Материал: Компьютерная графика в машиностроении. методические указания к выполнению лабораторных и практических работ. Черных Д.М
Отчет должен содержать:
1.Титульный лист с указанием названия и номера лабораторной работы, группы и фамилии студента.
2.Цель работы.
3.Последовательность действий при выполнении работы.
4.Выводы по работе.
Контрольные задания
11
12
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ С ЭЛЕМЕНТАМИ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ
Цель работы: ознакомится с основными методами создания твердотельных моделей и параметризации. Выработать практические навыки оформления ассоциативных чертежей. Научиться создавать дополнительные виды, разрезы и выносные элементы.
Теоретические сведения
Геометрические модели в автоматизированном конструировании
Используя наглядные методы формирования объемных элементов, конструктор оперирует простыми и естественными понятиями: основание, отверстие, фаска, ребро жесткости, оболочка и т. д. При этом процесс конструирования может воспроизводить технологический процесс изготовления детали. После создания твердотельной модели изделия конструктор может получить его ассоциативный чертеж.
При решении большинства задач в области автоматизированного конструирования и технологической подготовки производства необходимо учитывать форму проектируемого изделия. Из этого следует, что геометрическое моделирование, понимаемое как процесс воспроизведения пространственных образов изделий и исследования характеристик изделий по этим образам, является ядром автоматизированного проектирования. Информация о геометрических характеристиках объекта используется не только для получения графического изображения, но и для расчета различных характеристик изделий, технологических параметров его изготовления и т. д. Под геометрическими моделями будем понимать модели, содержащие информацию о форме и геометрии изделия, технологическую, функциональную и вспомогательную информацию.
Твердотельное моделирование является единственным средством, которое обеспечивает полное однозначное описание трехмерной геометрической формы. Неоспоримыми преимуществами твердотельных моделей являются:
полное определение объемной формы и возможность разграничения внешней и внутренней областей объекта, что необходимо для обнаружения нежелательных взаимовлияний компонентов;
обеспечение автоматического удаления скрытых линий;
13
автоматическое построение трехмерных разрезов компонентов, что особенно важно при анализе сложных сборочных изделий;
применение перспективных методов анализа с автоматическим вычислением объемных и весовых характеристик и разбиением трехмерных моделей на твердотельные конечные элементы для проведения расчета напряжений;
наличие средств получения фотореалистических изображений проектируемых объектов;
повышение эффективности имитации динамики механизмов, процедур генерации траектории движения инструмента и функционирования роботов.
Общие принципы твердотельного моделирования деталей и сборок
Вобщем случае порядок создания модели включает добавление и вычитание элементов твердотельной геометрии, построение массивов элементов и зеркальное копирование, создание дополнительных конструктивных элементов.
Формирование отдельных трехмерных объектов начинается с создания эскиза — плоской фигуры, на основе которой образуется объемное тело. Эскиз может располагаться в одной из ортогональных плоскостей координат, на плоской грани существующего тела или во вспомогательной плоскости, положение которой задано пользователем.
При построении эскиза в системе КОМПАС-3D доступны все команды построения и редактирования графических объектов. По умолчанию в эскизе включен параметрический режим.
Вэскиз можно перенести графические объекты из ранее подготовленного чертежа или фрагмента. Это позволяет при создании трехмерной модели опираться на существующую документацию.
Порядок построения в эскизах таких геометрических объектов, как прямоугольники, многоугольники и ломаные ничем не отличается от порядка построения аналогичных объектов в графическом документе.
Как правило, эскиз представляет собой сечение объемного элемента. Реже эскиз является траекторией перемещения другого эскиза — сечения. Для создания объемного элемента подходит не любые графические объекты
вэскизе, они должны подчиняться некоторым правилам.
Одним из основных правил при описании эскиза является контур. Если при работе в графическом документе (фрагменте или чертеже) контур — это единый графический объект, то при работе в эскизе под контуром понимается любой линейный графический объект или совокупность
14
последовательно соединенных линейных графических объектов (отрезков, дуг, сплайнов, ломаных и т. д.).
Дополнительные требования:
контуры в эскизе не пересекаются и не имеют общих точек;
контур в эскизе изображается основной линией;
эскиз может содержать несколько слоев.
Объемные элементы образуются в результате операций — формообразующих перемещений эскизов.
Элемент выдавливания
Элемент выдавливания образуется путем перемещения сечения по прямолинейной направляющей в одну или в обе стороны на заданное расстояние.
Для создания нового тела выдавливания или добавления элемента выдавливания к имеющемуся телу служит операция Выдавливание, а для вычитания элемента выдавливания из - операция Вырезать выдавливанием.
Вкачестве сечения элемента выдавливания может использоваться грань, эскиз, ребро или пространственная кривая (в том числе контур, построенный по линиям эскиза, ребрам грани или произвольный).
При выдавливании грани, замкнутого эскиза, замкнутого Контура на грани или Контура эскиза возможен выбор между сплошным и тонкостенным элементом. При разомкнутом сечении возможно построение только тонкостенного элемента.
Элемент вращения
Элемент вращения образуется путем поворота сечения вокруг оси в одну или в обе стороны на заданный угол.
Элемент вращения может быть самостоятельным телом, а может быть добавлен к телу или вырезан из него.
Для создания нового элемента вращения служит операция Вращение, а для вычитания элемента вращения из тела - операция Вырезать вращением.
Вкачестве сечения элемента вращения может использоваться грань, эскиз, ребро или пространственная кривая (в том числе контур, построенный по линиям эскиза, ребрам грани или произвольный).
При вращении грани, замкнутого эскиза, замкнутого Контура на грани или Контура эскиза возможен выбор между сплошным и тонкостенным элементом. При разомкнутом сечении возможно построение только тонкостенного элемента.
Кинематический элемент
Кинематический элемент образуется путем перемещения сечения вдоль траектории
15