Разработка трехмерной твердотельной модели «Форма для льда» с использованием пакета Компас

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Разработка трехмерной твердотельной модели «Форма для льда» с использованием пакета Компас

Содержание Введение

1. Базовые приемы работы при создании трехмерной модели в пакете Компас

1.1 Создание файла модели

1.2 Абсолютная система координат, координатные плоскости

1.3 Управление изображением

1.3.1 Масштабирование и сдвиг изображения

1.3.2 Поворот модели

1.3.3 Настройка управления изображением

1.4 Ориентация модели

1.4.1 Сохранение текущей ориентации

1.4.2 Настройка изменения ориентации

1.5 Отображение модели

1.6 Перспектива

1.7 Выбор объектов

1.8 Управление видимостью объектов

1.9 Управление цветом и свойствами поверхности объектов

1.10 Требования к эскизам

1.11 Основные операции построения твердотельной модели

1.11.1 Выдавливание (экструзия)

1.11.2 Вращение контура

1.11.3 Протяжение контура по кривой (кинематический элемент)

1.11.4 Построение тела по сечениям

1.12 Элементы оформления детали

2. Разработка трехмерной модели

2.1 Построение основания

2.1.1 Построение прямоугольника

2.1.2 Формообразующая операция Выдавливание

2.2 Добавление новых элементов

2.2.1 Построения сердечка

2.2.2 Формообразующая операция Выдавливание вырезанием

2.3 Построение бортика

2.4 Операция Скругление Заключение Список использованных источников

Введение

КОМПАС — семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации. Разрабатывается российской компанией «Аскон».

КОМПАС автоматически генерирует ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.

Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели[1].

Система КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных параметрических моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как типичные, так и нестандартные, уникальные конструктивные элементы. Параметризация позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа.

Ключевой особенностью КОМПАС-3D является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН.

Область применения КОМПАС-3D определяется основным набором задач, которые он призван решать:

— моделирование изделий с целью создания конструкторской и технологической документации, необходимой для их выпуска (деталировок, сборочных чертежей, спецификаций и т. д.);

— моделирование изделий с целью расчета их геометрических и массо-центровочных характеристик;

— моделирование изделий для передачи геометрии в расчетные пакеты;

— моделирование деталей для передачи геометрии в пакеты разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ;

— создание изометрических изображений изделий (например, для составления каталогов, создания иллюстраций к технической документации и т. д.)[7].

Программа КОМПАС-3D предназначена для создания трехмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. КОМПАС-3D позволяет реализовать классический процесс трехмерного параметрического проектирования — от идеи к ассоциативной объемной модели, от модели к конструкторской документации. Ключевой особенностью КОМПАС-3D является использование собственного математического ядра и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН. Система обладает мощным функционалом для работы над проектами, включающими несколько тысяч подсборок, деталей и стандартных изделий. Она поддерживает все возможности трехмерного твердотельного моделирования, ставшие стандартом для САПР среднего уровня Средства импорта/экспорта моделей (КОМПАС-3D поддерживает форматы IGES, SAT, XT, STEP, VRML) обеспечивают функционирование комплексов, содержащих различные CAD/CAM/CAE системы.

В данной работе представлено детальное описание процесса создания трёхмерного твердотельного объекта.

трехмерная твердотельная модель компас

1. Базовые приемы работы при создании трехмерной модели в пакете Компас Деталь в КОМПАС-3D — это трехмерная модель, включающая одно или несколько тел. Моделирование детали состоит в построении входящих в нее тел. При необходимости над телами детали могут выполняться булевые операции. Ниже представлены базовые приемы работы.

1.1 Создание файла модели Чтобы создать новый файл трехмерной модели, вызывают команду Файл — Создать. В появившемся диалоге выберите нужный тип документа — Деталь или Сборка либо шаблон модели. На экране откроется окно новой модели, изменится набор кнопок на Панели управления, состав панели инструментов и Главного меню. В окне новой модели находится Дерево модели.

После создания файла детали или сборки можно приступить к созданию в нем трехмерной модели[3].

1.2 Абсолютная система координат, координатные плоскости В каждой модели существует абсолютная система координат и определяемые ею плоскости и оси. Название координатных осей и плоскостей появляются в Дереве модели сразу после создания нового файла модели. Изображение абсолютной системы координат модели показывается посередине окна в виде трех ортогональных отрезков красного, синего и зеленого цветов. Общее начало отрезков — это начало абсолютной системы координат модели, точка с координатами 0,0,0. Плоскости показываются на экране условно — в виде прямоугольника красного, синего и зеленого цветов, лежащих в этих плоскостях[3].

1.3 Управление изображением В программе можно управлять масштабом изображения модели на экране, сдвигать и поворачивать модель. В некоторых случаях результат изменения масштаба и положения модели зависит от расположения в пространстве ее габаритного параллелепипеда. После выполнения команды Показать все масштаб отображения модели изменяется так, чтобы проекция ее габаритного параллелепипеда на плоскость экрана вписалась в окно модели. Габаритный параллелепипед модели — условный параллелепипед, грани которого параллельны координатным плоскостям и проходят через наиболее удаленные друг от друга точки объектов модели. Можно выбрать типы объектов, которые будут учитываться при построении габаритного параллелепипеда. Для этого необходимо вызвать команду СервисПараметры — Система — Редактор моделей — Габарит и в появившемся диалоге включают нужные опции[4].

1.3.1 Масштабирование и сдвиг изображения Команда сдвига изображения находится в меню Вид, а команды изменения масштаба — в меню Вид — Масштаб. Кнопки для вызова команды сдвига и некоторых команд масштабирования находятся на панели Вид. Для быстрого сдвига изображения (без вызова специальной команды) можно воспользоваться клавиатурными комбинациями + <�стрелки>. Нажатие на любую из них вызывает перемещение изображения в соответствующую сторону.

1.3.2 Поворот модели При моделировании детали или сборки обычно возникает необходимость видеть ее с разных сторон. Чтобы повернуть модель в окне, вызывают команду Вид — Повернуть. После вызова команды внешний вид курсора изменится. Нажимают левую кнопку мыши в окне модели и, не отпуская ее, перемещают курсор. Модель будет поворачиваться вокруг центральной точки габаритного параллелепипеда.

Если используется мышь с колесом или трехкнопочная, то для вращения модели вокруг центра габаритного параллелепипеда можно перемещать мышь с нажатой кнопкой или колесом. Если при этом удерживать нажатой кнопку, то модель будет вращаться в плоскости экрана.

1.3.3 Настройка управления изображением Настройка управления изображения производится в диалоге, вызываемом командой Сервис — Параметры — Система — Редактор моделей — Управление изображением[3].

1.4 Ориентация модели Положение модели относительно наблюдателя называется ориентацией модели. Для изменения ориентации модели в КОМПАС-3D можно воспользоваться командой поворота модели. Если необходимую ориентацию трудно получить, поворачивать модель мышью, то для изменения ориентации можно пользоваться предусмотренным системой списком названий ориентаций. На панели Вид расположена кнопка Ориентация. Нажатие на стрелку рядом с этой кнопкой вызывает меню с перечнем стандартных названий ориентаций: Сверху, Снизу, Слева, Справа, Сзади, Изометрия XYZ, Изометрия YZX, Изометрия ZXY, Диметрия. Выбирают из этого меню команду, соответствующую нужной ориентации. Модель в окне повернется так, чтобы ее положение соответствовало указанному направлению взгляда[3].

1.4.1 Сохранение текущей ориентации Чтобы сохранить текущую ориентацию модели, выполняют следующие действия:

· нажать кнопку Ориентация на панели Вид; на экране появится диалог со списком существующих в модели названий ориентаций.

· нажать кнопку Добавить и ввести название новой ориентации.

· Выйти из диалога Также в диалоге выбора можно выбрать существующую ориентацию или удалить из списка созданное пользователем название ориентации: устанавливают выделение на ее названии в списке и нажимают кнопку Установить или Удалить.

1.4.2 Настройка изменения ориентации Настройка изменения ориентации производится в диалоге, вызываемом командой Сервис — Параметры — Система — Редактор моделей — Изменение ориентации.

1.5 Отображение модели Чтобы установить тип изображения, выбирают его название в меню Вид — Отображение или нажимают соответствующую кнопку на панели Вид. При работе в КОМПАС-3D доступно несколько типов изображения:

· Каркас — совокупность всех ребер и линий очерка модели.

· Без невидимых линий — совокупность видимых при текущей ориентации модели ребер, видимых частей ребер и линий очерка модели.

· Невидимые линии тонкие — невидимые ребра и части ребер отображаются отличающимся от видимых линий (более светлым) цветом.

· Полутоновое отображение — отображается поверхность модели, учитываются оптические свойства ее поверхности (цвет, блеск, диффузия и т. д.).

· Полутоновое изображение с каркасом — объединение полутонового отображения и отображения без невидимых линий; на экране одновременно показывается поверхность модели с учетом заданных оптических свойств и видимые (при текущей ориентации модели) ребра, видимые части ребер и линии очерка модели[3].

1.6 Перспектива Любой оптический прибор воспринимает изображение предметов, протяженных вдоль его оси, с искажением (в перспективе).

В КОМПАС-3D предусмотрено отображение модели в перспективной проекции. Для получения отображения модели с учетом перспективы необходимо вызвать команду Вид — Отображение — Перспектива. Кнопка для вызова этой команды расположена на панели Вид. Чтобы отключить отображение модели в перспективной проекции, нужно повторно вызвать команду Вид — Отображение — Перспектива[3].

1.7 Выбор объектов Для выполнения многих команд построения трехмерных элементов требуется указание или выделение объектов, на которых базируется построение.

Выделение объектов происходит, когда не активна ни одна команда трехмерных построений. Объекты выделяют для того, чтобы их посмотреть, или перед вызовом какой-либо команды.

Указание объектов происходит в процессе задания параметров текущей команды. Объекты можно выбрать в окне модели или в Дереве модели. При этом в Дереве модели объект выбирается целиком, в окне модели можно выбрать отдельные части объекта.

Выбор скрытых, совпадающих или близко расположенных объектов.

Иногда объект, который требуется выбрать, расположен близко к другим объектам, или наложен на них, или скрыт под ними. Чтобы выбрать один из скрытых, совпадающих или близко расположенных объектов, выполняют следующие действия[4].

1.8 Управление видимостью объектов Вспомогательные оси, плоскости, не задействованные в выполнении операций эскизы, компоненты сборки и другие объекты иногда мешают просмотру изображения модели. Для удобства работы с моделью можно сделать невидимым любой из этих объектов. Чтобы скрыть объект или несколько объектов, их нужно выделить и вызвать из контекстного меню команду Скрыть. Также при нажатии кнопки Скрыть все объекты, расположенные на панели Вид, происходит одновременное скрытие всех типов вспомогательных объектов в модели[3].

1.9 Управление цветом и свойствами поверхности объектов Можно задать цвет и свойства поверхности (степень блеска, прозрачность и т. д.) как для каждой детали, так и для любой отдельной грани. Чтобы задать цвет и свойства поверхности текущей модели (или грани), ее выделяют в Дереве и вызывают из контекстного меню команду Свойства[3].

1.10 Требования к эскизам Эскиз — это сечение объемного элемента. Для создания объемного элемента эскиз должен подчиняться некоторым правилам:

· контуры в эскизе не имеют общих точек, т. е. не пересекаются и не касаются

· контур в эскизе изображается стилем линии Основная Существуют дополнительные (частные) требования, предъявляемые к эскизам, предназначенных для выполнения конкретных операций[3].

1.11 Основные операции построения твердотельной модели

1.11.1 Выдавливание (экструзия) В эскизе должен быть один или несколько контуров, все замкнуты или разомкнуты. После создания эскиза с панели инструментов вызывается команда Выдавливание. Внизу экрана появляется панель свойств, в которой выбирают: направление выдавливания, расстояние на которое выдавливается контур и вид стенки, ее уклон[3].

1.11.2 Вращение контура Ось вращения должна быть изображена в эскизе отрезком сос тилем линии Осевая. Ось вращения должна быть одна, а контуров в эскизе может быть несколько, они не должны пересекать ось вращения.

Типы элементов вращения — тороид, сфероид, при этом выбирается направление вращения и угол вращения[3].

1.11.3 Протяжение контура по кривой (кинематический элемент) При формировании кинематического элемента используется сечение и траектория. Сечение всегда лежит в одном эскизе. Траектория может лежать в одном или нескольких эскизах, либо состоять из эскизов ребер и пространственных кривых. Способ задания траектории не влияет на предъявляемые к ней требования.

Основные параметры — траектория движения, тип движения сечения[3].

1.11.4 Построение тела по сечениям При формировании элемента по сечениям используются сечения и иногда осевая линия. Сечения всегда лежат в эскизах. В качестве осевой линии может использоваться любая пространственная или плоская кривая, например криволинейное ребро, спираль, сплайн, контур в эскизе. Эскизы могут быть расположены в произвольно ориентированный плоскостях[3].

1.12 Элементы оформления детали При необходимости в системе КОМПАС края деталей можно скруглить, сделать фаску. Для этого на панели инструментов выбирается команда Фаска, Скругление. Также существует возможность проставить размеры на готовом чертеже, для этого необходимо вызвать команду Размеры в панели инструментов[3].

2. Разработка трехмерной модели

2.1 Построение основания

2.1.1 Построение прямоугольника В дереве построения детали выбираем Плоскость XY. На рабочем столе появляется прямоугольная рамка, обозначающая фронтальную плоскость.

Нажимаем кнопку «Эскиз» на Панели Инструментов. Затем нажимаем на кнопку «Прямоугольник», построение по центру и вершине. Для этого пользуемся клавиатурной привязкой. В поле Панели свойств вводим высоту 40 мм и ширину 60 мм. Нажимаем на кнопку Создать. В Дереве построения детали появиться новый элемент Эскиз:1.

2.1.2 Формообразующая операция Выдавливание Эскиз является плоским объектом. Для придания объема основанию необходимо указать размер вдоль оси Z. Для этого используют команду Операция выдавливания.

Выбираем ориентацию «Изомерия XYZ»: Панель инструментов >Вид > «Изомерия XYZ».

Затем указываем мышью элемент Эскиз:1 в Дереве построения детали и нажимаем на кнопку Операция выдавливания на Компактной панели инструментов.

На Панели свойств задают параметры операции выдавливания: опция Прямое направление, расстояние 10 мм и нажимаем на кнопку Создать.

В результате выполнения команды создается основание детали — параллелепипед с размерами 40×60×10 мм.

С помощью кнопки Повернуть можно просмотреть деталь, поворачивая ее.

2.2 Добавление новых элементов

2.2.1 Построения сердечка Левой кнопкой мыши щелкаем на верхнюю грань основания и нажимаем на кнопку Эскиз.

С помощью кнопки на Компактной панели создаем сетку из вспомогательных линий: окружностью радиусом 20 мм и 30 мм отмеряем равные расстояния высоты и ширины прямоугольника. Поводим вспомогательные прямые под углом 180? и 90?. Затем с помощью кнопки Вспомогательные прямые задаем расстояния от граней прямоугольника: на панели свойств задаем расстояние в 5 мм, от середины прямоугольника — 5 мм. В полученном прямоугольнике двумя окружностями радиусом 10 мм и двумя касательными прямыми проводим построение сердечка. В Дереве построения детали появляется элемент Эскиз:2.

В Дереве построения выделяем Эскиз:2. На Компактной панели выбираем кнопку Зеркальный массив. На экране отображается зеркальный фантом копии исходного сердечка. Нажимаем кнопку Создать. Затем выделяем полученные два сердечка и также Командой Зеркальный массив создаем их копии.

2.2.2 Формообразующая операция Выдавливание вырезанием В Дереве построения выделяем Эскиз:2 и нажимаем на кнопку Вырезать выдавливанием. На панели свойств задаем параметры операции: направление — обратное, глубина выдавливания — на расстоянии 4 мм. Нажимаем на кнопку Создать.

2.3 Построение бортика Левой кнопкой мыши щелкаем на верхнюю грань объекта и нажимаем кнопку Эскиз. Внутри исходного прямоугольника строим еще один прямоугольник на расстоянии 3 мм от граней исходного прямоугольника. В дереве построения появляется новый элемент Эскиз:3.

Щелкаем по нему левой кнопкой мыши и выбираем команду Выдавливание: направление — прямое, высота выдавливания 3 мм. Нажимаем на кнопку Создать.

2.4 Операция Скругление Нажимаем на кнопку скругление на Компактной панели инструментов. В появившимся диалоговом окне задаем радиус 2 мм и нажимаем на грани, которые необходимо скруглить. Нажимаем кнопку Создать.

Получаем трехмерную твердотельную модель «Форма для льда».

Заключение

В данной курсовой работе была построена трехмерная модель в системе КОМПАС-3D.

Система КОМПАС-3D

Список использованных источников

.

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Компас_(САПР)

2. http:// kompas3d.msk.ru/

3. КОМПАС-3D Руководство пользователя. ЗАО АСКОН, 2010 г., — 656 с.

4. Азбука КОМПАС-3D. ЗАО АСКОН, 2010 г., — 332 с.

5. Лабораторный практикум по созданию машиностроительных чертежей в КОМПАС-график, методические указания; СПГУТД, 2003 г., — 48 с.

6. Твердотельное моделирование в КОМПАС-3D V6 PLUS; СПГУТД, 2004, ;

54 с.

7. http://www.centerit.net/staff/CAD_CAE_CAM/ProgrammiCAD/kompas_3d.ht