СОЗДАНИЕ 3D-МОДЕЛЕЙ СБОРОК В РАЗНЫХ CAD-СИСТЕМАХ

В статье рассматриваются вопросы создания твердотельных моделей сборок в системах КОМПАС- 3D, SolidWorks, Inventor, Creo.

Сборка — трехмерная модель, объединяющая модели деталей, подсборок и стандартных изделий (они называются компонентами сборки), а также информацию о взаимном положении и зависимостях между параметрами компонентов.

1.       Приемы создания 3D-моделей сборок. Основным инструментом при создании и редактировании сборки является окно, в котором в виде структурированного списка (дерева) отражается последовательность построения 3D-модели с перечислением объектов, составляющих сборку. Они отображаются в дереве в порядке создания. Это окно называется:

Дерево модели — в системах КОМПАС-3D, CREO; Дерево конструирования — в системе SolidWorks; Браузер — в системе Inventor.

Сборка формируется из компонентов, хотя есть возможность создания компонента в контексте сборки. Рассмотрим основные этапы создания сборок.

1.1.     Добавление компонента из файла осуществляется с помощью соответствующей команды.

Компонент будет вставлен в текущий документ, при необходимости можно совместить начало локальной системы координат компонента с началом глобальной системы координат сборки.

1.2.    Создание компонента на месте. При формировании сборки можно не только добавлять в нее готовые компоненты с диска, но и создавать их, не выходя из текущего файла сборки, т.е. строить детали и подсборки в контексте сборки, по месту.

1.3.   Задание взаимного положения элементов в сборке. После вставки компонента в сборку задается его приблизительное положение и ориентация. В САD-системах предусмотрено несколько способов задания приблизительного взаимного положения элементов в сборке: поворот компонента вокруг центра его габаритного параллелепипеда, вокруг оси или вокруг точки, сдвиг компонента в любом направлении.

При работе со сборкой можно зафиксировать компонент, чтобы он не мог перемещаться в системе координат сборки. Рекомендуется фиксировать один или несколько компонентов сборки, чтобы при наложении сопряжений перемещение других компонентов было предсказуемым. Первый компонент, вставленный в новую сборку из файла, фиксируется автоматически.

1.4.   Создание массивов компонентов. Одинаковые компоненты (детали или подсборки) могут быть определенным образом упорядочены, например, с помощью построения массива с заданными параметрами.

Команда Массив по образцу позволяет создать массив компонентов текущей сборки, расположив их так же, как расположены объекты другого, уже существующего, массива (образца).

Команда Массив по концентрической сетке позволяет создать массив компонентов сборки, расположив их в узлах концентрической сетки.

Команда Массив вдоль кривой позволяет создать массив компонентов сборки, расположив их вдоль указанной кривой.

Команда Массив по сетке позволяет создать массив компонентов сборки, расположив их в узлах параллелограммной сетки.

Команда Зеркальный массив позволяет создать копию выбранных элементов, симметричную плоскости или плоской грани.

1.5.   Сопряжения в сборке. Сопряжение — это параметрическая связь между компонентами сборки, формируемая путем задания взаимного положения их элементов. В сопряжениях могут участвовать грани, ребра, вершины, графические объекты в эскизах, а также вспомогательные элементы.

В табл.1 перечислены доступные сопряжения в разных системах.

Табл. 1. Сопряжения, доступные в различных системах

1.1.    Формообразующие операции в сборке. В сборке доступны те же операции, что и при создании моделей деталей, за исключением операций создания листового тела и листовых элементов. В табл. 2 перечислены формообразующие операции, реализуемые в различных системах в режиме сборки.

Табл. 2. Формообразующие операции, реализуемые в режиме сборки

Для определенных групп операций необходимо отметить следующие особенности выполнения:

Для операций добавления материала 1-4. Эскизы операций должны быть построены в сборке. При создании и редактировании возможно объединение только с телами, созданными в текущей сборке.

Для операций удаления материала 5-11. Эскизы операций должны быть построены в сборке. Задается область применения — группа компонентов и/или тел, на которую распространяется действие операции.

Для операций построения дополнительных конструктивных элементов 12-16. Команды применимы как к телам (граням, ребрам тел), построенным в сборке, так и телам (граням, ребрам тел) построенным в компонентах.

Булева операция над телами 17 применима и к телам, построенным в сборке, и к телам, построенным в компонентах.

2. Добавление в сборку стандартных изделий. Для ускорения разработки 3-D моделей сборок, содержащих типовые и стандартизованные детали (элементы крепежа, подшипники, пружины и т. д.) удобно применять готовые параметрические библиотеки, которые входят в состав всех САD-систем.

3.    Общие приемы редактирования сборки. При редактировании сборки возможно изменение любого ее компонента. Перечислим некоторые приемы редактирования сборки.

Редактирование эскиза. Если эскиз параметрический, и положение объектов в нем определяется ассоциативными размерами, то можно ввести новые значения этих размеров, что приведет к изменению компонентов сборки.

Размещение эскиза на плоскости. Чтобы сдвинуть и/или повернуть эскиз, необходимо выделить его в Дереве модели и вызвать из контекстного меню команду, которая позволит переместить изображение на плоскости эскиза, не входя в режим его редактирования, либо изменив значения координирующих размеров.

Смена плоскости эскиза. Можно переместить эскиз в другую плоскость или на другую плоскую грань. Формообразующий элемент и созданные на его основе элементы перестроятся в соответствии с новым положением эскиза. При этом могут возникнуть ошибки построения (например, потеря связей).

Редактирование параметров объекта. Чтобы отредактировать формообразующий элемент, необходимо выделить его любой элемент, вызвать команду редактирования и отредактировать нужные параметры.

Редактирование модели с помощью Указателя окончания построения. С помощью указателя можно условно удалять объекты из модели, а также изменять порядок построения модели (вставка «пропущенной» операции).

Изменение порядка построения возможно путем «перетаскивания» объектов мышью прямо в Дереве модели.

Исключение объектов из расчетов позволяет перестроить модель так, как будто указанный объект удален, однако информация о нем сохраняется в документе.

4.   Примеры 3D-моделей сборок. На рис. 2 показаны твердотельные модели сборок, созданные на основе положений, рассмотренных в предыдущих разделах.

В книгах [1], [2] авторов статьи подробно рассмотрены этапы создания моделей и конструкторской документации сборок, показанных на рис. 2.

Список литературы

1. Большаков В. П., Бочков А. Л. Основы 3D-моделирования. Изучаем работу в AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor. – СПб.: Питер, 2013. — 304 с.

2. Большаков В. П., Бочков А. Л., Лебедева Е. А., Чернов А. В. Твердотельное моделирование сборочных единиц в САD-системах: Учебное пособие для вузов. – СПб.: Питер, 2018. — 368 с.