Часть 1. Создание модели короба

Работа № 12

Форма и формообразование.
Параллелепипед

Цель работы: Изучение приемов работы с виртуальным инструментом Прямоугольник. Создание трехмерной модели Параллелепипед. Работа выполняется в подсистеме трехмерного моделирования.

Введение

Анализ формы изделий, показывает, что чаще всего, сложная форма детали получается в результате "сложения" или "вычитания" базовых геометрических тел, которые называются формообразующими элементами.

Такими простейшими геометрическими телами являются призма (и ее частный случай параллелепипед), пирамида, цилиндр, конус, шар, тор и др.

В технике простейшие геометрические тела рассматриваются как конструктивные и технологические элементы.

В системе КОМПАС-3D LT, в отличие от более ранних систем твердотельного моделирования, уже не используются простейшие геометрические тела (их называют также "примитивами" – от английского слова primitive) – рис. 12.1.

Рис. 12.1. Группа простейших геометрических тел,
построенных в системе КОМПАС-3D LT.

В системе КОМПАС-3D LT модели геометрических тел "создаются" в два этапа. На первом этапе выполняется эскиз-чертеж заготовки в какой-либо плоскости. На втором этапе к эскизу применяются твердотельные операции: операция Выдавливание, операция Вращение и Кинематическая операция. При этом вы можете управлять свойствами модели геометрического тела как в процессе ее создания, так и в процессе редактирования.

Вспомним основные операции твердотельного моделирования.

Выдавливание эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза

Эскиз	Результат операции
	Тонкая стенка

Вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза

3. Кинематическая операция – перемещение эскиза вдоль указанной направляющей

Построение тела по нескольким сечениям-эскизам

Каждая операция имеет дополнительные возможности – опции, позволяющие изменять правила построения тела.

Система КОМПАС-3D LT широко использует булевы операции. На примере двух тел легко показать результат выполнения булевых операций:

Исходные тела
Булевы операции с исходными телами
объединение (сложение)	вычитание	пересечение

Часть 1. Создание модели короба

Задание 1. Создание модели твердотельного прямоугольного параллелепипеда

Создайте сплошной (твердотельный) прямоугольный параллелепипед. Размер основания 100´100 мм. Высота параллелепипеда 80 мм. Параллелепипед должен находится в области положительных значений координат x, y, z, т.е. в первом квадранте прямоугольной системы координат в пространстве.

1.1. Запустите систему КОМПАС-3D LT.

1.2. Закройте окно справки.

1.3. Откройте созданный в работе № 10 шаблон документа (Шаблон ГОСТ) с установленной Изометрией ГОСТ.

1.4. Выберитев Дереве модели Горизонтальную плоскость (XY).

1.5. Выполнитекоманду Эскиз.

1.6. Выберите команду Прямоугольникпокоординатам точек диагонали – .

Панель свойств команды Прямоугольник имеет вид рис. 12.2.

Рис. 12.2. Панель свойств команды Прямоугольник.

Расширенная панель этой команды содержит также команды Прямоугольник по центру и вершине – и Многоугольник – .

Команда Многоугольник позволяет построить многоугольник с заданным числом сторон. При этом можно задавать радиус вписанной или описанной окружности (переключатель Способ построения многоугольника: по описанной или вписанной окружности ).

Давайте разберемся, какой квадрант трехмерной системы координат является положительным.

Положительным квадрантом трехмерной системы координат будет тот, у которого все три координаты положительные, т.е. x>0, y>0, z>0.

В нашем случае при построении эскиза в Горизонтальной плоскости ось OX плоскости эскиза совпадает по направлению с осью OX трехмерной системы координат, а ось OY плоскости эскиза направлена в противоположную сторону оси OZ трехмерной системы координат (рис. 12.3).

Поэтому, для того чтобы основание параллелепипеда располагалось в положительном квадранте трехмерной системы координат его надо создавать с отрицательными значениями координат по оси OY плоскости построения эскиза.

Рис. 12.3.

1.7. По запросув строке сообщений привяжитесь к началу координат – точка (0; 0) (первая точка прямоугольника). Затем активизируйте поле ввода координат второй точки (Alt+<2>) и введите ее координаты т2: (100; -100).

1.8. Если не включен режим автосоздания, то выполните команду Создать объект (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Эскиз-прямоугольник для построения параллелепипеда.

1.9. Завершитеработу с эскизом.

Итак, мы получили заготовку параллелепипеда – эскиз его основания (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Эскиз Прямоугольник – основание параллелепипеда.

1.10. Выберите в Дереве построений узел Эскиз: 1 (рис. 12.6) и примените к нему операциюВыдавливание. Параметры операции: направление выдавливания – Прямое, расстояние выдавливания 80 мм, Тип построения тонкой стенки – Нет. При выборе другого типа построения вы получите короб без дна!

Рис. 12.6.

1.11. Создайтеобъект. В Дереве модели должен появиться узел Операция выдавливания: 1.

1.12. Рассмотрите модель параллелепипеда в различных режимах отображения (рис. 12.7).

Каркас Невидимые линии тонкие Полутоновое

Рис. 12.7.

1.13. Сохраните деталь в файле под именем Параллелепипед.

Задание 2. Применение операции Вырезать выдавливанием(булева операция Вычитание) для создания короба

Внимание.

До сих пор мы вели построение моделей, используя эскизы в трех заданных плоскостях: фронтальной, горизонтальной и профильной. Система позволяет строить эскизы в любых плоскостях, в том числе в плоскостях, совпадающих с гранями деталей.

Используя ранее созданную деталь Параллелепипед, создайте деталь Коробка. Толщина стенок коробки – 4 мм.

Указание.

1. Для того чтобы из твердотельного параллелепипеда получить коробку, нужно из него вычесть параллелепипед размерами 92´92 мм и высотой 76 мм.

2. Эскиз основания вычитаемого параллелепипеда должен находится на верхней (горизонтальной) грани исходного параллелепипеда.

2.1. Выберите режим отображения модели Каркас (рис. 12.8).

2.2. Поместите курсор на верхнюю грань детали: он должен принять форму , при этом ребра грани выделяются цветом и пунктиром. Выделите ее щелчком мыши.

2.3. Выполнитекоманду Эскиз. Обратите внимание на направление осей координат в выбранной плоскости (рис. 12.9).

Рис. 12.8.

2.4. Выберите команду Прямоугольник и введите координаты диагонали: (4; -4) и (96; -96) (рис. 12.10).

Рис. 12.9. Создание эскиза в плоскости верхней грани параллелепипеда.

2.5. Создайтеобъект (если отключен режим автосоздания) и закончите работу с эскизом.

Рис. 12.10.

2.6. Выберите команду Вырезать выдавливанием – .

2.7. На Панели свойств операции (рис. 12.11) установите:

Рис. 12.11. Панель свойств операции Вырезать выдавливанием.

· расстояние выдавливания: 76 мм;

· Тип построения тонкой стенки – Нет.

2.8. Выберите команду Создать объект.

Нужная нам заготовка коробки построена (рис. 12.12).

Каркас Полутоновое

Рис. 12.12.

Задание 3.

Так как коробка должна закрываться крышкой, то снимем на глубину 30 мм от верхней грани коробки слой материала толщиной 2 мм.

3.1. Выберите ориентацию вида – Сверху.

3.2. Выделите верхнюю грань коробки. Т.к. она тонкая, то может потребоваться увеличение масштаба изображения, например, рамкой.

3.3. ВыполнитекомандуЭскиз.

3.4. Установите режим отображения Невидимые линии тонкие. Измените, если нужно, масштаб отображения.

3.5. Создайте эскиз-прямоугольник с координатами точек диагонали (не забудьте: нам нужно снять материал по толщине 2 мм!): (2; -2) и (98; -98) (рис. 12.13).

Рис. 12.13.

3.6. После завершения работы с эскизом примените к нему операцию Вырезать выдавливанием. Параметры операции:

· Тип построения тонкой стенки – Наружу, толщина стенки – 2 мм;

· расстояние выдавливания – 30 мм.

При изменении параметров вы можете наблюдать соответствующие изменения на фантоме нашей детали (рис. 12.14).

Рис. 12.14.

3.7. Создайтеобъект и вы увидите изображение почти законченной коробки – рис. 12.15.

Рис. 12.15.

Часть 2. Скругление ‑ технологический элемент.

Технологически достаточно сложно изготовить деталь, когда соответствующие грани составляют в точности какой-либо угол. В нашем примере – это прямой угол.

Задание 4. Скругление ребер коробки

Примените операцию Скругление для внешних вертикальных ребер коробки, радиус скругления 2 мм. Для ребер, которые попадают под крышку, внутренних ребер, включая ребра на дне коробки, – радиус скругления 1 мм.

4.1. Поместите курсор на внешнее ребро детали и, когда он примет вид , нажмите кнопку мыши – ребро выделено: оно обозначается пунктиром и другим цветом.

4.2. Выберите команду Скругление– на инструментальной панели Редактирование детали. Рассмотрите Панель свойств команды (рис. 12.16).

Рис. 12.16. Панель свойств команды Скругление.

4.3. На вкладке Параметры введите радиус 2 мм и нажмите кнопку Создать объект. Скругление одного ребра выполнено (рис. 12.17).

Рис. 12.17. Скругление ребер короба.

Операцию можно применять для группы ребер, на которых требуется построить скругление одного радиуса (объединение объектов в группу производится при нажатой клавише Ctrl).

4.4. Проведитескругление внутренних ребер (включая ребра на дне коробки), а также ребер, попадающих под крышку. Радиус скругления 1 мм.

Если вы сделали верно, то изображение коробки будет иметь следующий вид – рис. 12.18.

Рис. 12.18. Модель коробки.

4.5. Выберите по своему усмотрению цвет детали и измените оптические свойства поверхности.

4.6. Сохраните построенную модель под именем Коробка.