Основы 3D-моделирования

Большаков Владимир Павлович

Трехмерное твердотельное моделирование является единственным средством, которое обеспечивает полное и однозначное описание трехмерной геометрической формы детали.

Эта глава позволяет получить представление о возможностях твердотельного моделирования деталей в системе КОМПАС-ЗD LT.

2.1 Формирование основания модели детали

В общем случае порядок создания модели включает в себя формирование основания (рис. 2.1. а), добавление и удаление материала детали (рис. 2.1. б и в), создание дополнительных конструктивных элементов (рис. 2.1. г), построение массивов элементов и т.д.

Формирование

отдельных трехмерных объектов начинается с создания эскиза— плоской фигуры, на основе которой образуется объемное тело. Эскиз может располагаться в одной из стандартных плоскостей проекций, на плоской грани существующего тела или на вспомогательной плоскости, положение которой задается пользователем. Эскиз создается на плоскости стандартными средствами двумерного редактора и состоит из одного или нескольких контуров.

При построении эскиза в системе КОМПАС-3D доступны все команды построения и редактирования изображения, а также сервисные возможности. Исключением является невозможность ввода некоторых технологических обозначений и объектов оформления.

По умолчанию в эскизе включен параметрический режим. В этом режиме наносятся параметрические размеры — размеры, управляющие положением выносных линий, привязанных к определенным точкам эскиза. С изменением параметрических размеров изменяется геометрия контуров в эскизе.

В эскиз можно перенести изображение из ранее подготовленного чертежа или фрагмента. Это позволяет при создании трехмерной модели опираться на существующую чертежно-конструкторскую документацию.

Объемные элементы образуются в результате операций — формообразующих перемещений эскизов. В основе операций лежат показанные на рис. 2.2 способы создания трехмерных объектов.

Построение трехмерной модели детали начинается с создания основания — ее первого формообразующего элемента. Основание есть у любой детали, и оно всегда одно. При построении основания можно использовать любую из четырех представленных на рис. 2.2 формообразующих операций.

Форма основания детали определяется ее будущей конструкцией. При выборе формы основания деталь разбивается на составляющие ее формообразующие элементы (параллелепипеды, призмы, цилиндры, конусы, торы, кинематические элементы и т. д.). При этом мелкие конструктивные элементы (фаски, скругления, проточки и т. п.) из рассмотрения исключаются.

Чаще всего в качестве основания используют самый крупный из этих элементов. Если в составе детали есть несколько сопоставимых по размерам элементов, то в качестве основания можно использовать любой из них.

2.2. Добавление и удаление материала детали

Добавление материала деталипредставляет собой создание в ней новых тел, а так-же приклеивание к имеющемуся телу (телам) новых элементов. Тело детали — это область, ограниченная гранями детали. Считается, что тело

детали заполнено однородным материалом детали.

Удаление материала деталиподразумевает вырезание формообразующих элементов из тел.

Как новое тело, так и приклеиваемый или вырезаемый элемент может являться:

элементом выдавливания;

элементом вращения;

элементом по сечениям;

кинематическим элементом.

Построение любого элемента начинается с создания эскиза.

После того как создание эскиза завершено, необходимо указать, каким способом требуется перемещать эскиз в пространстве для получения элемента нужного типа, то есть необходимо выбрать вид формообразующей операции.

Во время выполнения операции добавления над эскизом можно указать, будет ли создаваемый элемент отдельным телом или его необходимо приклеить, то есть объединить с другими телами.

Отличие операций удаления материала от операций добавления состоит в том, что результатом удаления является не создание нового тела или объединения тел, а вычитание или пересечение.

Вычитаниеформообразующего элемента из тела представляет собой удаление материала, находящегося внутри поверхности элемента.

Пересечениеформообразующего элемента и тела представляет собой удаление материала, находящегося снаружи поверхности элемента.

Чтобы выполнить операцию вырезания из детали формообразующих элементов, можно использовать команды подменю Вырезать меню Операции.

Кнопки для вызова этих команд находятся на панели редактирования детали.

2.3. Дополнительные конструктивны элементы

К командам формирования дополнительных конструктивных элементов относятся команды создания фасок, скруглений, круглых отверстий, уклонов и ребер жесткости. На рис. 2.3, а показан исходный объект, а на рис. 2.3, б и в — тот же объект после создания фаски и скругления.

Команда Фаска позволяет создать фаску на указанных ребрах детали. Команда неприменима для ребер, образованных гладко сопряженными гранями.

Команда Скругление позволяет скруглить указанные ребра детали.

Команда Отверстие служит для создания круглого отверстия со сложным профилем. Перед вызовом этой команды требуется выделить плоскую грань, на которой должно располагаться отверстие. Фантом отверстия с заданными параметрами отображается в окне детали. Точка привязки отверстия (она помечена на эскизе красным цветом) по умолчанию располагается в начале локальной системы координат грани, на которой создается отверстие.