Тема 4.1. Основы трехмерного моделирования и проектирования

Основным конструкторским документом является чертеж детали, содержащий всю необходимую для изготовления изделия информацию. Графическое представление о формах поверхностей дают виды чертежа, построение которых в компьютерной графике можно осуществлять двумя способами:

1. Построение чертежа вычерчиванием отдельных элементов – линий, размеров, штриховок и т.д., когда компьютер используется как «электронный кульман»;

2. Автоматизированное построение чертежа по созданной вначале твердотельной модели детали – «ассоциативный чертеж».

Второй способ построения чертежей в настоящее время является самым перспективным, его изучению посвящена лабораторная работа.

Рис.56 Создание твердотельной модели

Для создания моделей используется модуль твердотельного моделирования КОМПАС – 3D, для входа в который служит кнопка Деталь окна Новый документ (рис.56).

Главное окно системы твердотельного моделирования представлено на рис.57, на нем расположены Главное меню, Компактная панель, Дерево построений, Инструментальные панели и другие элементы управления.

Рис.57 Главное окно модуля твердотельного моделирования

Компактная панель (рис.58) содержит кнопки переключения для вызова Инструментальных панелей.

Рис.58 Компактная панель

При работе с любой деталью на экране, кроме окна, в котором отображается модель, показывается окно (рис.59), содержащее Дерево построения детали.

Дерево построения показывает последовательность создания модели, в нем в порядке создания отображаются все использованные объекты (обозначение начала координат, плоскости, оси, эскизы, операции).

Рис.59 Дерево построения

Для редактирования (исправления) построенных эскизов, выполненных операций служат контекстные меню, вызываемые щелчком правой кнопки мыши на редактируемом элементе Дерева построения.

Рис.60 Панель Вид

На панели Вид ( рис.60) расположены кнопки, управляющие типами отображения модели:

· - Каркас,

· - Без невидимых линий,

· - С тонкими невидимыми линиями,

· - Полутоновое,

· - Полутоновое с каркасом.

Положение модели относительно наблюдателя называется Ориентацией модели. На панели Вид (рис.60)расположена кнопка Ориентация, позволяющая расположить модель в стандартной проекции (рис.61).

Рис.61 Выбор ориентации модели

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Для того чтобы создать объемную модель, на выбранной плоскости проекций вычерчивают плоскую фигуру, называемую эскизом, а затем ее перемещают в пространстве, след от перемещения эскиза определяет форму элемента (например, поворот дуги окружности вокруг оси образует сферу или тор, смещение многоугольника – призму, и т.д.).

Формообразующее перемещение эскиза называют операцией.

Для построения твердотельных моделей используются следующие типы операций:

1. - Выдавливание эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза,

2. - Вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза,

3. - Кинематическая операция – перемещение эскиза вдоль указанной направляющей,

4. - Построение тела по нескольким сечениям-эскизам.

Деталь любой формы можно представить как совокупность отдельных геометрических тел. Научившись строить отдельные геометрические тела, можно с помощью булевых операций (объединения, вычитания и пересечения) над объемными элементами (сферами, призмами, цилиндрами, конусами, пирамидами) построить любую деталь. В данной лабораторной работе рассмотрены приемы построения моделей многогранников (призм и пирамид) и тел вращения (цилиндров и конусов).