А.В. Иванов
И.С. Заложных
К.О. Барбарош
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ
МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ РАКЕТНЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ В СРЕДЕ NX 7.5
Учебное пособие
Воронеж 2014
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет»
А.В. Иванов И.С. Заложных К.О. Барбарош
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ
МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ РАКЕТНЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ В СРЕДЕ NX7.5
Утверждено Редакционно-издательским советом
университета в качестве учебного пособия
Воронеж 2014
УДК 658.5
Иванов А.В. Основы построения трехмерных моделей
деталей ракетных двигателей в среде NX7.5: учеб. пособие /
А.В. Иванов, И.С. Заложных, К.О. Барбарош. Воронеж:
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический
университет», 2014. 156 с.
В учебном пособии излагаются основы моделирования
деталей агрегатов ЖРД важные для инженераконструктора ракетных двигателей. Рассматриваются
понятия и методы моделирования, их применение к построению деталей агрегатов ЖРД, а также изменения их
в процессе проектирования.
Учебное пособие соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта
высшего профессионального образования по направлению 160700.65, 24.05.02 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей», дисциплине «Автоматизация проектирования авиационных и ракетных двигателей».
Предназначено для практических и самостоятельных
работ студентов.
Табл. 4. Ил. 176. Библиогр.: 5 назв.
Рецензенты: отдел турбонасосных агрегатов
ОАО «Конструкторское бюро химической
автоматики» (нач. отдела д-р техн. наук,
проф. Ю.В. Демьяненко)
д-р техн. наук, проф. И.Г. Дроздов
© Иванов А.В., Заложных И.С.,
Барбарош К.О. 2014
© Оформление.
ФГБОУ
ВПО
«Воронежский государственный
технический университет», 2014
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время на предприятиях ракетнокосмической отрасли во всем мире интенсивно ведутся работы
по созданию новых перспективных ракет-носителей и двигателей для них, в том числе ЖРД. Главные цели – обеспечение
максимальной надежности при высоких энергетических параметрах, снижение стоимости жизненного цикла (проектирования, отработки, испытаний, изготовления, утилизации) двигателей.
В качестве основных средств решения проблемы рассматриваются новые информационные технологии (изготовления, проектирования и доводки), новые материалы и улучшение интеграции агрегатов двигателя на всех стадиях разработки.
Автоматизация проектирования занимает особое место
среди информационных технологий.
Во-первых, автоматизация проектирования – синтетическая дисциплина, ее составными частями являются многие
другие современные информационные технологии. Так, техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании вычислительных
сетей и телекоммуникационных технологий, в САПР используются персональные компьютеры и рабочие станции. Математическое обеспечение САПР отличается богатством и разнообразием используемых методов вычислительной математики, статистики, математического программирования, дискретной математики, систем искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных программных систем, основанных на операционных системах Unix, Windows, языках программирования
высокого уровня, современных CASE-технологиях, реляционных и объектно-ориентированных системах управления базами
данных (СУБД), стандартах открытых систем и обмена данными в компьютерных средах.
К настоящему времени создано большое число програм3
мно-методических комплексов для САПР с различной степенью специализации и прикладной ориентацией. В результате
автоматизация проектирования стала необходимой составной
частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР,
не может считаться полноценным специалистом. Сегодня одним из самых мощных программных продуктов, предназначенных для конструктора, является NX.
Учебное пособие предназначено для базовой подготовки
студентов специальности «Ракетные двигатели» в области
САПР в процессе проведения практических занятий и самостоятельного изучения.
4
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
В основе графических систем лежат трехмерные геометрические моделировщики, а также сервис, соответствующий
функциональному назначению. Ядром такого программного
обеспечения являются графические редакторы, реализующие
модели и методы трехмерного (3D) геометрического моделирования и плоского (2D) черчения Известны четыре программы для графического ядра системы ACIS (Spatial Technology),
Concept Modeller (Wisdom), PraSolid – США и Design Base –
Япония, реализующие твердотельную вариационную геометрию при создании геометрических моделей. На них базируются все известные в настоящее время CAD-системы.
Окружение такого ядра представлено большим числом
программ, относящихся либо к инструментальным средствам
генерации конкретных версий, либо к интерфейсу с другими
частями. Основу этих программ составляет набор графических
примитивов и операций плоской графики. Обычно в набор
примитивов (базовых элементов синтеза изображений) входят:
отрезок прямой, ломаная линия, полилиния, плавная линия,
сплайн, дуга, окружность, эллипс, прямоугольник, многоугольник, ломаный контур, штриховка, «заливка», текст, элементы простановки размеров и оформления чертежей. В число
основных операций, как правило, входят: перенос (сдвиг), поворот, масштабирование, копирование, мультиплицирование,
зеркальное отображение, построение касательных, обрезка,
добавление и удаление узлов, изменение цвета и типа линий.
Дополнительные операции представлены построением скруглений, фасок, эквидистант и деформацией изображений.
В большинстве систем применяются и более сложные
операции. Среди них аппликация, т.е. возможность наложения
одного графического элемента (прозрачного или непрозрачного) на другой, в том числе автоматическое удаление и восстановление скрытых линий. Выполнение метрических расчетов
(различных моментов инерции, площадей, координат центра
тяжести) для плоских сечений и (объема, площадей поверхно5
сти, координат центра тяжести) для пространственных элементов. Применяются три типа моделей трехмерной графики (каркасные, поверхностные, твердотельные) с разными способами
их построения (кинематическое движение, построение по секциям). Для них используются следующие операции трехмерного моделирования: булевы операции для синтеза моделей из
типовых геометрических фрагментов (ТГФ), нахождение линий пересечения, создание фактуры поверхности, получение
проекций и сечений. В некоторых системах уже обходятся без
булевой алгебры, а применяют другие методы, имитирующие
процесс изготовления детали.
В лучших системах имеется язык расширения. Это может
быть оригинальный язык либо надстройка над известным алгоритмическим языком. Он позволяет быстро и просто разрабатывать приложения к системе. Пользовательский интерфейс
направлен на быстрое освоение и удобную эксплуатацию системы, что обеспечивается применением пиктограмм, иерархических меню, многооконностью, наличием необходимых
подсказок. Важной характеристикой графических систем является относительное быстродействие. Оно оценивается сравнением скоростей регенерации изображений в данной системе
и в какой-либо широко распространенной системе.
Предусматривается возможность обмена данными с
другими системами, которая реализуется использованием
стандартных форматов, таких как DXF, IGES (для файлов в
векторной форме), PCX, TIF, PIC (для файлов в растровой
форме). Наиболее общий и современный стандарт
PDES/STEP. При наличии CAM системы обеспечивается выход на оборудование с числовым программным управлением,
имеющее до пяти координат обработки, для которого необходимо наличие соответствующих драйверов.
Требования к вычислительным ресурсам и составу периферийных устройств зависят от системы и от сложности создаваемого изделия. Для большинства систем необходимы рабочие станции. Некоторым достаточно и современных персональных компьютеров. Они должны быть объединены в ло6
кальную сеть преимущественно типа «клиент-сервер», которая
обеспечивает применение систем распределенных вычислений
и рациональное использование имеющегося сервера, терминалов и линий передачи данных. Для наиболее продуктивной работы желательно иметь выход в интернет. Требуемое быстродействие ЭВМ определяется в основном процедурами трехмерного моделирования.
Для эффективной работы необходим цветной дисплей с
высокой разрешающей способностью и достаточным размером
экрана (не менее 19 дюймов). Обязателен хороший принтер,
лазерный или струйный, плоттер для вывода чертежной документации нужного формата, желательно использование сканера и диджитайзера.
В зависимости от функциональных возможностей, набора модулей и структурной организации САD/САE/САMсистемы можно условно разделить на три группы: «легкие»
(низкий уровень), «средние» (средний уровень) и «тяжелые»
или «полномасштабные» (высокий уровень) системы, как показано на рис. 1.
CAD/CAE/CAM-системы
1. Низкий уровень
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
AutoCAD
Caddy
T-FLEX CAD
СПРУТ
ТИГРАС
КОМПАС
2. Средний уровень
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
Cimatron
ADEM
SolidWorks
Pro/Junior
PRELUDE
3. Высокий уровень
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
CADDS 5
CATIA
EUCLID
Pro/ENGINEER
Siemens NX
Рис. 1. Уровни CAD/CAE/CAM-систем
В тяжелых системах выполнение чертежа начинается
сразу с построения трехмерной геометрической модели. На
экране дисплея она изображается в виде аксонометрического
чертежа. В случае необходимости из него в дальнейшем можно получить проекции объекта на координатные плоскости и
7
чертеж в ортогональных проекциях, но такая необходимость
возникает только при не автоматизированном производстве.
Полномасштабные системы – это тяжелые системы, дополненные средствами ведения проекта, т.е. они дополнительно имеют специализированный банк данных, в котором хранятся все
чертежи данного проекта, и систему управления процессом
проектирования. Такие системы предоставляют полный набор
интегрированных средств проектирования, производства, анализа изделий. В эту категорию систем попадают CATIA, Siemens NX (прежнее название Unigraphics), Pro/ENGENEER,
CADDS5, EUCLID, Cimatron. Они используют мощные аппаратные средства, как правило, рабочие станции с операционной системой UNIX. Системы тяжёлого класса позволяют решать широкий спектр конструкторско-технологических задач.
Кроме функций, доступных системам среднего класса, тяжёлым CAD/CAM системы доступно:
− проектирование деталей самого сложного типа, содержащих очень сложные поверхности;
− выполнение построения поверхностей по результатам
обмера реальной детали, выполнения сглаживания поверхностей и сложных сопряжении;
− проектирование массивных сборок, требующих тщательной компоновки и содержащих элементы инфраструктуры
(кабельные жгуты, трубопроводы);
− работа со сложными сборками в режиме вариантного
анализа для быстрого просмотра и оценки качества компоновки изделия.
В легких системах чертежи изготавливаются в обратном
порядке. Сначала выполняется плоский чертеж, как правило, в
ортогональных проекциях, а затем по нему выполняются в автоматизированном режиме пространственный чертеж и геометрическая модель. Используются они в основном для вспомогательных целей или для частичной автоматизации процесса
проектирования. Это первый в сложившемся историческом
развитии класс систем. К этой категории можно отнести такие
системы, как AutoCAD, КОМПАС и им подобные. Они, как
8
правило, используются на персональных компьютерах отдельными пользователями. Такие системы предназначены в основном для качественного выполнения чертежей. Также они могут использоваться для двухмерного (2D) моделирования и несложных трёхмерных построений. Эти системы достигли в последнее время достаточно высокого уровня совершенства. Они
просты в использовании, содержат множество библиотек стандартных элементов, поддерживают различные стандарты
оформления графической документации.
Системы среднего класса – сравнительно недавно появившийся класс относительно недорогих трёхмерных CAD
систем. К нему относятся системы ADEM, Solid Works и т.д.
Их появление связано с увеличением мощности персональных
компьютеров и развитием операционной системы. С их помощью можно решать до 80% типичных машиностроительных
задач, не привлекая мощные и дорогие CAD/CAM системы
тяжёлого класса. Большинство систем среднего класса основываются на трёхмерном твёрдотельном моделировании. Они
позволяют проектировать большинство деталей общего машиностроения, сборочные единицы среднего уровня сложности,
выполнять совместную работу группам конструкторов. В этих
системах возможно производить анализ пересечений и зазоров
в сборках.
В общем случае распределение работ между легкими,
средними и тяжелыми системами показано на рис. 2.
Можно утверждать, что в будущем для автоматизированного проектирования преимущественно будут использоваться «тяжелые» системы, поскольку они значительно снижают трудоемкость проектирования и конструирования. Главное преимущество легких и средних систем заключается в их
более низкой стоимости, поэтому они будут применяться еще
длительное время параллельно с тяжелыми системами для
экономии средств.
9
● Автономное черчение
● 2М - моделирование
легкие
●
●
●
●
●
Объемное твердотельное моделирование
Параметрические построения
Объемное проектирование средних сборок
Ассоциативное черчение
Работа в малых и средних группах
●
●
●
●
Построения сложных поверхностей
3М проектирование сложных сборок
Разработка технологических процессов и оснастки тяжелые
Параллельное выполнение крупных разработок
средние
Рис. 2. Распределение работ между системами различного
уровня сложности
10
2. НАЧАЛО РАБОТЫ С NX 7.5
Программу, если она установлена на компьютере, можно запустить двумя способами. Первый с помощью ярлыка на
рабочем столе и второй с помощью меню пуск (меню «пуск»
→ все программы → UGS NX 7.5 → NX 7.5) см. рис. 3.
Рис. 3
Появится стартовое окно NX (рис. 4).
Рис. 4
Из этого окна пользователь может создать новый файл
части, открыть существующий файл и произвести настройки
11
интерфейса.
Для создания модели новой детали нажмите кнопку
«новый» (или главное меню файл → новый), появляется диалоговое окно создания новой модели. Окно состоит из нескольких разделов. В разделе «шаблон» расположены списки
доступных шаблонов. Для создания необходимого файла нужно выбрать соответствующий шаблон из вкладок «модель»,
«чертеж», «симуляция» и т.д. Шаблонам соответствуют разные расширения файлов. Файлу модели и чертежа соответствует расширение *.prt. В разделе «свойства» указаны свойства выбранного шаблона: его имя, тип, единиц измерения, дата последних изменений и краткое описание.
В поле «имя» необходимо ввести имя нового файла. В
поле «папка» указывается путь к создаваемому файлу на жестком диске (рис. 5).
Выберите во вкладке «модель» шаблон «модель». Имя и
путь обращения к файлу должны содержать только латинские
буквы. Имя файла может содержать любые символы, за исключением «, *, /, \, <, >, :, | и '.
После этого появится окно для построения модели
(рис. 6). Окно состоит из нескольких основных элементов:
1 – главное меню;
2 – панель инструментов;
3 – панель выбора;
4 – панель ресурсов;
5 – графическая область.
В главное меню дублируются все команды панелей инструментов, большая часть которых содержится в пунктах меню: «вставить», «изменить» и «инструменты», а также ряд дополнительных команд и опций.
На панели инструментов команды сгруппированы по их
функциональному назначению. Ряд панелей представлены
только в определенных приложениях, так, например, панели
простановки размеров есть только в модуле «черчение», другие панели присутствуют во всех приложениях, так, например,
панель «вид» или «стандарт». Пользователь имеет возмож12
ность управлять как визуализаций отдельных панелей на
экране, так и их наполнением. Визуализация панелей регулируется контекстным меню, появляющимся при нажатии правой кнопки мыши по любой отображаемой панели или кнопке.
Практически все панели могут быть перемещены, прикреплены к другим краям графической зоны или полностью откреплены. Для этого достаточно взять нужную панель за её левый
край, обозначенный вертикальным рядом точек, и перетащить
её в нужное место. Перетаскивание в окрестностях её исходного положения будет перемещать панель относительно соседних панелей, перетаскивание в графическую зону отсоединит
панель полностью, а перетаскивание к какому-либо краю графической зоны прикрепит её к этому краю. Каждая кнопка инструментов панели снабжена всплывающей подсказкой, которая появляется при наведении курсора мыши на кнопку.
Рис. 5
13
Для добавления команды на панель инструментов
щелкните правой клавишей мыши по панели инструмента и в
1
2
3
4
5
2
Рис. 6
выпадающем меню выберем команду «настройки», в окне выбираем вкладку «команды», находим и при помощи мыши,
удерживая левую клавишу, переносим команду на панель инструментов. После закрываем окно настроек (рис. 7, 8).
Панель выбора содержит блок фильтров выбора, блок
управления множественного выбора и блок привязок
(рис. 9).Фильтры «выбора» позволяют ограничить выбор по
определённому признаку. Первый фильтр в виде выпадающего
списка (1) определяет, какой тип геометрии может быть выбран. По умолчанию фильтр не установлен, поэтому выбираются объекты всех типов, что не всегда удобно. Второй выпадающий список определяет контекст, в котором производится
14
выбор (2) – в текущей детали, во всей сборке или во всех входящих компонентах. Это наиболее часто используемые фильтры выбора. Дополнительно в этом блоке представлены фильтры, работающие по другим признакам, такими как цвет, слой,
наименование, атрибуты, а также ряд вспомогательных инструментов, которые будут рассмотрены ниже.
Рис. 7
15
Рис. 8
Выпадающий список (3), а также набор кнопок (4)
определяют логику работы системы при выборе множества
объектов. Они устанавливают текущий режим выбора объектов в зависимости от геометрических условий. Так, например,
режим выбора «Связанные кривые» заставляет систему выбирать все кривые, которые соединяются с кривой, выбранной
пользователем.
16
Блок геометрических привязок (5) на панели выбор позволяет выбирать и привязываться к точкам на объектах в зависимости от геометрических условий.
1
2
3
4
5
Рис. 9
В панели ресурсов находятся вкладки, которые отвечают за определенные функции. Например, во вкладке «навигатор сборки» можно увидеть дерево построения узла или агрегата из нескольких деталей, а в навигаторе «модели» можно
увидеть дерево построения какой-то одной детали и т.д.
Панель ресурсов представляет собой набор вкладок, содержащих навигаторы (рис. 10). Наиболее часто используемые
вкладки панели ресурсов:
1 – навигатор сборки. Отображает структуру сборки и
предоставляет инструменты в контекстных меню для работы с
компонентами сборок. Также в этом навигаторе производится
работа с межмодельными связями WAVE;
2 – навигатор модели. Предоставляет доступ к истории
построения модели и инструменты для работы с элементами
построения;
3 – библиотека данных повторного использования - интерфейс к библиотекам различных данных, которые могут
быть классифицированы и использованы в последующих разработках. Это могут быть стандартные изделия, типовые конструктивные элементы, 2D блоки чертежей, шаблоны и многое
другое;
4 – инструменты НD3D. Содержит функционал формирования визуальных отчетов и средств;
5 – история. Содержит ссылки, сгруппированные по дате на модели, которые загружались в NХ ранее;
6 – роли. Содержит преднастроенные и пользовательские конфигурации (роли), управляющие компоновкой интерфейса.
17
Кроме базового набора навигаторов, отображенных по
умолчанию в панели ресурсов, в зависимости от текущего активного приложения могут добавляться дополнительные
вкладки с навигаторами. В частности, это касается приложений Механическая и Электрическая маршрутизация.
1
2
3
4
5
6
Рис. 10
В графической области отображается геометрия детали
или сборки.
18
3. ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ КОМАНД
3.1. Эскиз
Эскизом считается группа двумерных кривых, связанных геометрическими и размерными отношениями и расположенных на одной плоскости. Можно создавать эскизы на основе существующего плоского объекта, а также на кривой.
1
2
Рис. 11
19
Эскиз является основой для многих команд, (вытягивание, вращение, заметание и т.д.).
Для создания эскиза предлагаются два набора инструментов «Эскиз в среде задач» (рис. 11, поз. 1) и инструментальная панель «Прямой эскиз» (рис. 11, поз. 2). Первый представляет собой отдельный модуль, который запускается вызовом команды «Вставить → Эскиз в среде задач» позволяет
строить двумерные контуры непосредственно в текущей команде NХ, а также позволяет использовать созданную ранее
геометрию тел (ребра, грани). «Прямой эскиз» больше подходит для создания новой геометрии тел. Функционально эти два
средства создания эскизов отличаются командами: «кривая
пересечения», «точка пересечения», «проецирование кривой»,
которые отсутствуют в «прямом эскизе».
Обычно для задания исходных данных эскиза достаточно только указания плоскости. Но иногда бывает полезным, а в
некоторых случаях обязательным, указать направление оси
«хс» и начало системы координат в опциях диалога «ориентация эскиза» и «начало эскиза». После задания этих параметров
или принятия значений по умолчанию, система координат эскиза расположится на плоскости, будет открыта среда создания эскиза с соответствующим инструментарием.
С помощью команд рисования геометрии на инструментальной панели «Инструменты эскиза» рисуется предварительная геометрия, на которую потом накладываются размерные и геометрические ограничения.
В момент рисования того или иного двумерного объекта программа пытается автоматически определить, каким геометрическим ограничениям он подчиняется, и накладывает эти
ограничения. Этот режим регулируется кнопкой «создать контекстные ограничения».
Для ручного задания ограничений или для задания дополнительных ограничений необходимо воспользоваться командой «Ограничения». При выборе геометрии эскиза в диалоговом окне команды будут отображаться те ограничения,
которые наложены на выбранную геометрию и которые можно
20
наложить. В зависимости от количества и типа выбранных
объектов будут отображаться разные типы ограничений. Если
придерживаться правильного подхода к проектированию, то
все элементы должны быть связаны размерными и геометрическими ограничениями – то есть эскиз должен быть полностью определен и не иметь степеней свобод. Это гарантирует
предсказуемость и управляемость эскизом при изменениях
геометрических элементов модели, на которые ссылается эскиз.
Основные инструменты для построения эскиза:
– профиль, инструмент построения контура детали;
– отрезок, инструмент построения контура детали
при помощи линий (главное отличие команды отрезок от команды профиль – это непрерывное ввод отрезков соединенных
между собой в команде профиль);
– окружность – инструмент построения контура при
помощи окружностей;
– скругление и фаска – элементы для редактирования эскиза, позволяют построить скругление или фаску
между двумя линиями;
– быстрая обрезка позволяет отсечь линию до ближайшей пересекающей ее линии;
– быстрое расширение позволяет увеличить длину
линии до ближайшей линии;
– контекстный размер позволяет задавать размеры
для отрезков, окружностей, углов и т.д;
– ограничения позволяют определить положение
линии или окружности относительно других кривых.
Если на панели инструментов не хватает каких-либо
команд, то их можно добавить через опции панели инструментов (рис. 12). В правом углу панели инструментов эскиза находится стрелка «опции панели инструментов». После ее нажатия появится меню с названием «добавить или удалить кноп21
ки», после наведения на него курсора мыши появится перечень
возможных команд, из него выбираем инструменты эскиза. И в
следующем списке расставляем галочки напротив нужных команд.
Рис. 12
22
3.2. Вытягивание
Эта команда используется для создания тела заметания
вытягиванием двухмерного контура, который состоит из кривых, ребер или эскиза, на заданное расстояние в заданном
направлении.
Для построения тела вытягиванием необходимо вызвать
команду через главное меню (Вставить → Элементы проектирования → Вытягивание) или нажать кнопку
на панели
(рис. 13). После выполнения команды появляется диалоговое
окно «Вытягивание» (рис. 14).
В качестве задающего контура можно использовать:
1) ребра тела;
2) грань тела;
Рис. 13
23
3) контур, построенный при помощи кривых, в том числе не лежащих в одной плоскости;
4) эскиз.
При выборе задающего контура необходимо правильно
устанавливать способ выбора объектов.
Основные команды вытягивания:
– эскиз. Сечения создает эскиз внутри команды вытягивание;
– кривая. Позволяет выбрать кривые для выполнения команды «вытягивания», используется при построенном заранее эскизе или при использовании ребер на ранее полученном теле построения.
– меню вектора. Используется для создания вектора,
вдоль которого будет произведено «вытягивание».
Рис. 14
– выбор вектора, позволяет выбрать уже существующий
24
вектор.
Пример 1. Построение кольца.
1. Выберите команду «вытягивание». В появившемся
окне нажмите на кнопку «эскиз сечения» и выделите плоскость «хс-ус».
2. После того, как вошли в эскиз постройте два круга с
произвольными размерами и расположением (рис. 15)
3. На панели инструментов выберите команду «ограни. Выберите центр окружности, а затем выберите
чения»
вектор «хс». После этого появится окно меню с возможными
ограничениями этих объектов, из него выберите команду
«точка на кривой» (рис. 16).
Рис. 15
25
4. Повторите пункт 3 для этой же окружности, но вектор выберите «ус». Результат показан на рис. 17.
5. Выделите две окружности и выберите в меню «ограничениях» команду «концентричность» (рис. 18).
6. Выйдите из команды «ограничения».
7. Выберите команду «контекстный размер»
. Задайте размер внутренней окружности «20 мм». Выделите окружность во всплывающем меню окна размера введите «20» и
нажмите клавишу «enter» (рис. 19).
8. Повторите пункт 7 для наружной окружности, задав
размер «25 мм» (рис. 19).
9. Нажмите команду «закончить эскиз». После этого
появится меню команды «вытягивание».
10. В разделе «ограничения» в графе «конец» выбираем
«значение», а в графе «расстояние» задаем значение «5 мм»
(рис. 20). Нажмите «ОК», результат показан на рис. 21.
Рис. 16
26
Рис. 17
Рис. 18
27
Рис. 19
5
Рис. 20
28
Рис. 21
Пример 2. Построение бобышки при помощи команды
«вытягивания».
1. Выберите команду «Вытягивание». В появившемся
окне нажмите кнопку «эскиз сечения» и выделите плоскость
«хс-ус».
2. Выберите команду «окружность» и постройте её из
начало координат. Диаметр окружности задайте равным
«25 мм» (рис. 22). Нажмите «закончить эскиз» (далее выйти из
эскиза).
3. В разделе «ограничения» в графе «конец» выбираем
параметр «значение», а в графе «расстояние» задаем «30 мм»
(рис. 23). Нажмите «ОК».
4. Выберите команду «вытягивание», в меню команды
и выберите
«вытягивание» нажмите на кнопку «кривая»
любое ребро цилиндра, направление вытягивания должно идти
от выбраного ребра к ребру пртивоположной грани (рис. 24).
Если вектор вытягивания направлен в противоположную сторону, то щелкните на кнопку «реверс»
в разделе «направление».
5. В меню команды «вытягивания» в разделе «ограничения» в графе «начало» задаем параметр «значение», а в гра29
фе «расстояние» ставим 2 мм. В графе «конец» выбираем параметр «значение», а в графе «расстояние» задаем «20 мм». В
разделе «булевы» задаем параметр «вычитание», а в качестве
тела, из которого будем вычитать, – ранее созданный цилиндр.
Раскройте раздел «смещение». В графе «смещение» задайте
параметр «две стороны», в графе «начало» поставьте значение
равное «-2 мм», а в графе «конец» значение «5 мм» (рис. 24).
Нажмите «ОК». Результат показан на рис. 25.
Рис. 22
30
Рис. 23
Рис. 24
31
Рис. 25
6. Повторите пункт 4. В разделе «ограничения» в графе
«начало» выберите параметр «значение», а в графе «расстояние» вбиваем значение «0». В графе «конец» назначаем параметр «через все». В разделе «булевы» задаем параметр «вычитание», а в качестве тела, из которого будем вычитать, – ранее
созданное тело. Раскройте раздел «смещение». В качестве
32
Рис. 26
Рис. 27
33
параметра в графе «смещение» задайте «односторонний», в
графе «конец» поставьте значение равное «-4 мм» (рис. 27).
Нажмите «ОК». Результат показан на рис. 27.
3.3. Вращение
Эта команда строит тело вращением задающей кривой вокруг заданной оси. Можно либо построить полное тело вращения,
либо выполнить поворот на заданный угол, отличный от нуля.
Для того чтобы построить тело вращения, следует выполнить
команду «главное меню» «вставить» → «элементы проектирования» → «тело вращение» или нажать кнопку
на панели
«элементы построения» (рис. 28). Диалоговое окно вращения и
вытягивания схожи (рис. 29), отличие этих команд состоит в
принципе построения тела. Во вращении – это задание вектора, который является осью вращения создаваемого тела, а эскиз является половиной сечения тела.
Рис. 28
34
Команды во вращении выполняются, так же как и в вытягивании, некоторые из них приведены ниже.
– эскиз сечения. Создает эскиз внутри команды «вращение»;
– кривая. Выбор кривых для построения команды «вращение», используется при уже построенном заранее эскизе или
при использовании ребер на существующем построении.
Рис. 29
35
– меню вектора. Используется для создания вектора, вдоль
которого будет произведено вращение.
– выбор вектора. Позволяет выбрать уже существующий
вектор или задать на уже существующем теле построений.
– меню точки. Используется для создания начало вектора.
– выбор точки. Позволяет выбрать уже существующую
точку или задать точку на гранях тел построений.
Пример 3. Построение тел вращений.
1. Вызовите команду «тело вращения» через главное
меню «вставить» → «элементы проектирования» → «тело
вращение» или нажать кнопку на панели «элементы построения». В диалоговом окне команды вращения нажмите кнопку
«эскиз сечения».
2. Выберите плоскость «хс-ус» и нарисуйте предварительный контур детали (рис. 30).
3. При помощи команды «ограничения» выберите
вертикальную линию и ось «ус», а в качестве ограничения вы-
Рис. 30
36
Рис. 31
Рис. 32
37
Рис. 33
берите колинеарность, как показано на рис. 31.
4. Ограничте горизонтальные линии эскиза. Выберите
две горизонтальных линии, а в качестве ограничения выберите
коллинеарность (перед выбором линий убедитесь что
находитесь в команде «ограничения»). То же самое проделайте
для двух оставшихся горизонтальных линий. Выбор линий и
ораничений показан на рис. 32.
5. С помощью команды «контексный размер» задайте
произвольные размеры детали.
6. На панели инструментов нажмите команду «закончить эскиз».
7. В диалоговом окне команды вращения в разделе
«ось» в графе «задать вектор» выберите вектор «хс», а в графе
«задать точку» задайте начало координат (рис. 33). Нажмите
«ОК», конечный результат построения показан на рис. 34.
38
Рис. 34
3.4. Заметание
Эта команда используется для создания тела переносом
задающего контура вдоль произвольной кривой, которая называется направляющей. В качестве направляющих используется
непрерывная цепочка кривых или ребер. В результате построения создается объемное или листовое тело. Для построения
этого тела необходимо выполнить команду «главное меню» →
«вставить» → «заметание» → «заметание» (рис. 35) или
нажать кнопку на панели «элементы построения».
Диалоговое окно команды «заметания» (рис. 36) отличается от диалоговых окон команд «вытягивание» и «вращение». Одно из самых заметных отличий – отсутствие построения эскиза внутри команды «заметание». Вторым отличием
является выбор нескольких сечений для построения тела вдоль
направляющей. Количество направляющих в команде ограничено тремя. Ниже показаны команды разделов «заметание»
необходимые для построения тела.
39
Рис. 35
Рис. 36
40
– выбор кривой. С её помощью выбираются кривые
определяющие траекторию или сечение тела (раздел сечение и
направляющие).
– реверс. Определяет направление обхода. При нескольких выбранных сечениях или направляющих обход
должны быть направлен в одну сторону (раздел сечение и
направляющие).
– выбор следующего эскиза или направляющей кривой, если требуется (раздел сечение и направляющие).
Внизу разделов «сечение» и «направляющие» есть список выбранных компонентов, который по умолчанию закрыт.
При необходимости его можно открыть, нажав на стрелочку,
направленную вниз, которая расположена рядом со словом
список.
Пример 4. Построение «заметания» с одним сечением и
одной кривой.
1. Выберем команду «эскиз» чрез главное меню («вставить» → «эскиз») или через панель инструментов, нажав кнопку
. В появившемся окне выберите плоскость «хс-ус» (рис.
37).
2. Постройте прямоугольник с центром в начале координат. Произвольно задайте ограничения и размеры произвольно. Выйдите из эскиза (рис. 38).
3. Выберите команду «эскиз» и, в качестве плоскости
рисования, используйте «хс-zc». При помощи команды
«сплайн» постройте произвольно направляющую (рис. 39).
Выйдите из эскиза.
4. Выберите команду «заметание». В выпадающем
списке выбора кривых поставьте «связанные кривые». В появившемся диалоговом окне команды «заметание» в разделе
«сечения» в графе «выберите кривую» выделите одну из сторон прямоугольника (при этом должен выделиться весь прямоугольник). В разделе «направляющие» в графе «выберите
41
кривую» выделите сплайн (рис. 40). Нажмите «ОК». Конечный
результат показан на рис. 41.
Рис. 37
Рис. 38
42
Рис. 39
Рис. 40
43
Рис. 41
Пример 5. Построение тел «заметанием», используя несколько сечений и кривых направлений.
1. Выберите команду «эскиз». Плоскость для рисования
выберите «хс-ус». Постройте окружность с центром в начале
координат. Задайте диаметр окружности равный «60 мм»
(рис. 42). Выйдите из эскиза.
Рис. 42
44
2. Выберите команду «Координатная плоскость» через
главное меню («вставить» → «база/точка» → «координатная
плоскость»). В разделе «объекты для задания плоскости» в
графе «выбрать объект» выделяем плоскость «хс-ус». В разделе «смещение» в графе «расстояние» задайте «100 мм»
(рис. 43).
Рис. 43
3. Постройте второй эскиз. Выберите команду «эскиз».
В качестве плоскости рисования выберите координатную
плоскость построенную ранее. Выберите команду «эллипс»
(вызвать через главное меню «вставить» → «кривая эскиза» →
«эллипс» или добавить на панель инструментов, как описано в
главе «эскиз»). Точка центра эллипса совпадает с центром
окружности. Большой радиус эллипса задайте равным «20
мм», а малый радиус равным «10 мм» (рис. 44). Нажмите «ОК»
и выйдите из эскиза.
4. Для удобства использования графической области
скройте плоскость эскиза эллипса. Выделите построенную
плоскость в дереве построения и нажмите правой клавишей
45
мыши. В выпадающем меню выберите команду «скрыть»
(рис. 45).
Рис. 44
5. Вызовите команду «эскиз», в качестве плоскости для
рисования используйте «хс-zc». Сориентируйте плоскость эскиза параллельно экрану с помощью сочетания клавиш
«shift+F8». Выберите команду «дуга», «метод задачи дуги»
выберите «дуга по трем точкам». В качестве опорных точек
используйте крайние точки эллипса и окружности (проверьте
наличие привязки «точка квадранта»). Радиус окружности задайте «200 мм». Щелчком по левой клавише мыши укажите
положение дуги (рис. 46). Аналогичные действия выполните с
противоположной стороны. Выйдите из эскиза.
6. Вызовите команду «эскиз», используйте плоскость
«yc-zc». Выберите команду «сплайн студии формы» и поочередно задайте несколько точек нажатием левой клавиши мыши, в конце нажмите «ОК». Первая и последняя точки сплайна
должны совпадать с квадрантами эллипса и окружности
(рис. 47). Выйдите из эскиза.
46
Рис. 45
Рис. 46
47
Рис. 47
Рис. 48
48
7. Вызовите команду «заметаемая поверхность». В разделе «сечения» в графе «выберите кривую» выбираем «окружность». В разделе «сечение» нажмите кнопку «добавить новый
и выделите эллипс.
набор»
В разделе «направляющие» в графе «выбрать кривую»
выделите одну из кривых. Затем в этом же разделе нажмите
кнопку «добавить новый набор»
и выделите следующую
кривую. Повторите действия, указанные выше для задания
последней направляющей кривой. Нажмите «ОК» (рис. 48).
8. Окончательный результат показан на рис. 49.
Рис. 49
3.5. Построение по сечениям
Моделирование свободных форм объединяет в себе
набор инструментов для построения поверхностей и тел сложной конфигурации, к которым относится построения по сечениям. Эти инструменты применяют при проектировании кожухов, обводов машин, фюзеляжей самолетов, корпусов различной современной техники, в кораблестроении, лопатки
насосов и турбин и т.п. Некоторые инструменты могут быть
использованы для проектирования сложных конфигураций.
Большинство команд моделирования свободных форм в
результате образуют листовое тело нулевой толщины. Для со49
здания твердотельной геометрии необходимо, чтобы контуры
выбираемых сечений были замкнутыми.
Команда «поверхность по сечениям» позволяет построить поверхность или тело по набору сечений, количество которых может доходить до 15. В качестве сечений могут быть выбраны цепочки кривых, ребра тел, грани, точка первого или
последнего сечения. Данная команда поддерживает непрерывность поверхности.
В программном продукте имеется две основных команды, которые используются для построения сечения. Первая
команда «по сечениям» использует только один набор кривых.
Вторая команда «по сетке кривых» использует два набора кривых, расположенных во взаимно перпендикулярных направлениях. Эти команды можно выбрать на панели инструментов,
если они отсутствуют, то их можно добавить через настройки,
Рис. 50
или выбрать через «главное меню» → «вставить» → «поверхность по сетке кривых» → «по сечениям» («по сетке кривых»).
50
Меню команд «по сетке кривых» и «по сечениям» схожи, отличие меню в этих командах заключается в отсутствие
раздела «кривые поперечного каркаса» в команде «по сечениям». Ниже указаны основные команды, участвующие в создание тела или поверхности, в меню команды «по сетке кривых».
– команда выбора кривых. В зависимости от раздела
выбирает сечения или направления.
– команда реверс. Определяет направление обхода,
направление создания поверхности или тела. Направления для
всех сечений и направляющих должны быть одинаковы
– команда выбора следующего сечения или направляющей кривой.
Пример 6. Построение по сечениям.
1. Выберите команду «эскиз». В качестве плоскости ри-
Рис. 51.
сования укажите «хс-ус». Постройте кривые, как указано на
рис. 51 с теми же размерами. Вертикальная линия должна выходить из начала координат.
51
Выберите команду «профиль», задайте длину отрезка
«60 мм», после чего направьте его вертикально вверх, после
этого вверх щелкните левой клавишей мыши. Нарисуйте следующую прямую произвольно под углом к первой и выйдите
из команды «профиль». Выбрав команду «контекстный размер» образмерьте их согласно рис. 51. Чтобы поставить размер
«35 мм», нужно выбрать вертикальную прямую и конечную
точку второй прямой. Угол задается выбором прямой и вектора «хс». После того как назначены все размеры выберите
«скругление» , назначьте размер «10 мм» и поочередно выберите прямые.
Рис. 52
Выделите все кривые и щелкните правой клавишей
мыши на одной из них, в выпадающем меню выберите команду «преобразовать во вспомогательный» (рис. 52).
2. Выберите команду «кривая смещения». На панели
выбора укажите параметр «связанные кривые». Задайте рас52
стояние смещения равным «1,5 мм». В разделе «смещение»
поставьте галочку напротив графы «симметричное смещение».
Переключитесь на графу «выбрать кривую» в разделе «кривые
для смещения» и выделите одну из кривых. Нажмите «ОК»
(рис. 53).
Рис. 53
3. Полученные кривые внизу замкните прямой, а вверху
– дугой. Чтобы замкнуть кривые вверху дугой, используйте
метод построения «по центру и конечным точкам». Сначала
53
задайте центр дуги на конце вспомогательной линии. После
этого поочередно выберите конечные точки прямых, полученных смещением (рис. 54). Выйдите из эскиза.
4. Постройте две дополнительных плоскости с помощью команды «координатная плоскость». В разделе «объект
для задания плоскости» выберите «хс-ус». В разделе «смещение» в графе «расстояние» задайте равным «30 мм», а в графе
«число плоскостей» задайте равным «2». Нажмите «ОК»
(рис. 55).
5. Выберите первую плоскость от первого сечения и с
помощью команды «эскиз» постройте второе сечение согласно
рис. 56, повторив пункты 1-3.
6. Выберите вторую плоскость и с помощью команды
«эскиз» постройте сечение в соответствии с рис. 57.
Рис. 54
54
Рис. 55
Рис. 56
55
Рис. 57
Рис. 58
56
7. Выделите дополнительные плоскости в дереве построения, щелкните на одном из них правой клавишей мыши и
в выпадающем меню выберите команду «скрыть» (рис. 58).
8. Выберите команду «по сечениям» через панель инструментов или главное меню. На панели выбора задаем параметр «связанные кривые». Переходим в меню команды «по
сечениям», щелкнув левой клавишей мыши по графе «выбери
Рис. 59
те кривые» в разделе «сечения». Выделите первое сечение,
нажмите кнопку «добавить новый набор» в разделе «сечение»
57
и выделите второе сечение. Еще раз щелкните кнопку «добавить новый набор» и добавьте последнее сечение. Обратите
внимание, что направление обходов сечений должно быть
одинаковым. Нажмите «ОК». Результат построения показан на
рис. 59.
58
4. ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ КОРПУСА ПОДВОДА
Рассмотрим построение корпуса подвода турбонасосного агрегата. В настоящем примере указан только один из способов построения, в котором максимально задействован
набор инструментов.
При создании модели важно мысленно расчленить деталь на простейшие элементы, затем соединить эти элементы и
получить одну сложную модель, состоящую из нескольких
простейших элементов. В данном примере это стыковочные
места, дренажи, места под шпильки, профилированный канал
и т.д.
1. Моделирование отводов и подводов рекомендуется с
их профилирования.
Рис. 60
59
1.1. Нажмите команду «эскиз», в качестве плоскости
рисования используйте «xc-zc» (рис. 60).
Сориентируйте плоскость эскиза перпендикулярно
взгляду, нажатием команды «ориентация вида по эскизу» (или
shift+F8). Выберите команду «профиль» и нарисуйте примерный контур как показано на рис. 61. Чтобы использовать для
рисования дугу в команде «профиль», в разделе «Тип объекта»
выберите вкладку «дуга». Контур должен быть замкнутым.
Рис. 61
1.2. Выберите команду «ограничения» и задайте всем
элементам эскиза геометрические связи (вертикальность, горизонтальность, касательность и др.). Для того чтобы задать вертикальность, после нажатия команды «ограничения» выделите
отрезок, который должен быть вертикальным и в появившемся
меню «ограничения» выберите вкладку «вертикальный»
(рис. 62). Аналогично для оставшихся кривых задаем горизон60
тальность с помощью вкладки «горизонтальный». Для задачи
касательности последовательно выберите две кривые, вкладку
«касательно» (выделены должны быть только те кривые, которые участвуют в ограничении). После задания касательности,
вертикательности и горизонтальность выйдите из команды
«ограничения», нажав на клавиатуре кнопку «Esc» или крестик
в меню команды «ограничения».
Рис. 62
1.3. Нажмите на панели инструментов команду «контекстный размер». Задайте размеры как указано на рис. 63.
Для задачи размера L1 после нажатия команды «контекстный размер» выделите вертикальную линию и дугу, в появившемся окне задайте размер «32 мм». Для задачи размера
L2 выберите точку пересечения двух отрезков и дугу, в появившемся окне задайте «27 мм». Размер L3 задайте от горизонтального вектора до нижней горизонтальной линии, в появившемся окне задайте размер равный «18 мм». Чтобы задать
радиус дуги, просто выделите кривую и задайте размер равный
«5 мм». Для задания угла поочередно выберите два отрезка,
между которыми должен быть заданный угол.
61
Рис. 63
Рис. 64
62
1.4. Выберите команду «ограничения» выделите вертикальную линию и вертикальный вектор (вектор у), выберите
вкладку «коллинеарный» (рис. 64). Выйдите из эскиза.
1.5. Для построения профилированного канала нужно
будет построить еще 6 эскизов с другими параметрами L1 и
L2, равномерно распределенных по окружности.
Чтобы равномерно распределить эскизы по окружности,
выберите команду «координатная плоскость» (главное меню
«вставить» → «база\точка» → «координатная плоскость»). В
разделе «тип» выберите параметр «под углом», в разделе
«плоская ссылка» задайте плоскость «xc-zc», в разделе «сквозная ось» задайте вектор «хс», а в разделе «угол» в графе «опция угла» оставляем параметр «значение», в графе «угол» задайте значение равное 30°. Нажмите «ОК» (рис. 65).
Рис. 65
63
1.6. Выберите команду «эскиз», в качестве плоскости
для рисования выберите координатную плоскость, созданную
в пункте 1.5. Повторите пункты 1.1 - 1.4, вместо значений L1 и
L2, указанных в пункте 1.3, укажите L1=31,5 мм и L2=26,5 мм.
1.7. Повторите пункт 1.5, вместо плоскости «xc-zc» выберите плоскость построенную ранее.
1.8. Выберите команду «эскиз», в качестве плоскости
для рисования используйте плоскость, созданную в пункте 1.7.
Повторите пункты 1.1-1.4, вместо значений L1 и L2 указанных
в пункте 1.3, укажите L1=28,4 мм и L2=23,4 мм.
1.9. Создайте эскиз в плоскости «xc-yc». Повторите
пункты 1.1-1.4, вместо значений L1 и L2 указанных в пункте
1.3, укажите L1=22,9 мм и L2=17,9 мм.
1.10. Повторите пункт 1.5, вместо плоскости «xc-zc»
выберите плоскость «xc-yc».
1.11. Выберите команду «эскиз», в качестве плоскости
для рисования используйте плоскость, созданную в пункте
1.10. Повторите пункты 1.1-1.4, вместо значений L1 и L2 указанных в пункте 1.3, укажите L1=17,4 мм и L2=12,4 мм.
1.12. Повторите пункт 1.5, вместо плоскости «xc-zc»
выберите плоскость, построенную в пункте 1.10.
1.13. Выберите команду «эскиз», в качестве плоскости
для рисования используйте плоскость, созданную в пункте
1.12. Повторите пункты 1.1-1.4, вместо значений L1 и L2 указанных в пункте 1.3, укажите L1=13 мм и L2=8 мм.
1.14. Создайте эскиз в плоскости «xc-zc». Повторите
пункты 1.1-1.4, вместо значений L1 и L2, указанных в пункте
1.3, укажите L1=11,5 мм и L2=6,5 мм. Профиль эскиза должен
быть зеркально отражен относительно первого эскиза. Расположение всех эскизов по окружности показано на рис. 66.
1.15. Выберите команду «переместить на слой» (главное меню «формат» → «переместить на слой»). В графической
области выберите созданные плоскости. Нажмите «ОК»
(рис. 67). В появившемся окне в строке «слой или категории
назначения» назначьте 10. Нажмите «ОК» (рис. 68).
64
Рис. 66
Рис. 67
65
Рис. 68
2
1
3
4
5
6
7
Рис. 69
66
Рис. 70
1.16. Выберите команду «настройка слоя» (главное меню «формат» → «настройка»). В появившемся окне в разделе
«слои» выделите в списке 10, а в разделе «управление слоями»
выберите графу «сделать невидимым». Нажмите «Закрыть»
(рис. 70).
1.17. Выберите команду «поверхность по сечениям»
(«главное меню» → «вставка» → «поверхность по сетке кривых» → «по сечениям»). На панели выбора задайте параметр
«связанные кривые». Наведите курсор на первый эскиз и
щелкните левой клавишей мыши, в разделе «сечение» в графе
«список» появится набор кривых. Затем нажмите кнопку «добавить новый набор» и выделите следующий эскиз. Повторите
67
добавление эскизов в список, при каждом новом добавлении
не забывайте нажимать кнопку «добавить новый набор». Обход эскизов должен быть направлен в одну сторону (рис. 69).
Очередность добавления эскизов указана на рис. 69. Нажмите
«ОК».
2. Удерживая кнопку «ctrl», выделите все эскизы в дереве построения. На панели инструментов нажмите команду
«изменить отображения объекта» или через главное меню
(«изменить» → «отображаемый объект»). В разделе «общие
свойства» в графе «слои» задайте 20. Нажмите «ОК» (рис. 71).
Рис. 71
3. Повторите пункт 1.16, вместо слоя 10 выберите слой
20.
68
4. Через главное меню выберите команду «зеркальное
тело» («вставить» → «ассоциативная копия» → «зеркальное
Рис. 72
тело»). В разделе «тело» выделите тело, полученное при построении по сечениям. Перейдите в раздел «плоскость отражения» и в графе «выбрать плоскость» задайте плоскость «xczc». Нажмите «ОК» (рис. 72).
5. Выберите команду «объединение» через главное меню («вставить» → «комбинировать» → «объединение») или на
панели инструментов. В разделе «цель», в графе «выбрать тело» выделите тело, построенное при помощи команды «по сечениям». Переключитесь в раздел «инструмент», в графе «выбрать тело» выделите тело, построенное при помощи команды
«зеркальное тело». Нажмите «ОК» (рис. 73).
69
Рис. 73
Рис. 74.
70
6. Выберите команду «выделить тело» через главное
меню («вставить» → «ассоциативная копия» → «выделить тело»). На панели инструментов задайте параметр выбора «касательные грани». Последовательно выберите грани как показано на рис. 74. Нажмите «ОК».
7. На панели выбора в фильтре выбора задайте параметр «твердое тело» (рис. 75). Выделите тело и переместите
его на слой 30, повторив пункт 2. Сделайте слой 30 невидимым, повторив пункт 1.16.
Рис. 75
8. Выберите команду «утолщение» через главное меню
(«вставить» → «смещение/масштаб» → «утолщение»). В разделе «грань» в графе «выбрать грань» выберите грани, полученные из команды «выделить тело». В разделе «толщина» в
графе «смещение 1» задать смещение равное 2,5 мм. Смещение должно быть направлено наружу, направление утолщение
указывается вектором на грани. Нажмите «ОК» (рис. 76).
9. В дереве построения выделите команду «выделенная
грань» и переместите ее на слой 40, повторив действия пункта
2. Сделайте слой 40 невидимым, повторив действия пункта
1.16.
10. Переключитесь во вкладку «навигатор сборки». Выберите команду «новое сечение» через главное меню («вид» →
71
«сечение» → «новое сечение»). В меню команды «вид сечения» в разделе «тип» выберите параметр «одна плоскость», в
разделе «имя» в графе «имя сечения» напишите «Разрез по
Рис. 76
Рис. 77
72
улитке». В разделе «Плоскость сечения» нажмите кнопку
«установить плоскость в yc». Нажмите «ОК» (рис. 77). После
этого в навигаторе сборок в разделе «сечения» появится разрез
с заданными параметрами.
11. Выберите команду «вращение». В разделе «сечение»
нажмите кнопку «эскиз сечения» (рис. 78) и выберите плоскость для рисования «xc-zc».
Рис. 78
Постройте эскиз как это показано на рис. 79. Точки 1 и
2 соединены прямой и совпадают с внутренним контуром
профилированного подвода. Размер «7,4 мм» задается от начала координат до начала фланца. Нажмите кнопку «закончить
эскиз», после выполнения команды вы попадете в диалоговое
окно команды «вращение». В диалоговом окне команды «вращение» в разделе «сечение» контур вращения будет уже задан,
перейдите в раздел «ось» и выберите графу «задать вектор». В
качестве вектора вращения выберите вектор «хс». В разделе
«ограничения» проверьте, чтобы параметры соответствовали
рис. 80. В разделе «булевы» в графе «булевы» выберите параметр «нет». Нажмите «ОК» (рис. 80).
73
2
1
Рис. 79
Рис. 80
74
12. Выберите команду «вращение», нажмите кнопку
«эскиз сечения», в качестве плоскости для рисования используйте «xc-zc». Нарисуйте контур как показано на рис. 81. В качестве осевой линии используйте прямую, и преобразуйте ее
во вспомогательную. Вертикальные размеры задайте от вектора «хс», а горизонтальные – от вспомогательной прямой. Расстояние от вспомогательной прямой до оси «ус» равно «17,5
мм». Нажмите команду «закончить эскиз». В диалоговом окне
команды «вращение» контур будет уже задан. Перейдите в
раздел «ось» и в графе «задать вектор» выберите вспомогательную прямую. В разделе «булевы» задайте параметр «нет».
Нажмите «ОК» (рис. 82).
Рис. 81
75
Для дальнейшей работы нужно будет скрыть первое тело вращение. В графической области выделите тело вращение,
нажмите на него правой клавишей мыши, в выпадающем меню
берите команду «скрыть» (рис. 83).
Рис. 82
13. Чтобы перейти в вид полного отображения детали
нажмите на вкладку «навигатор сборки». Откройте папку «сечения», выделите сечение «разрез по улитке» и нажмите на
него правой клавишей мыши. В выпадающем меню выберите
команду «открепить» (рис. 85).
14. Через главное меню («вставить» → «обрезка» →
«обрезка тела») выберите команду «обрезка тела». В разделе
«цель» выберите второе тело, построенное вращением в пункте 12. Переключитесь в раздел «инструмент», нажав на графу
«выбрать грань или плоскость». На панели выбора выберите
параметр «касательные грани» и выберите внутреннюю
76
Рис. 83
Рис. 84
77
Рис. 85
полость, построенную по сечениям. Вектор команды «обрезание» должен быть направлен в полость тела, построенного по
сечениям. Нажмите «ОК» (рис. 84).
15. Выберите команду «обрезка тела». В разделе «цель»
выберите профилированный канал, в качестве инструмента
выберите внутреннюю грань тела вращения. Вектор должен
быть направлен внутрь тела вращения. Нажмите «ОК»
(рис. 86).
16. Отобразите первое тело вращения. Для этого в дереве построения выделите команду «вращение» и нажмите на
нее правой клавишей мыши. В падающем меню выберите команду «показать» (рис. 87).
17. Выберите команду «объединение». В разделе «цель»
выберите тело, полученное вращением, а в разделе «инструмент» выберите профилированную улитку. Нажмите ОК
(рис. 88).
78
Рис. 86
Рис. 87
79
Рис. 88
Рис. 89
80
18. Выберите команду «обрезка тела». В разделе «цель»
задайте тело, полученное объединением в пункте 17, а в разделе «инструмент» – внутреннею грань тела вращения. Вектор
обрезки должен быть направлен внутрь тела. Нажмите «ОК»
(рис. 89).
19. Выберите команду «объединение». В разделе «цель»
выберите тело, полученное командой «объединение» (пункт
17), а в разделе «инструмент» выберите тело, полученное вращением из пункта 11. Нажмите «ОК» (рис. 90).
Рис. 90
20. Выберите команду «удалить грань» через главное
меню («вставить» → «синхронное моделирование» → «удалить грань»). В разделе «тип» задайте параметр «грань». В
разделе «грань» выделите две грани на задней части профилированного канала, которые выступают за неё, как показано на
рис. 91. Нажмите «ОК».
81
Рис. 91
Рис. 92
82
Рис. 93
21. Выберите команду «цилиндр» через главное меню
(«вставить» → «элементы проектирования» → «цилиндр»). В
разделе «тип» выберите параметр «ось, диаметр и высота».
Перейдите в раздел «ось», в графе «задать вектор» в качестве
оси вектора задайте вектор «хс». Нажмите кнопку «меню точки» рядом с графой «задайте точку» и в разделе «координаты»,
в графе «хс» задайте координату равную «3 мм», нажмите
«ОК» (рис. 93). В разделе «размеры» в графе «диаметр» задайте значение равное «36 мм», а в графе «высота» задайте значение равное «75 мм». В разделе «булевы» задайте параметр
«нет». Нажмите «ОК» (рис. 92).
22. Выберите команду «координатная плоскость». В
разделе «тип» выберите параметр «контекстный». Перейдите в
раздел «объекты для задания плоскости» и выделите основания цилиндра. Команда автоматически построит плоскость на
середине расстояния между гранями. Нажмите «ОК» (рис. 94).
23. Выберите команду «зеркальное тело». В разделе
«тело» выберите тело, полученное объединением по пункту
19.
83
Рис. 94
Рис. 95
84
В разделе «плоскость отражения» выберите плоскость, построенную согласно пункту 22. Нажмите «ОК» (рис. 95).
24. Выберите команду «переместить объект» через
главное меню («вставить» → «изменить» → «переместить
объект»). В разделе «объекты» выберите тело, полученное согласно пункту 22. В разделе «преобразование» в графе «перемещение» задайте параметр «угол». В графе «задать вектор»
выберите вектор «xc», а в графе «угол» задайте угол равный
«180°». В разделе «результат» выберите параметр «переместить начало». В разделе «настройки» снимите галочку напротив графы «переместить родителей» и поставьте галочку
напротив графы «ассоциативно». Нажмите «ОК» (рис. 96).
Рис. 96
25. Переместите плоскость, полученную согласно пункту 22 на слой 11 и сделайте его невидимым.
26. Выберите команду «объединение». В разделе «цель»
выберите цилиндр, построенный по пункту 21, а в разделе
«инструмент» выберите два оставшихся тела, построенных в
пунктах 19 и 24. Нажмите «ОК» (рис. 97).
27. Выберите команду «скругление ребра» через главное меню («вставить» → «конструктивный элемент» →
«скругление ребра»). В разделе «ребра для скругления» в раз85
Рис. 97
Рис. 98
86
Рис. 99
деле «выбрать ребра» выберите ребра, которые связывают
профилированную улитку и цилиндр (рис. 98). В разделе «Radius 1» задайте значение равное «5 мм». Нажмите «ОК». Для
каркасного отображения тела на панели «вид» рядом с командой «закраска с ребрами» нажмите кнопку в виде стрелки и в
падающем меню выберите параметр «каркасное с затененными ребрами».
28. Выберите команду «скругление ребра». В разделе
«ребра для скругления» в графе «выбрать ребра» выберите ребра, которые получаются при пересечении тела вращения и
профилированного канала. В графе «Radius 1» задайте значение равное «3 мм». Нажмите «ОК» (рис. 99).
29. Перейдите во вкладку «навигатор сборки». Раскройте папку «сечение», выделите разрез «разрез по улитке» и
нажмите правой клавишей мыши по нему. В выпадающем меню выберите команду «зажим» (рис. 100).
30. Выберите команду «вращение». В разделе «сечение»
нажмите кнопку «эскиз сечения», в качестве плоскости рисо87
Рис. 100
Рис. 101
88
Рис. 102
вания выберите «xс-zc». Постройте контур эскиза с размерами,
показанными на рис. 101. После того как эскиз будет полностью определен и контур построен нажмите кнопку «закончить эскиз». В разделе «ось» в графе «задать вектор» выберите
нижнею горизонтальную кривую. В разделе «булевы» выберите параметр «вычитание», а в графе «выберите тело» выберите
тело, полученное в пункте 26. Нажмите «ОК» (рис. 102).
31. Повторите пункт 13.
32. Выберите команду «фаска» через главное меню
(«вставить» → «конструктивный элемент» → «фаска»). В разделе «ребро» выберите ребро на входе профилированного канала. В разделе «смещение» в графе «сечение» выберите параметр «смещение и угол», в графе «расстояние» задайте значение равное «2 мм» и в графе «угол» задайте значение «30°».
Направление вектора фаски показано на рис. 103. Нажмите
«ОК».
33. Повторите пункт 32, постройте фаску со стороны
другого входа.
34. Выберите команду «вытягивание». Нажмите в разделе «сечение» кнопку «эскиз сечение», в качестве плоскости
89
Рис. 103
Рис. 104
90
Рис. 105
для рисования выберите в дереве построения плоскость, построенную по пункту 22. Постройте эскиз как на рис. 104, затем нажмите команду «завершить эскиз». В разделе «направление» выберите вектор «хс». В разделе «ограничение» в графе «конец» выберите параметр «симметричное значение», а в
графе «расстояние» задайте значение равное «28 мм». В разделе «булевы» выберите параметр «нет». Нажмите «ОК»
(рис. 105).
35. Повторите пункт 29.
36. Выберите команду «обрезка тела». В графе «цель»
выберите тело, построенное вытягиванием в пункте 34. Переключитесь в раздел «инструмент». На панели выбора задайте
параметр «касательные грани». В графе «выберите грань или
плоскость» выберите внутреннюю грань профилированный
канал. Нажмите «ОК» (рис. 106).
37. Повторите пункт 36, обрежьте выступающую часть
тела с противоположной стороны от корпуса (рис. 107).
91
Рис. 106
Рис. 107
92
Рис. 108
Рис. 109
93
38. Выберите команду «объединение». В разделе «цель»
выберите корпус, а в разделе «инструмент» выберите тело, полученное вытягиванием. Нажмите «ОК» (рис. 108).
39. Повторите пункт 13.
40. Выберите команду «координатная плоскость». В
разделе «тип» задайте параметр «контекстный». В разделе
«объект для задания плоскости» в графе «выбрать объект» вы
берете плоскость «хс-zc» и вектор «хс». В разделе «угол», в
графе «опция угла» задайте параметр «значение», а в графе
«угол» задайте значение равное «155°». Нажмите «ОК»
(рис. 109).
41. Выберите команду «новое сечение» (пункт 10). В
разделе «тип» задайте параметр «одна плоскость». В разделе
«имя» напишите «разрез по дренажу». В разделе «плоскость
сечения» в графе «задать плоскость» выберите плоскость, по-
94
Рис. 110
Рис. 111
95
Рис. 112
строенную по пункту 40. Нажмите «ОК» (рис. 110).
42. Выберите команду «вращение». В разделе «сечение»
нажмите кнопку «эскиз сечения», в качестве плоскости для рисования выберите плоскость, построенную по пункту 40. Постройте контур как показано на рис. 111, нажмите кнопку «закончить эскиз». В разделе «ось» в графе «задать вектор» выберите прямую, к которой задавали угол. В разделе «булевы»
выберите параметр «нет». Нажмите «ОК» (рис. 112).
43. Выберите команду «обрезка тела». В разделе «цель»
выберите тело, построенное вращением по пункту 42 (бобышка). В разделе «инструмент» выберите внутренние грани корпуса, с которыми пересекается бобышка. Направление вектора
обрезки показано на рис. 113. Нажмите «ОК».
Рис. 113
96
44. Перенесите плоскость, построенную по пункту 40 на
слой 12 и сделайте его невидимым (пункту 1.16, 2).
45. Открепите сечение «разрез по дренажу» (пункт 13).
46. Выберите команду «геометрия массива» через главное меню («вставить» → «ассоциативная копия» → «геометрия массива»). В разделе «тип» выберите параметр «зеркало».
В разделе «геометрия массива» выберите бобышку, построенную в пункте 42. В разделе «плоскость отражения» выберите
плоскость «хс-zc». Нажмите «ОК» (рис. 114).
Рис. 114
47. Повторите действия согласно пункту 29 – «сечение
по дренажу».
48. Выберите команду «зеркальное тело». В разделе
«тело» выберите бобышку, построенную по пункту 42. В разделе «плоскость отражения» выберите в дереве построения
плоскость, построенную по пункту 22. Нажмите «ОК»
(рис. 115).
49. Выберите команду «переместить объект». В разделе
«объекты» выберите бобышку, построенную по пункту 48. В
разделе «преобразование» в графе «перемещение» выберите
параметр «угол», в графе «задать вектор» выберите вектор
97
Рис. 115
Рис. 116
98
и в графе «угол» задайте значение «180°». В разделе «результат» укажите параметр «переместить начало». В разделе
«настройки» уберите галочку напротив графы «переместить
родителей» и поставьте галочку напротив графы «ассоциативно». Нажмите «ОК» (рис. 116).
50. Выберите команду «обрезка тела». В разделе «цель»
выберите бобышку, построенную по пункту 49. В разделе «инструмент» выберите внутренние грани корпуса, пересекающие
бобышку. Направление вектора показано на рис. 117. Нажмите
«ОК».
Рис. 117
51. Открепите сечение детали (см. пункт 13).
52. Выберите команду «зеркальное тело». В разделе
«тело» выберите бобышку, построенную по пункту 49. В раз99
деле «плоскость отражения» выберите плоскость «xc-zc».
Нажмите «ОК» (рис. 118).
53. Выберите команду «объединить». В разделе «цель»
выберите корпус. В разделе «инструмент» выберите все полученные бобышки. Нажмите «ОК».
54. Выберите команду «координатная плоскость». В
разделе «тип» выберите параметр «контекстный». В разделе
«объекты для задания плоскости» выберите торец присоединительного места. В разделе «смещение» в графе «расстояние»
задайте значение «58 мм». Направление смещения показано на
рис. 119. Нажмите «ОК».
Рис. 118
55. Выберите команду «вытягивание». В разделе «сечение» выберите кнопку «эскиз сечения», в качестве плоскости
100
Рис. 119
Рис. 120
101
Рис. 121
для рисования выберите плоскость, построенную по пункту 54.
Постройте контур, приведенный на рис. 120, нажмите кнопку
«закончить эскиз». В разделе «направление» выберите вектор
«хс», направление смещения показано на рис. 121. В разделе
«ограничения» в графе «расстояние» задайте значение равное
«10 мм». В разделе «булевы» выберите параметр «нет».
Нажмите «ОК» (рис. 121).
56. Переместите плоскость, построенную по пункту 54,
на слой 13 и сделайте ее невидимым.
57. Повторите построение плоскости, как в пункте 54. В
разделе «смещение» в графе «расстояние» задайте значение
«31 мм», вместо «58 мм».
58. Выберите команду «вытягивание». В разделе «сечение» нажмите кнопку «эскиз сечения», в качестве плоскости
для рисования выберите плоскость, построенную по пункту 57.
Постройте контур, как на рис. 122, нажмите кнопку «закончить
102
Рис. 122
Рис. 123
103
эскиз». В разделе «направление» укажите вектор «xc», направление смещения указано на рис. 123. В разделе «ограничение»
в графе «расстояние» задайте значение «10 мм». В разделе
«булевы» выберите параметр «нет». Нажмите «ОК» (рис. 123).
59. Переместите плоскость, построенную по пункту 57,
на слой 14 и сделайте его не видимым.
60. Выберите команду «зеркальное тело». В разделе
«тело» выберите тела, построенные с помощью вытягивания
по пунктам 58 и 55. В разделе «плоскость отражения» выберите в дереве построения плоскость, построенную по пункту 22.
Нажмите «ОК» (рис. 124).
Рис. 124
61. С помощью команды «переместить объекты» поверните построенные по пункту 60 тела на угол 180° (рис. 125).
62. Выберите команду «обрезка тела». В разделе «цель»
выберите два тела, построенных вытягиванием по пунктам 58
и 55. На панели выбора задайте параметр «касательные грани».
В разделе «инструмент» выберите внутренние грани профилированного канала, как показано на рис. 126. Направление вектора показано на рис. 126. Нажмите «ОК»
63. Повторите пункту 62 с оставшимися двумя телами,
построенными по пункту 61 (рис. 127).
104
64. Выберите команду «объединение». В разделе «цель»
выберите корпус. В разделе «инструмент» выберите все
оставшиеся тела, полученные вытягиванием. Нажмите «ОК».
65. Выберите команду «отверстие» через главное меню
(«вставить» → «элементы проектирования» → «отверстие»). В
разделе «тип» задайте параметр «общее отверстие». Перейдите
в раздел «положение» и выберите на панели выбора привязку
«центр дуги». Наведите курсор на скругление тела вытягивания, при появлении меню «быстрый выбор» выберите параметр «центр дуги». В разделе «направление» задайте параметр
«нормаль к грани». В разделе «форма и размещение» в графе
«форма» выберите параметр «упрощенное», в графе «диаметр»
задайте значение равное «8 мм», в графе «предел глубины»
задайте параметр «через тело». В разделе «булевы» выберите
Рис. 125
105
Рис. 126
Рис. 127
106
Рис. 128
а
б
Рис. 129
параметр «нет», в графе «выберите тело» выберите корпус.
Нажмите «ОК» (рис. 128).
66. Выберите команду «элемент массива» через главное
меню («вставить» → «ассоциативная копия» → «элемент мас107
сива»). В выпадающем меню выберите параметр «круговой
массив» (рис. 129а). В следующем меню выберите элемент
а
Рис. 130
Рис. 131
108
б
массива «простое отверстие» (рис. 129б) и нажмите «ОК». В
появившемся меню задайте параметры массива: в графе «число» задайте значение равное «4», а в графе «угол» задайте значение равное «90°» и нажмите «ОК» (рис. 130а). В появившемся меню выберите параметр «координатная ось»
(рис. 130б) и выберите вектор «хс» (рис. 131). В последнем
меню выберите параметр «да». Закройте команду массив.
67. Повторите пункты 65 и 66 для элементов с противоположной стороны.
Рис. 132
68. Выберите команду «отверстие». В разделе «тип»
выберите параметр «общее отверстие». В разделе «положение»
выберите центр бобышки. В разделе «направление» выберите
параметр «нормаль к грани». В разделе «форма и размеры» в
графе «форма» выберите параметр «цековка», в графе «диаметр цековки» задайте значение «8 мм», в графе «глубина цековки» задайте значение «6 мм», в графе «диаметр» задайте
значение «4 мм», в графе «предел глубины» задайте параметр
109
«значение», в графе «глубина» задайте значение «4» и в графе
«угол при вершине» задайте значение «118°». В разделе «булевы» задайте параметр «вычитание» и в графе «выберите тело» выберите корпус. Нажмите «ОК» (рис. 132).
69. Повторите пункт 68 для трех оставшихся бобышек.
Полученный результат показан на рис. 133.
Рис. 133
110
5. ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ШНЕКА ОСЕВОГО НАСОСА
Как и в предыдущем примере, мысленно разделим шнек
на простые элементы. В случае варианта со шнеком такими
элементами являются лопатка, вал, втулка и резьба.
Рассмотрим создание тел при помощи поверхностей,
создание пространственной кривой типа «сплайн». «Сплайн»
изменяется в пространстве и, в зависимости от количества заданных точек, выбора степени градиентности, будет принимать различный вид.
Построение шнека начинаем с создания пространственных лопаток. В деталях со сложно профильными поверхностями: отводах, подводах, рабочих колесах насосов и турбин.
Рекомендуется построения начинать с профилирования.
1. В стандартном варианте команды «сплайн» ни на панели инструментов, ни в главном меню нет. Для вызова команды «сплайн» нужно добавить ее на панель инструментов
или включить роль «расширенное с полным меню» или «основы с полным меню».
Для того чтобы добавить команду «сплайн» на панель
инструментов, выполните следующие действия:
а) нажмите правой клавишей мыши на панели инструментов.
б) в выпадающем меню выберите команду «настройки»
(рис. 134).
в) в появившемся окне «настройки» выберите вкладку
«команды». В списке «категории» откройте раздел «вставить»
и выделите строку «кривые».
г) в списке «команды» найдите команду «сплайн»,
наведите на нее курсор мыши. Нажмите и удерживайте левую
клавишу мыши. Перенесите команду на свободное место па111
нель инструментов. В окне «настройки» нажмите кнопку «закрыть» (рис. 135).
Вместо этого можно на «панели ресурсов», открыть
вкладку «роль», во вкладке выбрать «расширенное с полным
меню» или «основы с полным меню» (рис. 136). В появившемся окне нажмите «ОК».
Рис. 134
2.1. Выберите команду «сплайн» через главное меню
(«вставить» → «кривые» → «сплайн»). В появившемся окне
выберите способ задачи сплайна «через точки» (рис. 137а).
2.2. В окне «сплайн через точки» в разделе «тип кривой» задайте параметр «много сегментов», а в графе «степень
кривой» задайте значение «3 мм» (чем больше точек определяет сплайн, тем больше может быть степень кривой), нажмите
«ОК» (рис. 137б).
112
Рис. 135
Рис. 136
113
а
а
Рис. 137
б
б
Рис. 138
2.3. В окне «сплайн» задайте параметр задания точек «конструктор точек».
2.4. В окне «точка» в разделе «тип» задайте параметр
«положение курсора». В разделе «координаты» в графе «ссылка» выберите параметр «абсолютный - рабочая деталь», в графе «х» задайте значение из табл. 1 координаты х первой точки,
114
в графе «y» задайте значение из табл. 1 координаты y первой
точки, в графе «z» задайте значение из табл. 1 координаты z
первой точки и нажмите «ОК».
2.5. После этого снова появится окно «точка», задайте в
разделе «координаты» значение координат точки 2 согласно
табл. 1, нажмите «ОК».
2.6. Выполните пункты 2.4, 2.5 для всех точек табл. 1.
После того как построите последнюю точку нажмите два раза
«ОК». В появившемся окне «задание точек» нажмите кнопку
«да». В появившемся окне «сплайн через точки» нажмите
кнопку «ОК» (рис. 139). Результат показан на рис. 140.
Рис. 139
3. Постройте сплайны, повторив пункты 2.1 - 2.6 по
табл. 2, 3 и 4 (рис. 141).
Рис. 140
115
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Координаты точки
x
y
Z
1.51
1.95
2.53
3.10
3.68
4.26
4.84
5.41
5.99
6.57
7.153
7.721
8.301
10.14
10.86
11.57
12.27
12.99
13.70
14.35
16.49
18.57
20.65
22.72
6.45
7.25
8.23
9.13
9.91
10.59
11.15
11.58
11.87
12.04
12.07
11.97
11.73
10.31
9.643
8.88
8.04
7.13
6.16
5.13
1.86
-1.6
-5.02
-8.27
10.06
9.51
8.69
7.75
6.74
5.64
4.46
3.25
2.00
0.70
-0.56
-1.85
-3.11
-6.60
-7.62
-8.57
-9.42
-10.20
-10.9
-11.49
-12.71
-13.07
-12.61
-11.39
№ точки
№ точки
Таблица 1
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
116
Координаты точки
x
y
z
24.81
26.88
28.94
31.02
33.10
35.17
37.25
39.33
41.42
43.49
47.69
49.80
51.91
54.01
56.11
58.17
58.67
59.14
59.65
60.21
60.86
61.49
62.19
62.91
-11.19
-13.71
-15.84
-17.55
-18.76
-19.38
-19.37
-18.78
-17.67
-16.06
-11.54
-8.98
-6.34
-3.66
-0.991
1.65
2.23
2.81
3.35
3.86
4.35
4.75
5.15
5.54
-9.54
-7.14
-4.26
-0.95
2.69
6.63
10.72
14.79
18.75
22.48
28.56
30.71
32.26
33.26
33.85
34.158
34.176
34.17
34.14
34.10
34.04
33.98
33.91
33.85
№
точ
ки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Координаты точки
x
y
Z
1.6
2.08
2.7
3.31
3.91
4.51
5.11
5.7
6.29
6.88
7.47
8.05
8.64
10.4
11
11.6
12.19
12.79
13.39
13.98
16.08
18.17
20.26
22.35
0.31
3.75
8.29
12.75
17.07
21.22
25.15
28.81
32.17
35.2
37.85
40.1
41.94
44.74
44.74
44.29
43.37
42.02
40.23
38.04
29.41
18.36
5.86
-6.88
44.8
44.64
44.03
42.95
41.42
39.46
37.08
34.31
31.18
27.72
23.97
19.97
15.75
2.33
-2.23
-6.76
-11.22
-15.54
-19.71
-23.66
-33.79
-40.86
-44.41
-44.27
№
точ
ки
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
117
Таблица 2
Координаты точки
x
y
z
24.45
26.54
28.63
30.73
32.82
34.92
37.01
39.11
41.21
43.3
47.51
49.62
51.720
53.81
55.91
58
58.46
58.93
59.42
59.93
60.48
61.05
61.64
62.24
-18.7
-28.84
-36.62
-41.8
-44.39
-44.64
-42.93
-39.77
-35.63
-30.88
-20.86
-16.22
-11.82
-7.55
-3.31
0.87
1.78
2.68
3.58
4.45
5.3
6.14
6.97
7.79
-40.71
-34.29
-25.81
-16.12
-6.02
3.8
12.8
20.63
27.16
32.46
39.65
41.76
43.21
44.16
44.68
44.79
44.76
44.72
44.66
44.58
44.48
44.38
44.25
44.12
№
точ
ки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Координаты точки
x
y
Z
1.95
2.62
3.52
4.41
5.32
6.21
7.11
8.0
8.89
9.78
10.68
11.55
12.45
15.63
16.33
17.02
17.7
18.4
19.09
21.13
23.16
25.19
27.18
6.19
6.86
7.71
8.49
9.21
9.85
10.4
10.88
11.29
11.61
11.85
12.0
12.07
11.38
10.93
10.37
9.71
8.95
8.12
5.14
1.66
-2.14
-6.08
10.12
9.67
9.0
8.25
7.44
6.57
5.68
4.73
3.74
2.74
1.69
0.65
-0.42
-4.94
-6.08
-7.18
-8.22
-9.21
-10.11
-12.39
-13.84
-14.43
-14.1
№
точки
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
118
Таблица 3
Координаты точки
x
y
z
29.16
31.12
33.06
34.98
36.91
38.81
40.69
42.57
46.33
48.18
50.21
52.17
56.20
58.23
60.29
60.75
61.18
61.58
61.95
62.22
62.51
62.71
62.91
-9.94
-13.61
-16.91
-19.63
-21.61
-22.71
-22.92
-22.35
-18.92
-16.37
-13.65
-10.86
-5.31
-2.58
0.13
0.73
1.33
1.95
2.60
3.27
4.03
4.78
5.54
-12.89
-10.83
-7.94
-4.24
0.06
4.76
9.62
14.37
22.89
26.27
29.02
31.03
33.42
34.08
34.33
34.33
34.31
34.27
34.22
34.16
34.07
33.97
33.85
№
точ
ки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Координаты точки
x
y
Z
-2.04
-1.43
-0.59
0.26
1.13
2.00
2.88
3.76
4.64
5.53
6.430
7.30
8.20
11.49
12.24
13.00
13.74
14.51
15.26
17.35
19.44
21.54
23.63
2.36
5.71
10.09
14.38
18.51
22.46
26.19
29.65
32.83
35.68
38.18
40.31
42.04
44.75
44.30
43.41
42.07
40.31
38.15
29.56
18.54
6.07
-6.66
44.74
44.44
43.65
42.43
40.8
38.77
36.35
33.59
30.49
27.10
23.44
19.56
15.47
-2.15
-6.66
-11.09
-15.40
-19.55
-23.49
-33.67
-40.78
-44.39
-44.30
№
точ
ки
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
119
Таблица 4
Координаты точки
x
y
z
25.72
27.81
29.90
31.99
34.09
36.18
38.27
40.36
44.51
46.53
48.71
50.80
54.98
57.07
59.16
59.62
60.06
60.49
60.89
61.26
61.61
61.93
62.24
-18.49
-28.67
-36.48
-41.71
-44.36
-44.66
-43.02
-39.92
-31.14
-26.19
-21.27
-16.71
-8.10
-3.88
0.30
1.21
2.12
3.05
3.97
4.92
5.87
6.83
7.79
-40.80
-34.43
-26.00
-16.35
-6.270
3.51
12.51
20.34
32.21
36.35
39.43
41.57
44.06
44.63
44.80
44.78
44.75
44.70
44.62
44.53
44.41
44.28
44.12
Рис. 141
4. Выберите команду «линейчатая поверхность» через
главное меню («вставить» → «поверхность по сетке кривых»
→ «линейчатая поверхность»). В разделе «цепочка сечения 1»
выберите нижний сплайн (построенный по табл. 1), перейдите
в раздел «цепочка сечения 2» и выберите сплайн, построенный
по табл. 2. Направления обходов каждого сечения должны
быть направлены в одну сторону. Нажмите «ОК» (рис. 142).
5. Повторите пункт 4 для сплайнов, построенных по
табл. 3 и 4 (рис. 143).
6. Перенесите сплайны, полученные в пунктах 2.1-3 на
слой 11. Сделайте слой невидимым.
7. Выберите команду «обрезка поверхности» через
главное меню («вставить» → «обрезка» → «обрезка поверхности»). В разделе «цель» выберите поверхность, построенную
согласно пункту 4. В разделе «объекты границы» выберите
120
Рис. 142
Рис. 143
121
Рис. 144
поверхность, построенную по пункту 5. В разделе «направление проецирования» задайте параметр «нормаль к грани». В
разделе «область» выберите параметр «убрать», в графе «выбрать область» выберите начало поверхности. Убедитесь, что в
разделе «настройки» напротив графы «сохранить тело построения» не стоит галочки. Нажмите «ОК» (рис. 144).
8. Выберите команду «обрезка поверхности». В разделе
«цель» выберите поверхность, построенную по пункту 5. В
разделе «объект границы» выберите поверхность, построенную по пункту 4. В разделе «область» выберите параметр
«убрать» и в графе «выбрать область» выберите начало поверхности. Нажмите «ОК» (рис. 145).
9. Выберите команду «линейчатая поверхность». В разделе «цепочка сечения 1» выберите верхнюю кромку поверхности, построенную по пункту 4. В разделе «цепочка сечения
2» выберите верхнюю кромку поверхности, построенной по
пункту 5. Нажмите «ОК» (рис. 146).
122
10. Выполните пункт 9 для нижних кромок поверхностей построенных согласно пунктам 4 и 5 (рис. 147).
Рис. 145
11. С помощью команды «линейчатая поверхность» закройте отверстие в месте обрезки поверхностей (рис. 148).
12. Выберите команду «сшивка» через главное меню
(«вставить» → «комбинировать» → «сшивка»). В разделе
«тип» выберите параметр «поверхность». В разделе «цель»
выберите поверхность, построенную в пункте 4. В разделе
«инструмент» выберите поверхности, построенные по пунктам
5, 9, 10, 11. Нажмите «ОК» (рис. 149).
123
Рис. 146
Рис. 147
124
Рис. 148
13. Выберите команду «вращение». В разделе «сечение»
нажмите кнопку «эскиз сечения». В качестве плоскости для
рисования выберите «xc-zc». Постройте эскиз, как показано на
рис. 150. Нажмите кнопку «закончить эскиз». В появившемся
меню команды «вращения» перейдите в раздел «ось» и
выберите прямую, которая совпадает с вектором хс. В разделе
«булевы» выберите параметр «нет». Нажмите «ОК» (рис. 151).
14. Выберите команду «скругление». В разделе «ребро
для скругления» в графе «radius 1» задайте значение «0,1 мм».
В графе «выбрать ребро» выберите входную и выходную
кромку лопатки. Нажмите «ОК» (рис. 152).
15. Через главное меню выберите команду «геометрия
массива» («вставить» → «ассоциативная копия» → «геометрия
массива»). В разделе «тип» выберите параметр «вращение». В
разделе «геометрия массива» выберите построенную по
125
Рис. 149
Рис. 150
126
Рис. 151
Рис. 152
пункту 12 лопатку. В разделе «ось вращения» выберите
кольцевую кромку вала. В разделе «угол, расстояние и копии»
127
в графе угол задайте значение «360/3» (здесь 360 означает
полный оборорот в градусах, а число 3 количество лопаток), в
графе «расстояние» задайте значение «0 мм», в графе «число
копий» задайте значение «2». Нажмите «ОК» (рис. 153).
Рис. 153
16. Выберите команду «объединение». В разделе «цель»
выберите тело, построенное с помощью команды «вращение».
В разделе «инструмент» выберите лопатки, построенные по
пунктам 12 и 15. Нажмите «ОК».
17. Выберите команду «фаска». В разделе «ребро» в
графе «выбрать ребро» выберите кромку на валу. В разделе
«смещение» в графе «сечение» задайте параметр «симметрично», в графе «расстояние» задайте значение «1,6 мм». Нажмите
«ОК» (рис. 154).
18. Через главное меню выберите команду «резьба»
(«вставить» → «элементы проектирования» → «резьба»). В
разделе «тип резьбы» задайте параметр «детальная», в разделе
«вращение» задайте параметр «правосторонняя резьба». Выделите цилиндрическую поверхность вала, как показано на
рис. 155. В появившемся окне задайте грань начала резьбы
128
(рис. 156). В появившемся меню команды «резьба» нажмите
кнопку «реверс оси резьбы», если вектор резьбы направлен не
в тело, рис. 157, нажмите «ОК». В появившемся меню команды «резьбы» в графе «малый диаметр» задайте выражение «261,6». В графе «длина» нажмите на стрелочку рядом
Рис. 154
Рис. 155
129
Рис. 156
Рис. 157
со значением и выберите параметр «измерение» (рис. 158).
130
Рис. 158
Рис. 159
131
В появившемся меню команды «измерение расстояния»
в разделе «тип» задайте параметр «расстояние в проекции». В
разделе «вектор» задайте вектор «хс». В разделе «начальная
точка» задайте вертикальную грань вала (грань, откуда начинается резьба). В разделе «конечная точка» задайте следующую за ней вертикальную грань. В разделе «измерение» задайте параметр «минимум». Нажмите «ОК» (рис. 159).
В появившемся меню команды «резьба» в графе «шаг»
задаем значение «1,5 мм», в графе «угол» задаем параметр
равный «60°». Нажмите «ОК» (рис. 160).
Рис. 160
Конечный результат показан на рис. 161.
Рис. 161
132
6. РЕДАКТИРОВАНИЕ МОДЕЛИ
При проектировании часто приходится вносить изменения в исходную геометрию. В NX 7.5 предусмотрено два способа редактирования. Первый способ – непосредственное внесение изменений через дерево построений. Это подходит для
деталей, которые имеют небольшое дерево построений. Второй способ – это использование команд «синхронное моделирование». Эти команды позволяют вносить изменения не только в детали с большим деревом построения, но и в детали, у
которых отсутствует дерево построения (импортированные
модели). Для рассмотрения примеров редактирования постройте модель по примеру, приведенному ниже.
1. Выберите команду «вращение». В разделе «сечение»
нажмите кнопку «эскиз сечения». В качестве плоскости для
рисования используйте плоскость «xc-yc». Постройте эскиз,
как показано на рис. 162. В разделе «ось» в графе «задать вектор» выберите вектор «хс». Нажмите «ОК».
Рис. 162
2. Выберите команду «вытягивание». В разделе «сечение» нажмите кнопку «эскиз сечения». В качестве плоскости
133
Рис. 163
Рис. 164
134
для рисования выберите плоскую грань переднего фланца
(рис. 163). Постройте отверстия, как показано на рис. 164. Количество отверстий - «12», расположение – на одинаковом
расстоянии друг от друга. Нажмите кнопку «закончить эскиз».
В появившемся меню команды «вытягивание» в разделе
«направление» задайте вектор «хс». В разделе «ограничения» в
графе «конец» задайте параметр «следующий». В разделе «булевы» задайте параметр «вычитание». Нажмите «ОК».
3. Выберите команду «отверстие». В разделе «положение» нажмите кнопку «эскиз сечения». В качестве плоскости
для рисования используйте грань противоположного фланца.
Постройте эскиз, как показано на рис. 165. В месте пересечения прямой с окружностью с помощью команды «точка» поставьте точку (точка будет определять расположение отверстия). Нажмите кнопку «закончить эскиз».
Рис. 165
135
В меню команды «отверстие» в разделе «форма и размеры» в графе «форма» задайте параметр «упрощенное», в
графе «диаметр» задайте значение равное «9 мм», в графе
«предел глубины» выберите параметр «следующий». Нажмите
«ОК».
4. Выберите команду «элемент массива». В появившемся меню команды «массив» задайте параметр «круговой массив». В списке выберите элемент «простое отверстие» и
нажмите «ОК». В появившемся меню команды «массив» в
разделе «метод» задайте параметр «общий». В графе «число»
задайте значение «10». В графе «угол» задайте выражение
«360/10». В следующем окне выберите параметр «координатная ось» и выберите ось хс. Нажмите «ОК».
6.1. Редактирование с помощью дерева построения
Деталь можно отредактировать с помощью дерева построения. Для этого нужно выбрать элемент в дереве построения, нажать на него правой клавиши мыши, в выпадающем
меню надо выбирать команду «изменить параметр» или «изменить с откатом». Отличие этих двух команд заключается в
том, что команда «изменение с откатом» возвращает модель на
времени создания этого элемента. В то время как команда
«изменить параметры» меняет параметры модели, не подавляя
последующие элементы. При необходимости изменения эскиза
в команде можно напрямую вызвать команду «изменить эскиз» (рис. 166).
При изменении параметра отверстия выпадет меню, которое позволит выбрать способ редактирования массива элемента или редактирования отверстия (рис. 167). Зайдя в меню
элемента, можно редактировать не только параметры, касающегося данной команды, но и способ задачи размеров в эскизе.
Например, выберите элемент вращения и нажатием правой
клавишей мыши выберите команду «изменить параметр». После этого щелкните по размеру «80 мм» и задайте размер «100
мм», после этого программа покажет изменения эскиза.
136
Рис. 166
Рис. 167
137
Нажмите «ОК», после этого отобразиться модель с учетом изменений эскиза (рис. 168).
Для более кардинальных изменений (построение дополнительных скруглений, фасок, стенок и т.д.) придется войти в эскиз и достроить их там. Остальные параметры находятся в меню элемента, их в любой момент можно исправить в
дереве построения.
Рис. 168
6.2. Редактирование с помощью команд «синхронное моделирование»
Рассмотрим редактирование без дерева построения. Для
этого в навигаторе деталей нажмите правой клавишей мыши
на элемент «режим истории». Выберите режим «без истории»,
поставив галочку напротив соответствующей команды
(см. рис. 169). После этого все элементы в дереве построения
138
исчезнут и при дальнейшем построении элементы появляться
не будут.
Синхронное моделирование дополнило стандартные
средства моделирования возможностью работы с топологией
модели напрямую, игнорируя историю построения. Синхронное моделирование расширило возможности прямого моделирования, добавив механизмы «умного» выбора и распознавания конструктивных элементов без истории построения, и введя функционал геометрических связей между элементами модели.
Рис. 169
1. Через главное меню выберите команду «переместить
грань» («вставить» → «синхронное моделирование» → «переместить грань»). В разделе «грань» в графе «выбрать грань»
выберите заднюю грань фланца. В разделе «преобразование»,
в графе «перемещение» задайте параметр «расстояние», в графе «задать вектор» выберите вектор «хс», а в графе «расстояние» задайте значение «5 мм». Нажмите «ОК» (рис. 170)
Следует отметить, что в режиме без истории дерево построения отсутствует. Если потребуется редактирование тела,
то это можно сделать только через синхронное моделирование.
2. Выберите команду «переместить грань». В разделе
«грань» выберите грань одного из отверстий на фланце с 12
139
отверстиями. В списке «поиск граней» во вкладке «результаты» поставьте галочку напротив параметра «равный радиус».
В разделе «преобразование» в графе «перемещение» задайте
параметр «угол», в графе «задать вектор» выберите вектор
«хс», в графе «угол» задайте значение равное «10°». Нажмите
«ОК» (рис. 171).
Рис. 170
3. Через главное меню выберите команду «смещение
области» («вставить» → «синхронное моделирование» →
«смещение области»). В разделе «грань» в графе «выбрать
грань» выберите наружную грань фланца с 12 отверстиями. В
разделе «смещение» в графе «расстояние» задайте значение
равное «2 мм». Нажмите «ОК» (рис. 172).
140
Рис. 171
Рис. 172
141
4. Через главное меню выберите команду «линейный
размер» («вставить» → «синхронное моделирование» → «размер» → «линейный размер»). В разделе «начало» выберите
кромку фланца с 12 отверстиями. В разделе «измерение» задайте кромку фланца с 10 отверстиями. В разделе «положение
задайте положение размера в графической области экрана. В
разделе «расстояние» задайте значение «120 мм». В разделе
«грань для перемещения» выделите вертикальные грани фланца и две внутренние вертикальные грани. Нажмите «ОК»
(рис. 173).
Рис. 173
5. Через главное меню выберите команду «радиальный
размер» («вставить» → «синхронное моделирование» → «размер» → «радиальный размер»). В разделе «грань» выберите
внутреннюю грань. В разделе «размер» задайте параметр «радиус» и в графе «радиус» задайте значение равное «38 мм».
Нажмите «ОК» (рис. 174).
6. Через главное меню выберите команду «удалить
142
Рис. 174
Рис. 175
грань» («вставить» → «синхронное моделирование» → «удалить грань»). В разделе «тип» задайте параметр «грань». В
разделе «грань для удаления» выберите 9 отверстий, на фланце
с 10 отверстиями. Нажмите «ОК» (рис. 175).
143
7. Через главное меню выберите команду «шаблон грани» («вставить» → «синхронное моделирование» → «повторное использование» → «шаблон грани»). В разделе «тип» выберите параметр «круговой шаблон». В разделе «грань» выберите грань отверстия, на фланце с одним отверстием. В разделе «ось» в графе «задать вектор» задайте вектор «хс». В разделе «свойства шаблона» в графе «угол» задайте выражение
«360/6» и в графе «круговой подсчет» задайте значение «6».
Нажмите «ОК» (рис. 176).
Рис. 176
144
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Задание 1
Задание 2
145
Задание 3
146
Задание 4
147
Задние 5
148
Задание 6
149
Задание 7
Задание 8
150
Задание 9
Задание 10
151
Задание 11
152
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Освоение современных пакетов трехмерного моделирования, характерным примером которых является NX7.5 – инструментария современных САПР-систем, позволяет существенным образом повысить эффективность жизненного цикла
как существующих, так и вновь разрабатываемых ЖРД и их
агрегатов. Это важно для обеспечения конкурентоспособности
ракетостроения. Для достижения этой цели нужна большая
методическая и практическая работа по внедрению достижений информационных технологий. С точки зрения проектирования основным этапом является построение трехмерных моделей объектов, освоение современных программных и аппаратных средств.
153
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Проектирование в NX под управлением Teamcenter /
М.Ю. Ельцов, А.А. Козлов, А.В. Седойкин, Л.Ю. Широкова.
М.: ДМК Пресс, 2013. 752 с.
2. Данилов Ю. Практическое использование NX / Ю.
Данилов, И. Артамонов. М.: ДМК Пресс,2011. 332 с.
3. Малюх В. Введение в современный САПР / В.Н. Малюх.: ДМК Пресс, 2014. 192 с.
4. Краснов М. Unigraphics для профессионалов / М.
Краснов, Ю. Чигишев. М.: ЛОРИ, 2004. 319 с.
5. Гончаров П.С. NX для конструктора-машиностроителя. / П.С. Гончаров. М.: ДМК Пресс, 2010. 504 с.
154
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
3
1. Общие сведения о графических системах
5
2. Начало работы с NX 7.5
11
3. Описание основных команд
19
3.1. Эскиз
19
3.2. Вытягивание
23
3.3. Вращение
34
3.4. Заметание
39
3.5. Построение по сечениям
49
4. Пример построения корпуса подвода
59
5. Пример построения шнека осевого насоса
111
6. Редактирование модели
133
6.1 Редактирование с помощью дерева построения
136
6.2 Редактирование с помощью команд «синхронное
моделирование»
138
Задание для самостоятельной работы
145
Заключение
153
Библиографический список
154
155
Учебное издание
Иванов Андрей Владимирович
Заложных Иван Сергеевич
Барбарош Кирилл Олегович
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ
ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ В СРЕДЕ NX 7.5
В авторской редакции
Компьютерный набор И.С. Заложных
Подписано в печать 05.12.2014.
Формат 60×84/16. Бумага для множительных аппаратов.
Усл. печ. л. 9,8. Уч.-изд. л. 7,9. Тираж 250 экз.
Заказ №
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический
университет»
394026 Воронеж, Московский просп., 14