1. Вступ.

2. Загальні принципи твердотільного моделювання.

3. Способи побудови геометричних тіл.

1. Вступ Для створення моделей використовується модуль твердотільного моделювання КОМПАС-3D, для входу в який служить кнопка Деталь вікна Новый документ (рис.3.1).

Головне вікно системи твердотільного моделювання представлене на рис.3.2, на ньому розташовані Головне меню, Компактна панель, Дерево побудови, Інструментальні панелі та інші елементи управління. Компактна панель (рис.3.3) містить кнопки перемикання для виклику Інструментальних панелей.

При роботі з будь-якою деталлю на екрані, окрім вікна, в якому відображається модель, показується вікно (рис.3.4), що містить Дерево побудови деталі. Дерево побудови показує послідовність створення моделі, в ньому у порядку створення відображаються всі залучені об'єкти (позначення початку координат, площини, осі, ескізи, операції). Для редагування (виправлення) побудованих ескізів, виконаних операцій служать контекстні меню, що викликаються натисканням правої кнопки миші на редагованому елементі Дерева побудови. На панелі Вид розміщено інструменти основною функцією яких є спосіб представлення моделі на екрані.

На панелі Вид (рис.3.5) розміщені кнопки, які керують типами відображення моделі:

1. – каркас;
2. – без невидимих ліній;
3. – з тонкими невидимими линиями;
4. – напівтонове;
5. – напівтонове з каркасом.

Положення моделі щодо спостерігача називається Орієнтацією моделі. На панелі Вид (рис.3.5) розташована кнопка

2. Загальні принципи твердотільного моделювання

Для того, щоб створити об'ємну модель, на вибраній площині проекцій викреслюють плоску фігуру, яка має назву ескіз, а потім її переміщають у просторі, слід від переміщення ескіза визначає форму тіла (наприклад, поворот дуги кола навколо осі утворює сферу або тор, зсув багатокутника - призму, тощо).

Формоутворювальне переміщення ескіза називають операцією. Для побудови твердотільних моделей використовуються наступні типи операцій:

• – видавлювання ескіза в напрямі, перпендикулярному площині ескіза;
• – обертання ескіза навколо осі, що лежить в площині ескіза;
• – кінематична операція - переміщення ескіза уздовж вказаної направляючої;
• – побудова тіла по декількох січеннях-ескізах.

Деталь будь-якої форми можна представити як сукупність окремих геометричних тіл. Засвоївши принципи побудови окремих геометричних тіл, можна за допомогою булевих операцій (об'єднання, віднімання і перетин) над об'ємними елементами (сферами, призмами, циліндрами, конусами, пірамідами) побудувати будь-яку деталь. У даній лекції розглянуті прийоми побудови моделей елементарних геометричних тіл призм, пірамід, циліндрів і конусів.

Побудова геометричних тіл шляхом видавлювання. Як приклад розглянемо прийоми побудови прямої шестигранної призми, основа якої лежить на горизонтальній площині. Для того, щоб почати побудову будь-якої моделі потрібно:

1. Вибрати в Дереві побудови площину, на якій розташовуватиметься основа моделі, що зображається ескізом. Ескіз зручно будувати, коли його площина співпадає з площиною екрану (якщо площина ескіза перпендикулярна площині екрану, побудова абсолютно неможлива). Виберемо Горизонтальну площину ZX і встановимо орієнтацію деталі „Сверху”, для того, щоб ескіз був споглядався в натуральну величину і не був спотворений.

2. Перейти в режим викреслювання ескіза за допомогою кнопки Ескіз; У цьому режимі доступні всі команди побудови графічних об'єктів. Ескіз викреслюється з урахуванням наступних вимог:

• контури в ескізі зображаються стилем лінії "Основна";
• у ескізі може бути один або декілька контурів;
• якщо контур один, то він може бути розімкненим або замкнутим;
• якщо контурів декілька, всі вони повинні бути замкнуті;
• якщо контурів декілька, один з них повинен бути зовнішнім, а інші - вкладеними в нього;
• допускається один рівень вкладеності;
• контури в ескізі не перетинаються і не мають загальних точок.

3. Для точності побудови ескіза слід також включити Привязки (Перетин, Вирівнювання, Точка на кривій).

4. Викреслимо основною лінією правильний шестикутник, використовуючи спосіб побудови по описаному колу радіусом R40 мм, з кутом першої вершини 270º (рис.3.7).

5. Для повернення в режим роботи з деталлю після створення ескіза відіжмемо кнопку Ескіз на панелі поточного стану. Побудований ескіз автоматично відображається в Дереві побудови.

6. Для створення твердотільної моделі призми використовуємо операцію Видавлювання. Тіло видавлювання утворюється шляхом переміщення ескіза в напрямі, перпендикулярному його площині.

Для виклику команди натисніть кнопку Операция Выдавливания на Інструментальній панелі редагування деталі або виберіть її назву з меню Операции.

Для введення величини ухилу поверхні моделі, що видавлюється, використовують кнопки .

У нижньому рядку екрану з'явиться Панель властивостей операції Выдавливание (рис.3.8), де можна задати параметри операції.

За допомогою списку Напрям на вкладці Параметри Панелі властивостей задайте Прямий напрям, в якому вимагається видавлювати ескіз (рис.3.9). Спосіб визначення відстані, на яку буде видавлений ескіз, вибирається із списку Способ (рис.3.10). Виберемо спосіб – На расстояние. Введемо в полі Расстояние на вкладці Параметри величину, що характеризує глибину видавлювання, рівну 50 мм. Видавлювати можна з ухилом (рис.3.8), задаючи кут, тоді замість призми вийде зрізана піраміда. Щоб підтвердити виконання операції, натисніть кнопку Создать объект на Панелі спеціального керування. Перервати виконання операцій можна, натиснувши кнопку Прервать команду на Панелі специального керування або кнопку „Esc”. На рис.3.11 показана побудована призма, для якої вибрана орієнтація Изометрия YZX і напівтоновий з каркасом спосіб відображення. Збережіть побудовану модель. Файл твердотільної моделі - деталі має розширення *.m3d. Побудова тіла обертання. Як приклад розглянемо побудову не зрізаного та зрізаного конусів, нижня основа яких розташована на горизонтальній площині, а вісь - на фронтальній площині.

Послідовність побудови:

1. Виберемо фронтальну площину.

2. Побудуємо ескіз, зображений на рис.3.12, з використанням прив'язок Перетин, Вирівнювання, Точка на кривій.

Для створення тіла обертання до ескіза висувають наступні вимоги:

• вісь обертання повинна бути зображена в ескізі відрізком із стилем Осевая.
• вісь обертання повинна бути одна.

3. Для повернення в режим роботи з деталлю після створення ескіза відіжмемо кнопку Эскиз на Панелі текучого стану. Побудований ескіз автоматично відображається в Дереві побудови.

4. Для створення твердотільної моделі конуса використовуємо операцію Обертання, тіло утворюється обертанням ескіза навколо осі. Для виклику команди використовуйте кнопку Вращение.

5. Можливі два способи побудови тіла обертання - Тороїд (виходить тонкостінна оболонка - елемент з отвором уздовж осі обертання) і Сфероїд (виходить суцільний елемент).

На Панелі властивостей команди Обертання (рис.3.13) виберемо Спосіб побудови – Сфероид.

6. Виберемо Прямий напрямок обертання із списку Направление на Панелі властивостей (рис.3.14).

7. Виберемо тип побудови моделі без тонкої стінки за допомогою списку на закладці Тонкая стенка Панелі властивостей команди Обертання (рис.3.15)

8. Кут обертання 360º задається у вікні на панелі властивостей команди Вращение (рис.3.13).

9. Щоб підтвердити виконання операції, натисніть кнопку Создать об'єкт на Панелі спеціального керування.

Твердотільні моделі конусів показані на рис.3.16.

Редагування моделей. Для виправлення помилок у побудовах слід натиснути правою кнопкою миші на потрібному рядку в Дереві побудови, відкриється контекстне меню (рис.3.17), з якого вибирається пункт Редактировать элемент для зміни параметрів операції або пункт Редактировать эскиз для виправлення ескіза.

Операція приклеювання. На інструментальній панелі Редагування деталі розташовані кнопки виклику команд редагування створеної основи моделі (рис.3.18). Після створення основи деталі можна приклеювати до нього або віднімати з нього формоутворювальні елементи. Вони, як і основа, можуть бути елементами чотирьох типів:

- елементи видавлювання;

- елементи обертання;

- кінематичні елементи;

- елементи за січеннями.

Приклеювання або вирізування формоутворювального елементу починається із створення його ескіза. Перед створенням ескіза необхідно вибрати грань, на якій він буде розташований. Для вказівки грані підведіть до неї курсор у вікні моделі. Коли курсор прийме вигляд, натисніть лівою клавішею миші.

Курсор при виборі об'єкту на моделі може приймати також наступні вигляди:

• вигляд курсора при вказуванні вершини ;
• вигляд курсора при вказуванні ребра ;
• вигляд курсора при вказуванні осі ;
• вигляд курсора при вказуванні конструктивної площини;
• вигляд курсора при вказуванні просторової кривої або ескіза ;
• вигляд курсора при вказуванні умовного зображення різьби ;

Приклеїмо до призми (рис. 3.11) циліндр заввишки 40 мм, основа якого (коло радіусом 30 мм) лежить на верхній основі призми.

Щоб активізувати кнопку ; Эскиз слід обов'язково вибрати грань, ескіз елементу, який будемо приклеювати будується як основа деталі. Команда Приклеить видавливанием викликається однойменною кнопкою , яка розташована в розширеному меню . Редагування деталі на Компактній панелі. На Панелі властивостей (рис.3.8) у вікні Растояние вкажемо висоту 40 мм для циліндра, який приклеюється. Операція приклеювання завершується натисненням на кнопку Створити об'єкт . Одержане в результаті операції приклеювання видавлюванням геометричне тіло, зображене на рис.3.19.

Операція вирізання. Виріжемо в створеному геометричному тілі квадратний отвір на глибину 50 мм. Ескізом отвору буде квадрат із стороною 30 мм, побудований на верхній основі циліндра. Для виклику команди натисніть кнопку Вырезать выдавливанием на Інструментальній панелі редагування деталі. На Панелі властивостей (рис.3.8) у вікні Расстояние вкажемо глибину отвору 50 мм. Одержане геометричне тіло зображене на рис.3.20.

Побудова зрізаного геометричного тіла. Можливі два способи побудови зрізаного тіла:

• перетин площиною;
• перетин за ескізом.

Розглянемо другий спосіб – перетин за ескізом. Як ескіз виберемо відрізок, побудований на фронтальній площині під кутом до горизонту (рис.3.21). Частина моделі відрізається шляхом переміщення вказаного ескіза в напрямі, який показується на фантомі у вікні моделі у вигляді стрілки. Для зміни напряму відсікання використовується перемикач на вкладці Параметри Панелі властивостей (рис.3.21). Після вибору напряму відсікання і налаштування властивостей поверхні натисніть кнопку Создать объект на Панелі спеціального керування.

Зрізане геометричне тіло зображене на рис.3.22. Створення асоціативного кресленика. Створимо креслення з трьома основними виглядами для побудованої моделі зрізаного геометричного тіла.

У системі КОМПАС-3D V13 є можливість автоматичного створення асоціативних креслень створених і збережених у пам'яті тривимірних деталей. Всі вигляди такого креслення пов'язані з моделлю: зміни в моделі призводять до зміни зображення в асоціативному вигляді. Для побудови таких креслень необхідно створити новий документ типу Чертеж і активувати інструмент Стандартные з головного меню Вставка – Вид с модели (рис.3.23).

Інструмент Стандартные дозволяє вибрати існуючу (збережену на диску) тривимірну деталь (*.m3d) і створити в поточному документі креслення цієї моделі, що складається з одного або декількох стандартних асоціативних видів. Після виклику команди на екрані з'явиться стандартний діалог вибору файлу для відкриття. Виберіть деталь для створення видів і відкрийте файл. У вікні креслення з'явиться фантом зображення у вигляді габаритних прямокутників видів. Система пропонує за замовчуванням три основні види: спереду, зверху і зліва.

Щоб змінити набір стандартних видів вибраної моделі, використовується перемикач Схема видів у на Панелі властивостей (рис.3.24). Він дозволяє змінити набір стандартних видів вибраної моделі за допомогою вікна. Виберіть необхідні види (рис.3.25). Щоб вибрати або відмовитися від будь-якого виду, слід натиснути на зображенні цього виду у вікні.

Проекційні види креслення, створені за допомогою команди Стандартные виды, знаходяться в проекційному зв'язку зі своїм головним видом. Наявність проекційних зв'язків між видами обмежує їх взаємне переміщення. При необхідності зв'язок можна відключити – це дає можливість довільного розміщення видів на кресленні. Для того, щоб відключити проекційний зв'язок виду, потрібно:

1. Виділити вид, натиснувши лівою кнопкою на габаритній рамці навколо вигляду. Ознакою виділення виду є наявність навколо нього габаритної рамки, що підсвічується.

2. Помістіть курсор всередину рамки, натисніть праву кнопку миші для виклику контекстного меню (рис.3.26).

3. Викличте з контекстного меню виду команду Параметри виду (рис.3.26). Відключіть кнопку Проекційний зв'язок.

Можливе відключення проекційного зв'язку за допомогою однойменної кнопки на панелі Параметри виду (рис.3.27) Усі вигляди пов'язані з моделлю: зміни в моделі призводять до зміни зображення в асоціативному виді. При відкритті креслення, що містить асоціативні види деталі, система перевіряє відповідність форми та розмірів деталі зображенню, що є у видах. Якщо ця відповідність порушена, то види, що вимагають змін, відображатимуться на кресленні перебудованими. З'являється діалог із запитом: " Изменена модель, отображаемая в чертеже. Перестроить чертеж?". Ви можете негайно перебудувати креслення, натиснувши кнопку „Да” діалогу. Зображення деталі перерисовується відповідно до її поточної конфігурації. Натиснувши кнопку „Нет”, можна відкласти перебудову. Діалог зникне. Ви можете перебудувати креслення у будь-який момент роботи з ним, для цього натисніть кнопку Перестроить на Панелі керування.

При побудові видів для зображення невидимих контурів отвору, використовують перемикач, що керує побудовою невидимих контурів і розташований на панелі Линии (рис.3.28).