Тема 9. Тривимірна (3D) графіка. КОМПАС-3D

Для створення форми об’ємних елементів виконується переміщення плоскої фігури в просторі, траєкторія (слід) від якої визначає форму елемента (наприклад, переміщення багатокутника утворить призму, обертання лінії навколо осі – тіло обертання і т. д.).

Ескізи

Проектування нової деталі завжди починається зі створення її базового тіла шляхом виконання операції над ескізом (чи декількома ескізами), яке надалі будемо називати основою. Під основою розуміють геометричний об’єкт, створений першим, до якого в процесі подальшого проектування будуть додавати (чи віднімати) інші геометричні об’єкти, виконуючи булеві операції. Основа є обов’язково в кожній деталі.

Ескіз – об’єкт з якого починається створення твердотільної деталі. Він може бути розміщеним в одній з ортогональних площин проекції, на плоскій грані існуючого вже тіла чи в допоміжній площині, положення якої задано користувачем.

Виконання ескізу на площині виконується стандартними засобами креслярсько-графічного редактора КОМПАС-Графік. При створенні ескіза доступні всі команди побудови і редагування зображення, команди параметризації і сервісні можливості редактора. Єдиним виключенням є неможливість введення деяких технологічних позначень, об’єктів оформлення та таблиць.

Ескіз може містити і текст. По закінченні створення ескізу всі тексти в ньому перетворяться в один чи декілька контурів, що складаються з кривих NURBS (нерегулярний раціональний В-сплайн).

Вимоги до ескізу:

• Області не повинні мати самоперетин або ж бути відкритим.
• Вісь обертання не повинна перетинати область не більше чим в одній точці.

Операції

Системою передбачені наступні базові операції:

• видавлювання – створення об’ємного елемента (деталі) шляхом переміщення ескізу в напрямку, перпендикулярному площині ескізу;
• обертання – створення об’ємного елемента (деталі) шляхом обертання ескізу навколо осі, що лежить у площині ескізу;
• кінематична – створення об’ємного елемента (деталі) шляхом переміщення ескізу вздовж зазначеної напрямної;
• по перерізах – створення об’ємного елемента за декількома перерізами-ескізами, які розглядаються як перерізи цього елемента в декількох паралельних площинах.

Кожна операція має додаткові опції, що дозволяють вибирати різні варіанти побудови тіла. Так, при видавлюванні ескізу можна задати відстань і напрямок видавлювання щодо площини ескізу і при необхідності ввести кут ухилу. При обертанні ескізу можна задати кут і напрямок повороту щодо площини ескізу і вибрати тип тіла - тороїд чи сфероїд (якщо контур ескізу не замкнутий). При виконанні кінематичної операції можна задати орієнтацію твірної щодо направляючої (збереження нормалі, кута нахилу чи ортогональності).

В усіх типах операцій можна включати опцію створення тонкостінної оболонки і задати товщину і напрямок побудови стінки – усередину, назовні чи в обидва боки від поверхні тіла, утвореного операцією.

Після створення базового тіла виконується “приклеювання” чи “вирізання” додаткових об’ємів. Кожний з них представляє собою тіло, утворене за допомогою перерахованих вище операцій над новими ескізами. При виборі типу операції потрібно вказати, буде створюване тіло відніматися з основного об’єму чи додаватися до нього.

Прикладами віднімання об’єму з деталі є отвори, проточки, канавки, а прикладами додавання об’єму – виступи, ребра.

Додаткові операції 3D моделювання

При введенні параметрів операції вирізання чи приклеювання доступно дещо більше опцій, ніж у базовій (найпершій) операції. Додаткові опції дозволяють спростити задання параметрів. Наприклад, при створенні наскрізного отвору можна не розраховувати його довжину, а вибрати опцію “Через всю деталь”, а при створенні виступу вказати, що її треба побудувати до вказаної поверхні.

Додаткові операції дозволяють спростити задання параметрів найбільш розповсюджених конструктивних елементів – фаски, скруглення, циліндричного отвору і т. п. Так, для побудови фаски не потрібно малювати ескіз, переміщати його уздовж ребра і віднімати об’єм, що вийшов, з основного тіла. Достатньо вказати ребро для побудови фаски і ввести її параметри – величину катетів чи величину катета і кут. Аналогічно при побудові отвору вибирають його тип (наприклад, отвір глухий) і вводять значення параметрів, що його визначають (діаметр та глибину).

Якщо при побудові тіла потрібно виконати кілька однакових операцій, то можна скористатися командою “Копія”. У КОМПАС-3D доступні різноманітні способи копіювання: копіювання по сітці, по колу, уздовж кривої, дзеркальне копіювання. Для створення деталі, що має площину симетрії, можна скористатися командою “Дзеркально відобразити все”, а для одержання деталі, симетричної існуючій – командою “Дзеркальна деталь”.

Самоконтроль

v  Назвіть основні чотири операції створення 3D моделі об’єкта.

v  Які існують додаткові операції редагування 3D об’єкта в КОМПАС-3D?