Дмитриев Раков Трехмерное моделирование
.pdf5.3. Размножение пространственных объектов
Команда 3DARRAY (3-МАССИВ) позволяет создавать прямоугольный и круговой массивы объектов в трехмерном пространстве. Она отличается от аналогичной команды, применяемой в двумерном моделировании, тем, что при создании прямоугольного массива объектов, кроме количества столбцов и строк, запрашивается количество уровней (задается вдоль направления оси Z), а при создании кругового массива вместо центра вращения используется ось вращения, начальная и конечная точки которой задаются в ответ на запросы:
Center point of array:
(Центральная точка массива:) и
Second point on axis of rotation:
(Вторая точка оси поворота:)
Команда 3DARRAY (3-МАССИВ) вызывается из падающего меню
Modify (Редакт) -> 3D Operation (ЗМ операции) -> 3D Array (3M мас-
сив), из плавающей панели инструментовModify (Редактирование) либо из экранного меню MODIFY2 (РЕДАКТ2).
5.4. Снятие фасок у пространственных тел
Снятие фасок (скашивание) на пересечениях смежных граней тел осуществляется командой CHAMFER (ФАСКА), как и в двумерном пространстве.
При использовании команды необходимо вначале выбрать базовую поверхность, затем ввести размеры фаски и далее выбрать ребра.
5.5. Сопряжение граней пространственных тел
Плавное сопряжение (скругление) граней осуществляется командой FILLET (СОПРЯГИ), как и в двумерном моделировании. Можно скруглять тела так же, как плоские объекты, задавая радиус и затем указывая ребра. Можно указывать радиус скругления для каждого ребра, а также скруглять последовательность касательных ребер.
5.6. Разрезание пространственных тел
Построение нового тела путем разрезания какого-либо из существующих тел плоскостью осуществляется командойSLICE (РАЗ-
11
РЕЗ). Полученные части можно оставить на рисунке, а можно удалить одну из них. Разрезанные тела наследуют слой и цвет исходного тела, но являются новыми составными телами. При разрезании по умолчанию вначале тремя точками задается режущая плоскость, затем указывается, какая из частей (или обе) должна быть сохранена. При использовании других способов режущая плоскость может определяться другим объектом, плоскостью текущего вида, осью Z или одной из координатных плоскостей (XY, YZ или XZ).
Команда SLICE (РАЗРЕЗ) вызывается из падающего менюDraw
(Рисование) -> Solids (Тела) -> Slice (Разрез), из плавающей панели инструментов solids (Тела) либо из экранного менюDRAW2 (РИ-
СУЙ2), подменю SOLIDS (ТЕЛА).
6. Изменение вида детали на экране
При создании трехмерных поверхностных и твердотельных -мо делей для улучшения их визуализации в процессе разработки - ди зайна и по окончании формирования модели используются команды:
·HIDE (СКРОЙ) - удаляет скрытые линии на трехмерном изображении объекта;
·SHADE (ТЕНЬ) - строит раскрашенное изображение модели в текущем видовом экране;
·RENDER (ТОН) - создает реалистическое изображение модели в трехмерном пространстве.
7.Построение тел по размерам. Точное расположение частей тела
Вразделе будут подробно разобраны последовательность и методы построений, выполняемых как типовые, при создании частей более сложных тел.
Упражнение 1.
Поместить сферу так, чтобы ее центр совпадал с центром верхнего основания прямого кругового цилиндра. Радиус сферы 50 мм. Радиус цилиндра и его высота равны 100 мм.
Строим цилиндр (инструмент Cylinder из панели инструментов Solid) в любом месте, указав положение центра основания мышью в ответ на запросSpecify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>:. При запросе радиуса Specify radius for base of
12
cylinder or [Diameter]: вводим с клавиатуры 100. При запросе высо-
ты Specify height of cylinder or [Center of other end]: также вводим
100.
Строим сферу (инструмент Sphere из панели инструментов
Solid). В ответ на запрос центраSpecify center of sphere <0,0,0>: с
помощью привязки Snap to center задаем его совпадающим с центральной точкой верхнего основания (выбрав тип привязки из выпадающей панели инструментов привязки и, затем, указав мышью на каркасное изображение верхнего основания на виде, где он не сливается с нижним). Далее вводим радиус сферы 50 в ответ на запрос
Specify radius of sphere or [Diameter]: .
Каркасное представление на экране будет таким, как на рис.8 (Countor line per surface равно 12). При удалении скрытых линий (инструмент Hide) изображение будет как на рис.9.
Рис. 8. Сфера на цилиндре - Рис. 9. Сфера на цилиндре с удалением каркасное представление скрытых линий
Упражнение 2.
Построить два прямых круговых цилиндра, оси которых пересекаются под 90 градусов. Точка пересечения делит оси пополам. Радиус первого цилиндра 50 мм., второго – 40 мм., высота равны 100 мм.
Строим цилиндр (инструмент Cylinder из панели инструментов Solid) в любом месте, указав положение центра основания мышью в ответ на запросSpecify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>: . При запросе радиуса Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: вводим с клавиатуры 50. При запросе высо-
ты Specify height of cylinder or [Center of other end]: вводим 100.
Далее делаем активным видовой экран, на котором основание второго цилиндра будет видно в виде круга. Переставляем ПСК в направлении этого вида с помощью инструментаView UCS из панели инструментов UCS. Это действие необходимо для корректного
13
построения второго цилиндра, иначе основания обоих цилиндров будут параллельны.
Строим второй цилиндр. В ответ на запросSpecify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>: используем относитель-
ную привязку, задавая в качестве базовой точки центр нижнего основания первого цилиндра. После выбора инструмента Snap From появится сообщение_from Base point:. Используя инструмент привязки Snap to center , показываем мышью центр основания первого цилиндра. Появится запрос <Offset>:. Вводим относительные координаты центра второго цилиндра @0,50,-50. Далее задаем размеры второго цилиндра:
Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: вводим 40 Specify height of cylinder or [Center of other end]: вводим 100
Объединяем оба цилиндра в одну деталь инструментом Union из панели Solids editing. Появится линия их пересечения.
Каркасное представление на экране будет таким, как на рис.10 (Countor line per surface равно 12). При удалении скрытых линий (инструмент Hide) изображение будет как на рис.11.
Рис. 10. Пересечение цилинд- |
Рис. 11. Пересечение цилиндров с уда- |
ров - каркасное представление |
лением скрытых линий |
Упражнение 3.
Построить модель тела в виде параллелепипеда 100х80х50 мм. с отверстием диаметром 30 мм. Центровая ось отверстия вертикальная на расстоянии 40 мм. от угловой точки вдоль стороны100 мм. и 30 мм. - вдоль стороны 80 мм.
14
Строим основное тело (инструмент Box из панели инструментов Solid) в любом месте, указав положение угловой точки мышью в от-
вет на запрос Specify corner of box or [CEnter] <0,0,0>:
Далее диалог построения по размерам будет таким:
Specify corner or [Cube/Length]: L (вводится латинская буква,
определяющая дальнейший ввод трех размеров)
Specify length: 100 (Последовательно вводятся размеры)
Specify width: 80 Specify height: 50
Переносим ПСК в угловую точку параллелепипеда для последующего удобного ввода координат начальной точки цилиндра(отверстия). Выбираем команду Origin UCS из выпадающей панели инструментов UCS и в ответ на запросSpecify new origin point <0,0,0>: с помощью привязки к угловой точкеSnap to endpoint перемещаем ПСК в нужную точку.
Строим цилиндр (инструмент Cylinder из панели инструментов
Solid). В ответ на запрос Specify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>: вводим 40,30 (координаты центра основания цилиндра в новой системе координат стали совпадать с заданными расстояниями). При запросе радиуса Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: вводим с клавиатуры15. При запросе высоты
Specify height of cylinder or [Center of other end]: вводим 50 (вы-
сота детали).
Вычитаем цилиндр из параллелепипеда. Выбираем команду Substract из панели инструментов Solid editing. На первый запрос
Command: _subtract Select solids and regions to subtract from .. Select objects: 1 found указываем параллелепипед и нажимаем
Enter.
На второй запрос
Select solids and regions to subtract ..
Select objects: 1 found указываем цилиндр и опять нажимаем Enter. Появится сообщение 1 found и будет произведено вычитание.
Каркасное представление на экране будет таким, как на рис.12 (Countor line per surface равно 12). Оно не отличается до и после вычитания. При удалении скрытых линий (инструмент Hide) изображение будет как на рис.13. и будет видно отверстие.
15
Рис. 12. Деталь с отверстием - |
Рис. 13. Деталь с отверстием при |
каркасное представление |
удаленных скрытых линиях |
Упражнение 4.
Построить модель тела в виде шестигранника с размером“ под ключ” 100 мм. и высотой 40 мм.
Стандартные примитивы не позволяют построить такую деталь. Применим выдавливание плоского контура.
Строим шестиугольник (инструмент Polygon из панели инструментов Draw) в любом месте, указав при его построении:
·Число вершин– 6 в ответ на запросEnter number of sides <4>(по умолчанию 4)
·положение центра шестиугольника мышью в ответ на запрос
Specify center of polygon or [Edge]:
·Указание о том, что будем вводить радиус вписанной окружно-
сти в ответ на запросEnter an option [Inscribed in circle/Circumscribed about circle] <I>: путем ввода латинской буквы С,
· При запросе радиусаSpecify radius of circle: вводим с клавиатуры 50. (половину размера “ под ключ”).
Далее вызываем командуEXTRUDE из панели инструментов Solid и производим выдавливание построенного шестиугольника на высоту 40 мм. При этом:
· выбираем щелчком левой кнопки мыши шестиугольник в ответ на запрос Select objects: Появится сообщение 1 found
16
· Вводим высоту детали40 в ответ на запрс Specify height of extrusion or [Path]:
· Нажимаем клавишуEnter в ответ на запрос Specify angle of taper for extrusion <0>: сохраняя по умолчанию равным 0 угол заост-
рения детали при выдавливании. Получается деталь, каркасное представление которой дано на рис. 14.
Упражнение 5.
Построить модель тела в виде параллелепипеда100х80х40 мм. со скруглением двух ребер радиусом 40 мм.
Строим основное тело (инструмент Box из панели инструментов Solid) в любом месте, указав положение угловой точки мышью в от-
вет на запрос Specify corner of box or [CEnter] <0,0,0>:
Далее диалог построения по размерам будет таким:
Specify corner or [Cube/Length]: L (вводится латинская буква,
определяющая дальнейший ввод трех размеров)
Specify length: 100 (Последовательно вводятся размеры)
Specify width: 80 Specify height: 40
Следующее действие – скругление ребер с помощью команды сопряжения Fillet (вызывается из панели инструментов Modify). После выбора команды запрашивается:
Current settings: Mode = TRIM, Radius = 10.0000 Select first object or [Polyline/Radius/Trim]:
В ответ на аксонометрической проекции выбирается одно из ребер, которое при скруглении исчезнет. Ребро выделится пунктиром.
Далее последует запрос радиуса:
Enter fillet radius <10.0000>: (по умолчанию радиус равен10).
Вводим 40 и нажимаем Enter.
После ввода радиуса запрашивается указание скругляемых -ре бер (их может быть несколько).
Select an edge or [Chain/Radius]: (выбираем второе удаляемое ребро).
Select an edge or [Chain/Radius]:(Нажимаем клавишу Enter).
Появляется сообщение:
17
2 edge(s) selected for fillet. Производится модификация детали. Каркасноее представление на экране будет таким, как на рис.15 (Countor line per surface равно 12). При удалении скрытых линий
(инструмент Hide) изображение будет как на рис.16.
Рис. 15. Деталь со скруглением - |
Рис. 16. Деталь со скруглением при |
каркасное представление |
удаленных скрытых линиях |
Такой же результат можно получить и другими способами:
·объединением параллелепипеда и цилиндра соответствующих размеров. (Длина параллелепипеда меньше длины детали на
ееширину. Центр основания цилиндра привязывается к середине соответствующего ребра параллелепипеда).
·Выдавливанием контура основания детали на высоту50 мм.
Но оба этих способа более трудоемкие.
Упражнение 6.
Построить прямой круговой цилиндр со скосом от оси симметрии верхнего основания под углом 45 градусов. Радиус цилиндра 40 мм., а его высота равны 120 мм.
Строим цилиндр (инструмент Cylinder из панели инструментов Solid) в любом месте, указав положение центра основания мышью в ответ на запросSpecify center point for base of cylinder or [Elliptical] <0,0,0>:. При запросе радиуса Specify radius for base of cylinder or [Diameter]: вводим с клавиатуры 40. При запросе высо-
ты Specify height of cylinder or [Center of other end]: вводим 120.
Строим вспомогательную линию, под углом 45 градусов к оси цилиндра. Через нее будет проходить секущая плоскость. В ответ на запрос Specify first point: с помощью привязки Snap to center зада-
18
ем ее совпадающeй с центральной точкой верхнего основания(выбрав тип привязки из выпадающей панели инструментов привязки и, затем, указав мышью на каркасное изображение верхнего основания на виде сбоку). Далее вводим относительные координаты@ 100<225 в ответ на запрос Specify next point or [Undo]:. В результа-
те будет построена линия длиной100 мм (длина не играет роли) и углом 225 градусов относительно положительного направления оси
OX.
Затем вызываем команду Slice из панели инструментовSolid. В ответ на запрос
Select objects: Указываем мышью цилиндр и нажимаем клавишу Enter. Появляется сообщение 1 found и следующий запрос:
Specify first point on slicing plane by [Object/Zaxis/View/XY/YZ/ZX/3points] <3points>:
По умолчанию требуются три точки, задающие режущую плоскость. С помощью привязки вводим в качестве первой точки середину верхнего основания. Появляется запрос:
Specify second point on plane: Выбираем привязку к квадрантам, получаем дополнение к запросу_qua of и указываем мышью точку на конце диаметра верхнего основания, через которую пройдет секущая плоскость. На следующий запрос
Specify third point on plane: Привязкой указываем концевую точку вспомогательной прямой. Последний запрос:
Specify a point on desired side of the plane or [keep Both sides]:
требует указания точки на остающейся части детали. Опять с помощью привязки к квадрантам показываем сохраняющуюся точку.
Каркасное представление на экране будет таким, как на рис.17 (Countor line per surface равно 12). При удалении скрытых линий и вспомогательной прямой (инструмент Hide) изображение будет как на рис.18.
19
Рис. 17. Срезанный цилиндр |
Рис. 18. Срезанный цилиндр с удалени- |
- каркасное представление |
ем скрытых линий |
8.Построение более сложных моделей
Вэтом разделе будут рассмотрены более сложные построения. При этом будут подробно рассматриваться шаги решения, но не всегда будут приводиться диалоги, сопровождающие каждую команду.
Упражнение 7.
Построить модель тела в виде параллелепипеда100х80х120 мм.со скосом – фаской 50 х70 мм. с наклонным отверстием диаметром 40 мм.и глубиной 50 мм в центре фаски.
Строим основное тело (инструмент Box из панели инструментов Solid) в любом месте, указав положение угловой точки мышью в от-
вет на запрос Specify corner of box or [CEnter] <0,0,0>:
Далее диалог построения по размерам будет таким:
Specify corner or [Cube/Length]: L (вводится латинская буква,
определяющая дальнейший ввод трех размеров)
Specify length: 100 (Последовательно вводятся размеры)
Specify width: 80 Specify height: 120.
Далее снимаем фаску с помощью командыChamfer. Получаем следующие сообщения и запросы:
(TRIM mode) Current chamfer Dist1 = 10.0000, Dist2 = 10.0000 Select first line or [Polyline/Distance/Angle/Trim/Method]:
20