Лекции по "Компьютерная графика"

Лекция 4

Тема:

• Создание 3-х мерной модели кинематическим способом
• Создание 3-х мерной модели по сечениям
• Создание ассоциативного чертежа
• Основы параметризации в системах автоматического проектирования на базе графического редактора КОМПАС

 

 

1. Рассмотрим создание кинематической модели на примере спирали.

• В меню  открываем команду «Новая деталь»,
• Выбираем, к примеру, фронтальную плоскость,
• На панели инструментов активизируем кнопку «Пространственные кривые»
• Выбираем «спираль цилиндрическая»
• В открывшемся окне задаем:

Способ построения  - по шагу и числу витков

Шаг – 4

Число витков – 10

Направление построения – прямое

Направление навивки  – правое

Диаметр – 10

• «Создать»

Мы создали  кинематическую траекторию. Надо создать эскиз-сечение, которое будет перемещаться по этой траектории.

Напоминаю, что эскиз-сечение должен пересекаться с траекторией.

Горизонтальная плоскость  проходит через ось пружины, перпендикулярна  траектории в её начале, а точка  начала имеет координаты: x=5; y=0.

• Построим в этой плоскости с центром в этой точке эскиз-сечение.
• Закончим эскиз
• Выполним кинематическую операцию

При этом проследим, чтобы Эскизы – сечение и траектория были указаны правильно

 

2. Модель по сечениям

• Выбираем плоскость для первого сечения и в ней строим какой-то эскиз
• Затем создаем последовательно несколько новых плоскостей и в каждой создаем свой эскиз
• Переходим к операции «Модель по сечениям» и указываем последовательность  объединения эскизов.

 

3. Создание Ассоциативного чертежа

 

По сконструированной 3D-модели, как правило, создается её рабочий чертеж. Для этого необходимо:

• Создать новый лист чертежа;
• Настроить его параметры;
• Присвоить ему имя и сохранить;
• Открыть на инструментальной панели кнопку Ассоциативные виды
• Выбрать кнопку Стандартные виды
• Выбрать нужную 3D-модель
• Нажать кнопку Параметры вида на Панели специального управления, где можно изменить ориентацию модели, масштаб и др.
• Нажать кнопку Схема видов на Панели специального управления, где можно изменить расстояние между видами;
• Зафиксировать фантом габаритных прямоугольников трех созданных видов в требуемом месте по своему усмотрению;

Любой вид можно заменить разрезом или создать дополнительные виды. Для этого, (например,  при  создании фронтального разреза):

• Удалить вид 1, предварительно выделив его
• Сделать текущим вид 2
• Построить линию разреза (А-А), используя команду, Линия разреза Инструментальной панели « Размеры» и привязку Выравнивание
• Построить разрез А-А. Для этого нажать кнопку Разрез/Сечение на странице Ассоциативные виды. Курсор навести на линию разреза и указать его. Назначить необходимые параметры штриховки.
• Поместить разрез на место главного вида.
• Установить проекционную связь
• Сохранить чертеж

 

 

4. Основы параметризации в системах автоматического проектирования на базе графического редактора КОМПАС-ГРАФИК

 

Существует два аспекта параметризации 3-х мерной модели

• Вариационная параметризация технических объектов в эскизе и
• Иерархическая параметризация объемных элементов модели.

 

Сочетание этих аспектов позволяет широко варьировать параметры моделируемой детали, не изменяя её топологию.

Параметризацию выгодно применять  в тех случаях, когда необходимо конструировать изделия идентичной формы, но с разными размерами.

Каждый эскиз, участвующий  в создании модели может быть параметрическим.

 

Параметрический эскиз содержит информацию о связях, ограничениях и ассоциациях.

 

Связь - это зависимость между параметрами разных объектов, например, Совпадение точек,    Перпендикулярность,    Параллельность,    Касание,

Привязки.

Ограничения - это зависимость между параметрами одного объекта, например, Вертикальность, горизонтальность.

Ассоциации это связи, наложенные на объекты оформления, например. Размеры, Штриховка.

 

На графические объекты эскиза могут быть наложены следующие типы связей и ограничений:

• Вертикальность прямых и отрезков
• Горизонтальность прямых и отрезков
• Коллинеарность отрезков
• Параллельность отрезков
• Перпендикулярность прямых и отрезков
• Выравнивание характерных точек объектов по вертикали
• Выравнивание характерных точек объектов по горизонтали
• Зеркальная симметрия графических объектов
• Равенство отрезков
• Равенство радиусов дуг и окружностей
• Касание кривых
• Объединение характерных точек объектов
• Принадлежность точки кривой
• Фиксация характерных точек объектов
• Фиксация и редактирование размеров
• Присвоение размеру имени переменной
• Задание аналитических зависимостей (уравнений и неравенств) между переменными

Многие связи и ограничения накладываются автоматически при выполнении команд построения и осуществлении привязок.

При редактировании любого графического объекта в эскизе не должны нарушаться существующие в нем параметрические связи и ограничения. Поэтому при редактировании одного объекта другие объекты автоматически перестраиваются так, чтобы соблюдались связи и ограничения.

При этом любой эскиз  можно сделать непараметрическим, разрушив все связи и ограничения.

 

Иерархическая параметризация модели

Иерархическая параметризация - параметризация, при  которой (в отличие от вариационной параметризации) определяющее значение имеет порядок создания элементов, точнее, порядок их подчинения друг другу- иерархия.

Рассмотрим  подробнее, что понимается под иерархией  элементов.

Для создания любого элемента модели используются уже существующие элементы (например, для создания эскиза нужна плоскость или грань, для создания фаски - ребро и т.п.).

Элемент, для  создания которого использовались любые  части и/или характеристики другого элемента, считается подчиненным этому элементу.

Например, эскиз построен на грани основания - эскиз подчиняется  основанию. В эскизе есть проекции ребер приклеенного формообразующего элемента -эскиз подчиняется этому элементу. Вырезанный формообразующий элемент построен путем операции над эскизом - элемент подчиняется эскизу. При приклеивании формообразующего элемента глубина его выдавливания задавалась до вершины элемента вращения - элемент выдавливания подчиняется элементу вращения. Фаска построена на ребре кинематического элемента - фаска подчиняется кинематическому элементу. Вспомогательная ось проведена через вершины формообразующих элементов - ось подчиняется этим элементам. Вспомогательная плоскость проведена через ось перпендикулярно грани формообразующего элемента -плоскость подчиняется оси и формообразующему элементу. И так далее.

В иерархии KOMIIAC-3D существует два типа отношений между элементами. Если элемент подчинен другому элементу, он называется производным по отношению к подчиняющему элементу. Если элементу подчинен другой элемент, то подчиняющий элемент называется исходным по отношению к подчиненному¹.

¹ В некоторых системах трехмерного моделирования исходные элементы называются «родителями» или «предками» («parents»), а производные элементы - «детьми» или «потомками» («children»).

 

Плоскости проекций, существующие в модели сразу после  ее создания, всегда являются исходными элементами (только опираясь на них, можно построить первый эскиз и другие элементы модели) и никогда не являются производными элементами (их параметры не зависят от других элементов).

Последний элемент  в Дереве построения никогда не является исходным (т.к. после него не строились элементы, которые могли бы на нем основываться).

Все остальные элементы могут быть как исходными, так  и производными. Один и тот же элемент может быть производным и исходным для разных элементов. Например, отверстие является производным элементом собственного эскиза и исходным элементом для фаски, построенной на ребре этого отверстия.

Элемент всегда является производным от одного или  нескольких элементов, находящихся выше него в Дереве построения, и может являться исходным для одного или нескольких элементов, находящихся ниже его в Дереве построения.

Однако это правило  не определяет однозначно отношения  конкретных элементов, и по положению элементов в Дереве невозможно судить о том, какие из них являются исходными и/или производными по отношению к данному элементу.

Чтобы просмотреть  отношения, в которых участвует  какой-либо элемент, надо выделить его пиктограмму в Дереве построения или любую его часть (например, грань формообразующего элемента) в окне модели. Затем вызвать из контекстного меню команду Отношения.

На экране появится диалог, содержащий сведения об иерархии отношений указанного объекта (рис. 1).

 

 

Рис.1 Диалог просмотра  операции

 

В верхней  строке диалога показано название элемента, отношения которого рассматриваются.

В двух окнах  диалога в виде структурированных  списков отображаются элементы, входящие в иерархию рассматриваемого элемента. Разделы в этих списках можно раскрывать и закрывать, щелкая мышью на значках «+» и «-» рядом с их названиями. Для просмотра длинных списков можно пользоваться линейками прокрутки.

В верхнем окне показан  список исходных объектов, в нижнем - производных. Каждый список начинается с выбранного объекта. Названия объектов в диалоге совпадают с их названиями в Дереве построения (если Вы вводили новые имена элементов взамен сформированных по умолчанию, эти имена будут показаны в диалоге просмотра иерархии).

В списке исходных объектов на уровне, следующем за выбранным  объектом, находятся элементы, непосредственно подчиняющие данный. Если эти элементы в свою очередь подчиняются другим элементам, то на следующем уровне списка находятся вышестоящие исходные элементы.

В списке производных  объектов на уровне, следующем за выбранным  объектом, находятся элементы, непосредственно подчиненные данному. Если эти элементы в свою очередь подчиняют другие элементы, то на следующем уровне списка находятся нижестоящие производные элементы.

Таким образом, диалог иерархии отношений позволяет  проследить не только прямые (непосредственные), но и косвенные (опосредованные) отношения подчинения.

Замечание Эскиз всегда имеет один исходный элемент - плоскость или формообразующий элемент, на грани которого построен этот эскиз. Остальные объекты могут иметь несколько исходных элементов.

Иерархию элемента требуется знать, как правило, для того, чтобы установить, изменение (редактирование или удаление) каких элементов может прямо или косвенно повлиять на данный элемент, и на какие элементы может повлиять изменение данного элемента.

Рассмотрим  пример определения иерархических отношений элемента.( См рис.1)

Аналогичным образом можно проследить иерархические  отношения любого элемента трехмерной модели.

Иерархические параметрические связи между  элементами модели являются неотъемлемой частью этой модели. Вы не можете отказаться от формирования этих связей или удалить их (в отличие от параметрических связей графических объектов в эскизе и сопряжений компонентов сборки, про которую мы поговорим в следующей лекции).

При иерархической  параметризации (как и при вариационной) постоянно сохраняются существующие в модели связи между ее элементами.

К связям между  элементами трехмерной модели в KOMIIAC-3D относятся

• принадлежность эскиза плоскости или плоской грани,
• тип формообразующего элемента, построенного на основе эскиза,

• существование в эскизе проекции ребра (вершины) формообразующего элемента,

• связь вспомогательной оси или плоскости с опорными (базовыми) элементами, использовавшимися для ее построения,
• автоматическое  определение глубины выдавливания формообразующего 
  элемента (через всю модель, до указанной вершины или поверхности, или до ближайшей поверхности),
• соответствие всех параметров копий (по сетке, вдоль кривой и зеркальных) параметрам исходных элементов,

• принадлежность круглого отверстия грани,

• участие определенных ребер в образовании фаски или скругления,
• отсечение части модели плоскостью или профильной поверхностью,
• участие определенных граней в образовании тонкостенной оболочки,