Лабораторная работа. АРИЗ. Лабораторная работа 1. Лабораторная работа 1 Создание параметрической геометрической модели в системе tflex cad 3D
 Скачать 0.66 Mb.
|
|
1 Лабораторная работа № 1 Создание параметрической геометрической модели в системе T-flex CAD 3D Цель работы – получение навыков создания параметрических геомет- рических моделей в системе T-flex CAD 3D. T-flex CAD – система автоматизированного проектирования и оформ- ления конструкторско-технологической документации, позволяющая созда- вать параметрические геометрические модели и чертежи изделий любой сте- пени сложности. Элементы модели могут быть связаны между собой геомет- рическими отношениями и параметрами. Параметры могут быть выражены с помощью переменных, рассчитаны по формулам, выбраны из баз данных. Основные понятия Элементы построения. К ним относятся линии построения и узлы, формирующие параметрическую модель чертежа. С помощью задания раз- личных геометрических отношений (параллельность, касание, симметрия, угол наклона и др.) между линиями построения устанавливается взаимосвязь. Параметрам линий построения (расстояниям, диаметрам и др.) можно назна- чать переменные. С помощью математических формул переменные можно связывать между собой. При изменении положения какого-либо элемента по- строения или значения какой-либо переменной система производит пересчет модели и ее последующую перерисовку. Линии построения присутствуют только на экране и не выводятся на печать. Элементы изображения. К элементам изображения относятся линии изображения, размеры, тексты, штриховки и др. Они могут «привязываться» к элементам построения. В этом случае при изменении положения линий по- строения и узлов элементы изображения также изменяют свое положение. Эти элементы составляют изображение чертежа при выводе на печать. 3D-профиль. Исходным элементом при создании твердотельных моде- лей является 3D-профиль, который формируется на основе контура линий изображения, контура штриховки, текста. При завершении работы на актив- ной рабочей плоскости система автоматически создает 3D-профили на осно- ве перечисленных элементов. Методика параметрического геометрического моделирования в T-flex CAD 3D Замечание. Для выбора команд в T-flex CAD 3D, также как и в любой другой системе, существуют несколько способов: – с помощью пиктограмм, сгруппированных во вкладках верхнего ме- ню (после выбора команды необходим выбор элемента чертежа или модели); – с помощью выбора команды из контекстного меню, вызываемого при нажатии (правой клавиши мыши) после выбора элемента чертежа или мо- дели. 2 Поскольку нет строго установленного порядка действий по созданию качественно параметризированной модели (под качественно параметризи- рованной моделью мы понимаем модель, имеющую минимальное количество параметров и изменяющуюся в широком диапазоне их значений) и каждый конструктор использует свои индивидуальные методы и приемы при работе в системе, рассмотрим лишь основные правила, которых рационально придер- живаться в процессе параметрического геометрического моделирования. Для создания новой 3D-модели детали после запуска системы T-flex CAD 3D выберите пункт меню «3D-деталь», пиктограмму или меню «Файл → Создать → 3D-деталь». При этом появится окно с тремя стандарт- ными рабочими плоскостями (рис. 1). Рис. 1 Для создания элементов 3D-модели система должна работать в режиме активной рабочей плоскости. Перейти в этот режим можно одним из способов: 1. Укажите курсором на рабочую плоскость (она подсветится) и нажмите . В контекстном меню выберите пункт «Чертить на рабочей плос- кости». Или выберите пиктограмму 2. Поставьте курсор в окне 3D-вида и нажмите . В появившемся ме- ню выберите пункт «Чертить на рабочей плоскости» и укажите в списке не- обходимую плоскость (при выборе той или иной плоскости она будет под- свечиваться). Подтвердите свой выбор нажатием пиктограммы После выбора рабочей плоскости она развернется параллельно экрану, и система перейдет в режим работы с активной рабочей плоскостью (вкладка «Рабочая плоскость» в верхнем меню) (рис. 2). Рис. 2 Для удобства выполнения работ по созданию профилей, используемых в 3D-операциях выталкивания, вращения и т.д., перейдите в 2D-окно с помощью пиктограммы «Открыть 2D-окно» в правой части экрана 3 Работа в 2D-окне начинается с задания элементов построения. Сначала задаются базовые линии построения, от которых в дальнейшем будут созданы новые линии построения. Базовыми линиями могут быть вертикальные и гори- зонтальные прямые. Далее строятся прямые или окружности, зависимые от ба- зовых, например, параллельные прямые, окружности, касательные к прямым и т.д. Тем самым определяется способ построения новых линий, который запо- минается в системе. Затем строятся прямые и окружности относительно по- строенных ранее. В дальнейшем при изменении базовых или других элементов построения положение зависимых прямых, окружностей и узлов будет опреде- ляться исходя из способа их задания. После задания вспомогательных линий наносятся линии изображения – отрезки, дуги, окружности. При этом происходит привязка к созданным эле- ментам построения – узлам и линиям построения. Для иллюстрации возможностей системы T-flex CAD 3D создадим па- раметрическую геометрическую модель детали «Полумуфта», представлен- ную на рис. 3, а, б. а) б) Рис. 3 4 Разделим создание модели на несколько этапов: создание собственно полумуфты, создание отверстий и паза, создание фаски и сопряжений. Создание полумуфты Поскольку представленная на рис. 3, а деталь является телом враще- ния, на рабочей плоскости будем строить только ее половину. 1. На вкладке «Рабочая плоскость» (см. рис. 2) в блоке «Построения» нажмите пиктограмму , при этом появится автоменю, включающее пикто- граммы, соответствующие действиям, доступным в данной команде (рис. 4). Рис. 4 2. Выберите 3. Выберите . В результате будут созданы пересекающиеся прямые в точке 0,0. Эти прямые являются базовыми, от которых будут происходить дальнейшие построения. 4. Нажмите . 5. Подведите курсор к созданной вертикальной линии (должна подсве- титься) и нажмите . При этом появится линия, параллельная уже постро- енной. Расположите новую линию слева от выбранной (рис. 5). Рис. 5 6. В появившемся слева окне «Параметры прямой» введите расстояние новой линии от базовой (рис. 6). В качестве расстояния может быть задано фиксированное значение, переменная или выражение. Если используется пе- ременная, ее имя не должно превышать 10 символов. Для нашего случая за- дайте переменную l (длина полумуфты) и нажмите «Enter». Рис. 6 Замечание. Обратите внимание на то, что рядом с окном ввода пере- менной (рис. 6) должно появиться слово «Расстояние», а не «Координата». В последнем случае параметрические отношения между прямыми заданы не будут. 5 7. После задания имени переменной появится окно диалога, запраши- вающее значение переменной и комментарии. Задайте значение, равное 80 (согласно чертежу). Таким образом, в нашем случае окно ввода значения пе- ременной будет выглядеть следующим образом (рис. 7): Рис. 7 После нажатия кнопки «ОК» будет создана прямая параллельная базо- вой, находящаяся по левую сторону от нее (см. рис. 5). (Если будет задано отрицательное значение, прямая появится справа от базовой.) 8. Завершите создание вертикальной линии, нажав . Аналогично задайте остальные вертикальные и горизонтальные линии, задающие форму полумуфты. Порядок создания горизонтальной линии по- строения, соответствующей диаметру 100, показан на рис. 8, а, б, в. а) б) в) Рис. 8 Обратите внимание, что, в соответствии с правилами создания тел вращения, мы строим половину детали, поэтому все размеры, задающие диа- метры, необходимо делить пополам. Замечание. Для построения наклонных линий выберите в автоменю пиктограмму и нажмите в точке пересечения прямых. 6 9. Обведите созданный профиль полумуфты линиями изображения. Для этого воспользуйтесь пиктограммой . Линии изображения автома- тически привязываются к ближайшему пересечению линий построения, по- этому достаточно переместить курсор к пересечению и нажать . Система автоматически ставит узлы в конечных точках линий изображения, если они еще не были там созданы. В результате выполненных действий должно получиться изображение, представленное на рис. 9. Рис. 9 10. Завершите черчение на активной рабочей плоскости, нажав клави- шу «Завершить» блока «Управление» (см. рис. 2). После этого автоматически будет создан 3D-профиль. На следующем этапе создадим трехмерное тело. 1. Для задания оси вращения создадим два 3D-узла. Для этого выберите пиктограмму на вкладке «3D Модель» в блоке «Построения». 2. В появившемся автоменю выберите (создание 3D-узла в абсо- лютных координатах), задайте координаты первого узла – 0,0,0 (рис. 10) и нажмите Рис. 10 3. Задайте координаты второго 3D-узла, сместив его на некоторое рас- стояние вдоль 3D-профиля и нажмите 4. В блоке «Операции» вкладки «3D-модель» выберите пиктограмму 5. Выберите в окне построений созданный профиль (он должен подсветиться) (рис. 11). 7 Рис. 11 6. Задайте ось вращения. В нашем случае ось вращения задается двумя ранее созданными 3D-узлами, поэтому в автоменю выберите и ука- жите один из 3D-узлов, затем и укажите второй 3D-узел (рис. 12). Рис. 12 7. Нажмите Создание отверстий и паза 1. Подведите курсор к основанию полумуфты (должно подсветиться) и нажмите . 2. Выберите пункт меню «Чертить на грани» или пиктограмму (рис. 13). В результате выполненных действий на базе выбранной грани будет создана рабочая плоскость. Замечание. Для построения профиля отверстия нам необходима ин- формация о местоположении центра окружности, задающей основание полу- муфты. Однако построенные ранее элементы модели автоматически не пере- носятся на создаваемые рабочие плоскости, поэтому необходимо использо- вать их в качестве справочных. В нашем случае необходимо воспользоваться пиктограммой (блок «Построения» ) и указать появившимся пе- рекрестьем на центр окружности. 8 Рис. 13 3. На расстоянии 50 от центра (см. рис. 3, б) постройте профиль отвер- стия (рис. 14). Рис. 14 4. Завершите черчение на активной рабочей плоскости, нажав клавишу «Завершить» (см. рис. 2). Для получения отверстия воспользуемся командой «Выталкивание». 1. Выберите профиль отверстия в дереве 3D-модели (должен выде- литься цветом (рис. 15). Рис. 15 9 2. В блоке «Операции» вкладки «3D Модель» выберите пиктограмму 3. В открывшемся окне свойств операции задайте параметры выталки- вания (рис. 16). Замечания: 1) поскольку отверстия имеют уклон (см. рис. 3, б), в параметрах опе- рации также задается величина уклона (рис. 16); Рис. 16 2) если неверно задается направление выталкивания, в параметрах ко- манды добавьте знак «-» (см. рис. 16). 4. Нажмите Далее создадим массив отверстий. 1. В блоке «Операции» вкладки «3D Модель» выберите пиктограмму для создания кругового массива (рис. 17). Рис.17 2. Выберите созданный шаблон отверстия и задайте параметры мас- сива (рис. 18). Рис. 18 Замечание. Следите за тем, чтобы в свойствах команды был включен выбор операций, а не элементов построения (рис. 19). 10 Рис. 19 3. Задайте ось вращения, указав на полумуфте любые две окружности или созданные ранее 3D-узлы (рис. 20). Рис. 20 4. Нажмите Далее выполним булеву операцию. Она предназначена для создания нового тела на основе уже созданных. Существует три типа операций: – сложение, – вычитание, – пересечение. 1. В блоке «Операции» вкладки «3D Модель» выберите пиктограмму и тип операции «Вычитание» (рис. 21). Рис. 21 2. Щелкните на полумуфте (должна выделиться). 3. Щелкните на шаблонах отверстий (должны выделиться). 4. Нажмите Замечание. При выполнении операции вычитания необходимо строго соблюдать порядок выбора элементов. Самостоятельно создайте паз согласно чертежу (см. рис. 3, б). 11 Создание фаски и сопряжений Для создания фаски воспользуемся пиктограммой , расположен- ной в блоке «Операции» вкладки «3D Модель». Она предназначена для полу- чения сопряжения двух и более соприкасающихся поверхностей одного тела. 1. В параметрах команды выберите пиктограмму «Фаска (длина- угол)» (рис. 22). Рис. 22 2. Выберите ребро и задайте параметры (рис. 23). Рис. 23 3. Нажмите Аналогично создайте сопряжения согласно чертежу (см. рис. 3, б). Полезные команды Настройка окон 1. Выберите пиктограмму в верхнем левом углу экрана. 2. В раскрывающихся меню последовательно выберите команды «Настройка Окна». Замечание. Пиктограмма позволяет получить доступ к командам верхнего меню, которое использовалось в более ранних версиях T-flex CAD 3D (Операции, Построения и др.). Создание 3D-узлов на чертеже Помимо создания 3D-узлов в пространстве, данные вспомогательные элементы могут быть заданы непосредственно в процессе построения профиля, что в ряде случаев значительно облегчает выполнение трехмерных операций. Рассмотрим создание 3D-узлов, задающих ось вращения непосред- ственно в профиле, на примере модели полумуфты (рис. 24). 1. Выберите пиктограмму в блоке «3D Модель» вкладки «Рабочая плоскость». 12 2. Укажите точку на рабочей плоскости, соответствующую первой точ- ке оси вращения. 3. Нажмите 4. Аналогично создайте второй 3D-узел. Рис. 24 Перестроение модели с новыми параметрами Для перестроения модели с новыми параметрами используйте пикто- грамму в правой части экрана, вкладку «Параметры» или ком- бинацию клавиш «Alt+F7». Редактирование профиля Для редактирования профиля: 1. В дереве 3D-модели выберите профиль и нажмите 2. В раскрывшемся меню выберите команду «Редактировать профиль» (рис. 25). Рис. 25 Редактирование параметров операции Для редактирования параметров операции: 1. В дереве 3D-модели выберите операцию и нажмите 3. В раскрывшемся меню выберите команду «Изменить» (рис. 26). Рис. 26 13 |