Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

________________________

Л. А. Царева

СОЗДАНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ

В СИСТЕМЕ «КОМПАС-3D»

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний к лабораторным работам

по дисциплине «Конструирование и технология элементов систем управления»

Омск 2011

УДК 004.925.84(075.8)

ББК 32.973.2-018я73

Ц18

Создание трехмерных моделей в системе «Компас-3D»: Методические указания к лабораторным работам /Л. А. Царева; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 21 с.

Рассмотрены основные приемы проектирования трехмерных объектов в системе «Компас-3D» на примере построения 3D-модели конденсатора. Описаны особенности интерфейса и приведены базовые приемы работы с трехмерными моделями.

Предназначены для студентов 3-го курса специальности 220201 – «Управление и информатика в технических системах», изучающих конструирование и технологию элементов систем управления, могут быть использованы при самостоятельном конструировании трехмерных моделей элементов печатных плат и систем управления.

Библиогр.: 7 назв. Рис. 39.

Рецензенты: канд. техн. наук, доцент Е. М. Раскин;

канд. техн. наук, доцент В. Я. Шевченко.

________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 5

Лабораторная работа 1. Создание 3D-модели конденсатора КТ4-25 6

1.1. Основные теоретические сведения 6

1.2. Задание на лабораторную работу 6

1.3. Контрольные вопросы 17

Лабораторная работа 2. Создание 3D-моделей электрорадиоэлементов 17

2.1. Основные теоретические сведения 18

2.2. Задание на лабораторную работу 18

2.3. Контрольные вопросы 19

Библиографический список 20

ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия компьютерная графика стала неотъемлемым инструментом конструкторов и проектировщиков, она позволяет осуществлять конструкторские разработки в двух направлениях [3].

Первое направление основано на двумерной геометрической модели и использовании ЭВМ как средства ускорения процесса конструирования и улучшения качества оформления конструкторских документов. Центральное место в этом подходе к конструированию занимает чертеж, который содержит всю необходимую графическую информацию для изготовления какого-либо объекта.

Второе направление базируется на пространственной геометрической модели объекта, которая является наиболее наглядным способом представления оригинала и более мощным и удобным инструментом решения геометрических задач. Чертеж в этих условиях является вспомогательным [1, 2].

При использовании первого направления (традиционный процесс конструирования) обмен информацией осуществляется на основе конструкторской, нормативно-справочной и технологической документации; при использовании второго – на основе компьютерного представления геометрического объекта общей базой данных, что способствует эффективному функционированию программного обеспечения систем автоматизированного проектирования (САПР).

Целью данных методических указаний является обучение студентов основным приемам проектирования трехмерных моделей в системе трехмерного твердотельного моделирования «Компас-3D» [4, 5].

Лабораторная работа 1

СОЗДАНИЕ 3D-МОДЕЛИ КОНДЕНСАТОРА КТ4-25

Цель работы: изучение основных приемов работы с системой «Компас-3D» на примере построения 3D-модели конденсатора КТ4-25.

1.1. Основные теоретические сведения

Полный справочный материал об особенностях системы «Компас-3D» и ее функциях можно найти в самой системе, выполнив в окне программы последовательно команды Справка => Содержание или обратившись на сайт разработчика по адресу http://ascon.ru.

1.2. Задание на лабораторную работу

Исходные данные для построения 3D-модели – корпус конденсатора КТ4-25 и основные размеры (в миллиметрах) – показаны на рис. 1.1. Требуется в системе «Компас-3D» создать 3D-модель конденсатора КТ4-25.

а	б
Рис. 1.1. Схема конденсатора КТ4-25: вид спереди (а) и сверху (б)

1. Запустите систему «Компас-3D».

2. Создайте новую деталь, последовательно выполнив команды Файл => Создать => Деталь.

3. Выберите тип ориентации «Изометрия XYZ» (рис. 1.2).

4. В Дереве модели выберите «Плоскость XY» (рис. 1.3).

Рис. 1.2. Панель для выбора типа ориентации	Рис. 1.3. Панель для выбора рабочей плоскости	Рис. 1.4. Панель «Геометрия»

5. Нажмите кнопку «Эскиз» на панели инструментов.

6. Слева на панели инструментов нажмите кнопку «Геометрия» , активизируется панель «Геометрия» (рис. 1.4).

7. Постройте вспомогательный прямоугольник, внутри которого будет располагаться вид сверху конденсатора. Слева на панели «Геометрия» нажмите кнопку «Прямоугольник» .

8. Задайте произвольное расположение двух точек одной из диагоналей прямоугольника (рис. 1.5).

9. Постройте диагонали прямоугольника (рис. 1.6):

а) на панели «Геометрия» нажмите кнопку «Отрезок» ;

б) укажите точки 1 и 3;

в) укажите точки 2 и 4.

Рис. 1.5. Прямоугольник	Рис. 1.6. Прямоугольник с диагоналями

Рис. 1.7. Меню для изменения стиля линий

Рис. 1.8. Глобальные привязки

10. Нажмите кнопку «Точка» на панели «Геометрия» и разместите точку на пересечении диаго-налей. Завершите команду, нажав на клавишу «Esc».

11. Выделите все линии чертежа (прямоугольник и диагонали) и, нажав правую кнопку мыши, выберите команду «Изменить стиль» (рис. 1.7). В открывшемся окне замените стиль линии «Основная» на «Тонкая».

12. Выберите все типы привязок, выполнив последовательно команды Вид => Панели инструментов => Глобальные привязки, в появившейся панели (рис. 1.8).

13. Совместите точку пересечения диагоналей прямоугольника с началом координат:

а) на панели инструментов слева нажмите кнопку «Параметризация» ;

б) в открывшейся панели нажмите кнопку «Объединить точки» ;

в) последовательно щелкните левой кнопкой мыши на точке пересечения диагоналей, а затем на точке начала координат, размер прямоугольника изменится (рис. 1.9);

г) завершите команду совмещения, нажав на клавиатуре клавишу «Esc».

14. Задайте размеры прямоугольника (корпус конденсатора имеет длину 20 мм и ширину 10 мм) (см. рис. 1.1):

а) на панели инструментов нажмите кнопку «Размеры» ;

б) в открывшейся панели нажмите кнопку «Авторазмер» ;

в) выделите одну из сторон прямоугольника, установите положение размерной линии и в окне (рис. 1.10) установите значение 20;

г) нажмите «ОК»;

д) для другой стороны установите значение 10.

Рис. 1.9. Результат совмещения точек

Рис. 1.10. Окно установки значений длины сторон прямоугольника

Рис. 1.11. Вспомогательный прямоугольник

15. Удалите диагонали прямоугольника (рис. 1.11).

16. Постройте три окружности, задающие контур конденсатора: одну – диаметром 10 мм и две – диаметром 6 мм (см. рис. 1.1);

а) на панели инструмен­тов нажмите кнопку «Геометрия» , а внизу нажмите кнопку «Окруж­ность» ;

б) курсором укажите точку, в которой будет располагаться центр окружности, это начало координат;

в) внизу в свойствах окружности в окне задайте значение 10 (результат показан на рис. 1.12);

г) команду «Окружность» не завершайте;

д) постройте две окружности диаметром 6 мм, центрами их являются точки пересечения первой построенной окружности с осью Х (рис. 1.13);

е) завершите команду «Окружность», нажав «Esc».

17. Переместите малые окружности таким образом, чтобы они касались меньших сторон вспомогательного прямоугольника, а их центры лежали на оси Х (рис. 1.14).

18. Постройте касательные к окружностям:

а) нажмите кнопку «Геометрия» ;

Рис. 1.12. Окружность диаметром 10 мм

Рис. 1.13. Окружности диаметром 10 и 6 мм

Рис. 1.14. Окружности, формирующие контур корпуса конденсатора

б) удерживайте кнопку «Отрезок» до тех пор, пока не откроется панель «Отрезок» ;

в) нажмите кнопку «Касательный отрезок через внешнюю точку» ;

г) на панели «Глобальные привязки» оставьте выделенной только привязку «Касание» (см. рис. 1.8);

д) снова нажмите кнопку ;

е) выделите одну окружность и ведите курсор по второй окружности до тех пор, пока точка касания не превратится в крестик;

ж) щелкните левой кнопкой мыши по этой точке и дважды нажмите «Enter», в результате построены два касательных отрезка (рис. 1.15, а);

з) повторите построения трижды (результат показан на рис. 1.15, б).

19. Поставьте три точки в центрах окружностей:

а) на панели глобальных привязок (см. рис. 1.8) оставьте выделенной привязку «Центр»;

б) на панели «Геометрия» нажмите кнопку «Точка» ;

в) поставьте три точки в центрах всех окружностей.

а

б

Рис. 1.15. Построение касательных: а – построение двух отрезков; б – построение всех касательных

20. Удалите лишние отрезки внутри контура корпуса конденсатора:

а) нажмите кнопку «Редактирование» ;

б) внизу нажмите кнопку «Усечь кривую» ;

в) поочередно удаляйте выделением внутренние ненужные отрезки (рис. 1.16, а) до тех пор, пока не останется только контур корпуса (рис. 1.16, б).

21. Завершите создание пер­вого эскиза, нажав кнопку «Эскиз» на панели инструмен­тов, изображение при­мет вид, показанный на рис. 1.17, а.

22. Создайте модель основания:

а) выделите эскиз;

б) слева на панели инструментов нажмите кнопку «Редактирование детали» ;

в) внизу нажмите кнопку «Операция выдавливания» – изображение примет вид, показанный на рис. 1.17, б;

г) внизу в окне задайте значение расстояния 4;

д) нажмите кнопку «Создать объект» .

Деталь станет объемной (рис. 1.17, в).

23. Создайте модель верхней части корпуса конденсатора:

а) выделите ближайшую к вам грань полученной фигуры, она подсветится зеленым цветом, и нажмите кнопку «Эскиз» , изображение примет вид, представленный на рис. 1.18 (фигура повернется к вам выбранной гранью);

б) нажмите кнопку «Геометрия» ;

а

б

Рис. 1.16. Удаление отрезков: а – редактирование контура; б – контур после редактирования

в) включите все типы глобальных привязок;

г) нажмите кнопку «Окружность» и нарисуйте окружность диаметром 10 мм (рис. 1.19);

д) завершите команду нажатием клавиши «Esc»;

е) завершите создание эскиза, нажав кнопку «Эскиз» ;

ж) в Дереве модели выделите последний эскиз и выполните последовательно команды Операции => => Операция => Выдавливания;

з) в окне установите значение 6;

и) нажмите «Enter».

Результат показан на рис. 1.20.

24. Выполните скругление верхней части корпуса конденсатора:

а) слева на панели инструментов нажмите кнопку «Скругление» ;

а	б	в
Рис. 1.17. Создание модели основания: а – эскиз основания; б – установка толщины основания; в – модель основания

б) выделите то ребро детали, которое необходимо скруглить (рис. 1.21);

в) в окне задайте радиус скругления 1;

г) нажмите кнопку «Создать объект» .

Рис. 1.18. Плоскость построения

Рис. 1.19. Эскиз верхней части корпуса конденсатора

Результат показан на рис. 1.22.

25. Создайте модель подстроечной головки, расположенной на верхней части корпуса конденсатора (см. рис. 1.1):

а) на построенной детали выделите верхнюю грань, она подсветится зеленым цветом;

б) нажмите кнопку «Эскиз» , деталь повернется к вам выбранной гранью (рис. 1.23);

в) нажмите кнопку «Геометрия» ;

г) включите все типы глобальных привязок;

д) нажмите кнопку «Окружность» и нарисуйте окружность диаметром 2 мм, как показано на рис. 1.24;

е) завершите команду нажатием «Esc»;

Рис. 1.20. Результат операции выдавливания для верхней части корпуса конденсатора

ж) завершите создание эскиза, нажав кнопку «Эскиз» (результат показан на рис. 1.25);

и) в Дереве модели выделите последний эскиз и выполните последовательно команды Операции => Операция => Выдавливания;

к) в появившемся окне установите значение 0,5;

л) нажмите кнопку «Создать объект» .

Результат показан на рис. 1.26.

26. Постройте паз в модели подстроечной головки:

а) в Дереве модели выберите «Плоскость ZX»;

б) нажмите кнопку «Эскиз» ;

в) нажмите кнопку «Геометрия» ;

Рис. 1.21. Выбор ребра детали для скругления	Рис. 1.22. Модель после скругления ребра детали
Рис. 1.23. Плоскость построения эскиза подстроечной головки		Рис. 1.24. Эскиз подстроечной головки в плоскости построения
Рис. 1.25. Эскиз подстроечной головки в изометрии XYZ	Рис. 1.26. Модель подстроечной головки

г) нажмите кнопку «Отрезок» и постройте квадрат со стороной 0,5 мм из четырех отрезков так, чтобы ось симметрии квадрата совпадала с осью Y (рис. 1.27);

д) завершите создание эскиза, нажав кнопку «Эскиз» (рис. 1.28).

Рис. 1.27. Эскиз паза в плоскости построения	Рис. 1.28. Эскиз паза в изометрии XYZ

е) в Дереве модели выделите последний эскиз и выполните команды Операции => Вырезать => Выдавливанием;

ж) в появившемся окне (рис. 1.29) выберите два направления выдавливания и установите значения «расстояния 1» и «расстояния 2» равными 1;

Рис. 1.29. Окно установки параметров операции выдавливания

з) нажмите кнопку «Создать объект» .

Результат показан на рис. 1.30.

27. Постройте выводы конденсатора:

а) с помощью кнопки «Повернуть» и левой кнопки мыши поверните деталь так, чтобы она бы развернута к вам нижней стороной (рис. 1.31);

б) выделите нижнюю грань детали, она подсветится зеленым цветом;

в) нажмите кнопку «Эскиз» ;

г) включите все типы глобальных привязок;

Рис. 1.30. Модель с построенным пазом в подстроечной головке	Рис. 1.31. Вид детали для построения эскиза выводов

д) с помощью кнопок «Геометрия» и «Точка» постройте две точки, центры будущих выводов, эти точки должны совпадать с установленными в пункте 19;

е) с помощью кнопок «Геометрия» и «Окружность» начертите две окружности диаметрами 1 мм, как показано на рис. 1.32;

ж) завершите команду нажав «Esc»;

и) завершите построение эскиза, нажав кнопку «Эскиз» (рис. 1.33);

к) в Дереве модели выделите последний эскиз;

л) выполните команды Операции => Операция => Выдавливания;

м) в появившемся окне выберите прямое направление и установите значение расстояния выдавливания равным 5 (рис. 1.34);

н) нажмите кнопку «Создать объект» .

Результат показан на рис 1.35.

На этом построение 3D-модели корпуса конденсатора КТ4-25 закончено. На рис. 1.36, а и б показаны два типа изометрии построенной модели.

Рис. 1.32. Эскиз выводов конденсатора в плоскости построения	Рис. 1.33. Эскиз выводов конденсатора в изометрии XYZ

Рис. 1.34. Окно установки параметров операции выдавливания	Рис. 1.35. Результат построения выводов конденсатора
а	б
Рис. 1.36. 3D-модель корпуса конденсатора КТ4-25: в изометрии XYZ (а) и YZX (б)