- •«Системы автоматизированного проектирования»
- •Введение в трехмерное моделирование
- •1. Геометрические модели
- •2. Виды трехмерного моделирования
- •2.1. Каркасное моделирование
- •2.2. Поверхностное моделирование
- •2.3. Твердотельное моделирование
- •3. Принципы твердотельного моделирования деталей и сборок
- •4. Создание модели детали
- •4.1. Система координат и плоскости проекций
- •4.2. Создание основания детали
- •4.2.1. Общие требования к эскизам
- •4.2.2. Элемент выдавливания
- •4.2.3. Элемент вращения
- •4.2.4. Кинематический элемент
- •1. Эскиз–сечение.
- •2. Эскиз–траектория.
- •4.2.5. Элемент по сечениям
- •4.3. Приклеивание и вырезание дополнительных элементов
- •1. Эскиз–сечение.
- •2. Эскиз–траектория.
- •1. Эскиз–сечение.
- •2. Эскиз–траектория.
- •4.4. Дополнительные конструктивные элементы
- •4.5. Сечение, зеркальное копирование и построение массивов элементов
- •4.6. Построение вспомогательных элементов
- •4.7. Ассоциативный чертеж детали
- •5. Практикум по трехмерному моделированию деталей
- •5.1. Основание
- •5.2. Вкладыш
- •5.3. Радиатор
- •В меню Операции выберите команду Сечение / По эскизу. В результате получится следующее объёмное изображение детали.5.4. Втулка
- •5.5. Крышка
- •5.6. Корпус
- •5.7. Кронштейн
- •6. Пример оформления работы №1
- •423810, Г. Набережные Челны, ул. Низаметдинова, 68/19
1. Геометрические модели
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. На рис. 1. показано, какие задачи решаются с помощью геометрической модели в системе автоматизированного проектирования (САПР). Под геометрическими моделями понимаются модели, содержащие информацию о форме и геометрии изделия, технологическую, функциональную и вспомогательную информацию.
Рис. 1. Задачи, решаемые с помощью геометрической модели
Развитие методов и средств геометрического моделирования определило изменение ориентации графических подсистем САПР. В САПР можно выделить два вида построения графических подсистем:
1. Ориентированные на чертеж.
2. Ориентированные на объект.
Системы первого поколения, ориентированные на чертеж, обеспечивают необходимые условия для создания конструкторской документации. В таких системах создается не объект (деталь, узел), а графический документ.
Эволюция графических подсистем САПР привела к тому, что системы, ориентированные на чертеж, постепенно утрачивают свое значение (особенно в области машиностроения) и все большее распространение получают системы, ориентированные на объект. На рис. 2 показана эволюция ориентации графических подсистем САПР за последние десятилетия.
Рис. 2. Ядро графической подсистемы САПР:
а – чертеж; б – данные чертежа; в – трехмерная геометрическая модель
На начальных этапах разработки и внедрения САПР основным документом обмена между различными подсистемами был чертеж (рис. 2а). Следующее поколение графических подсистем использовало в качестве данных, через которые обеспечивался обмен с функциональными подсистемами САПР, данные чертежа (рис. 2б). Это позволило перейти на безбумажную технологию проектирования. В графических подсистемах, интегрированных САПР, ядром являются трехмерные геометрические модели проектируемых изделий (рис. 2в). При этом различные двумерные изображения трехмерной модели формируются в таких подсистемах автоматически.
Геометрические трехмерные модели, используемые в САПР, можно разделить на три типа:
1. Каркасные ("проволочные") модели.
2. Поверхностные модели.
3. Модели сплошных тел (объемные модели).
2. Виды трехмерного моделирования
В трехмерном пространстве добавляется третья ось Oz, перпендикулярная к плоскости Оху Положительным направлением этой оси принято считать направление движения винта с правой резьбой, который вращается вокруг оси против часовой стрелки.
Система координат называется правой, если совмещение положительной полуоси х с положительной полуосью у осуществляется поворотом оси Ох против часовой стрелки на угол, меньший (рис. 3). В противном случае система координат называется левой.
Рис. 3. Правая система координат
Правая система координат является общепринятой в начертательной геометрии, используется в ГОСТ 2.317 – 69 "Аксонометрические проекции". Однако в CAD – системах расположение стандартных плоскостей проекций относительно осей может отличаться от общепринятых.