Глава 5. Построение параметрических моделей |
264 |
Рис.5. 91
Для окончательного построения детали добавьте два скругления, как это показано на рис. 5.92. При построении скругления радиусом 1 мм обязательно включите опцию Продолжать по касательным ребрам.
Рис.5. 92
С помощью команды Файл – Сохранить как запишите законченную деталь в папку Мои модели под именем Рычаг-1.
Использование переменных и выражений
Как вы уже знаете, параметрическими эскизами КОМПАС-3D V7 можно управлять с помощью ассоциативных размеров. Изменение значения размеров приводит к изменению геометрии эскиза. На практике часто встречаются ситуации, когда значение одного размера математически зависит от значения другого. Например, по замыслу конструктора диаметр отверстия в цилиндрической бобышке должен всегда быть в два раза меньше ее внешнего диаметра, или напротив, разница между этими разме-
265 |
КОМПАС-3D V7. Трехмерное моделирование. Практическое руководство |
рами (толщина стенки) должна постоянно составлять определенную неизменную величину. В общем случае придется устанавливать значения этих размеров вручную.
Однако такое согласованное изменение размеров можно реализовать в самой модели за счет использования переменных и выражений.
Любому параметрическому размеру в КОМПАС-3D V7 может быть присвоено имя переменной. В дальнейшем переменные могут быть связаны выражениями. В результате вычисления выражений могут изменяться значения переменных, что в свою очередь приведет к изменению геометрии.
Построение детали Вилка
Использование переменных и выражений продемонстрируем на примере построения детали Вилка (рис. 5.93).
Рис.5. 93
Проведем предварительный анализ и планирование детали.
Деталь состоит из состоит из прямоугольного основания 1 со скругленными углами и четырьмя крепежными отверстиями 2. На основании расположены две проушины 3. На проушинах расположены внешняя 4 и внутренняя 5 цилиндрические бобышки и центральное сквозное отверстие 6. На внешней бобышке правой проушины расположены два резьбовых отверстия 7.
При редактировании детали не должна нарушаться ее симметрия.
Предполагается изменять размеры основания и проушин.
При изменении ширины основания, должно изменяться расстояние между проушинами.
Крепежные отверстия должны находится на неизменном расстоянии от боковых граней основания.
При изменении размеров проушины не должно нарушаться плавное сопряжение со скруглением в ее передней части.
Глава 5. Построение параметрических моделей |
266 |
Диаметр внешней бобышки всегда должен быть равен диаметру скругления проушины.
Диаметр внутренней бобышки всегда должен быть меньше диаметра скругления проушины на 25 мм.
Деталь Вилка входит, как составная часть, в модель сборочной единицы Блок, показанной на рис. 5.94.
Рис.5. 94
Операции или эскизы?
Построение детали начнем, как обычно, с создания ее основания. Похожее основание имела деталь Корпус, построенная ранее. Тогда для создания основания пришлось выполнить построение шести операций (рис. 5.95).
Вначале была построена прямоугольная пластина (1), затем было выполнено скругление ее углов (2) и ребер верхней грани (3). Далее построено одно крепежное отверстие (4), для которого были созданы симметричные элементы относительно фронтальной (5) и профильной (6) плоскостей.
Рис.5. 95
267 КОМПАС-3D V7. Трехмерное моделирование. Практическое руководство
Возможности системы позволяют выполнять одни и те же построения разными способами. Напомним основные требования, предъявляемые к эскизам элементов выдавливания:
в эскизе основания детали может быть один или несколько контуров;
если контур один, то он может быть разомкнутым или замкнутым;
если контуров несколько, все они должны быть замкнутыми;
если контуров несколько, один из них должен быть наружным, а другие – вложенными в него;
допускается только один уровень вложенности контуров.
Таким образом, ничто не мешает реализовать все основные элементы основания непосредственно в его эскизе, сократив количество операций. Внешний контур будет образовывать форму элемента выдавливания, а внутренние (вложенные) контуры будут образовывать отверстия (рис. 5.96).
Рис.5. 96
В связи с этим возникает вопрос: какие элементы модели следует реализовать как операции, а какие непосредственно в эскизах?
Совет. Есть одно общее правило: параметрический эскиз не должен быть слишком сложным, так как в противном случае возрастает объем работ по назначению параметрических связей и ограничений. Не стоит стремиться воспроизвести в эскизе все отверстия, пазы, фаски, галтели, канавки и другие мелкие элементы – их лучше создавать как операции.
Исходя из приведенных выше соображений, примем за основание детали прямоугольную пластину с четырьмя отверстиями, а скругления углов выполним как операцию.
Создайте новую деталь и сохраните ее в папке Мои модели под именем Вилка.
В Дереве построения укажите элемент Плоскость XY и создайте на ней новый эскиз.
Постройте прямоугольник таким образом, что точка начала координат эскиза оказалась внутри прямоугольника (рис. 5.97).
Глава 5. Построение параметрических моделей |
268 |
Проставьте горизонтальный линейный размер, определяющий ширину прямоугольника. Для этого укажите его базовые точки 1 и 2.
Рис.5. 97
В диалоговом окне Установить значение размера введите значение размера 120 мм. В текстовое поле Переменная введите имя переменной в виде заглавной латинской буквы W. Щелчком на кнопке ОК закройте окно (рис. 5.98).
Рис.5. 98
Замечание. В именах переменных допускается использование букв латинского алфавита (различаются символы верхнего и нижнего регистра), арабских цифр и символа подчеркивания (_). Длина имени переменной не более 16 символов. Первый символ в имени переменной должен быть буквой или символом подчеркивания. Имена переменных отображаются только на экране и не выводятся на печать
Проставьте вертикальный линейный размер, определяющий высоту прямоугольника. Для этого укажите его базовые точки 3 и 4. Присвойте размеру значение 260 мм и имя переменной в виде латинской буквы H.
Теперь необходимо обеспечить симметрию прямоугольника относительно точки начала координат эскиза. При построении основания детали Корпус для этого была использована вспомогательная точка на середине диагонали прямоугольника, которая
269 |
КОМПАС-3D V7. Трехмерное моделирование. Практическое руководство |
затем была совмещена с точкой начала координат эскиза. На этот раз попробуем добиться постоянного совпадения центра прямоугольника с точкой начала координат эскиза с помощью выражений, связывающих переменные линейных размеров.
Постройте горизонтальный линейный размер, определяющий положение правого вертикального отрезка прямоугольника относительно точки начала координат эскиза. Для этого укажите его базовые точки 0 и 2, присвойте размеру имя переменной w. Значение размера не имеет значения – оставьте то, которое вернула система.
Постройте вертикальный линейный размер, определяющий положение нижнего горизонтального отрезка прямоугольника относительно точки начала координат эскиза. Для этого укажите его базовые точки 0 и 4, присвойте размеру имя переменной h. Значение размера не имеет значения – оставьте то, которое вернула система.
Нажмите кнопку Переменные 
на инструментальной панели Стандартная.
На экране появится окно для работы с переменными и уравнениями текущего эскиза (рис. 5.99, слева).
На закладке Переменные раскройте список переменных щелчком на кнопке "+" в левой верхней части окна. В окне отобразится таблица переменных, созданных в текущем эскизе. Таблица автоматически заполнена системой.
Для переменных W и H заполните поле Комментарий и включите флажки
Внешняя1.
Для ввода в эскиз выражений, связывающих переменные, откройте закладку Уравнения (рис. 5.99, справа). В поле первой строке таблицы уравнений введите
выражение h=H/2; в поле второй строки введите выражение W=w*2. Закройте окно.
Рис.5. 99
Выполняя введенные уравнения, система переместит центр прямоугольника в точку начала координат эскиза (рис. 5.100).
При необходимости установите точные значения габаритных размеров прямоугольника: 140 мм для его ширины и 260 мм для его высоты.
1 Назначение этих флажков рассматривается ниже
Глава 5. Построение параметрических моделей |
270 |
Рис.5. 100
Введенная в эскиз система из двух уравнений будет обеспечивать следующее условие: расстояние от сторон прямоугольника до его центра в точке 0 начала координат всегда будет равно половине ширины и высоты.
Теперь добавим в эскиз четыре окружности, которые обеспечат формирование крепежных отверстий.
Внутри прямоугольника, в его левой верхней части, постройте небольшую окруж-
ность, проставьте ее диаметральный размер и присвойте ему значение 18 мм
(рис. 5.101).
Рис.5. 101
271 |
КОМПАС-3D V7. Трехмерное моделирование. Практическое руководство |
Для определения положение центра окружности постройте вертикальный размер 30 мм и горизонтальный размер 20 мм (базовые точки 1 и 5).
Поскольку остальные окружности должны быть симметричны относительно первой, постройте в эскизе оси симметрии прямоугольника.
С помощью команды Осевая линия по двум точкам 
постройте оси симметрии 6-7 и 8-9. Начальные и конечные точки отрезков укажите с помощью привязки
Середина.
Щелчком мыши выделите построенную окружность и нажмите кнопку Симметрия 
на инструментальной панели Редактирование (рис. 5.102).
Рис.5. 102
Для указания оси симметрии включите кнопку Выбор базового объекта 
на Панели специального управления1 и укажите мишенью на вертикальную ось сим-
метрии в любой ее точке – система выполнит построение симметричной окружно-
сти (рис. 5.103).
Рис.5. 103
Прервите работу команды Симметрия 
. Обратите внимание, что исходная
окружность по-прежнему остается выделенной.
Нажмите на клавиатуре клавишу [Shift] и, не отпуская ее, укажите вторую окружность – после этого обе окружности будут выделены цветом.
1 Обязательно используйте данную кнопку. Система не поддерживает параметризацию симметрии при указании оси симметрии двумя точками на ней.
Глава 5. Построение параметрических моделей |
272 |
Вновь нажмите кнопки Симметрия 
, Выбор базового объекта 
и укажите мишенью на горизонтальную ось симметрии детали в любой ее точке – система выполнит построение нижней пары окружностей (рис. 5.104).
Рис.5. 104
На этом построение эскиза основания закончено. Закройте его и выполните над эскизом операцию выдавливания в обратном направлении на 30 мм (рис. 5.105).
Рис.5. 105
273 |
КОМПАС-3D V7. Трехмерное моделирование. Практическое руководство |
Скруглите четыре угловые грани радиусом 10 мм.
Перейдем к построению правой проушины. Поскольку модель обладает вертикальной симметрией, вторую проушину можно позднее построить с помощью зеркального копирования.
Создайте новый эскиз на боковой грани основания (рис. 5.106). В эскизе постройте прямоугольник 
. Его начальную точку 1 укажите на вертикальном ребре основания с помощью локальной привязки Точка на кривой. Точку 2 укажите таким образом, чтобы она оказалась несколько ниже точки 0 начала координат.
Рис.5. 106
Нажмите кнопку Окружность по двум точкам 
, которая расположена на
Расширенной панели команд построения окружностей инструментальной панели Геометрия (рис. 5.107). Для построения окружности укажите точки 2 и 3 на пря-
моугольнике.
Рис.5. 107
Нажмите кнопку Усечь кривую 
на панели Редактирование. Укажите мишенью на участки окружности и прямоугольника, подлежащие удалению (рис. 5.108).
Глава 5. Построение параметрических моделей |
274 |
После удаления участков окружности и прямоугольника система сформирует связи Совпадение точек в точках 2 и 3, которые позволят получить неразрывный контур. Остается обеспечить постоянное касание дуги к двум горизонтальным отрезкам.
Нажмите кнопку Касание 
на панели Параметризация. Укажите мишенью на дугу и включите кнопку Запомнить состояние 
на Панели специального управления. Затем укажите горизонтальные отрезки (рис. 5.108).
Рис.5. 108
Проверьте связи и ограничения, которыми обладает дуга. Кроме пары связей Совпадение точек, автоматически наложенных системой, добавилась пара связей Касание, наложенных вручную (рис. 5.109).
Рис.5. 109
Проставьте диаметральный размер для дуги, присвойте ему значение 110 мм и имя переменной D. Этот размер будет определять величину скругления и одновременно ширину проушины (рис. 5.110).
Проставьте горизонтальный размер 150 мм, указав его базовые точки 1 и 2 Этот размер будет определять длину проушины.
275 |
КОМПАС-3D V7. Трехмерное моделирование. Практическое руководство |
Проставьте вертикальный размер 55 мм, указав его базовые точки 0 и 3, присвойте размеру имя h. Этот размер необходим для определения симметричного положения проушины относительно горизонтальной плоскости.
Рис.5. 110
Нажмите кнопку Переменные 
на панели Стандартная. Откройте закладку Уравнения, в таблицу уравнений введите выражение h=D/2 (рис. 5.111). Закройте окно.
Рис.5. 111
Закройте эскиз и приклейте 
его к основанию в обратном направлении на расстояние 24 мм.
Выполним построение внешней бобышки. Напомним, что ее радиус должен всегда совпадать с радиусом скругления проушины.
Создайте новый эскиз на внешней грани проушины (рис.5 112).
Выполните команду Операции – Спроецировать объект и спроецируйте в эскиз дуговое ребро проушины. Измените стиль линии проекции на Утолщен-
ная.
Постройте окружность несколько большего радиуса, чем радиус спроецированной дуги. Точку 1 центра окружности укажите в центре дугового ребра с помощью при-
вязки Ближайшая точка.
Глава 5. Построение параметрических моделей |
276 |
Рис.5. 112
Нажмите кнопку Равенство радиусов 
на панели Параметризация. В ответ на запросы системы последовательно укажите дугу и окружность. Поскольку радиус дуги жестко определен радиусом ребра, проекцией которого она является, изменится радиус окружности.
Закройте эскиз и приклейте его в прямом направлении на 6 мм (рис.5 113).
Рис.5. 113
Перейдем к построению внутренней бобышки. Ее диаметр должен меньше диаметра скругления проушины на 25 мм.
Разверните модель в пространстве, как это показано на рис. 5.114 и создайте новый эскиз на внутренней грани проушины.
277 |
КОМПАС-3D V7. Трехмерное моделирование. Практическое руководство |
Спроецируйте в эскиз дуговое ребро проушины. Измените стиль линии проекции
на Утолщенная, проставьте к дуге диаметральный размер и присвойте ему имя D.
Постройте окружность произвольного радиуса с центром в точке 1. Проставьте к окружности диаметральный размер и присвойте ему имя переменной d.
Рис.5. 114
Нажмите кнопку Переменные 
и введите в эскиз выражение D-d=25. Поскольку диаметр дуги жестко определен диаметром ребра, проекцией которого она является, изменится радиус окружности.
Закройте эскиз и приклейте его в прямом направлении на 6 мм. Дополнительно задайте направление уклона, нажав кнопку Уклон внутрь в группе Уклон 1 (рис.5 115). Численное значение этого параметра оставьте равным 0.
Рис.5. 115
Замечание. Поскольку численное значение уклона равно 0 градусов, система будет формировать цилиндрическое тело. Направление уклона понадобится позднее, на этапе редактирования детали.
Построим в проушине сквозное отверстие диаметром 45 мм.
Создайте новый эскиз на плоской грани внутренней бобышки (рис. 5.116). Установите для модели ориентацию Нормально к ….
Глава 5. Построение параметрических моделей |
278 |
Рис.5. 116
Постройте окружность с центром в точке 1 (рис. 5.117). Проставьте к окружности диаметральный размер, присвой ему значение 45 мм и имя переменной d.
Рис.5. 117
Выражения, вводимые в эскиз, могут быть не только уравнениями, но и неравенствами. С помощью неравенств можно задавать различные условия зависимости между переменными ассоциативных размеров, а следовательно между геометрическими объектами эскизов.
Сейчас ничто не мешает задать диаметр окружности будущего отверстия равным 5 мм, но ось, которую предполагается вставить в это отверстие, не может иметь диаметр меньше 10 мм (например, по соображениям прочности). С другой стороны пользователь по ошибке может задать диаметр отверстия, превышающий диаметр внутренней бобышки. Попробуем защитить эскиз от ввода некорректного значения диаметра отверстия.
279 |
КОМПАС-3D V7. Трехмерное моделирование. Практическое руководство |
Спроецируйте в эскиз плоскую грань внутренней бобышки. Измените стиль линии проекции на Утолщенная, проставьте к окружности диаметральный размер и присвойте ему имя D.
Совет. В данном случае плоская грань внутренней бобышки имеет единственное наружное ребро, поэтому не имеет значение, какой объект указывать для построения проекции: ребро или грань. Однако указать грань гораздо проще.
Введите в эскиз два неравенства, как это показано на рис. 5.118. Первое неравенство d>=10 не позволит задать диаметр окружности меньше 10 мм, второе D-d>=5 ограничит максимальный размер отверстия: разница между диаметром внутренней бобышки и отверстия должна быть не менее 5 мм.
Рис.5. 118
Еще раз проверьте и при необходимости восстановите значение диаметрального размера внутренней окружности, он должен равняться 45 мм. Закройте эскиз и
примените к нему операцию Вырезать выдавливанием 
в прямом направлении с типом Через все (рис. 5.119).
Рис.5. 119
Глава 5. Построение параметрических моделей |
280 |
Выполним построение левой проушины при помощи операции зеркального копирования. За счет того, что мы правильно расположили модель в пространстве, в качестве плоскости симметрии можно воспользоваться одной из системных плоскостей.
Нажмите кнопку Зеркальный массив 
на панели Редактирование детали.
В Дереве построения укажите элемент Плоскость ZY, которая в данной случае будет выполнять роль плоскости симметрии (рис. 5.120).
Затем последовательно укажите все элементы, которые составляют левую проушину. По мере указания элементов система будет формировать фантом зеркальной копии.
Рис.5. 120
Если фантом сформирован правильно, подтвердите создание копии, нажав кнопку Создать объект 
на Панели специального управления (рис. 5.121).
Рис.5. 121