Моделирование в Solid Works
Леонид Поляков.
Моделирование в Solid Works.
Вкратце, особенности параметрического моделирования:
- Возможность описания объектов размерами. Важное свойство, малораспространенное в пакетах трехмерной графики. В том же 3DSMAX парметры-размеры есть только у примитивов (например радиус у круга), во всех остальных случаях единственный способ изменить элемент - поменять координаты вершин или контрольных точек.
- Связи. Описывать элементы можно не только размерами, но и связями, (перпендикулярность, касательность, концентричность и т.д.)
- Изменение элемента на любом этапе моделирования. Эта особенность ударными темпами внедряется во все пакеты трехмерной графики. Так, в 3DSMAX с версии 3.0 у boolean'ов появилась опция Extract Operand, позволяющая редактировать параметры отдельных операндов. Тем не менее, в графических пакетах все это еще слаборазвито.
Пример связей:
Точка A - начало координат, к ней, в конечном счете, осуществляется привязка.
Точка B - центр окружности 3
Присутствующие связи:
- A и B - вертикальность (лежат на одной вертикальной прямой)
- 1, 5 - вертикальность.
- 6,2,4 - горизонтальность
- 2,4 - коллинеарность (отрезки лежат на одной прямой)
- 2,4 - равенство длин
- 6,A - средняя точка (точка A лежит в середине отрезка 6)
- 2,B - совпадение (точка B лежит на той же прямой, что и отрезок 2)
Не пугайтесь такого обилия связей - большинство из них определяется автоматически, да и на установку остальных уходит несколько секунд.
Структура модели в SW.
Такая же, как и во всех пакетах параметрического моделирования. В основе модели лежат конструкционные элементы - плоскости, точки или оси, на которых из "элементов эскиза" (т.е., отрезков, дуг и т.д) строятся "эскизы" (рис 1.) - 2-х или 3-х мерные кривые, как правило замкнутые. Аналог в графических пакетах - shapes. Эскизы, в свою очередь, являются основой для "элементов детали" (рис 2.) из которых строится деталь (рис 3.). Элементы детали являются аналогами 3DSMAX' овских modifer'ов, таких как Lathe, Extrude и пр. Два отличия - отсутствие специальной команды boolean, элементы сразу создаются слитыми или вырезанными; операция intrersection не поддерживается. Другое отличие - элементы детали не могут разделяться пространством. Если вы попытаетесь нарисовать два цилиндра, нигде не пересекающихся (точнее, не имеющие ни одной общей кромки или грани) - из этого ничего не выйдет.
Пример создания простейшей модели в SW.
Для того, чтобы нормально работать в Solid Works, постарайтесь достать русскую версию этого продукта - существуют две прекрасно локализованные вместе со справочными системами 99 и 2000 версии этого продукта. В данном примере я не буду описывать интерфейс SW и даже подробно объяснять назначение кнопок в панели инструментов. Как говорил мой преподаватель по инженерной графике - "это все есть в справочнике", в данном случае - в хелпах. SW - программа с исключительно понятным интерфейсом, вряд ли вам понадобится более подробная инструкция, нежели представленная ниже.
Итак, порывшись по книжкам я нашел достаточно простую и удобную для моделирования деталь - гайку-барашек (для потенциальных критиков: чертеж выполнен с некоторым нарушением ГОСТ'ов, зато так он становится удобным для воплощения в модель.
Перед началом моделирования разобьем деталь на отдельные элементы, их 6. Коническое основание - бобышка, два уха, два отверстия в них и отверстие в бобышке. Уши с отверстиями симметричны - остается 4 элемента (фактически - 5; пятый - отражение).
Итак. Создайте эскиз (кнопка эскиз/панель эскиз) на плоскости "Plane 1", используйте кнопку перпендикулярно/панель виды для разворота текущего вида в выбранную плоскость. Создайте осевую линию, проходящую через исходную точку, затем постройте неправильный четырехугольник, как на чертеже. Старайтесь рисовать его ближе к оригиналу, дабы связи по-максимуму устанавливались автоматически.
Затем проставьте размеры (кнопка размер/панель эскиз). В результате всех этих пертурбаций эскиз должен полностью почернеть, а на нижней информационной панельке появиться надпись "определен". Если это не так, и эскиз остался синим - придется вручную добавлять связи (кнопка добавить взаимосвязь/панель взаимосвязи эскиза).
Вы можете оставить эскиз недоопределенным - тогда ошибки, возможно возникнущие при изменении эскиза или добавлении элементов останутся на вашей совести. Теперь выберите осевую линию и нажмите кнопку "повернутая бобышка/основание" на панели "элементы", затем "ОК". Следующий элемент - ухо. Создайте новый эскиз на плоскости "Plane 1".
Вероятнее всего, в этом эскизе не все связи будут определены автоматически и вам придется добавить недостающие. Вот полный список связей. A и В - точки, соответственно исходная и центр дуги 3. I-III - кромки уже созданной бобышки, их тоже можно использовать для привязки. Итак:
- 2 и 3 - касательность
- 3 и 4 - касательность
- 5 и II - совпадение
- 1 и III - совпадение
- С и 1 - совпадение
- D и 1 - совпадение
- 1 и 5 - горизонтальность
- 6 - вертикальность
- A и 6 - совпадение (эта связь может быть автоматически заменена другой или другими, добавляйте ее в последнюю очередь)
Нажмите "вытянутая бобышка/основание" с панели "элементы", установите "тип" - от средней поверхности, "глубина" - 6, "ОК".
Теперь проделаем дырку в ухе. Нажмите "отверстие под крепеж" панель "элементы". Установите "тип отверстия" - "простое", "диаметр" - 10, "тип" - "через все". При этом опция "тип отверстия" может измениться автоматически - не обращайте внимания. Нажмите "далее", затем выберите точку - центр отверстия, круглую кромку уха и установите связь "концентричность". Затем "готово". Теперь нам необходимо зеркально отразить ухо с отверстием. Выберите в меню "Вставка" пункт "Массив/зеркало / зеркальное отражение"
В списке "Плоскость симметрии" выберите "Plane 3", в списке "Копировать элементы" - ухо и отверстие в нем. Проделайте в верхней грани бобышки концентричное ей сквозное отверстие диаметром 16.
По большей части деталь готова, осталось добавить скругления граней. Скругления или галтели добавляются кнопкой "скругления" н панели "элементы". Радиусы скруглений подбирайте по своему вкусу, я делал так: общая кромка между верхней гранью бобышки и верхней гранью уха - радиусом 5. Затем общие кромки боковой грани бобышки и боковых граней ушей - радиусом 3. Затем кромка между верхней и боковой гранями бобышки, она же общая между боковой и верхней гранями ушей - радиусом 1. Нижняя кромка бобышки - радиусом 0.5. Напоследок - для реалистичности модели - грани отверстий радиусом 0.2.
Экспорт-импорт:
Осуществляется двумя путями: IGES (solid->NURBS) и stl (solid->mesh).
Учтите, что файлы stl открываются в течении довольно длительного времени, а IGES - не всегда корректно. Красивый выход из положения - использовать Rhino в промежуточной стадии: он, с одной стороны, абсолютно корректно открывает IGES, с другой - умеет создавать гладкие красивые сетки и сохранять их во множество разных форматов.
Визуализация модели проведена в 3DSMAX3.1. Импорт осуществлен по схеме
SW->IGES->Rhino->DWG->3DSMAX. Весь процесс от создания модели до визуализации занял у меня около 20 минут.
Обратная связь: leonidpol@mail.ru