Синхронная технология. Эскиз детали в синхронной среде Solid Edge

Содержание 

Введение……………………………………………………………………………….…3

      1Основные принципы 3D моделирования ……………………………………...4

2 Создание  объёмных элементов…………………………………………….......5

      3 Эскизы и операции……………………………………………………………...7

      4 Основные термины 3D модели………………………………………………...9

      5 Основание модели …………………………………………………………….10

      6 Синхронная технология.  Эскиз  детали в синхронной среде  Solid Edge…..12

Заключение …………………………………………………………………………….17

Приложение А (Справочное) Библиографический список……………………….…18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

         Различные возможности  и границы применения вычислительной техники для автоматизации проектирования определяются уровнем формализации научно-технических знаний в конкретной отрасли. Чем глубже разработана теория того или иного класса технических систем, тем большие возможности объективно существуют для автоматизации процесса их проектирования.

         Применение ЭВМ  при проектно-конструкторских работах в своем развитии прошло несколько стадий и претерпело значительные изменения. С появлением вычислительной техники был сделан акцент на автоматизацию проектных задач, имеющих четко выраженный расчетный характер, когда реализовывались методики, ориентированные на ручное проектирование. Затем, по мере накопления опыта, стали создавать программы автоматизированных расчетов на основе методов вычислительной математики (параметрическая оптимизация, метод конечных элементов и т. п.). С внедрением специализированных терминальных устройств появляются универсальные программы для ЭВМ для решения как расчетных, так и некоторых рутинных проектных задач (изготовление чертежей, спецификаций, текстовых документов и т. п.). В последние годы большое внимание уделяется автоматизации расчетно-конструкторских работ при проектировании типовых узлов и агрегатов, когда синтез конструкции проводится эвристически, а основные параметры выбираются и оптимизируются в интерактивном режиме диалога проектировщика и ЭВМ.

    Ярко  выраженная полярность систем программного обеспечения САПР, существовавшая долгие годы, предлагала на выбор или мощные дорогостоящие “тяжелые” системы (класса CATIA, EUCLID, CADDS5, Pro/Engineer, Unigraphics) или “легкие” продукты, в основном отвечающие за выпуск чертежно-конструкторской документации или обеспечивающие ограниченное твердотельное моделирование. В данные системы программного обеспечения САПР вложены общие принципы параметрического твёрдотельного моделирования.

    Твёрдотельное параметрическое моделирование детали базируется на создании дерева построений, отражающего этапы ее формообразования. Исходные примитивы, добавляемые к текущей модели или вычитаемые из нее, формируются на базе плоского эскиза (плоского замкнутого контура без самопересечений), выполненного в произвольно ориентированной плоскости. К ним относятся тела вращения и выдавливания, тела, полученные сопряжением произвольно ориентированных сечений или сдвигом. Мощный аппарат наложения размерных и геометрических связей (ограничений) на геометрические элементы обеспечивают построение параметрической модели с возможностью изменения произвольного параметра, связывания его с значением другого параметра и т.п. Сохраняется неразрывная связь эскиз - твердое тело, дающая возможность при необходимости корректировать модель через изменение её эскиза.  
 
 

      1  Основные принципы 3D моделирования 

      Во  всех современных системах трёхмерного  моделирования построение твёрдотельной  модели выполняется по общему принципу, который заключается в последовательном выполнении операций объединения, вычитания и пересечения над объёмными элементами (призмами, цилиндрами, пирамидами, конусами и т.д.) На рисунке 1 показан пример построения простой модели с помощью упомянутой последовательности операций. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 1 - Построение простой модели 

      Вначале создаётся прямоугольная призма, лежащая в основании детали (1). Затем к модели добавляется цилиндрическая бобышка путём объединения призмы с цилиндром (2). К получившемуся в результате телу добавляется усечённая пирамида (3). Наконец, в модели выполняется построение отверстия путём вычитания из неё цилиндра (4).

      Многократно выполняя эти простые операции над  различными объёмными элементами можно  построить самую сложную модель. 
 
 
 
 
 

2 Создание объёмных элементов 

      Для создания объёмных элементов используется перемещение плоских фигур в пространстве. В процессе перемещения эти фигуры ограничивают часть пространства, которая и определяет форму элемента. Ниже показаны типовые перемещения плоских фигур и полученные в результате объёмные элементы различной формы.

      Перемещение прямоугольника в направлении, перпендикулярном его плоскости, приведёт к формированию призмы, которую можно рассматривать как прямоугольную пластину определённой толщины (рис. 2).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 2 - Перемещение прямоугольника в  направлении, перпендикулярном его плоскости 

      В результате поворота ломанной линии  на 360˚ вокруг оси, лежащей в плоскости  ломанной, будет сформирован объёмный элемент. Этот элемент будет представлять собой вал, состоящий из цилиндрических  и конических участков (рис. 3). 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3 – Вал полученный поворотом  ломанной линии вокруг оси 

      Если  окружность переместить вдоль направляющей кривой, то будет получен объёмный элемент, представляющий собой круглый  стержень определённого диаметра и  формы (рис. 4). 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 4 – Стержень полученный перемещением окружности вдоль направляющей кривой 
 

      Объёмный  элемент может быть сформирован  на основе эскизов, которые рассматриваются  как сечения элемента в нескольких плоскостях (рис. 5). 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 5 – Объёмный элемент 
 

      3 Эскизы и операции 

      Плоская фигура, в результате перемещения  которой образуется объёмное тело называется эскизом, а само перемещение - операцией 

      Эскизы 

      Эскиз может располагаться на одной  из стандартных плоскостей проекций, на плоскости грани созданного ранее элемента, или на вспомогательной плоскости, положение которой определено пользователем.

      Эскизы  изображаются средствами модуля плоского черчения и состоят из отдельных  графических примитивов: отрезков, дуг, окружностей, ломанных линий и т.д. При этом доступны все команды построения и редактирования изображения средства создания параметрических зависимостей и различные сервисные возможности.

      В эскиз можно скопировать изображение  и созданного ранее чертежа или  фрагмента, это позволяет при создании трёхмерной модели использовать существующие плоские чертежи. 

      Операции 

      Можно выделить четыре самые важные операции для построения объёмных элементов. Они используются чаще остальных, и  создание трёхмерной модели обычно начинается с использования одной из этих команд – это уже рассмотренные выше типовые перемещения плоских фигур:

• Операция выдавливания – выдавливание эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза;
• Операция вращения – вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости эскиза;
• Кинематическая операция – перемещение эскиза вдоль направляющей;
• Операция по сечениям – построение объёмного элемента по нескольким эскизам (сечениям).

 

      Операция  может иметь дополнительные возможности (опции), которые позволяют изменять или уточнять правила построения объёмного элемента. Например, если в операции выдавливания прямоугольника дополнительно задать величину и направление уклона, то вместо призмы будет построена усечённая пирамида (рис. 6).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 6 – Усечённая пирамида 

      Таким образом, процесс создания трёхмерной модели заключается в многократном добавлении или вычитании дополнительных объёмов. Каждый из них представляет собой элемент, образованный при  помощи операций над плоскими эскизами, но из этого правила есть исключение. Например, такие элементы, как фаски или скругления не нуждаются в создании эскизов. При выборе операции нужно в первую очередь определить, будет ли создаваемый элемент вычитаться из имеющегося на данный момент тела, или добавляться к нему. Примерами вычитания объёма из детали могут быть различные отверстия, проточки, канавки, пазы, а примерами добавления объёма – бобышки, выступы, рёбра (рис. 7). 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 7 – Вычитание объёма из тела 
 

      4 Основные термины 3D модели 

      Объёмные  элементы, из которых состоит трёхмерная модель, образуют в ней грани, рёбра, вершины:

• Грань – гладкая (необязательно плоская) часть поверхности детали. Гладкая поверхность детали может состоять из нескольких граней.
• Ребро – прямая или кривая, разделяющая две смежные грани.
• Вершина – точка на конце ребра.
• Тело детали - замкнутая и непрерывная область пространства, ограниченная гранями детали. Считается, что эта область заполнена однородным материалом, из которого изготовлена деталь.

 

      Кроме того в модели могут присутствовать дополнительные элементы: символ начала координат, плоскости и оси (рис. 8.).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 8 - Объёмные элементы, из которых состоит трёхмерная модель 
 

      5 Основание модели 

      Построение  модели начинается с создания её основания – первого формообразующего элемента. Основание есть у любой детали и оно всегда одно. Понятно, что создание основания всегда связано с добавлением материала, так как до его появления вычитать материал просто не из чего.

      В качестве основания можно использовать любой из четырёх основных типов формообразующих элементов: элемент выдавливания, элемент вращения, кинематический элемент и элемент по сечениям.

      Чаще  всего в качестве основания следует  использовать тот элемент детали, к которому удобнее добавлять все прочие элементы. Часто такой подход полностью или частично повторяет технологический процесс изготовления детали (рис. 9).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 9 – Основание и дополнительные элементы детали

      В качестве основания можно рассматривать  элемент детали, относительно которого заданы положение, размеры или форма  большинства других элементов (рис. 10).