Практическая работа №13. Изучение основ трехмерного моделирования в Компас 3D .

Цель работы: ознакомиться с интерфейсом системы Компас-3D при моделировании трехмерных деталей, рассмотреть возможности настройки системы.

Оборудование: компьютер с установленной системой Компас-3D и MSWord.

    Краткие теоретические сведения

Моделирование –сложный процесс,результатом которого являетсязаконченная трехмерная сцена (модель объекта) в памяти компьютера.

 

Деталь в КОМПАС-3D – трехмерная модель,включающая одно илинесколько тел. Моделирование детали состоит в построении входящих в нее тел. При необходимости над телами могут выполняться булевы операции.

Построение трехмерной модели заключается в последовательном выполнении операций объединения, вычитания и пересечения над простыми объемными элементами (призмами, цилиндрами, пирамидами, конусами и т.д.). Многократно выполняя эти простые операции над различными объемными элементами, можно построить самую сложную модель.

Для создания объемных элементов используется перемещение плоских фигур в пространстве. Плоская фигура, в результате перемещения которой образуется объемное тело, называется эскизом, а само перемещение – операцией. Эскиз может располагаться на одной из стандартных плоскостей проекций, на плоской грани созданного ранее элемента или на вспомогательной плоскости. Эскизы создаются средствами модуля плоского черчения и состоят из одного или нескольких контуров.

Булева операция –действие над геометрическими объектами(сложение-объединение, или вычитание одного из другого).

Твердое тело –область трехмерного пространства,состоящая изоднородного материала и ограниченная замкнутой поверхностью, которая сформирована из одной или нескольких стыкующихся граней.

Эскиз –плоская фигура–контур формы добавляемого или удаляемогоматериала. Форма создается путем перемещения эскиза в пространстве. Эскиз может располагаться в одной из ортогональных плоскостей координат, на плоской грани существующего тела или во вспомогательной плоскости, положение которой задано пользователем.

 

Трехмерная формообразующая операция –любое изменение формытвердого тела. Процесс построения трехмерной модели состоит из последовательного добавления или удаления материала детали.

Виды формообразующих операций:

1) Выдавливание эскиза перпендикулярно его плоскости ;

2) Вращение вокруг оси, расположенной вне контура эскиза (лежащей в его плоскости) ;

3) Кинематическая операция - перемещение эскиза по заданной траектории, вдоль направляющей ;

4) Операция по сечениям - построение объемного элемента по нескольким эскизам (сечениям). .

 

Операция может иметь дополнительные возможности (опции), которые позволяют изменять или уточнять правила построения объемного элемента.

Например, если в операции выдавливания прямоугольника дополнительно задать величину и направление уклона, то вместо призмы будет построена усеченная пирамида.

Кроме базовых операций моделирования существуют операции, позволяющие вырезать элементы, выполнять сечения, строить фаски и скругления, ребра жесткости, массивы элементов и т.д.

Варианты (режимы) построения модели:

 

1) Вырезание (удаление материала) - вычитание при пересечении элементов.

2) Приклеивание (добавление материала). Результат - создание нового

тела, объединение тел в заданном режиме или автообъединение по выбору системы.

Грань –гладкая(плоская или неплоская)часть поверхности детали,ограниченная замкнутым контуром из ребер. Исключение – шарообразные твердые тела и тела вращения с гладким профилем.

Ребро –пространственная кривая(или прямая),полученная припересечении двух граней.

Вершина – точка в трехмерном пространстве. Для твердого тела это может быть одна из точек на конце ребра.

 

Порядок выполнения работы

Задание 1. Изучение интерфейса системы Компас-3D при моделировании трехмерных деталей.

 

Создать новый документ→ Деталь →ОКСистема откроет файл для создания модели. Полный вид интерфейса приведен в приложении Б.

 

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИНТЕРФЕЙСА КОМПАС-3D:

 

– Компактная панель с командами: Редактирование детали, Поверхности, Вспомогательная геометрия, Измерения (3D), Параметризация и другие(рисунок13.1).

Рисунок 13.1 – Компактная панель

 

 

– Дерево модели (рисунок 13.2), которое представляет собой схематичное отображение всех операций по созданию модели и позволяет редактировать построения на любом этапе создания модели.

Рисунок 13.2 – Дерево модели

 

При работе с любой деталью в КОМПАС-3D на экране, кроме окна, в котором отображается модель, показывается окно, содержащее Дерево построения модели детали или сборки.

Дерево модели – это окно, в котором в виде структурированного списка ("дерева") отражается последовательность построения трехмерной модели с перечислением объектов, составляющих деталь. Они отображаются в Дереве в порядке создания.

В Дереве модели детали отображаются: обозначение начала координат, плоскости, оси, эскизы, операции и Указатель окончания построения модели.

Эскиз, задействованный в любой операции, размещается на "ветви" Дерева модели, соответствующей этой операции. Слева от названия операции в Дереве отображается знак "+". После щелчка мышью на этом знаке в Дереве разворачивается список участвующих в операции эскизов.

Эскизы, не задействованные в операциях, отображаются на верхнем уровне Дерева модели.

Каждый элемент автоматически возникает в Дереве модели сразу после того, как он создан. Название присваивается элементам также автоматически в зависимости от способа, которым они получены. Например, "Ось через ребро", "Плоскость через три вершины", "Операция вращения", "Фаска" и т.д.

В детали может существовать множество однотипных элементов. Что бы различать их, к названию элемента автоматически прибавляется порядковый номер элемента данного типа. Например, "Скругление:1" и "Скругление:2". Можно переименовать любой элемент в Дереве модели. Для этого необходимо дважды щелкнуть мышью по его названию; оно откроется для редактирования. Введите новое название элемента и щелкните мышью вне списка элементов дерева. Новое название элемента будет сохранено в Дереве модели.

Слева от названия каждого объекта в Дереве отображается пиктограмма, соответствующая способу, которым этот элемент получен. Пиктограмму, в отличие от названия объекта, изменить невозможно. Благодаря этому при любом переименовании элементов в Дереве построения остается наглядная информация о способе и порядке их создания.

Дерево модели служит не только для фиксации последовательности построения, но и для облегчения выбора и указания объектов при выполнении команд. Обычно пиктограммы отображаются в Дереве модели синим цветом. Если объект выделен, то его пиктограмма в Дереве зеленая. Если объект указан для выполнения операции, то его пиктограмма в Дереве красная.

 

 

– Три взаимно перпендикулярные Конструктивные плоскости для

построения модели и Начало координат (рисунок 13.3, в).

 

 

Рисунок 13.3 – Конструктивные плоскости и Начало координат

 

В каждом файле детали существует система координат и проекционные плоскости, определяемые этой системой. Название этих объектов появляется в окне Дерево модели после создания нового файла детали. Изображение системы координат появляется посередине окна построения модели; чтобы увидеть изображение проекционных плоскостей, нужно выделить их в Дереве модели. Плоскости показываются на экране в виде прямоугольников, лежащих в этих плоскостях; такое отображение позволяет увидеть расположение плоскости в пространстве.

Ориентация координатных осей и плоскостей проекций в системе КОМПАС-3D показана на рисунке 13.4.

 

Рисунок 13.4 – Ориентация координатных осей и плоскостей

 

– Кнопка Эскиз    для вызова режима создания эскиза.

Построение детали начинается с создания его плоского эскиза. Как правило, для построения эскиза основания выбирают одну из стандартных плоскостей проекций. Для открытия плоскостей проекций нужно щелкнуть по знаку "+" в Дереве модели.

Выбор плоскости для построения эскиза основания не влияет на даль нейший порядок построения модели и ее свойства. От этого зависит положение детали в пространстве при выборе одной из стандартных ориентаций.

В Дереве модели укажите Плоскость, например, XY (фронтальная плоскость). Пиктограмма плоскости будет выделена цветом. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние. Система перейдет в режим редактирования эскиза, Плоскость XY станет параллельной экрану.

При построении эскиза в системе КОМПАС доступны все команды построения и редактирования изображения, а также сервисные возможности.

Исключением является невозможность ввода некоторых технологических обозначений и объектов оформления.

Порядок построения в эскизах таких геометрических объектов, как прямоугольники, многоугольники и ломаные, ничем не отличается от порядка построения аналогичных объектов в графическом документе. Однако результатом построения являются не единые объекты, а наборы отрезков, составляющие построенные прямоугольники, многоугольники или ломаные.

Объемные элементы образуются в результате операций – формообразующих перемещений эскизов.

После завершения построения эскиза перед выполнением формообразующей операции эскиз необходимо закрыть. Для этого нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние.

 

В верхней части экрана на панели Вид (рисунок 13.5) расположены кнопки управления моделью (перемещение, приближение-удаление, вращение) и меню отображения модели (каркас, полутоновое с каркасом и другие).

 

 

 

Рисунок 13.5 – Панель Вид

 

Контрольные вопросы:

1. Что является результатом моделирования?

2. Что такое Деталь в Компас-3D?

3. Для чего служит Эскиз?

4. Какие формообразующие операции Вы знаете?

5. Дайте определение понятиям: грань, вершина, ребро.