции выберите команду Создать объект на Панели специального управления.

3.2. Создание отверстий вторым способом.

Для создания отверстий при помощи команды Массив необходимо изменить уже созданный Эскиз 2: вместо шести окружностей нужно оставить только одну.

Чтобы отредактировать эскиз найдите в Дереве построения операцию Вырезать выдавливанием и откройте ее, нажав на знак + рядом с этой операцией. Появляется Эскиз 2, над которым была выполнена данная операция.

Выделите Эскиз 2 и нажмите . В появившемся диалоговом окне выберите команду Редактировать эскиз.

В открывшемся для редактирования эскизе удалите окружности, оставив только одну.

Завершите редактирование эскиза при помощи кнопки на Панели текущего состояния.

Поскольку Эскиз 2 теперь состоит из одной окружности, в детали появляется только одно отверстие.

Для того, чтобы скопировать отверстие по окружности используем команду Массив по концентрической сетке. Но предварительно необходимо создать ось, относительно которой будет производиться вращение отверстия.

На Инструментальной странице Вспомогательная геометрия с панели расширенных команд выберите команду Ось конической поверхности (рисунок 11.5).

Рисунок 11.5. Построение оси

Затем укажите на внутреннюю поверхность центрального отверстия детали и нажмите Создать объект.

Затем на Инструментальной панели Редактирование детали выберите команду Массив по концентрической сетке .

Установите параметры операции: шаг – 360⁰, количество копий – 6. Затем система требует выбрать операции-источники (т.е. объекты, которые будут копироваться) и ось концентрической сетки.

В качестве операции-источника укажите в Дереве построения операцию Вырезания, а затем укажите ось вращения.

Для подтверждения операции выберите команду Создать объект на Панели специального управления.

4. Создание скруглений.

На Панели Редактирование детали выберите команду Скругление .

Выделите ребро для скругления (рисунок 11.6). При этом следите за изменением формы курсора, свидетельствующей о том, куда он указывает (на поверхность или на ребро).

Рисунок 11.6. Указание ребра для скругления Рисунок 11.7. Указание поверхности

для создания фасок

В строке параметров укажите радиус скругления (пока произвольный) и нажмите Создать объект.

Если радиус скругления выбран неудачно, отредактируйте его. Для этого укажите на Скругление в Дереве построения.

Выберите Редактировать элемент из контекстного меню.

В строке Параметров скругления измените значение радиуса. Нажмите Создать объект.

Таким же образом скруглите остальные ребра, не забывая и об обратной стороне детали.

5. Создадим фаски на ребрах в центральном отверстии.

На Панели редактирования детали выберите команду Фаска .

Укажите на внутреннюю поверхность центрального отверстия (в этом случае фаска образуется на всех ребрах, ограничивающих данную поверхность) (рисунок 11.7).

Установите параметры фаски (угол – 45⁰, длина – произвольная). Нажмите Создать объект.

При необходимости измените размеры фаски (аналогично скруглению).

6. Сохраните деталь.

Контрольные вопросы:

1. Объяснить принцип создания детали с использованием операции вращения и настройку параметров операции?

2. Как создаются массивы элементов при разработке детали?

3. Как можно создавать тонкостенные детали?

4. Как создаются стандартные отверстия при работе с трёхмерной моделью?