Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра САПР
Розрахунково-графічна робота
з курсу:
«Автоматизовані системи технологічної підготовки виробництва»
на тему:
«Твердотільне моделювання в системі AutoCAD»
Львів – 2011
Мета роботи
Мета роботи – сформувати згідно ЄСКД креслення плоских видів з твердотільної моделі в системі автоматизованого проектування AutoCAD.
Короткі теоретичні відомості
Твердотільні примітиви – це базові блоки для побудови складніших твердотільних моделей. ACIS пропонує для створення твердотільних моделей ряд команд, які містяться в підменю Solids меню DRAW. Крім того, вибираючи пункт Toolbars з меню View, можна вивести на екран панель інструментів Solids (рис. 1).
Рис. 1. Панель інструментів Solids для побудови твердотільних моделей.
Всі ці команди потребують вводу координат для визначення форми, розмірів і положення в просторі створюваних ними об’єктів. Для побудови твердотільних примітивів, які подано на рис. 2, застосовано команди для створення паралелепіпеда, конуса, циліндра, клина, сфери та тору. Коротка характеристика цих команд та їхня послідовність у виборі опцій, які використовуються для побудови примітивів, наводяться нижче.
Команда видавлювання (Extrude – ). Команда Extrude додає до двохмірних форм третій вимір (Z – висоту). За допомогою цієї команди можна перетворити в тіла замкнуті плоскі об’єкти, які не мають пересічення форми. Послідовність команд:
Command: _extrude
Current wire frame density: ISOLINES=40
Select objects: 1 found (виберіть об’єкти)
Select objects: Enter
Specify height of extrusion or [Path]: 70 (виберіть точку на кресленні чи введіть значення висоти об’єкту)
Specify angle of taper for extrusion <0>: (натисніть Enter чи введіть значення)
Command:
Видавлювання можна проводити перпендикулярно площині форми не залежно від орієнтації поточної системи координат чи вздовж заданого шляху (за допомогою опції Path можна видавлювати замкнуті двохмірні форми вздовж любого шляху, який заданий існуючим відрізком, дугою, сплайном чи полілінією ). Якщо один з кінців шляху лежить не в площині двохмірної форми, то AUTOCAD автоматично перемістить шлях в центр профілю. Універсальність даної команди полягає в тому, що за її допомогою можна створити твердотільну модель із замкнутої форми любої складності.
Команда обертання (Revolve – ). Команда Revolve створює твердотільну модель шляхом обертання двохмірної форми навколо вибраної осі. Двохмірна форма може бути об’єктом типу Pline, Polygon, Circle, Ellipse, Spline чи Region. Одночасно обертати декілька об’єктів неможливо. Сплайни і полілінії, які вибираються для обертання, повинні бути замкнуті. Якщо приймаються в командах опції по замовчуванню, то послідовність команд є наступною:
Command: _revolve
Current wire frame density: ISOLINES=40
Select objects: 1 found (вибрати об’єкт)
Select objects:
Specify start point for axis of revolution or define axis by [Object/X (axis)/Y (axis)]
(вибрати початкову точку відрізка або вісь навколо якої буде проведено обертання плоскої форми)
Specify endpoint of axis: (вибрати кінцеву точку)
Specify angle of revolution <360>: (вказати кут, на який буде повернуто плоску форму)
Command:
Команди переміщення тіл. Після створення примітивів для конструювання кінцевих твердотільних моделей необхідно використовувати теоретико-множинні операції. Однак ці операції можуть бути виконані лише тоді, якщо примітиви мають певну орієнтацію по відношенню один до одного. Тому необхідно зразу будувати примітиви в потрібній позиції, або перемістити їх в таку після створення. Інформація про розташування примітивів є важливою для проведення операцій з переміщення об’єктів, що проводяться перед складанням твердотільних моделей. Для виконання задач з переміщення використовують, найчастіше, команди Move та Rotate3D. Особливістю під час застосування команди Move для переміщення твердотільних об’єктів є те, що за допомогою цієї команди можна проводити дії з переміщення примітивів і в трьохмірному просторі, ввівши при цьому три координати чи активізувавши прив’язку до об’єктів.
Команда Rotate3D дозволяє повертати трьохмірний об’єкт в трьохмірному просторі навколо довільної осі. Для визначення осі обертання можна вказати довільні точки чи об’єкти трьохмірного простору.
Команда Mirror3D, як і команда Mirror у випадку двохмірних об’єктів, створює дзеркальні копії вибраних об’єктів, але відносно площини. Задати площину відображення можна декількома методами: за допомогою трьох точок, шляхом вибору двохмірного об’єкта, паралельно екрану і площинам, які утворюються осями координат.
За допомогою команди 3DArray створюються трьохмірний масив. Для прямокутного масиву (опція Rectangular) потрібно визначити наступні параметри: кількість рядків і відстань між ними (вздовж осі Y), кількість рядків і відстань між ними (вздовж осі X) і кількість рівнів і відстань між ними (вздовж осі Z). Полярний масив (опція Polar) в трьохмірному просторі будується так само, як і в двохмірному. Відрізняється побудова лише тим, що трьохмірний масив будується не навколо точки, а навколо осі обертання. Тому для опцій команди потрібно задати дві точки в трьохмірному просторі.
Теоретико-множинні операції. Коли необхідні трьохмірні примітиви створені і розміщені у відповідних позиціях, ми можемо збирати конструкції. Комбінувати примітиви і створювати з них твердотільні тіла дозволяють команди, які виконують теоретико-множинні операції: об’єднання вибраних тіл – Union, віднімання однієї множини тіл від іншої – Subtract та створення тіла, яке складається з загальної частини вибраних тіл – Intersect. При цьому AUTOCAD самостійно видаляє чи добавляє необхідні елементи конфігурації тіла, а також розраховує лінії пересічення об’єктів, які створюються. Команди теоретико-множинних операцій містяться в підменю Solid Editing (Правка об’єктів) меню Modify (Редагування).
Короткий опис ходу роботи
Варіант 63
№ п/п
Мета кроку
Команди
Результат виконання команди
1
Побудова основи
Команда: _box
Первый угол или [Центр]: 70
Другой угол или [Куб/Длина]: 160
Высота или [2Точки] <20.0000>: 20
Команда: _box
Первый угол или [Центр]:
Другой угол или [Куб/Длина]: 80
Высота или [2Точки] <20.0000>: 30
Команда: _cylinder
Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]:
Радиус основания или [Диаметр]: 20
Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <30.0000>: 10
Команда: _cylinder
Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]:
Радиус основания или [Диаметр] <45.0000>: 45
Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <-20.0000>: 20
2
Побудова циліндричних вирізів радіусом 10 і конуса радіусом 20
Команда: _cylinder
Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]:
Радиус основания или [Диаметр] <45.0000>: 10
Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <20.0000>: 60
Команда: _cylinder
Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]:
Радиус основания или [Диаметр] <10.0000>: 10
Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <-60.0000>: 20
Команда: _cylinder
Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]:
Радиус основания или [Диаметр] <10.0000>: 10
Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <-60.0000>: 20
Команда: _cylinder
Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]:
Радиус основания или [Диаметр] <10.0000>: 10
Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <-60.0000>: 20
Команда: _cylinder
Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]:
Радиус основания или [Диаметр] <10.0000>: 10
Высота или [2Точки/Конечная точка оси] <-60.0000>: 20
Команда: _cone
Центр основания или [3Т/2Т/ККР/Эллиптический]:
Радиус основания или [Диаметр] <10.0000>: 20
Высота или [2Точки/Конечная точка оси/Радиус верхнего основания] <-20.0000>: 60
3
Побудова Клинів
Команда: _wedge
Первый угол или [Центр]:
Другой угол или [Куб/Длина]: 10
Высота или [2Точки] <-60.0000>: 30
Команда: _wedge
Первый угол или [Центр]:
Другой угол или [Куб/Длина]: 10
Высота или [2Точки] <-60.0000>: 30
4
Побудова об’єкту (булевські операції)
Команда: _union
Выберите объекты: найдено: 1
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 2
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 3
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 4
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 5
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 6
Команда: _subtract Выберите тела, поверхности и области, из которых будет
выполняться вычитание ..
Выберите объекты: найдено: 1
Выберите объекты:
Выберите тела, поверхности или области для вычитания ..
Выберите объекты: найдено: 1
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 2
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 3
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 4
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 5
Выберите объекты: найдено: 1, всего: 6
6.
Визначення площі і маси об’єкта
Команда: _area
Первая угловая точка или [оБъект/Добавить площадь/Вычесть площадь] <оБъект>:
Выберите объекты:
Площадь = 50194.0909, Периметр = 0.0000
Команда: _massprop
Выберите объекты: найдено: 1
Выберите объекты:
---------------- ТЕЛА ----------------
Масса: 327473.8856
Объем: 327473.8856
Висновок
Виконавши дану розрахункову роботу я навчився будувати 3D - моделі деталі на основі креслення, а також робити проекції готової моделі і формувати переріз.