4.2 Создание трехмерной модели

4.2.1 Создание документа для модели

Работу над созданием трехмерной модели следует начинать с подготовки документа для модели. Для этого необходимо:

-Щелкните по кнопкеСоздать на панели инструментов Стандартная.Появится диалоговое окноНовый документ.

-

Рис. 4.14 Диалоговое окно Новый документ.

В списке документов щелкните по документуДеталь,а затем – по кнопкеОК. Появится окно детали под названием Деталь БЕЗ ИМЕНИ 1.

-Щелкните по кнопкеСохранитьна панели инструментовСтандартная. Появится диалоговое окноУкажите имя файла для записи.

- Откройте нужный каталог (папку) и в текстовом поле Имя файлавведите название вашей модели, например,Вал.

- Щелкните по кнопке Сохранить. Появится окно под названиемИнформация о документе.

- Введите в текстовом поле Авторимя автора (можно не заполнять) и щелкните по кнопкеОК.

4.2.2 Основные понятия и определения

Элементом, на основе которого может быть создан чертеж или трехмерный объект, является эскиз. Его располагают либо в одной из проекционных плоскостей, либо на плоской грани уже построенного геометрического тела, либо во вспомогательной плоскости, положение которой задает пользователь.

При создании трехмерных моделей системой предусмотрены следующие действия с эскизами (операции):

- вращение эскиза вокруг оси, лежащей в плоскости этого эскиза;

- выдавливание эскиза в направлении, перпендикулярном плоскости эскиза;

- перемещение эскиза вдоль указанной направляющей;

- перемещение контура по нескольким сечениям-эскизам.

Для выполнения предложенной детали достаточно использования только операций вращения и выдавливания, последующие в списке операции в дальнейшем рассматриваться не будут.

Деталь в системе КОМПАС рассматривается как трехмерная модель, созданная с помощью одного или комбинации нескольких действий с соответствующими эскизами.

Чертеж в системе КОМПАС – это графический документ, содержащий изображения детали, размеры и другие данные, позволяющие однозначно прочитать форму и величину детали.

4.2.3 Создание эскиза основания модели

На рис. 4.15 представлено наглядное изображение детали и ее чертеж. Внимательно изучите и постарайтесь описать словами форму детали в целом, а затем – отдельных ее частей.

Мысленно отделите все мелкие конструктивные элементы, выполнять которые можно только в том случае, если построено основание (исходная форма) детали. Представьте, какую форму будет иметь основание без этих элементов.

Судя по форме детали, а это пятиступенчатый вал, в реальной обстановке ее базовую часть будут изготавливать из цилиндрической заготовки на токарном станке. При выполнении модели этой детали, наиболее подходящей операцией создания основания является операция вращения.

Эскиз, как правило, представляет собой сечение выполняемого объемного элемента. Для его создания подходит не любое изображение, оно должно подчиняться следующим правилам:

• в эскизе может быть один (замкнутый или разомкнутый) или несколько замкнутых контуров, они не должны пересекаться и иметь общих точек;

• контур в эскизе изображается стилем линии Основная;

• ось вращения должна быть одна и изображаться стилем линии Осевая;

• ни один из контуров не должен пересекать ось вращения.

Эскиз основания вала можно представить себе в виде непрерывной, незамкнутой, ломаной линии, участки которой расположены под прямыми углами. Одну из ступеней вала, шестиугольную призму, временно исключим из рассмотрения, она будет выполнена иным способом. Попутно отметим, что предложенный вариант построения модели далеко не единственный, изучаемая здесь графическая система обладает очень большими возможностями и позволяет одни и те же пространственные формы выполнять разными способами.

Первая ступень вала имеет длину 32 мм и диаметр 30 мм; вторая ступень имеет длину 20 мм и диаметр 84 мм; третья ступень имеет длину 65 мм и диаметр 50 мм; четвертая ступень имеет длину 38 мм и диаметр 32 мм. Общая длина вала, следовательно, - 155 мм.

ВокнеДерево построениящелкните по названию проекционной плоскости, на которой будет расположен эскиз. Выберите фронтальную плоскость проекций, т.е.Плоскость XY. В дереве построения она будет выделена зеленым цветом, а в окне детали будет подсвечено условное обозначение плоскости (квадрат с характерными точками). Если вместо квадрата высветится отрезок прямой, это значит что направление взгляда не соответствует выбранной плоскости. В меню панели Видследует щелкнуть по треугольнику рядом с кнопкойУправление ориентацией моделии из выпавшего меню выбратьВид спереди.

На панели инструментовТекущее состояниещелчком по кнопкеЭскизпереведите систему в режим построения эскиза. Слева на экране появитсяКомпактная панельс активизированной кнопкой-переключателемГеометрияи соответствующей панелью инструментов.

Д

Рис. 4.16 Установка глобальных привязок.

ля сокращения времени построений и избежания ошибок необходимо включить привязки. На панелиТекущее состояниевызовите командуУстановка глобальных привязок. Появится диалоговое окно (рис. 4.16), в котором установите следующие привязки:Ближайшая точка иУгловая привязка, а в текстовом полеШаг угловой привязкивведите значение 90 и далее – ОК. Установленный шаг позволяет проводить следующую линию перпендикулярно предыдущей.

Для проведения оси щелкните на панелиТекущее состояниепо кнопкеОртогональное черчение, а на панели Геометрия – Отрезок. На панели свойств отрезка раскройте список Стиль, а нем –Осевая.

Далее щелкните мышью в точке начала координат и проведите вправо отрезок произвольной длины. Прервать команду можно клавишейEsc, кнопкойSTOPили включив другую команду.

На инструментальной панелиГеометриявызовите командуНепрерывный ввод отрезка, а на панели свойств, используя списокСтиль,установите стиль линии –Основная.

Левой кнопкой мыши зафиксируйте начальную точку ломаной линии в точке начала координат. На глаз проведите ломаную линию, отрезки которой располагаются либо горизонтально, либо вертикально, чтобы при вращении вокруг оси, она создала бы произвольный четырехступенчатый вал, состоящий из цилиндров (рис. 4.17).

Щ

Рис. 4.17 Первоначальный набросок эскиза.

Рис. 4.18 Эскиз для основания вала.

елчком на Компактной панели вызовите инструментальную панельРазмеры, а затем команду – Линейный размер. На панели свойств в разделеТип, щелкните на кнопкеГоризонтальный. Щелкните мышью в крайней правой точке последнего уступа, далее – в начале координат, а затем – в предполагаемом месте расположения размерной надписи. Появятся все атрибуты горизонтального размера и диалоговое окноУстановить значение размера. На клавиатуре наберите заданную длину вала – число 155 мм и зафиксируйте его кнопкой ОК. Длина вала изменится в соответствии с заявленной величиной размера. Аналогичным образом проставьте все горизонтальные размеры. При постановке радиусов ступеней вала в разделеТипна панели свойств выберитеВертикальный.

Переход в режим построения модели происходит щелчком по кнопке Эскиз. Изображение эскиза выделится зеленым цветом в окне модели.

На компактной панели щелкните по кнопке-переключателюРедактирование детали, а затем – по кнопкеОперация вращения. Появится панель свойств этой операции (рис. 4.19).

ВразделеСпособустановитеСфероид, аУгол поворота – 360°. Затем раскройте вкладкуТонкая стенкаи в разделеТип построения тонкой стенкивыберитеНет. Щелкните по кнопкеСоздать объектна панели специального управления.

Щ

Рис. 4.19 Панель свойств Операция вращения.

елкните на панели инструментовВидна раскрывшемся спискеТ екущая ориентация, а в нем – на пунктеИзометрия XYZ, а также на кнопкеПоказать все. Появится базовая модель вала, показанная на рис. 4.20.

4.2.4 Редактирование эскиза.

В процессе работы очень часто возникает необходимость вносить изменения в эскиз, т.е. редактирования.

П

Рис. 4.20 Основание модели.

оставим задачу: на базовую модель вала нанести фаски и скругления, предусмотренные чертежом.

Для этого:

- щелкните в дереве построения по крестику у надписи Операция вращения: 1. На ветви дерева возникнет пиктограмма и надписьЭскиз: 1;

- щелкните на этой пиктограмме и эскиз выделится зеленым цветом;

- щелкните на эскизе правойкнопкой мыши. Появится контекстное меню;

-щелкните на пункте спискаРедактировать эскиз. Он станет доступным для внесения изменений.

Н

Рис. 4.21 Панель свойств Фаска.

а инструментальной панелиГеометриявключите кнопкуФаска. На панели свойств (рис. 4.21.) введите длину фаски 4 мм и угол наклона 45°. Проследите, чтобы были включены кнопкиУсекать первый элементиУсекать второй элемент. Остается последовательно указывать на отрезки прямых у места нанесения фаски.

КомандаСкруглениевыполняется аналогично предыдущей команде, но на панели свойств этой команды установите значение радиуса скругления 3 мм. Включите инструментальную панельРазмеры,и на эскиз нанесите размеры фасок и скруглений. Нажмите кнопкуЭскиз, что будет означать окончание редактирования, и система автоматически перестроит форму исходной части модели вала (рис. 4.22).

П

Рис.4.22 Основание модели вала с фасками и скруглениями.

редположим, что по каким-либо причинам необходимо сохранить созданный эскиз на отдельном листе.

Еще раз возвратитесь к эскизу. Щелкните мышью левее и выше мысленного габаритного прямоугольника эскиза и, не отпуская кнопку, поместите его в прямоугольную рамку. Все линии должны подсветиться зеленым светом. На панели инструментовСтандартнаявызовите командуКопировать,а в качестве точки привязки копируемого изображения укажите начало координат. Далее, аналогично описанию (п. 4.2.1), вызовите диалоговое окноНовый документ(рис. 4.14) и укажите на документЧертеж. Появится формат А4 с основной надписью и рамками. Щелкните по кнопкеВставить. Появится фантомное изображение эскиза, которое разместите в верхней части формата, и зафиксируйте щелчком мыши.

Спомощью командыВвод текста, расположенной на инструментальной панелиОбозначения, над эскизом запишите текст, например,Эскиз 1.

4.2.5 Создание призматической ступени вала.

Выберем левую торцевую грань цилиндра R42 мм в качестве основания шестиугольной призмы, вписанной в окружностьR38 мм. На этой грани следует поместить эскиз выдавливания в виде правильного шестиугольника.

Для этого:

• при помощи кнопкиПовернуть, размещенной на панели инструментовВид, разверните модель так, чтобы хорошо просматривалась вышеуказанная грань;

• установите указатель мыши на этой грани. Окружности, ограничивающие торец, высветятся прерывистой линией, а затем щелкните мышью;

• на панели инструментов Видраскройте списокТекущая ориентацияи в нем пунктНормально к…. Вал будет повернут так, что торец цилиндра займет неискаженное положение;

• вызовите командуЭскиздля перехода из режима работы с моделью в режим работы с эскизом. Появится Компактная панель и панель инструментовГеометрия;

• щелкните по кнопке Многоугольник, которая является расширением командыПрямоугольник;

• переместите указатель в точку начала координат и щелкните мышью;

• н

  Рис. 4.23 Панель свойств Многоугольник.

  а панели свойств (рис. 4.23) в полеКоличество вершинвведите цифру 6, в полеРадиус– 38, в полеУгол– 90, а способ построения шестиугольника назначьтеПо описанной окружности. После введения каждого цифрового значения следует нажимать клавишу Enterдля фиксации ввода;

• Щелчком по кнопке Эскизперейдите в режим работы с моделью. На компактной панели по умолчанию будет активизирована панель Редактирование детали;

• Выберите командуПриклеить элемент выдавливания. В полеРасстояние 1панели свойств наберите размер величины призматической ступени – 16 мм, и щелкните по кнопкеСоздать объект.

4.2.6 Создание фаски на призматической ступени вала

Достаточно простой метод построения фаски заключается в срезании части призмы отрезком образующей конической поверхности.

В дереве построения активизируйте фронтальную плоскость проекций (Плоскость XY), перейдите в режим выполнения эскиза и проведите осевую линию через точку начала координат в соответствии с описанием, приведенным ранее.

На панели инструментов Геометрия вызовите команду Тока. На панели свойств в соответствующих полях задайте координаты точки (Х=16,Y=30), нажмите клавишуEnterи кнопкуСоздать объект.

На той же панели Геометриящелкните на кнопкеОтрезок, на панели свойств отрезка в полеСтиль задайтеОсновная, а в полеУгол– 60°. Далее, из построенной ранее точки, проведите вправо отрезок так, чтобы он полностью пересекал изображение призмы.

П

Рис. 4.24 Часть модели с призматической ступенью.

ерейдите в режим построения модели (кнопкаЭскиз). На активизированной панели Редактирование деталивыберите командуВырезать вращением. На панели свойств (см. рис. 4.19) откройте закладкуТонкая стенкаи установите тип построения тонкой стенкиНаружу, а в полеТолщина стенки– 6 мм (толщина стенки должна быть толще отсекаемой части призмы). Щелкните на кнопкеСоздать объект и призматическая часть вала примет следующий вид (рис. 4.24).

2.7 Создание шпоночного паза

Вкачестве плоскости для размещения эскиза шпоночного паза следует выбрать смещенную плоскость, расположив ее на 20 выше горизонтальной плоскости проекций. Такую плоскость можно разыскать на инструментальной панелиВспомогательная геометрия(см. рис. 4.11).

Щ

Рис. 4.25 Панель свойств Вспомогательная геометрия

елкните на кнопкеСмещенная плоскость, на панели свойств в поле Расстояние введите число 20 и зафиксируйте его клавишей Enter. На запрос системыУкажите базовую плоскость (см. строку сообщений внизу экрана), на дереве построения щелкните на горизонтальной плоскости проекций (Плоскость XZ), которая выполняет роль базовой, и затем по кнопкеСоздать объектна панели свойств. В дереве построения появится пиктограммаСмещенная плоскость: 1.

Для подготовки к построению эскиза шпоночного паза на дереве построения щелкните на пиктограммеСмещенная плоскость, на панелиВидраскройте списокТекущая ориентацияи в нем пунктНормально к …, а закончить следует нажатием кнопкиЭскиз.

В

Рис. 4.26 Панель свойств Прямоугольник (не полная).

Рис. 4.27 Эскиз для создания шпоночного паза.

ызвав панельГеометрия, щелкните на кнопкеПрямоугольник по двум вершинам. В соответствии с записью в строке сообщенийУкажите первую вершину прямоугольника или введите ее координаты,задайте координаты первой точкиX=60,Y= - 6. Вместо координат второй точки в полеВысотазадайте значение высоты прямоугольника 12 мм. На рис. 4.26 слева от зафиксированных параметров прямоугольника стоят крестики. Значение ширины прямоугольника вводить нет необходимости, достаточно, захватив кнопкой мыши правую верхнюю вершину прямоугольника, вывести ее вправо за пределы ступени вала диаметром 50 мм и закончить командойEnter.

К

Рис. 4.28 Размещение шпоночного паза на модели.

омандаСкругление– последняя в выполнении эскиза. На панели свойств этой команды зафиксируйте значение радиуса скруглений – 6 мм и, указывая на стороны прямоугольника у мест скруглений, получите результат, изображенный на рис 4.27. Нажмите кнопкуЭскиз для перехода в режим построения модели.

На компактной панели активируйте панель Редактирование детали.

Выберите командуВырезать выдавливанием. В полеРасстояние панели свойств выберитеЧерез всеи щелкните по кнопкеСоздать объект. По создаваемому фантому элемента легко проследить в какую сторону следует выдавливание, и если оно не соответствует задуманному, необходимо поменять направление.

4.2.8 Создание симметричного элемента

На исходном чертеже вала можно видеть, что на детали имеется два шпоночных паза, симметрично расположенных относительно горизонтальной плоскости проекций, поэтому второй шпоночный паз имеет смысл выполнить при помощи операцииЗеркальный массив.

Включив кнопку с таким названием на инструментальной панелиРедактирование детали, в строке сообщений прочитаете:Укажите плоскость отображения или операции-источники. В качестве плоскости отображения в дереве построения следует активизироватьПлоскость ZX.

В строке сообщений появится запись: Укажите операции-источники. В дереве построения щелкните на пиктограмме предыдущей операцииВырезать выдавливаниеми, как всегда, закончить построения следует щелчком на кнопкеСоздать объект.

4.2.9 Создание глухого отверстия Ø8

В дереве построения щелкните на строке Плоскость XYиЭскиз.

Для нахождения положения оси одного из восьми отверстий, которые отстоят от оси модели на расстоянии 32 мм, выполните следующие построения:

Через точку начала координат проведите вспомогательную линию Горизонтальная из расширения на инструментальной панели Геометрия.

Из той же инструментальной панели вызовите командуПараллельный отрезок. На ее панели свойств, используя списокСтиль,установите стиль линии –Осевая. Щелкните мышью по ранее построенной горизонтальной прямой, она высветится красным цветом. Для установки расстояния на панели свойств активизируйте полеРасстояние до отрезка, наберите число (32 мм) и нажмите клавишу Enter. Для получения осевой линии, вблизи ее будущего места расположения, щелкните мышью для получения точки начала линии, а затем, на некотором расстоянии по горизонтали, – второй раз, для получения точки конца линии.

Для получения контура линии, которая в дальнейшем, при использовании операции вращения, создаст цилиндрическую и коническую поверхности отверстия, воспользуемся вспомогательной точкой. Эта точка будет располагаться в месте перехода горизонтальной линии контура в наклонную линию, расположенную под углом 60° к горизонту.

Ее координаты вычислим таким образом. Широту точки (40мм) определим как расстояние до правого торца цилиндрической части модели 52мм, где будет расположено устье отверстия, минус глубина отверстия 12 мм. Высотой точки (36 мм) будет являться сумма расстояния до оси отверстия (32 мм) и величина радиуса отверстия (4 мм).

Вызовите команду Точка. На панели свойств в соответствующих полях задайте координаты точки (Х=40,Y=36), нажмите клавишуEnterи кнопкуСоздать объект.

На той же инструментальной панели вызовите команду Отрезок. Установите стиль линииОсновная. Начало горизонтального отрезка зафиксируйте в полученной точке. Конечная точка может быть установлена в произвольном месте справа от начальной так, чтобы она располагалась вне цилиндрической части модели диаметра 84 мм.

Вновь зафиксируйте начало нового отрезка в той же точке, что и в предыдущем случае. В полеУгол наклона отрезкавведите значение угла 60°, и проведите отрезок до осевой линии отверстия (осевую линию пересекать нельзя). Нажмите кнопкуСоздать объект, если не включено автосоздание объекта.

Перейдите в режим построения модели (кнопкаЭскиз). На активированной панели Редактирование деталивыберите командуВырезать вращением. На панели свойств (см. рис. 19) откройте закладкуПараметрыи установите:Способпостроения–Сфероид, в полеУгол прямого направления– 360. В закладкеТонкая стенкав спискеТип построения тонкой стенкиустановитеНет. Щелкните по кнопкеСоздать объект.

4.2.10 Создание остальных отверстий

Кранее созданному отверстиюØ8 мм необходимо добавить еще семь. Поскольку все они расположены на окружностиØ62 мм, проще всего эти построения выполнять при помощи операцииМассив элементов по концентрической сетке.

Откройте панель инструментовВспомогательная геометрияи вызовите командуОсь по конической поверхности. Курсором укажите на любую цилиндрическую поверхность, составляющую исходную форму модели. На экране появится осевая линия, проходящая через точку начала координат, а в дереве построения – пиктограмма оси с соответствующей надписью.

Активируйте указанную выше операцию на инструментальной панели Редактирование деталии, в соответствии с текстом в строке сообщений Укажите ось или операции-источники, щелкните на пиктограмме оси в дереве построения.

Новая запись в строке сообщений:Укажите операции-источники.

Рис. 4.29 Результат выполнения операций по созданию отверстий.

Щелкните в дереве построения на пиктограмме предыдущей операцииВырезать вращением. В поле Количество по кольцевому направлению наберите 8, зафиксируйте клавишейEnterи закончите построения, щелкнув на клавишеСоздать объект. Результаты операций с глухими отверстиями показаны на рис. 4.29.

4.2.11. Создание прямоугольного уступа.

В дереве построения вновь щелкните на фронтальной плоскости проекций и войдите в режим создания эскиза.

Через точку начала координат проведите вспомогательную линию Горизонтальная прямая, взятую из расширения на инструментальной панели Геометрия, а затем –Вертикальная прямая.

И

Рис. 4.30 Панель свойств Параллельная прямая.

з того же расширения активируйте команду Параллельнаяпрямая. Щелкните мышью на ранее построенной горизонтальной прямой, она высветится красным цветом. Вслед за движением указателя мыши в обе стороны от этой прямой будут двигаться две горизонтальные линии. Для установки расстояния на панели свойств (рис. 30), активизируйте полеРасстояние до прямой, наберите число 10 мм, установите режимОдна прямая. Нажмите клавишуEnter, затем – щелкните на кнопке Создать объект панели специального управления.

Для установки расстояния от начала координат до создаваемой вертикальной стенки уступа, на панели специального управления щелкните на кнопкеУказать заново, а затем – на вертикальной прямой. В полеРасстояние до прямой, установите новое число – 125 мм. Нажмите клавишуEnter, а затем –Создать объект.

На инструментальной панели вызовите команду Непрерывный вводотрезкаи стилем линииОсновнаяповерх вспомогательных линий проведите вертикальный и горизонтальный отрезки произвольной длины.

Перейдите в режим выполнения модели. На инструментальной панелиРедактирование деталиактивируйте операциюСечение по эскизу. На панели свойств установите необходимое Направление отсечения (рис. 4.31) и щелкните на кнопке Создать объект.

Рис. 4.31 Установка направления отсечения части модели.