Annotation

Книга посвящена КОМПАС-3D V10 – мощной, постоянно совершенствующейся системе автоматизированного проектирования (САПР), максимально адаптированной к российским стандартам. Издание в доступной форме рассказывает о принципах проектирования и основных приемах работы в этой замечательной программе. Книга не является аналогом справочной системы: обучение основывается на интересных примерах, взятых из практики. Более того, в издании есть раздел, посвященный расширению возможностей системы, а именно написанию прикладных конструкторских библиотек, работающих с 3D.

Издание будет полезно всем, кто занимается созданием трехмерных моделей и чертежей, а также хочет научиться разрабатывать приложения для КОМПАС-3D.

- Максим Иванович Кидрук

- Введение

- Об авторе

- От издательства

- Глава 1

- КОМПАС-3D V10: первое знакомство

- Главное меню КОМПАС-3D V10

- Меню Файл

- Меню Редактор

- Меню Вид

- Меню Инструменты и меню Операции

- Меню Сервис

- Компактная и другие панели инструментов

- Настройка системы

- Настройка интерфейса

- Системные настройки

- Сохранение и восстановление настроек

- Особенности последних версий КОМПАС-3D

- Азбука КОМПАС

- Дерево модели

- Сетчатая прозрачность

- Новое в версии КОМПАС-3D V10

- Резюме

- Глава 2

- Создание и редактирование геометрических объектов

- Привязки

- Команды создания геометрических объектов

- Редактирование геометрических объектов

- Размеры и обозначения

- Построение размеров и редактирование размерных надписей

- Обозначения на чертеже

- Работа с документом КОМПАС-Чертеж

- Оформление чертежа

- Многолистовые чертежи

- Виды и слои

- Практическое черчение

- Создание сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического редуктора

- Создание деталировочного чертежа зубчатого колеса

- Построение графиков функций

- Резюме

- Глава 3

- Твердотельное моделирование в КОМПАС-3D

- Формообразующие операции (построение деталей)

- Вспомогательная геометрия и трехмерные кривые

- Свойства трехмерных объектов

- Создание сборок

- Использование переменных и выражений в моделях

- Практическое моделирование

- Общие рекомендации по построению трехмерных моделей

- Построение трехмерной модели одноступенчатого цилиндрического редуктора

- Интересные примеры

- Пружины

- Червячное зацепление

- Модель из листового металла

- Текст на цилиндре

- Проставление трехмерных размеров и обозначений

- Резюме

- Глава 4

- Общие принципы работы со спецификациями

- Разработка спецификации к сборочному чертежу редуктора

- Разработка спецификации для трехмерной сборки редуктора

- Разработка спецификации к ассоциативному чертежу

- Специальные возможности редактора спецификаций КОМПАС-3D

- Резюме

- Глава 5

- Конструкторские приложения

- КОМПАС-SHAFT 3D

- КОМПАС-SHAFT 2D

- КОМПАС-SPRING

- Система распознавания 3D-моделей

- Библиотека муфт

- Бесплатные библиотеки

- Редуктор-2D V1.7

- Редуктор-3D V2.3

- Резюме

- Глава 6

- Создание библиотек фрагментов и моделей

- Создание библиотек шаблонов

- Создание библиотек с помощью КОМПАС-Макро

- КОМПАС-Мастер

- Технология COM, автоматизация и интерфейсы IDispatch

- Базовые интерфейсы API системы КОМПАС

- Пример программной реализации трехмерной операции

- Первая библиотека к КОМПАС-3D

- Разработка мини-САПР зубчатых колес

- Резюме

- Заключение

- notes

- 1

Максим Иванович Кидрук

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Введение

Развитие новых технологий постоянно предъявляет все более жесткие требования к современному инженеру-конструктору. Уже давно остались в прошлом те времена, когда все конструкторские расчеты, чертежи и документация выполнялись вручную, а главными инструментами проектировщика были карандаш и кульман. Точность таких чертежей и документации зависела от многих субъективных факторов, таких как тщательность выполнения графического изображения, квалификация проектировщика и пр. Самое плохое, что такие чертежи практически невозможно было редактировать. В результате проектируемый объект мог быть далек от совершенства.

За два последних десятилетия информационные технологии коренным образом изменили принципы конструирования, ускорив при этом процесс разработки изделия, повысив его точность и надежность в десятки раз. Бытует ошибочное мнение, что графические и расчетные системы – это всего лишь цифровая замена проектирования вручную. Хотя в самом начале, конечно, так и было. Первые версии западных программ для работы с инженерной двухмерной графикой были не чем иным, как электронным вариантом карандаша и кульмана. Однако благодаря высоким технологиям сфера конструирования развивалась, и в результате появилась отдельная самостоятельная отрасль – автоматизированное проектирование. Постепенно в графических редакторах стало возможно повторно использовать ранее спроектированные изделия, легко и быстро создавать типовые элементы, самостоятельно оформлять чертежи и прочую документацию. Следом за этим появился механизм параметризации графического изображения.

Переворотом в промышленном проектировании стало применение в конструировании трехмерной графики. Сначала в строительстве, потом в тяжелом машиностроении, а за ними и в других отраслях начали активно искать применение возможностям объемной компьютерной графики. Нельзя сказать, что переход на трехмерную графику был безболезненным. Во-первых, из-за требований стандартов (ГОСТ, СНИП и т. п.), касающихся только плоской графики и, во-вторых, из-за негибкости мышления многих инженеров, упрямо отталкивающих все новое. Однако другого пути не было. Проектная организация, активно использующая современные системы автоматизированного проектирования (САПР) и расчетные комплексы, успевала выполнить и представить несколько полноценных решений определенного проекта, тогда как за то же время другая организация, не применяющая САПР, едва ли успевала подготовить один эскизный проект. Кроме лучшего визуального представления проектируемых изделий, 3D-графика на порядок повышает точность проектирования особенно сложных (составных) объектов, позволяет легко редактировать трехмерную модель. Ассоциативная связь, устанавливаемая в инженерных 3D-системах между моделью изделия, его чертежами, а также документацией на изделие (например, спецификацией), позволяет при внесении изменений в 3D-модель автоматически отобразить все эти изменения в других документах, связанных с моделью. Именно за счет этого и достигается колоссальная экономия времени и затрат труда на проектирование. Дальнейшее развитие САПР дало возможность собрать воедино все данные о проектируемом объекте в системах управления жизненным циклом и инженерными данными, а также гибко управлять этими данными в зависимости от потребностей каждого конкретного предприятия.

Другой ветвью развития компьютерных систем для проектирования являются инженерные расчеты. Этот класс программ начал бурно развиваться с появлением 3D в конструировании и на данный момент очень востребован. Трехмерное представление напряжений от действующих нагрузок, трехмерное распределение (поле) температур, прочностной, кинематический, динамический анализ и многое другое стали доступны инженеру, использующему такие системы. Очень многие расчеты, которые ранее едва ли можно было выполнить или которые требовали суперквалифицированных специалистов, сейчас легко решаются с помощью таких приложений.

На сегодня все существующие программные пакеты, которые предназначены для инженерного моделирования, можно разделить на три категории.

• Системы тяжелого класса. Они содержат мощные гибридные трехмерные редакторы (такие, в которых реализовано как твердотельное, так и поверхностное моделирование), а также встроенные функции для различных инженерных расчетов. Весьма сложны для освоения, требуют специальных знаний и навыков, очень дорогостоящие, однако позволяют создавать и рассчитывать модели практически любых форм. Это системы класса Pro\ENGINEER, CATIA и пр.

• Системы среднего класса. Такие системы сейчас наиболее распространены и популярны. Они позволяют решать большинство задач проектирования на основе, как правило, твердотельного моделирования, уделяя при этом немало внимания и плоскому черчению. Могут иметь небольшие модули, решающие типовые расчетные задачи. Сравнительно недорогие, легкие в освоении, ориентированы на пользователя (то есть на обычного инженера) и не столь требовательны к аппаратным средствам, как системы тяжелого класса. К этим системам можно отнести Autodesk Inventor, SolidWorks, Solid Edge и т. д.

• Узкоспециализированные модули. Это, как правило, небольшие программы, автоматизирующие решение нетипичной узкопрофильной задачи конкретной отрасли промышленности или человеческой деятельности. Эти приложения могут как быть самостоятельными, так и базироваться на каких-либо программных пакетах тяжелого или среднего классов (так называемые подключаемые модули или библиотеки).

Радует тот факт, что в области инженерного проектирования среди систем среднего класса есть представители не только западных IT-компаний. Хорошим примером тому служит российская система трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D, которой и посвящена эта книга. Всего за последние несколько лет КОМПАС-3D из плоского чертежного редактора вырос во многофункциональную систему 3D-CAD с собственным математическим ядром. Большим плюсом этой программы является поддержка как западных, так и отечественных стандартов выполнения чертежей и подготовки документации. Кроме того, собственные ноу-хау в сфере трехмерного моделирования, удобный чертежно-графический редактор, большое количество вспомогательных приложений могут сделать ваше проектирование не только быстрым и точным, но и приятным.

Для кого предназначена книга

Книга предназначена для студентов технических вузов, а также инженеров-конструкторов, использующих на своих предприятиях КОМПАС-3D. Она состоит из шести глав, в которых последовательно рассмотрены различные аспекты работы с новейшей версией программы – практически все, что вам может понадобиться в работе. Отличительной особенностью данного издания является его насыщенность практическими примерами достаточной сложности, чтобы научиться профессионально работать в КОМПАС-3D. Они достаточно обширны (освещают большинство функций, которые наиболее часто используются на практике), взяты из реальной жизни, поэтому не являются абстрактными.

Структура книги

В первой главе приведено общее описание системы КОМПАС-3D V10, ее интерфейса и настроек. Подробно рассмотрены вопросы, касающиеся настройки программы, ее внешнего вида, панелей инструментов, меню и т. д. с учетом требований конкретного пользователя. Знания, полученные после прочтения этой главы, позволят настроить систему для себя. Кроме того, при возникновении тех или иных проблем с интерфейсом вы можете не тратить много времени на поиск нужной кнопки или команды меню, а обратиться к данной главе.

Вторая глава полностью посвящена плоскому черчению. В ней описано создание и редактирование графических объектов (примитивов), использование привязок и вспомогательных объектов при построении, представлен обзор практически всех команд графического редактора последней версии КОМПАС. Отдельный раздел этой главы посвящен работе с видами и слоями в КОМПАС-График. В качестве практического примера рассмотрено пошаговое построение и оформление сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора.

В третьей, самой объемной главе рассказывается об общих принципах трехмерного твердотельного моделирования, а также об особенностях их реализации в системе КОМПАС-3D. Отдельно описан процесс создания единичных деталей и трехмерных сборок. Небольшой раздел посвящен параметрическому моделированию. Практическая часть этой главы состоит из двух разделов. В первом приведен пример разработки трехмерной модели (сборки) того редуктора, чертеж которого был создан во второй главе. Второй раздел содержит оригинальные примеры построения различных моделей, которые, на первый взгляд, невозможно выполнить средствами твердотельного моделирования (пружины, червяк и червячное колесо, текст на цилиндре и пр.).

В четвертой главе рассмотрено на примерах создание спецификаций в редакторе спецификаций системы КОМПАС. Сначала разрабатывается спецификация для двухмерного чертежа редуктора, спроектированного во второй главе, потом спецификация для трехмерной модели этого же редуктора и, наконец, для ассоциативного чертежа, созданного с трехмерной модели редуктора.

Пятая глава рассказывает о прикладных библиотеках к системе КОМПАС и их назначении. В главе представлен небольшой обзор (естественно, с примерами) некоторых наиболее важных стандартных библиотек КОМПАС, а также бесплатных библиотек, разработанных пользователями и выложенными на сайте технической поддержки компании «АСКОН» (http//www.ascon.ru).

Шестая глава, завершающая книгу, расскажет о различных способах расширения возможностей системы. В главе вы найдете пример разработки (написания) собственной прикладной библиотеки к системе КОМПАС-3D, которая позволяет автоматически создать трехмерные модели зубчатых колес.

Все примеры, рассмотренные в книге, вы можете найти на компакт-диске, прилагаемом к книге. Обратите внимание, что для нормального открытия примеров нужна лицензионная версия программы КОМПАС-3D V10. В версии КОМПАС-3D V10 LT нельзя открыть сборки. В таком случае для просмотра этих файлов можно воспользоваться программой КОМПАС-3D Viewer V10, которую вы найдете на прилагаемом компакт-диске.

Надеюсь, что с помощью этой книги вы на 100 % освоите КОМПАС, изучите множество различных приемов, которые облегчают моделирование и черчение, а также позволяют в полной мере использовать потенциал этой замечательной программы.

Об авторе

Максим Кидрук – в прошлом инженер-программист компании «АСКОН-Комплексные Решения» Киевского представительства компании «АСКОН». По образованию – инженер-теплоэнергетик (окончил с отличием механико-энергетический факультет Национального университета водного хозяйства и природопользования, г. Ровно, Украина).

Автор многочисленных статей о КОМПАС-3D, трехмерной графике, моделировании и программировании в журналах «CAD/CAM/CAE Observer», «САПР и графика», «Материалообработка и инструмент», газете «IT News». Сертифицированный специалист по КОМПАС-3D. Кроме досконального владения инструментарием КОМПАС, хорошо знает систему «изнутри» и является разработчиком большого количества прикладных библиотек к программе (хорошо известны его проекты Редуктор-2D, Редуктор-3D, Библиотека муфт и пр.). В настоящее время Максим Кидрук является аспирантом сразу двух университетов: Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт» и Королевского технологического института (Стокгольм, Швеция).

От издательства

Ваши замечания, предложения и вопросы отправляйте по адресу электронной почты dgurski@minsk.piter.com (издательство «Питер», компьютерная редакция).

Мы будем рады узнать ваше мнение!

На сайте издательства http://www.piter.com вы найдете подробную информацию о наших книгах.

Глава 1

Пользовательский интерфейс и настройки системы

• КОМПАС-3D V10: первое знакомство

• Главное меню КОМПАС-3D V10

• Компактная и другие панели инструментов

• Настройка системы

• Особенности последних версий КОМПАС-3D

• Резюме

Прежде чем приступить к непосредственному рассмотрению черчения и моделирования в системе КОМПАС-3D, необходимо уделить некоторое внимание интерфейсу и возможностям изменения настроек данного приложения. Этот вопрос имеет далеко не второстепенное значение, ведь доскональное владение приемами и средствами работы зачастую позволяет не задумываясь найти более легкий и изящный путь для решения той или иной задачи. Хорошо настроенный интерфейс разрешает конкретному пользователю более гибко управлять программным пакетом. Напротив, нестандартный и непривычный набор элементов управления вызывает множество неудобств, замедляющих и затрудняющих проектирование, и в конечном итоге является причиной усталости и раздражения пользователя после длительного сеанса работы с приложением. Конечно, если вы недостаточно изучите все нюансы интерфейса и будете осваивать их по мере необходимости, вы всегда сможете воспользоваться справкой по КОМПАС-3D, документацией, сопровождающей программу, а также этой книгой. Однако согласитесь, намного удобнее, один раз основательно изучив интерфейс и настроив систему для себя, спокойно работать с приложением, чем каждый раз листать страницы книги, рыться в электронной документации или пытаться что-либо понять в сухих и зачастую непонятных тезисах справки.

Эта глава может показаться скучной и неинтересной. Здесь не будет практических примеров или полезных советов, раскрывающих неочевидные аспекты работы с программой, то есть всего того, что может сделать чтение технической книги не менее увлекательным, чем художественной. Однако, если вы только начинаете работать с КОМПАС-3D, я настоятельно рекомендую внимательно ознакомиться с содержанием данной главы, так как в будущем это может значительно сэкономить вам время при черчении и оформлении документации в системе КОМПАС-3D.

КОМПАС-3D V10: первое знакомство

Любой современный графический редактор обладает достаточно сложным интерфейсом. Как правило, конструкторские системы, представленные сегодня на рынке САПР, развиваются уже не один год. Они успели за это время накопить множество различных функций, вспомогательных команд, мастеров, подключаемых модулей и пр. Поэтому, наряду с функционалом CAD-системы, имеет огромное значение удобство ее интерфейса (во многом именно это определяет популярность самой системы на рынке). Основательное изучение особенностей интерфейса способствует более скорому приобретению опыта и хороших навыков в работе с системой, что в конечном счете ведет к повышению скорости и качества проектирования. Весомым аргументом в пользу изучения интерфейса является также и то,  что при столь богатом функционале пользователь может просто не догадываться об отдельных возможностях системы. Поверьте, большинство проблем, возникающих во время работы, связано не с недостатками графического редактора, а с упрямым нежеланием разбираться в предоставляемых программой возможностях.

Итак, пользовательский интерфейс (User Interface, UI) – это набор стандартных и специальных элементов управления Windows (кнопки, переключатели, поля ввода, списки, статический текст, изображения и пр.), с помощью которых осуществляется интерактивное взаимодействие экземпляра приложения (Application) непосредственно с пользователем. Забегая вперед, скажу, что среди многих, как российских, так и зарубежных конструкторских систем, предназначенных для трехмерного твердотельного моделирования, по удобству пользования и легкости в освоении КОМПАС считается одной из лучших.

КОМПАС-3D – это приложение многодокументного интерфейса (Multiple Document Interface, MDI). Что это означает? Приложения MDI позволяют открывать несколько файлов (документов) одновременно, а также использовать для отображения данных одного документа несколько представлений (отдельных окон). Таким образом, при выполнении сложных проектов можно одновременно работать с несколькими документами в одном сеансе.

Важной особенностью таких приложений является поддержка файлов различных типов. Это означает, что в рамках одного и того же программного пакета вы можете работать с разными документами, представленными файлами разных форматов (например, файлам чертежей соответствуют документы КОМПАС-3D – КОМПАС-Чертеж и КОМПАС-Фрагмент, а файлам 3D-моделей – КОМПАС-Деталь и КОМПАС-Сборка). Фактически, большинство наиболее популярных современных приложений создано на базе интерфейса MDI, обеспечивающего пользователю наибольшую гибкость в представлении данных и удобство в работе с документами.

Программный пакет КОМПАС-3D можно условно разделить на три большие составляющие:

• КОМПАС-3D – модуль для работы с трехмерными моделями;

• КОМПАС-График – чертежно-графический редактор;

• редактор спецификаций и текстовых документов.

Каждой составляющей соответствуют свои типы файлов, а каждому типу файлов – отдельный значок и собственное расширение.

Сразу после первого запуска программы появляется окно Вид приложения, позволяющее настроить вид приложения, наиболее привычный и удобный для пользователя.

Настройкам в этом окне будет уделено более пристальное внимание чуть позже, при рассмотрении системных настроек программы.

При первом запуске КОМПАС выводит на экран Стартовую страницу (рис. 1.1). На данной странице отображено несколько ссылок, используя которые вы можете выполнить одно из следующих действий:

• Новые возможности этой версии – после щелчка на этой ссылке откроется раздел справки, в котором будут перечислены все новинки, реализованные в текущей версии программы;

• Учебное пособие «Азбука КОМПАС» – получить доступ к интерактивному учебному пособию, позволяющему самостоятельно освоить отдельные приемы работы с программой. Подробнее о ней будет рассказано в конце главы;

• Форум пользователей КОМПАС – перейти на интернет-страницу форума пользователей системы КОМПАС, где вы сможете задать интересующий вас вопрос или просто пообщаться на различные темы;

• Сайт Службы технической поддержки – перейти на сайт службы технической поддержки, где вы сможете обратиться за помощью к специалисту;

• Написать письмо в Службу тех. поддержки;

• Сайт компании АСКОН – посетить официальный сайт компании «АСКОН».

Рис. 1.1. Стартовая страница КОМПАС-3D V10

Как вы уже заметили, при первом запуске программы главное меню в верхней части окна содержит минимальное количество пунктов, а под меню находится всего лишь одна панель инструментов. С чего начинать освоение этой среды проектирования? Первым делом нужно выбрать тип создаваемого файла (тип документа). Типы документов могут быть разными, и их выбор производится в зависимости от того, что нужно пользователю: создать модель, чертеж, оформить спецификацию и т. п. Указать тип файла можно в окне Новый документ (рис. 1.2), для вызова которого следует выполнить команду меню Файл → Создать или нажать комбинацию клавиш Ctrl+N.

Рис. 1.2. Окно выбора типа создаваемого документа

В 10-й версии программы разработчики еще более упростили жизнь пользователю, добавив ссылки на все типы документов прямо на стартовую страницу (см. рис. 1.1).

Пользователю доступно несколько типов файлов.

• Деталь

– это документ КОМПАС-3D, содержащий трехмерное изображение (3D-модель) определенного объекта или изделия, сформированного путем последовательности формообразующих операций (добавления, удаления материала детали, булевы операции) и представляющего собой единое целое.

Это не означает, что в реальном мире деталь, выполненная в КОМПАС, должна обязательно быть нераздельной. Просто при моделировании всегда есть некоторое упрощение (умышленное пренебрежение несущественными особенностями), и изделие, которое в действительности состоит из нескольких компонентов (например, соединенных сваркой), в модели может быть представлено как одна деталь. Деталью может быть модель лопатки турбины, модель вала и пр. Документам этого типа соответствуют файлы моделей с расширением M3D.

Примечание

Начиная с версии КОМПАС-3D V8 Plus, в программе добавилась возможность создавать несколько твердых тел в одной детали – так называемое многотельное моделирование. Это означает, что сама модель теперь может состоять из нескольких разрозненных частей, хотя деталь все равно интерпретируется системой как единое целое. В более ранних версиях КОМПАС-3D деталь обязательно должна была быть нераздельной – представленной одним твердым телом в модели. Следующие из этого особенности моделирования, а также преимущества многотельного моделирования описаны в гл. 3.

• Сборка

– это также трехмерный документ, который содержит 3D-модель, но уже значительно более сложного объекта, состоящего из двух и более деталей. В состав сборки могут входить детали КОМПАС-3D, стандартные (библиотечные) компоненты, трехмерные модели или поверхности, импортированные из других систем моделирования, а также другие сборки (подсборки) системы КОМПАС. Компоненты сборки размещены определенным образом в пространстве. Такое их взаимное размещение, определяющее способы соединения, крепления или контакта отдельных составных частей, и формирует модель сложного объекта (механизма, агрегата или здания). Сборкой может быть, например, зубчатая передача: два зубчатых колеса, соединенных шпонками с валами и собранных в зацепление. Файлы сборок имеют расширение A3D.

Примечание

В КОМПАС-3D V10 геометрическое ядро программы было усовершенствовано. Основное нововведение состоит в том, что теперь в моделях сборок можно пользоваться всеми теми же формообразующими операциями, что и в деталях. Это означает, что сборка помимо тел, внесенных в нее из других компонентов (деталей, подсборок), может содержать собственные тела, созданные и размещенные прямо в пространстве сборки.

• Чертеж

– главный графический документ системы КОМПАС-3D. Кроме собственно графического изображения какого-либо объекта (содержащего стандартные проекционные виды, виды-разрезы, выносные виды), в документ КОМПАС-Чертеж входит основная надпись, рамка и другие элементы оформления, предусмотренные стандартами. Эти элементы оформления можно настраивать в зависимости от конкретных требований. На чертеже также можно произвольно размещать текст, таблицы, растровые изображения и пр. Данные этого типа документа сохраняются в файлах с расширением CDW.

• Фрагмент

– еще один графический документ системы КОМПАС, носящий вспомогательный характер. Фрагмент, как и чертеж, может содержать двухмерное изображение изделия, но во фрагменте нет основной надписи, рамки или каких-либо других элементов оформления. Фактически, фрагмент – это чистый лист, на котором проектировщик рисует какие угодно эскизы, схемы, типовые элементы, которые он затем может неоднократно использовать при создании и оформлении чертежей. Важным отличием фрагмента от чертежа является то, что во фрагменте невозможно разместить несколько видов – все рисуется в текущем виде, в масштабе один к одному (подробнее о видах и слоях рассказано в гл. 2). Фрагменты сохраняются в файлах с расширением FRW.

• Спецификация

– документ КОМПАС-3D, который позволяет создавать электронные варианты различных технических документов: спецификаций, ведомостей, таблиц изменений, перечней и пр. Спецификация может быть ассоциативно связана с соответствующим ей документом (чертежом или сборкой). При этом все изменения, вносимые в чертеж или модель, будут автоматически отображаться и в спецификации. Оформление спецификаций (основная надпись, рамка) настраивается в зависимости от требований конкретной категории пользователей согласно ГОСТ. Файлам спецификаций соответствует расширение SPW.

• Текстовый документ

– документ, содержащий обычный текст. Применяется для создания и хранения технических требований, оформления пояснительных записок и т. п. Файл текстового документа, созданный в системе КОМПАС, имеет расширение KDW.

Примечание

При выборе типа создаваемого файла можно также обойтись без вызова диалогового окна Новый документ. Для этого стоит воспользоваться раскрывающимся списком Создать новый документ на панели инструментов Стандартная (рис. 1.3). Для вызова этого списка нужно щелкнуть на маленькой кнопке с черным треугольником, направленным вниз.

Рис. 1.3. Раскрывающийся список кнопки Создать новый документ

Подробнее о каждом из перечисленных типов документов, о приемах работы с ними будет рассказано в следующих главах книги.

Для детального знакомства с интерфейсом программы стартовой страницы явно недостаточно, поэтому выберите в диалоговом окне Новый документ тип файла Деталь и нажмите кнопку OK (или просто воспользуйтесь ссылкой Деталь на стартовой странице программы). Система создаст новый документ КОМПАС-Деталь, при этом главное меню и панели инструментов изменятся (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Элементы пользовательского интерфейса системы КОМПАС-3D

Главное окно приложения КОМПАС состоит из нескольких элементов.

• Главное меню – находится, как правило, в верхней части главного окна и предоставляет доступ к различным командам активного документа. Меню содержит пункты, общие для всех типов документов КОМПАС-3D, а также специальные команды, которые изменяются в зависимости от типа активного документа (деталь, чертеж и т. п.).

• Компактная панель инструментов – наиболее важный и часто используемый элемент интерфейса. Это вертикальная панель, по умолчанию расположенная в левой части окна программы. Она объединяет панели инструментов, предназначенные для создания и редактирования моделей, чертежей или элементов спецификаций. Между панелями инструментов можно переключаться с помощью специальных кнопок (на рис. 1.4 эти кнопки размещены в верхней части компактной панели). Состав компактной панели зависит от типа документа, с которым работает пользователь.

• Панели инструментов – элементы управления, содержащие кнопки, раскрывающиеся списки, поля ввода, сгруппированные по назначению и области применения. Содержимое панелей инструментов и их размещение в главном окне можно изменять. Их можно перетаскивать (за маркеры из четырех вертикальных точек, размещенных слева) и пристыковывать к любой стороне главного окна или оставлять в незакрепленном состоянии. Обычно пользователям подходят состав и размещение панелей инструментов, заданные по умолчанию.

• Дерево построения – окно древовидного представления этапов построения модели (детали, сборки) или чертежа. Этот элемент управления показывает порядок формирования пользователем данных документа, а также иерархические связи между элементами чертежа или трехмерными операциями, формирующими модель. Дерево построения позволяет легко перемещаться по документу, что существенно упрощает его редактирование.

Внимание!

В версии КОМПАС-3D V10 внешний вид, как и возможность представления данных в дереве трехмерной модели, значительно отличается от предыдущих версий. Подробнее об этом читайте в третьей главе.

• Окно представления документа – в этой области показаны данные документа. Это та часть главного окна, в которой будет виден результат действий пользователя: изображена модель, чертеж или строки спецификации.

• Панель свойств – на данной панели отображаются вкладки с настройками и свойствами, доступными для редактирования при выполнении команд (создания операций). Например, при рисовании отрезка в графическом документе на этой панели появятся поля для ввода координат его начальной и конечной точек, длины, угла наклона и раскрывающийся список типов линий, которыми он может быть отображен (рис. 1.5). Набор элементов управления, отображаемых на панели свойств, отличается для каждой отдельной команды.

Рис. 1.5. Параметры команды ввода отрезка на панели свойств

Панель свойств может быть закреплена возле любого края клиентской области главного окна программы. Для этого нужно воспользоваться соответствующей командой подменю Размещение контекстного меню. Его можно вызвать, щелкнув правой кнопкой мыши в любой точке панели свойств. Кроме того, панель свойств может быть зафиксированной (см. рис. 1.4) или плавающей. Плавающая панель в неактивном состоянии скрывается за границей (фреймом) главного окна. Это может быть удобно при небольшом разрешении экрана монитора (например, 800 × 600), так как при этом панель свойств не будет закрывать собой участок клиентской области окна документа. При достаточно большом разрешении экрана режим плавающей панели не совсем удобен, потому что для каждого обращения к свойствам текущей операции панель придется «доставать» из-за края неклиентской области окна (для чего нужно будет щелкать кнопкой мыши на закладке с заголовком панели и ждать, пока панель всплывет).

Для изменения состояния панели, то есть для ее закрепления или перевода в плавающее состояние, следует воспользоваться контекстным меню. Если панель свойств расположена горизонтально, то контекстное меню можно вызвать, щелкнув кнопкой мыши возле вертикального маркера из точек в ее левой части (рис. 1.6, а). Если панель находится вертикально, то для установления или снятия фиксации служит кнопка с изображением канцелярской кнопки в правом верхнем углу панели (рис. 1.6, б).

Рис. 1.6. Изменение расположения панели свойств: при горизонтальном (а) и при вертикальном (б) положениях

• Строка сообщений – строка, размещенная в нижней части главного окна программы и содержащая контекстную подсказку по текущей операции. Иногда в строке сообщения выводится индикатор выполнения какого-либо процесса (открытия большой сборки, сохранения файла в растровый формат и т. п.). Чтобы показать или спрятать строку сообщений, нужно воспользоваться командой меню Вид → Строка сообщений.

Обратите внимание, состав многих элементов пользовательского интерфейса существенно зависит от типа активного документа. Это немного усложняет процесс освоения графической системы, зато впоследствии значительно облегчает работу с различными форматами данных в приложении. Например, при параллельной разработке или редактировании трехмерной модели и чертежа, при котором неизбежно частое переключение между окнами документов разных типов, система автоматически отслеживает, какие пункты меню, панели инструментов (или кнопки на них) следует делать доступными, а какие прятать, что помогает избежать ошибок неопытным пользователям.

Главное меню КОМПАС-3D V10

Как уже отмечалось, главное меню программы динамически изменяет свой состав в зависимости от типа активного в данный момент документа (в основном это зависит от того, является ли этот документ трехмерным или графическим). Более того, даже для документов одного и того же типа набор команд определенного раздела может быть разным (например, команды меню Операции для детали и для сборки различны). Я опишу наиболее используемые команды меню и укажу, при каких условиях они будут доступны.

Команды, которые не рассматриваются в этой главе вообще или только упоминаются (как правило, это команды создания и редактирования чертежей и моделей), будут подробно рассмотрены позже в соответствующих главах.

Кроме того, я не буду описывать состав главного меню для документов-спецификаций и текстовых документов, так как почти все команды этих пунктов меню либо повторяют общие для всей системы КОМПАС операции, либо интуитивно понятны и не требуют дополнительных разъяснений. При рассмотрении методов работы с объектами спецификаций в гл. 4 большинство команд системного меню упоминаются в контексте.

Меню Файл

Команды меню Файл не изменяются в зависимости от типа документа. Это первый пункт главного меню (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Меню Файл

Его команды служат для работы с файлами системы КОМПАС: Создать (команда уже рассмотрена ранее), Открыть (позволяет загрузить сохраненный ранее файл в среду КОМПАС), Закрыть (дает возможность закрыть окно активного документа), Сохранить (сохраняет документ), Сохранить как (позволяет сохранить документ под другим именем), Сохранить все (дает возможность сохранить все открытые документы), Предварительный просмотр (позволяет просмотреть документ перед печатью), Печать (дает возможность послать документ на печать), Отправить (позволяет переслать активный документ по электронной почте), Свойства (выводит диалоговое окно с информацией об авторе, дате создания документа, а также список внешних ссылок и атрибутов документа) и Выход.

Между пунктами меню Свойства и Выход могут отображаться ссылки на несколько (максимум 10) файлов, с которыми работал пользователь, так называемый список файлов предыстории. Щелкнув кнопкой мыши на соответствующей ссылке, можно быстро загрузить нужный файл в программу.

В версии КОМПАС-3D V10 в данном меню появилась еще одна новая команда: Файл → Задание на печать → Загрузить. Она позволяет открывать задание на печать – один из вспомогательных типов файлов, поддерживаемых системой КОМПАС, который имеет расширение PJD. Задание на печать – это обычный текстовый файл, содержащий номера листов чертежа, а также имена файлов документов, выбранных ранее для печати, настройки их размещения на поле вывода, настройки параметров вывода и данные об устройстве вывода.

Меню Редактор

Меню Редактор системы КОМПАС содержит пять стандартных пунктов редактирования: Отменить, Повторить, Вырезать, Копировать и Вставить. Обратите внимание, что они отсутствуют в деталях и сборках КОМПАС-3D, за исключением случаев создания или редактирования эскизов формообразующих операций в названных документах.

В состав данного меню входят и другие команды, специфические для данного графического редактора. Целесообразно ознакомиться с ними, рассматривая поочередно состав этого меню для различных типов документов.

Меню Редактор при активном графическом документе

Команды меню Редактор при активном графическом документе (рис. 1.8) предоставляют различные способы для редактирования графических объектов в документе, включая как простые примитивы (точка, отрезок, дуга и пр.), так и сложные составные объекты (макроэлементы, фрагменты и т. п.).

Рис. 1.8. Меню Редактор при активном графическом документе

Рассмотрим команды этого меню подробнее.

• Повторить – позволяет повторно выполнить последнюю из вызванных команд. Например, если последней была выполнена команда Непрерывный ввод объектов, то данный пункт меню будет иметь название Повторить: Непрерывный ввод объектов. Для других команд название этого меню также будет меняться. Чтобы повторно выполнить предыдущую команду, вы также можете воспользоваться функциональной клавишей F4.

• Специальная вставка – новая команда, появившаяся в десятой версии программы. Позволяет вставить в активный (текущий) графический документ содержимое буфера обмена Windows в выбранном формате.

• Копировать свойства – позволяет копировать (заменять) свойства одного графического объекта другому. Команда доступна при работе с графическими документами системы КОМПАС, а также в режиме редактирования эскизов в трехмерной модели. Свойства могут копироваться только между объектами одного и того же типа (например, линии выноски, размерные линии и т. п.), в отдельных случаях между разными объектами, но поддерживающими один и тот же тип свойств (например, стиль линии для разных графических примитивов).

• Свойства – данная команда включает или отключает отображение окна свойств графического документа. В этом окне вы сможете в любой момент увидеть все характерные свойства выделенного объекта, а также изменить некоторые из них. Скажем, для отрезка в данном окне будут выведены координаты начальной и конечной точек, угол наклона отрезка, его длина и его стиль линии. Для каждого отдельного примитива набор параметров, разумеется, будет отличаться. По умолчанию панель свойств спрятана.

• Подменю Удалить содержит следующие команды:

· Выделенные объекты – предназначена для удаления геометрических примитивов, выделенных в активном чертеже или фрагменте. Эту же операцию можно произвести, нажав клавишу Delete;

· Вспомогательные кривые и точки – это очень полезная команда. Она удаляет всю вспомогательную геометрию в графическом документе (вспомогательные прямые, точки, а также любые другие плоские кривые, выполненные стилем линии Вспомогательная). Для чертежа можно также выбрать: удалять вспомогательные кривые и точки только в текущем виде или во всех видах чертежа. Благодаря данной команде вы можете свободно применять вспомогательные примитивы тогда, когда вам это нужно, а после завершения рисования не искать их по всему чертежу, чтобы удалить;

· Часть кривой и Часть кривой между 2 точками – дублируют соответствующие кнопки панели инструментов Редактирование графического документа (они будут рассмотрены ниже). Они служат для отсечения выступающей кривой и удаления участка кривой между двумя точками;

· Область – команда служит для удаления объектов внутри или снаружи определенной замкнутой области;

· Фаску\скругление – отменяет действие команды по созданию фаски или скругления между двумя кривыми на чертеже;

· Содержимое основной надписи, Технические требования и Неуказанную шероховатость (доступны только для документа КОМПАС-Чертеж) – удаляют указанные элементы оформления с чертежа;

· Все – полностью очищает чертеж или фрагмент от созданного изображения (включая содержимое основной надписи и прочие элементы оформления, созданные во время работы). Обратите внимание, что после этой команды восстановить содержимое активного документа будет невозможно!

• Разбить → Кривую и Разбить → Кривую на N частей – дублируют одноименные кнопки панели инструментов Редактирование. С их помощью любую кривую можно разбить на несколько составляющих: в первом случае произвольно (между указанными пользователем точками), во втором – равномерно на N частей.

• Выровнять по границе – позволяет выровнять все кривые относительно выбранной. Эта команда необходима при создании эскизов тел вращения, а также для удобства редактирования больших чертежей.

• Удлинить до ближайшего объекта – это команда, добавленная в десятой версии КОМПАС-3D. Ее назначение состоит в продлении выделенного объекта (или объектов) до пересечения с ближайшим графическим объектом. Команду удобно использовать для продления линий контуров детали до линии, изображающей разрез.

• Выделить все – выделяет все графические элементы в документе, за исключением элементов оформления чертежа. Другой способ выполнить то же действие – нажать сочетание клавиш Ctrl+A.

• Сдвиг, Поворот, Масштабирование, Симметрия, Копия и Деформация (некоторые из них содержат также подменю) – повторяют кнопки панели инструментов Редактирование и предназначены для редактирования геометрических объектов графического документа.

Примечание

Команды редактирования геометрии чертежа или фрагмента работают только с выделенными в данный момент объектами. Если в активном документе нет ни одного выделенного элемента, то все перечисленные выше команды остаются недоступными.

• Разрушить – разбивает макрообъект или библиотечный элемент на составляющие примитивы (отрезки и дуги). Данный пункт меню неактивен, если в документе нет ни одного макрообъекта. Подробнее о макрообъектах рассказано далее.

• Порядок – данное подменю содержит команды, которые позволяют задать порядок отрисовки графических объектов, то есть порядок перекрытия объектами друг друга. Эффект перекрытия особенно заметен при работе со штриховками и разноцветными заливками областей чертежа, а также при работе с разноцветными линиями большой толщины. Команды подменю Порядок доступны при наличии выделенных объектов в документе и позволяют размещать эти объекты спереди или сзади других элементов чертежа.

• Преобразовать в NURBS – данный пункт меню дублирует кнопку панели инструментов Редактирование. Он служит для преобразования любого геометрического объекта или текста типа TrueType в набор кривых NURBS (Non Uniform Rational B-Spline, нерегулярных рациональных B-сплайнов). Команда предоставляет возможность произвольно редактировать преобразованный объект посредством перетаскивания его характерных точек. С помощью этой команды можно, например, создать объемный текст, то есть использовать команду Операция выдавливания, эскизом для которой будут служить NURBS-сплайны, полученные в результате преобразования нужной надписи в NURBS.

• Менеджер вставок видов и фрагментов – выводит диалоговое окно Менеджер вставок видов и фрагментов (рис. 1.9). Оно упрощает управление вставленными в чертеж фрагментами, а также позволяет создать новый фрагмент в чертеже.

Рис. 1.9. Диалоговое окно Менеджер вставок видов и фрагментов

• Создать объект – завершает процесс создания или редактирования графического объекта с учетом всех заданных пользователем параметров. Вызвать эту команду можно также с помощью сочетания клавиш Ctrl+Enter. Команда активна, только если документ содержит какой-либо объект для редактирования (отрезок, окружность, сплайн и т. п.).

Меню Редактор при активном трехмерном документе

При активном трехмерном документе меню Редактор содержит небольшое количество команд (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Меню Редактор при активном трехмерном документе

Рассмотрим их.

• Редактировать компонент – присутствует в меню Редактор только для документа КОМПАС-Сборка и запускает для редактирования выделенный компонент сборки (как правило, деталь или библиотечный элемент). Компонент можно редактировать непосредственно в окне сборки, в которое он вставлен, или в отдельном окне (при этом все изменения сразу отобразятся в документе сборки), или через библиотеку. Конечно, редактировать компонент через библиотеку можно, только если он был создан в прикладной библиотеке КОМПАС-3D.

• Повторить – действует так же, как и в графических документах.

• Редактировать элемент – запускает для редактирования одну из операций по созданию детали или формообразующую операцию в сборке, выделенную в данный момент в дереве построения чертежа или окне представления документа. При этом на панели свойств отображаются элементы управления с настройками данной операции. Для завершения редактирования и создания объекта можно воспользоваться командой Создать объект или сочетанием клавиш Ctrl+Enter. Можно также дважды щелкнуть кнопкой мыши на той части детали, которая была добавлена или удалена при выполнении операции. Еще один способ выполнения этого действия – команда Редактировать элемент контекстного меню, для вызова которого нужно щелкнуть в дереве построения модели на элементе, соответствующем нужной операции.

• Удалить – удаляет выделенные элементы модели. Если ни один элемент не выбран, команда будет недоступна. Обратите внимание: если на модели выделена грань или ребро, то при вызове этой команды будет удалена вся часть материала детали, сформированная с помощью той операции, которой были созданы данная грань или ребро. Для удаления выделенных объектов можно также воспользоваться клавишей Delete.

• Разрушить – позволяет разрушить массив трехмерных элементов или компонентов (в сборке), выделенных в дереве построения модели, на отдельные элементы. Команда доступна только в версиях КОМПАС-3D V9 и КОМПАС-3D V10.

При работе с меню Редактор трехмерного документа нужно учитывать следующую особенность. При создании эскиза формообразующей операции пользователю становятся доступны все команды создания и редактирования двухмерных геометрических объектов (то есть команды для плоского черчения). Поэтому в режиме создания или редактирования эскиза состав меню Редактор полностью аналогичен тому же пункту меню для двухмерного документа (фрагмента). Если вы впервые работаете с КОМПАС-3D или вообще никогда не имели дела с трехмерной графикой, то вам наверняка будет сложно понять, что такое эскизы и почему вдруг меню трехмерного документа преображается в меню фрагмента. Все встанет на свои места после прочтения третьей главы книги. Пока просто не удивляйтесь тому, что при создании эскиза трехмерной операции меню Редактор принимает совсем другой вид (см. рис. 1.8).

Меню Вид

Данное меню имеет несколько общих функциональных подменю, одинаковых для разных типов документов, а также специфические команды, которые появляются при выборе документа определенного типа. Как и при рассмотрении меню Редактор, опишем меню Вид для графических и трехмерных документов.

Меню Вид при активном графическом документе

Меню Вид при активном графическом документе содержит команды, позволяющие управлять видом главного окна приложения и видом представления данных в окне графического документа (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Меню Вид для графического документа

При установленных флажках возле команд Дерево построения (присутствует только в документе-чертеже) и Строка сообщений в главном окне приложения будут присутствовать соответствующие элементы интерфейса. По умолчанию флажок Строка сообщений установлен всегда, а пункт Дерево построения для чертежа отключен. Сняв любой флажок, пользователь может спрятать одноименный элемент интерфейса программы. Обратите внимание, что дерево построения чертежа (рис. 1.12) отличается от дерева построения сборки или детали (см. рис. 1.4). В нем отображается иерархия видов графического документа. Текущий вид обозначается символом (т) перед названием вида. Если учесть, что во фрагменте, в отличие от чертежа, изображение создается в едином виде масштабом 1:1, то станет понятно, почему при выборе документа КОМПАС-Фрагмент дерево построения пропадает – для фрагмента оно просто не нужно.

Рис. 1.12. Дерево построения чертежа

У команды Панели инструментов очень обширное подменю (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Подменю команды Вид → Панели инструментов

Команда Панель свойств подменю Панели инструментов включает/отключает отображение панели свойств в главном окне программы.

При выборе команды Переменные подменю Панели инструментов появляется или исчезает окно работы с уравнениями и переменными. Для вызова этого окна можно также воспользоваться кнопкой Переменные на панели инструментов Стандартная.

Команда Менеджер библиотек подменю Панели инструментов открывает или закрывает одноименную панель (рис. 1.14), служащую для подключения и управления прикладными библиотеками системы КОМПАС. В этом окне содержится список всех приложений, установленных вместе с программой.

Рис. 1.14. Панель Менеджер библиотек

При выполнении команды Настройка интерфейса подменю Панели инструментов появляется одноименное диалоговое окно, с помощью которого можно настроить интерфейс окна программы КОМПАС.

Все остальные пункты подменю Панели инструментов – команды-флажки. С их помощью можно отображать и закреплять в неклиентской области окна любые панели инструментов. По умолчанию всегда включены четыре панели: Стандартная, Компактная панель, Вид и Текущее состояние (эти панели необходимы при работе с любым типом документов). Получить доступ ко всем остальным панелям можно и с помощью компактной панели. Однако иногда панели инструментов, которые используются особенно часто, очень удобно держать под рукой, а не щелкать каждый раз на кнопках переключения компактной панели. Например, при частой работе с графическими документами удобно, чтобы на экране постоянно присутствовала панель инструментов Глобальные привязки. С другой стороны, большое количество закрепленных панелей инструментов затрудняет работу, загромождая окно программы и уменьшая область представления документа. Поэтому принимайте решение о том, какие панели оставлять видимыми, а какие прятать, в зависимости от конкретных задач.

С помощью команд подменю Масштаб можно увеличить или уменьшить масштаб изображения (Увеличить и Уменьшить), подогнать масштаб таким образом, чтобы выделенные объекты вписывались в окно представления (По выделенным объектам), выбрать предыдущий или следующий масштаб (Предыдущий и Последующий), а также подогнать выделенный прямоугольник к текущим размерам окна (Увеличить рамкой). Обратите внимание, что команды подменю Масштаб не влияют на геометрические размеры объектов! Они лишь изменяют их представление (отдаляют или приближают объекты), что позволяет быстрее находить неточности или ошибки в чертежах и более гибко их редактировать.

Очень важно различать масштаб графических данных в документе и масштаб представления (или вида) этих данных на экране. Масштаб данных (масштаб изображения чертежа) – это нормируемая стандартами величина, которая показывает, во сколько раз изображение на листе чертежа меньше или больше реального объекта. Масштаб представления – это величина, которая показывает, во сколько раз изображение, которое мы видим на экране, больше или меньше действительных размеров геометрических элементов на листе чертежа или фрагмента, вне зависимости от масштаба данных документа[1]. Этот масштаб может быть произвольным в пределах от 0 до 1 000 000. Кроме того, в терминологии начертательной геометрии (и, соответственно, в системе КОМПАС-3D) есть понятие вида на чертеже (главный вид, вид сбоку, вид сверху, вид-разрез и т. п.), основной характеристикой которого является масштаб. По этой причине, чтобы избежать путаницы, далее в книге масштаб данных чертежа будем называть масштабом изображения или масштабом вида чертежа, а масштаб отображения данных на экране – масштабом отображения.

Пункт меню Сдвинуть предназначен для перемещения данных документа (без изменения масштаба представления) в пределах окна документа. Эта команда удобна для просмотра разных зон чертежа при одном и том же масштабе, так как, например, при масштабе отображения равном 1 даже лист формата А4 не полностью помещается на экране, не говоря уже о больших форматах (А3, А2, А1). Команда Сдвинуть работает следующим образом. После выбора данного пункта меню система перейдет в режим передвижения документа. При этом указатель приобретет форму четырехнаправленной стрелки. Удерживая нажатой кнопку мыши, можно перетаскивать рабочее поле документа в любом направлении. Для выхода из режима передвижения нужно воспользоваться клавишей Esc или кнопкой Прервать команду в левом верхнем углу панели свойств. Перетаскивать документ можно также, нажав колесико мыши и одновременно передвигая ее.

Команда Приблизить\отдалить позволяет плавно изменять масштаб, приближая или отдаляя изображение. Выполнив эту команду, нужно нажать в поле документа кнопку мыши и, не отпуская ее, плавно перемещать в вертикальном направлении. При движении указателя вверх изображение будет увеличиваться, при движении вниз – уменьшаться.

Команда Показать все является наиболее используемой. После ее выполнения система подбирает масштаб представления таким образом, чтобы все, уже созданное в документе (включая элементы оформления чертежа), отобразилось в рамках текущего окна документа. Для быстрого вызова этой команды служит функциональная клавиша F9.

При выполнении команды Перестроить перестраиваются ассоциативные виды на чертеже. Ассоциативный вид – это один из стандартных видов, созданных системой автоматически по трехмерной модели и связанный с ней. Данная команда позволяет автоматически перестроить все такие виды с учетом изменений в моделях-источниках. Если в чертеже нет ни одного ассоциативного вида, то команда Перестроить недоступна.

Команда Обновить изображение (для ее выполнения можно также использовать сочетание клавиш Ctrl+F9) перерисовывает изображение в видимой части окна представления документа. Необходимость в подобных действиях возникает при работе с большими чертежами. Дело в том, что часто после прокрутки окна документа и завершения некоторых команд редактирования часть изображения прорисовывается не до конца. В таком случае достаточно использовать команду Обновить изображение, и все геометрические объекты будут мгновенно восстановлены.

Команда Показать скрытые обозначения позволяет отобразить на листе чертежа светлосерым цветом все скрытые обозначения. Понятие «скрытое обозначение» появилось только в десятой версии программы и связано с добавлением в трехмерном редакторе возможности создавать трехмерные размеры. Под скрытым обозначением следует понимать объект, который был автоматически сформирован в ассоциативном виде чертежа в результате передачи размера или обозначения из трехмерной модели.

Почти все команды меню Вид размещены на одноименной панели инструментов (рис. 1.15). Данная панель по умолчанию отображается при загрузке или создании графического документа. Использование кнопок этой панели (Увеличить масштаб рамкой, Увеличить масштаб, Уменьшить масштаб, Сдвинуть, Приблизить/отдалить, Перестроить, Обновить изображение и Показать все) намного удобнее, чем вызов команд меню. На панели есть также раскрывающийся список, позволяющий выбрать масштаб отображения документа (доступны значения от 0,50 до 4, 0).

Рис. 1.15. Панель инструментов Вид графического документа

При изменении масштаба при помощи команд меню Вид или первых трех кнопок панели инструментов в раскрывающемся списке отображается текущий масштаб отображения.

Меню Вид при активном трехмерном документе

Первые шесть пунктов этого меню (рис. 1.16) аналогичны тем, которые содержит меню при активном графическом документе, за исключением того, что при масштабировании трехмерного изображения не запоминается предыдущий масштаб, поэтому вернуться к нему невозможно.

Рис. 1.16. Меню Вид при активном трехмерном документе

Команда Повернуть предназначается для поворота 3D-модели детали или сборки вокруг центральной точки габаритного параллелограмма. Эта команда действует по такому же принципу, что и команда Сдвинуть. После ее вызова система переходит в режим ожидания поворота модели, а форма указателя приобретает вид двух стрелок, выгнутых по окружности. Удерживая нажатой левую кнопку мыши, можно произвольно вращать модель в окне представления документа. Если нужно повернуть модель вокруг произвольной точки, оси или грани, то следует один раз щелкнуть кнопкой мыши на нужном объекте (он должен выделиться). При этом указатель немного изменит вид (между стрелками появится условное изображение точки, оси или плоскости), а модель будет вращаться вокруг выбранного объекта. Чтобы вернуться к режиму поворота вокруг центра габаритного параллелограмма, необходимо щелкнуть кнопкой мыши в любой точке трехмерного пространства, не занятой моделью. Для выхода из режима поворота можно воспользоваться клавишей Esc или кнопкой Прервать команду.

С помощью команды Ориентация вызывается диалоговое окно установки ориентации модели (рис. 1.17). Здесь можно выбрать одну из стандартных ориентаций модели (вид спереди, сзади, слева, справа, сверху, снизу, изометрия, диметрия) или создать и сохранить для последующего применения пользовательскую проекцию.

Рис. 1.17. Диалоговое окно настройки ориентации 3D-модели

Немного быстрее установить нужный вид можно с помощью раскрывающегося меню кнопки Ориентация на панели инструментов Вид (рис. 1.18). Чтобы оно появилось, нужно щелкнуть на треугольнике справа от этой кнопки.

Рис. 1.18. Меню кнопки Ориентация

Меню кнопки Ориентация можно также сделать плавающим – оформить в виде отдельной панели инструментов (рис. 1.19). Для этого его нужно перетащить за маркеры в верхней части и отпустить в любом месте главного окна.

Рис. 1.19. Панель инструментов Ориентация

Значок текущей ориентации подсвечивается (он рисуется во «вжатом» виде).

Команды подменю Отображение (рис. 1.20) предназначены для управления отображением модели.

Рис. 1.20. Команды для управления отображением модели

Возможно несколько вариантов того, как будут показаны построенные модели.

• Каркас – изображение формируется проецированием контуров моделей на экран (рис. 1.21, а).

• Без невидимых линий – то же, что и каркас, только с учетом перекрытия контуров, то есть ребра и линии контура модели, которые невидимы в действительности, на экране не отображаются (рис. 1.21, б).

• Невидимые линии тонкие – модель показана в виде каркаса, при этом линии невидимого контура рисуются более светлыми, чем линии видимой части каркаса (рис. 1.21, в).

• Полутоновое – способ отображения, учитывающий цвет и другие оптические характеристики модели (блеск, зеркальность, прозрачность и т. п.) (рис. 1.21, г).

• Полутоновое с каркасом – то же, что и полутоновое, только видимые линии каркаса выделяются черным цветом (рис. 1.21, д). Эта команда работает только при полутоновом отображении моделей, то есть ее вызов при любом из каркасных отображений ни к чему не приведет.

Рис. 1.21. Способы отображения трехмерных моделей: каркас (а), без невидимых линий (б), невидимые линии тонкие (в), полутоновое (г), полутоновое с каркасом (д)

Команда Перспектива подменю Отображение включает перспективное отображение модели (рис. 1.22). Эта команда доступна при любом из способов отображения модели. Перспектива отличается от обычной проекции пространственной модели тем, что на экране показывается изображение, которое получил бы оптический прибор, находящийся на определенном расстоянии от модели. Это расстояние можно настраивать на вкладке Текущее окно диалогового окна Параметры, которое вызывается командой Сервис → Параметры. При этом изображения получаются намного естественнее для человеческого взгляда, а сама трехмерная модель – реалистичнее.

Рис. 1.22. Перспективная проекция модели, отображение полутоновое с каркасом

Значок выбранного в данный момент способа отображения подсвечивается.

Совет

Наиболее оптимальна с точки зрения визуального восприятия пространственной модели, созданной в КОМПАС-3D, перспективная проекция в комбинации с каркасным полутоновым отображением (см. рис. 1.22). Однако следует отметить, что при работе с очень большими сборками такое отображение 3D-модели может значительно замедлять работу (в таком случае можно использовать режим упрощения сборки).

Команда Упрощения → Быстрое отображение линий позволяет включать или отключать режим быстрого отображения (просчета) линий модели для каркасных способов отображения. Этот режим ускоряет прорисовку каркасных линий, что становится особенно заметно при вращении или перемещении модели. Рекомендуется всегда включать данный режим.

Команда Упрощения → Упрощенное отображение включает режим упрощенного отображения для сборки, а начиная с версии программы V9 – и для детали.

Блок команд, которые входят в меню Скрыть (это команды Системы координат, Конструктивные плоскости и т. д.), предназначен для управления видимостью различных вспомогательных элементов, которые используются при построении детали или сборки (вспомогательных плоскостей, осей, эскизов кинематических операций и т. п.). Советую включать эти пункты меню после полного построения или редактирования трехмерной модели. При этом с экрана исчезнут соответствующие вспомогательные элементы геометрии, что позволит создаваемой модели выглядеть реалистичнее. Чтобы отключить видимость сразу всех вспомогательных объектов модели, воспользуйтесь командой Скрыть → Все вспомогательные объекты.

Последние три команды: Показать все, Перестроить и Обновить изображение – аналогичны одноименным командам меню Вид для графических документов, с той лишь разницей, что команда Перестроить перестраивает не ассоциативные виды (их нет в модели), а саму 3D-модель. Перестраивание может понадобиться, например, после редактирования одного из элементов сборки или после изменения с помощью перетаскивания порядка формообразующих операций в дереве построений для детали.

Как и в случае с графическими документами, некоторые наиболее часто используемые команды дублируются кнопками на панели Вид (рис. 1.23).

Рис. 1.23. Панель инструментов Вид для трехмерных документов

Данная панель инструментов содержит следующие элементы:

• кнопки для управления масштабом изображения (Увеличить масштаб рамкой, Увеличить масштаб, Уменьшить масштаб);

• раскрывающийся список для задания произвольного масштаба представления (всегда содержит текущее значение масштаба);

• кнопка-меню Ориентация;

• кнопки для перемещения и поворота изображения модели (Сдвинуть, Приблизить/отдалить и Повернуть);

• кнопки для задания способа отображения и перспективной проекции;

• кнопки для перестроения и обновления модели (Перестроить, Обновить изображение и Показать все);

• кнопки, которые не имеют аналогичных команд в меню Вид (Упрощенное отображение и Разнести). Коротко их назначение рассмотрено далее в этой главе, более подробно – в гл. 3.

По умолчанию панель инструментов Вид всегда присутствует в трехмерных документах. Не рекомендуется ее прятать, поскольку с ее помощью очень удобно изменять вид и масштаб отображения модели.

Меню Инструменты и меню Операции

Пункты системного меню Инструменты и Операции отображаются для разных типов документов: первого – только для чертежей и фрагментов, второго – для деталей или сборок. Мы рассмотрим эти пункты меню в одном подразделе, так как их команды имеют одинаковое функциональное назначение как для графических, так и для трехмерных документов системы КОМПАС.

Меню Инструменты и Операции содержат полный набор команд для создания и редактирования графических элементов или трехмерных формообразующих операций. Все команды дублируются кнопками на различных панелях инструментов, входящих в компактную панель. В связи с тем что вызывать эти команды намного удобнее с помощью кнопок на панелях инструментов, подробно я опишу данные команды в подразделе, посвященном соответствующим панелям, а здесь только приведу их обзор. Кроме того, функциональность и принципы применения тех или иных команд будут рассмотрены в главах, посвященных двухмерному черчению и трехмерному моделированию.

Меню Инструменты

Инструменты – очень разветвленный пункт системного меню (рис. 1.24). Некоторые его команды содержат несколько раскрывающихся подменю, которые в свою очередь могут также иметь вложенные меню. Именно поэтому отдельные операции целесообразнее выполнять с помощью кнопок на панелях инструментов.

Рис. 1.24. Меню Инструменты

Рассмотрим команды данного меню.

• Геометрия – данное подменю включает в себя команды для создания примитивов: отрезков, окружностей, эллипсов, дуг, многоугольников, сплайнов, вспомогательных примитивов и пр.

• Собрать контур – эта команда позволяет создавать контур из отдельных графических объектов, пересекающихся между собой. Контур представляет собой замкнутую линию, состоящую из дуг, отрезков или сплайнов. Очертания контура можно изменять, перетаскивая его характерные точки (они представляют собой маленькие черные квадраты, которые появляются при выделении контура). При сборке контура характерные точки появляются в местах пересечения графических объектов, формирующих контур.

• Штриховка – данная команда позволяет заштриховывать или заливать цветом произвольную замкнутую область на чертеже.

• Заливка – команда служит для создания градиентной заливки различных замкнутых контуров на чертеже (команда появилась в КОМПАС-График только с выходом десятой версии).

• Размеры – это подменю содержит команды, позволяющие поместить на документ линейные, угловые, диаметральные, а также другие типы размеров.

• Обозначения – данное подменю включает в себя команды для оформления чертежа согласно требованиям стандартов (ЕСКД, СПДС или ISO). С их помощью можно обозначать шероховатости, базы, линии выноски, допуски формы, линии разреза и т. д.

• Обозначения для ПСП – набор команд для создания на чертеже специализированных обозначений для промышленно-строительного проектирования.

• Ввод текста – эта команда служит для размещения текста в произвольном месте чертежа или фрагмента.

• Ввод таблицы – данная команда позволяет создать на чертеже таблицу.

• Выровнять позиции по горизонтали и Выровнять позиции по вертикали – эти команды дают возможность быстро привести в порядок хаотично разбросанные по чертежу линии обозначения позиций.

• Выровнять размерные линии – эта команда предназначена для выравнивания и упорядочивания размерных линий. Она позволяет расположить размерные линии для линейных размеров на одной прямой, а для угловых размеров – на одной окружности (или на окружностях с равными радиусами). Выравнивание осуществляется по указанному размеру-образцу.

• Параметризация – данное подменю содержит команды для задания и управления параметрическими зависимостями (связями) между отдельными элементами чертежа.

Меню Операции, как было сказано, появляется только для трехмерных документов. В его состав входят команды для создания эскизов, формообразующих операций, массивов, вспомогательных объектов и т. д. в трехмерном документе. Данное меню имеет различные команды для документов КОМПАС-Сборка и КОМПАС-Деталь.

Меню Операции для документа КОМПАС-Деталь

Этот пункт главного меню (рис. 1.25) объединяет все команды для создания трехмерной модели, начиная со вспомогательной геометрии, формообразующих операций и заканчивая командами создания массивов, а также элементов листового тела в детали.

Рис. 1.25. Меню Операции для детали

Рассмотрим команды данного меню.

• Создать новый чертеж из модели – данная команда создает документ КОМПАС-Чертеж. В нем можно разместить ассоциативный вид, связанный с текущей деталью (то есть той, для которой выполнялась данная команда). Размещение вида на чертеже, масштаб, а также ориентацию (спереди, сбоку и т. д.) можно задать при вставке вида.

• Эскиз – эта команда запускает создание нового эскиза для его последующего использования в формообразующих операциях. Например, эскиз профиля операции выдавливания или эскиз, содержащий кривую – путь для кинематической операции. Этот пункт меню активен, только когда в документе выделена плоскость или плоская грань, которая автоматически становится базовой для создаваемого эскиза.

• Эскиз из библиотеки – данная команда позволяет задать в качестве эскиза одну из заготовок, предлагаемую системой КОМПАС. Таким эскизом может быть, например, контур шпоночного паза, для выдавливания вырезанием паза под шпонку на валу. Этот пункт также неактивен, если в окне модели не выделена плоская грань или плоскость.

• Операция – это подменю включает в себя четыре пункта, отвечающие четырем основным операциям добавления материала детали: Выдавливания, Вращения, Кинематическая и По сечениям. Чтобы команды были доступны, в документе должен быть выделен (выбран) эскиз, а для команды Операция → Кинематическая должна также присутствовать траектория. В качестве траектории можно использовать последовательность ребер, пространственные кривые или двухмерную кривую, созданную в эскизе.

• Деталь-заготовка – данная команда позволяет начать построение новой детали, основываясь на геометрии уже существующей (то есть используя ее в качестве заготовки). При этом заготовка может сохранять связь с источником, динамически перестраиваясь при внесении изменений в базовую деталь, или быть вставленной в новый документ подобно импортируемой модели (поверхности), впоследствии не изменяясь. Важная особенность этой команды – возможность вставить в новый документ зеркальную копию указанной детали. Команда Деталь-заготовка активна, только если в детали еще не создано ни одного объекта.

• Вырезать – данное подменю аналогично подменю Операция. Оно содержит четыре команды, реализующих все те же четыре базовых операции, только теперь для удаления материала детали: Выдавливанием, Вращением, Кинематически и По сечениям.

• Пространственные кривые – это подменю включает в себя пять команд для создания точки в пространстве, конической и цилиндрической спиралей, а также пространственных ломаных и сплайнов.

• Поверхность – данное подменю содержит команды для построения трехмерных поверхностей на основе эскизов, а также для импорта поверхностей, созданных в других системах трехмерного моделирования (например, 3ds Max, специализирующейся на поверхностном моделировании). Можно импортировать файлы форматов IGES (расширение IGS) или ACIS (расширение SAT).

• Ось – это подменю содержит команды (Через две вершины, Пересечение двух плоскостей, Через ребро и Конической поверхности), реализующие построение вспомогательных осей в модели. Ось может быть построена на пересечении двух плоскостей, через ребро, через две вершины, указанные пользователем, или как геометрическая ось конической или цилиндрической поверхности.

• Плоскость – данное подменю предназначено для создания вспомогательных объектов при построении 3D-модели. Входящие в него команды предоставляют более десятка различных способов для построения вспомогательных плоскостей: построение плоскости на расстоянии от базовой (Смещенная), через три вершины, через ребро и вершину, под углом к другой плоскости, в виде касательной к поверхности, в виде средней плоскости и др.

• Элементы оформления – это подменю позволяет создавать в трехмерной сборке различные элементы оформления: линейные и радиальные размеры, линии-выноски, обозначения шероховатости и пр.

Внимание!

Обратите внимание, что возможность проставлять трехмерные размеры – новая в десятой версии КОМПАС-3D, как и возможность использовать все команды, предназначенные для построения и работы с отдельными деталями. В более ранних версиях нельзя создавать отдельные тела в сборке, а можно лишь вставлять их из документов-деталей.

В данное меню помимо прочих входит команда Условное изображение резьбы, которая создает на указанном отверстии или валу внутреннюю или внешнюю резьбу. Условное изображение резьбы введено во многих конструкторских системах трехмерного моделирования в связи с тем, что формирование реалистичного изображения витков резьбы отнимает немало времени и ресурсов компьютера, а наличие в модели многих резьбовых элементов еще более замедляет редактирование и последующую обработку модели. При этом сама резьба зачастую не так важна в модели. Поэтому условное изображение оказалось хорошим решением, с помощью которого на ассоциативном чертеже резьба будет корректно отображена, а в самом трехмерном документе не будет мешать перестроению, редактированию или простому вращению модели.

• Линия разъема – эта команда позволяет разбить грани трехмерной поверхности на несколько стыкующихся граней. В качестве линии разбиения должен быть выбран эскиз, пересекающий нужную грань.

• Фаска, Скругление, Отверстие, Ребро жесткости, Уклон и Оболочка – данные команды добавляют одноименные элементы к телу детали. Следует отметить, что для всех этих команд не нужно создавать базовый эскиз, они формируются на основе существующей геометрии модели.

• Сечение – это подменю содержит две команды для построения сечений детали: плоскостью (от детали полностью отсекается часть по одну сторону от указанной плоскости) или на основе эскиза (отсекается часть по одну сторону от указанного эскиза).

• Массив элементов – данное подменю содержит команды для создания массивов формообразующих операций. Массивы элементов могут выполняться в пределах одного конкретного тела детали. Сами массивы могут быть построены тремя способами: по сетке (двухмерный массив с различным шагом по осям), по концентрической сетке (при этом элементы массива размещаются по концентрическим окружностям) и одномерный массив вдоль пространственной кривой.

• Зеркальный массив – эта команда формирует зеркальную копию выбранных пользователем элементов детали относительно плоскости симметрии.

• Зеркально отразить тело – данная команда может создать в детали новое тело, симметричное исходному относительно выбранной плоскости, или добавить к существующему телу новую часть (если плоскость симметрии пересекает исходное тело).

• Булева операция – с помощью данной команды можно выполнить булеву операцию объединения, вычитания или пересечения над двумя телами в текущей детали.

• Элементы листового тела – это подменю включает в себя множество команд, предназначающихся для создания листовых деталей и работы с ними.

Меню Операции для документа КОМПАС-Сборка

Часть команд этого меню (рис. 1.26) повторяет описанные выше команды для детали, так как в сборке также возможно выполнение формообразующих операций, построение поверхностей, трехмерных кривых и создание массивов.

Рис. 1.26. Меню Операции для сборки

Рассмотрим только некоторые существенные отличия этого меню.

Команда Добавить компонент из файла вызывает диалоговое окно открытия файла, в котором можно выбрать деталь или подсборку, которые войдут в состав формируемой сборки. После указания файла пользователю нужно задать точку вставки нового компонента в пространстве текущей сборки. Кроме деталей и сборок системы КОМПАС в текущий документ могут быть вставлены модели из других систем. Эти модели могут быть любых форматов, поддерживаемых программой.

Подменю Создать компонент содержит команды для создания детали или подсборки в контексте активной сборки. Это означает, что для построения новой детали или сборки, которые затем должны быть вставлены в активный документ, не придется открывать новый документ (новое окно) – они будут строиться и редактироваться «на месте».

После вставки или создания компонента в сборке ему нужно придать определенное положение, соединив его с частями существующей сборки. Для этого служат команды подменю Сопряжения компонентов. С их помощью задаются сопряжения между отдельными геометрическими элементами компонентов сборки. Таким образом определяется их взаимное расположение. Например, при насадке модели зубчатого колеса на вал сначала нужно обеспечить соосность посадочного отверстия в колесе и вала, после чего «упереть» торец ступицы колеса в упорный буртик на валу. Для этого достаточно поочередно использовать две команды: Сопряжения компонентов → Соосность и Сопряжения компонентов → Совпадение. При перемещении компонентов сборки наложенные на объекты сопряжения сохраняются, что упрощает управление и редактирование больших сборок.

Все остальные команды по назначению идентичны командам меню Операции для документа КОМПАС-Деталь, за исключением того, что операции с массивами предназначены для компонентов сборки, а не для элементов и операций детали.

Меню Сервис

Команды этого меню служат для управления состоянием текущего документа, а также для изменения некоторых параметров его оформления и отображения. С помощью меню Сервис вызываются диалоговые окна системных настроек, параметров отдельных документов, настроек оформления чертежей, внешнего вида приложения и пр. Состав этого меню несколько различается для графических и трехмерных документов, поэтому рассматривать их будем отдельно.

Меню Сервис при активном графическом документе

Три первые команды меню Сервис (рис. 1.27) предназначены для работы с менеджером библиотек системы КОМПАС (напомню, что диалоговое окно Менеджер библиотек служит для подключения, запуска в работу и отключения прикладных библиотек).

Рис. 1.27. Меню Сервис для графических документов

Команда Менеджер библиотек отображает или скрывает панель Менеджер библиотек (см. рис. 1.14). Во включенном состоянии значок слева от пункта меню подсвечивается. С помощью команды Обновить менеджер библиотек вы можете обновить Менеджер библиотек, а именно удалить из его меню несуществующие или ранние удаленные библиотеки. Команда Выгрузить все библиотеки отключает все конструкторские библиотеки, подключенные (но не запущенные) в данный момент. Обратите внимание, если какая-либо библиотека запущена на выполнение, то есть производит определенное действие в текущий момент, то отключить ее невозможно. Отключить все библиотеки можно также, используя сочетание клавиш Ctrl+Shift+F12.

Две следующие команды позволяют получить лицензию на работу с КОМПАС-3D или редактором спецификаций с сетевого ключа защиты.

Команда Атрибуты выводит на экран диалоговое окно Имеющиеся атрибуты со списком атрибутов выделенного объекта или объектов. В этом диалоговом окне можно просматривать, редактировать, удалять имеющиеся, а также создавать новые атрибуты. Если в документе не выделено ни одного графического элемента, то команда недоступна.

Команда Группы позволяет объединять выделенные объекты чертежа или фрагмента в именованные группы, а также выполнять различные операции редактирования – добавление или удаление элементов группы, разбиение групп и пр. Группа – это совокупность логически связанных между собой элементов чертежа, объединенных для удобства последующего поиска и редактирования. В отличие от макрообъектов, любой объект группы можно редактировать (изменять его размеры, расположение) отдельно от других составляющих его группы. Кроме того, один и тот же графический элемент чертежа может принадлежать нескольким группам одновременно. Все действия с группами производятся с помощью элементов управления диалогового окна Создание/редактирование именованных групп объектов, которое вызывается командой Группы.

Команда Объединить в макроэлемент формирует из выделенных элементов чертежа двухмерный макрообъект. Графический макроэлемент – это объект, состоящий из нескольких простых графических объектов. В макроэлемент могут входить как графические примитивы (отрезки, дуги, сплайны), так и штриховка, текст, обозначения и даже другие макрообъекты. Отличительной особенностью макроэлемента является то, что он интерпретируется системой как единое целое, то есть все команды редактирования (масштабирование, перемещение, поворот и пр.) можно применять к нему, как к простому графическому объекту (как, например, к отрезку). Редактирование любого объекта, входящего в макроэлемент, без разрушения макроэлемента невозможно. Напомню, что разрушить выделенный макрообъект можно с помощь команды Редактор → Разрушить или команды контекстного меню Разрушить. Большинство изображений, создаваемых прикладными библиотеками, представляют собой макроэлементы.

Совет

Лучше объединять в макроэлемент объекты, которые формируют на чертеже уже законченный конструктивный элемент и при последующей доработке или редактировании чертежа изменяться не будут. Такие элементы удобно перемещать или копировать в пределах вида. Если в макроэлемент как составной объект предполагается часто вносить изменения, намного удобнее будет использовать слой или объединение графических элементов в именованную группу.

Команда Изменить стиль вызывает окно Изменение стилей выделенных объектов, с помощью которого можно за один подход изменить стиль для группы выделенных объектов (например, стили линий или точек).

Команда Изменить слой позволяет переместить выделенные объекты чертежа или фрагмента на другой слой в чертеже. После ее выполнения на экране появится окно Выберите слой со списком присутствующих в чертеже слоев. Переносить можно только в пределах одного вида.

Команда Очистить фон управляет перекрытием выделенным элементом (текстом, размером или обозначением) штриховок и линий чертежа. При установленном флажке возле команды Очистить фон поле вокруг надписи, размера или обозначения очищается от линий и штриховки (рис. 1.28, слева), при снятом флажке – элемент оформления просто накладывается на изображение в чертеже (рис. 1.28, справа).

Рис. 1.28. Вид текстовой надписи при установленном (слева) и снятом (справа) флажке возле команды Очистить фон

Следующие три команды – Менеджер документа, Состояние видов и Параметры текущего вида – служат для отображения параметров видов текущего чертежа и управления их состоянием. Обратите внимание на то, что, поскольку в документе КОМПАС-Фрагмент присутствует всего один вид, в этих трех командах нет необходимости. Поэтому данные команды активны, только если выбран документ КОМПАС-Чертеж.

Команда Менеджер документа вызывает на экран одноименное диалоговое окно (рис. 1.29). В этом окне отображается структура графического документа: листы, виды и слои, присутствующие в чертеже. Менеджер документа обладает собственной панелью инструментов, которая позволяет создавать или удалять листы или слои, выбирать текущий вид или слой, изменять свойства объектов, составляющих структуру документа.

Рис. 1.29. Окно Менеджер документа

Команда Состояния видов вызывает тот же диалог – Менеджер документа. Единственное ее отличие от команды Менеджер документа заключается в том, что она неактивна, если в документе не создано ни одного вида, кроме системного.

Команда Параметры текущего вида позволяет настроить параметры текущего вида. После ее вызова на панели свойств отображается набор элементов управления, позволяющих отредактировать характерные параметры вида (масштаб, цвет, имя и пр.).

Подменю Измерить включает в себя команды для проведения измерений в графических документах. С их помощью можно измерить координаты точки, расстояние между двумя точками, длину кривой, площадь произвольной фигуры и т. д.

Подменю МЦХ предназначено для расчета масс-центровочных и инерционных характеристик плоских фигур.

С помощью команды Правописание можно проверить правописание во всем графическом документе, включая текстовые надписи, таблицы, элементы оформления чертежа. Для запуска проверки правописания можно воспользоваться сочетанием клавиш Ctrl+F7. Каждый раз, когда система обнаружит слово, которое, по ее мнению, содержит ошибку, она выведет окно со списком возможных замен. После проверки документа система выдаст уведомление об окончании операции.

После подменю МЦХ находится раздел, включающий в себя перечень пользовательских утилит (например, калькулятор). Вы можете произвольно настраивать список утилит, которые потом сможете вызывать из данного списка. Настройка производится на вкладке Утилиты диалогового окна Настройка интерфейса.

Подменю Библиотеки стилей предоставляет доступ к настройке и управлению стилями различных объектов, применяющихся в работе с документами КОМПАС-3D. С помощью команд этого меню можно создавать новые или редактировать имеющиеся стили линий, штриховок, типы основных надписей, типы оформления чертежей и пр.

Последние четыре команды меню Сервис (Профили, Настройка интерфейса, Параметры и Вид приложения) предназначены для настройки интерфейса и системных параметров программного пакета КОМПАС. Они будут подробно рассмотрены в соответствующем разделе этой главы.

Меню Сервис при активном трехмерном документе

Некоторые существенные различия трехмерной сборки и детали системы КОМПАС-3D не позволяют рассматривать меню Сервис совместно для обоих типов документов. По этой причине рассмотрим характерные команды меню Сервис отдельно для сборки и детали. Команды настройки интерфейса, имеющие такое назначение, как команды для графических документов, в данном разделе мы описывать не будем.

Состав меню Сервис для документа-детали показан на рис. 1.30.

Рис. 1.30. Меню Сервис для документа КОМПАС-Деталь

Рассмотрим некоторые команды данного меню.

• Показать в дереве – служит для выделения в дереве построения модели формообразующего элемента, которому принадлежит выделенный в окне представления детали объект (ребро, грань, вершина). После выполнения команды нужный элемент в дереве построения подсвечивается зеленым цветом, а само дерево разворачивается так, чтобы выделенный элемент был виден пользователю.

• Создать макроэлемент – формирует в детали пустой макроэлемент в конце дерева построения. После создания макрообъект можно наполнить уже существующими или вновь созданными элементами геометрии модели (вспомогательные объекты, формообразующие операции, другие макрообъекты и пр.). Трехмерный макроэлемент, по аналогии с графическим, – это объект, состоящий из нескольких простых трехмерных объектов. В макроэлемент могут входить как простые операции, так и целые детали, подсборки или другие макроэлементы, за исключением объектов, принадлежащих разным компонентам сборки. Входящие в трехмерный макрообъект элементы могут редактироваться независимо от макроэлемента и без его разрушения.

• Объединить в макроэлемент – собирает в макроэлемент объекты, выделенные в окне документа. Если среди выделенных объектов находится грань или ребро какой-либо формообразующей операции, то в созданный макроэлемент будет добавлена вся операция.

• Разрушить макроэлемент – разрушает выделенные в дереве построения макрообъекты. При этом удаляется лишь сам макроэлемент, а все компоненты, входящие в него, остаются в детали (или сборке). Данная команда есть также в контекстном меню элементов дерева построения.

• МЦХ модели – после выбора этой команды система выводит окно, содержащее полную информацию о масс-центровочных характеристиках модели, включая площадь, объем детали, координаты центра масс, значения осевых и центробежных моментов инерции и пр.

• Информация об объекте – позволяет получить информацию о любом объекте трехмерной модели (например, длину прямолинейного ребра, радиус криволинейного ребра, площадь поверхности грани и пр.). Для получения информации после вызова команды щелкните кнопкой мыши на любом нужном вам объекте в окне модели или в дереве построения.

При создании или активизации документа КОМПАС-Сборка в меню Сервис добавляется несколько важных команд (рис. 1.31).

Рис. 1.31. Меню Сервис для документа КОМПАС-Сборка

В первую очередь следует отметить группу команд, которые изменяют положение компонентов сборки в пространстве.

Команда Переместить компонент произвольно перемещает в пространстве любой компонент, входящий в активную сборку. При перемещении модели изменяются только координаты ее центра, но не ориентация в пространстве сборки. Эта команда работает следующим образом. После ее вызова указатель мыши примет форму четырехсторонней стрелки. Его следует навести на нужный компонент в окне сборки, нажать кнопку мыши и, не отпуская ее, перетащить компонент в нужное место. Для выхода из режима перемещения нужно нажать клавишу Esc или кнопку Прервать команду в левом нижнем углу панели свойств.

Подменю Повернуть компонент включает в себя три команды, с помощью которых можно повернуть компонент сборки вокруг центральной точки, вокруг оси или вокруг точки.

Принцип использования данной команды аналогичен команде Переместить компонент. Только перед выполнением Повернуть компонент → Вокруг оси в сборке должна быть выделена ось или прямолинейное ребро, а при Повернуть компонент → Вокруг точки – трехмерная вершина.

При перемещении или повороте модели в пространстве сборки можно воспользоваться двумя важными функциями.

• Контроль соударений. Эту функцию можно активизировать с помощью команды Контроль соударений контекстного меню или используя кнопку Включить\выключить контроль соударений компонентов на панели специального управления, которая расположена слева или сверху от панели свойств (рис. 1.32). При включенном контроле соударений система не дает перемещаемой или поворачиваемой детали проникать в соседние компоненты сборки. При столкновении двух деталей место столкновения сразу подсвечивается красными линиями и выдается звуковой сигнал. Кроме того, передвижение модели далее в этом направлении становится невозможным.

• Автоматическое сопряжение перемещаемой детали с окружающими ее ближайшими компонентами. При этом система старается самостоятельно подобрать наиболее подходящие сопряжения при приближении элементов деталей (грани, вершины и ребра) друг к другу. Эту функцию можно активизировать так же, как и контроль соударений: с помощью команды контекстного меню Автосопряжения или кнопки Включить/выключить режим автосопряжений на панели специального управления (см. рис. 1.32).

Рис. 1.32. Элементы управления панели свойств при перемещении компонента сборки

Команды подменю Разнести компоненты предоставляют возможность создания разнесенного вида сборки (режим разнесения), а также позволяют управлять отображением модели в разнесенном или собранном виде.

Команда Параметры подменю Разнести компоненты позволяет задать параметры разнесения компонентов сборки. Разнесение сборки – это особый режим отображения модели сборки, при котором компоненты сборки могут быть разбросаны в пространстве. Можно сказать, что в этом режиме моделируемый объект показывается в несобранном состоянии. С помощью команды Разнести подменю Разнести компоненты можно переключать сборку из разнесенного вида в собранный. При разнесении компоненты сборки не размещаются произвольно. Они располагаются с учетом параметров, заданных командой Параметры подменю Разнести компоненты. Для установки нужно выполнить следующие действия.

1. Указать компонент, для которого будут задаваться параметры перемещения.

2. Выбрать объект, задающий направление разнесения (в их качестве, как правило, выбираются оси или прямолинейные ребра).

3. Задать направление и величину смещения компонента сборки.

Перечисленные действия необходимо повторить для всех моделей в сборке, которые должны быть разнесены.

После установки всех параметров можно увидеть смоделированный объект в собранном и разнесенном видах (рис. 1.33).

Рис. 1.33. Модель продольно-свертной муфты в собранном (слева) и разнесенном (справа) видах

Команда Информация об объекте предназначена для получения информации о различных трехмерных объектах (например, площадь поверхности, длина ребра и т. п.). Для этого достаточно просто вызвать команду и щелкнуть кнопкой мыши на нужном объекте прямо в окне построения или же в дереве модели.

Очень полезной может быть команда Проверка пересечений. Она позволяет выяснить, пересекаются ли в пространстве два произвольных компонента сборки.

В КОМПАС-3D V10 есть режим упрощенного отображения сборок. Он характеризуется упрощенной отрисовкой некоторых компонентов сборок или их отдельных элементов. Это позволяет значительно сократить время перерисовки модели при ее перемещении, вращении или изменении масштаба отображения. Упрощение достигается за счет:

• замены компонентов сборки габаритными параллелепипедами, закрашенными цветом, который имеет компонент;

• быстрого отображения линий;

• скрытия конструктивных осей, плоскостей и пр.;

• отключения режима отображения Полутоновое с каркасом.

На этом мы заканчиваем рассматривать главное меню системы КОМПАС-3D. Я описал наиболее употребляемые, а также специфичные команды данного приложения. Этого вполне достаточно, чтобы иметь представление о структуре команд меню и о возможностях программы. Некоторые команды, не описанные в этом разделе, типичны для MDI-приложений (например, меню Окно), поэтому у вас не должно возникнуть трудностей с их освоением. Другие (например, меню Вставка), будут упоминаться в следующих главах книги.

Компактная и другие панели инструментов

Компактная панель инструментов (рис. 1.34) – самый востребованный элемент пользовательского интерфейса. Большая часть всех команд, используемых при черчении и моделировании в системе КОМПАС-3D, вызывается кнопками панелей инструментов, входящих в компактную панель. Она всегда присутствует в окне программы, но ее состав зависит от типа активного документа. Состав этой панели можно произвольно изменять, добавляя или удаляя панели инструментов. Для удаления какой-либо панели нужно перетащить ее за маркер перемещения, находящийся возле кнопки переключения данной панели, за пределы компактной панели. Чтобы вернуть извлеченную панель назад или добавить на компактную панель какую-нибудь новую панель инструментов, необходимо, удерживая нажатой клавишу Alt, перетащить за заголовок добавляемую панель в область компактной панели. Когда возле указателя появится знак «плюс», следует отпустить левую кнопку мыши. В результате панель будет добавлена в состав компактной. Порядок следования панелей можно изменять, перемещая кнопки переключения в пределах их области размещения.

Рис. 1.34. Компактная панель инструментов

На каждой из панелей находятся инструменты, причем некоторые кнопки, близкие по функциональности, могут быть объединены в группы. Признаком, по которому можно отличить группу от одиночной команды, является маленький треугольник в правом нижнем углу значка кнопки. Щелкнув на самой кнопке группы, вы сможете вызвать лишь текущую команду (то есть ту, значок которой отображается на кнопке), остальные команды спрятаны под ней. Чтобы просмотреть все команды группы и вызвать одну из них, нужно щелкнуть на любой кнопке с треугольником и удерживать кнопку мыши. В результате группа раскроется, и станут видны значки всех доступных команд (см. рис. 1.34). Если выполнение какой-либо команды в текущем состоянии документа невозможно, то значок этой команды, как и соответствующий пункт меню, отображается в неактивном состоянии (серым цветом).

После выбора любой команды из раскрывшегося списка она запускается на выполнение. После завершения операции текущая команда автоматически становится во главе группы, а ее значок отображается на кнопке, объединяющей данную группу. Для следующего вызова этой же команды достаточно щелкнуть один раз на этой кнопке.

Команды объединены в группы по функциональности, что значительно упрощает и ускоряет доступ к ним.

Размеры компактной панели можно менять, как и любого окна Windows, перетаскивая мышью край окна. После изменения размеров кнопки могут размещаться не в один, а в несколько рядов.

Примечание

Вид и размещение компактной панели инструментов могут отличаться от приведенных на рис. 1.34. Например, при вертикальном размещении этой панели кнопки переключения находятся в ее верхней части, а кнопки вызова команд расположены ниже. Группы при этом раскрываются в сторону.

Рассмотрим возможности этой компактной панели для разных типов документов.

После создания или активизации графического документа компактная инструментальная панель примет вид, показанный на рис. 1.35.

Рис. 1.35. Компактная панель при активном документе КОМПАС-Чертеж

В состав этой панели входят панели инструментов для создания и редактирования геометрических объектов, оформления чертежей, для параметрического черчения и пр. Как вы уже наверняка догадались, при создании фрагмента с компактной панели исчезает инструментальная панель Ассоциативные виды, так как во фрагменте не может быть создано никакого другого вида (в том числе ассоциативного), кроме системного.

Помимо команд, сгруппированных под кнопкой Ассоциативные виды, на компактной панели для графического документа присутствует множество других панелей.

• Геометрия – содержит команды для создания геометрических объектов на чертеже: точек, вспомогательных линий, отрезков, окружностей, дуг, эллипсов, сплайнов и прямоугольников. На этой панели есть также команды для непрерывного ввода объектов, создания фасок, сопряжений между произвольными кривыми, создания штриховки и пр. Большинство графических примитивов можно выполнить в документе разными способами. Например, отрезок можно построить по двум произвольным точкам, параллельно или касательно к уже существующему объекту. Окружность можно создавать, указав центр и радиус, через три точки и т. п. В этом и проявляется удобство графического редактора КОМПАС-График, который по праву считается одним из лучших отечественных редакторов для двухмерного черчения. Практически каждая кнопка панели Геометрия имеет раскрывающееся меню с другими кнопками группы (например, для создания простого отрезка существует шесть разных команд).

• Размеры – служит для проставления и оформления размеров на чертеже. Команды этой панели позволяют использовать любые размеры, встречающиеся в конструировании: линейные, радиальные, угловые и пр. Размер на чертеже может проставляться автоматически (с учетом текущего масштаба вида) или вводиться пользователем. Оформление размеров подразумевает проставление допусков, отклонений и квалитетов, согласно требованиям ГОСТ.

• Обозначения – предназначена для проставления на чертеже знаков шероховатости, баз, линий-выносок, допусков формы, стрелок взгляда и пр. Кнопки этой панели идентичны командам, входящим в меню графического документа Инструменты → Обозначения. Кроме того, на панели размещены кнопки для создания текста и таблиц на чертеже.

• Обозначения для ПСП – обозначения, использующиеся в промышленно-строительном проектировании.

• Редактирование – вторая по значимости после Геометрии панель инструментов. Ее команды позволяют сдвигать, поворачивать, масштабировать, копировать элементы изображения. Часть команд объединена в группы, что облегчает их поиск и вызов.

• Параметризация – команды данной панели аналогичны командам меню Инструменты → Параметризация. Они служат для задания параметрических зависимостей между отдельными элементами чертежа.

• Измерения (2D) – предоставляет пользователю доступ к командам определения координат точек, расстояний между кривыми, углов между прямыми, длин кривых и площадей геометрических фигур. Кроме того, на этой панели размещена группа команд для определения МЦХ плоских фигур.

• Выделение – данная панель содержит кнопки, предназначенные для различных способов выделения графических объектов документа. Вот некоторые команды, реализующие эти способы: Выделить все, Выделить объект указанием, Выделить слой указанием, Выделить вид указанием, Выделить рамкой, Выделить вне рамки и пр.

• Спецификация – содержит кнопки, позволяющие редактировать объекты спецификаций на чертеже.

Для трехмерной сборки и детали компактная панель инструментов имеет существенные различия. При активном документе КОМПАС-Деталь эта панель включает в себя девять панелей инструментов (рис. 1.36), команды которых предназначаются для создания и редактирования трехмерных твердотельных моделей.

Рис. 1.36. Компактная панель при активном документе КОМПАС-Деталь

Рассмотрим, какие панели инструментов содержит компактная панель при активном документе КОМПАС-Деталь.

• Редактирование детали – на ней собраны группы команд для добавления или удаления материала деталей (путем выдавливания, вращения, кинематически и по сечениям), команды построения фасок, отверстий, оболочек, создания массивов, зеркальных копий, а также команды булевых операций. Большинство команд, как и на панели Геометрия графического документа, организованы в группы (например, команды добавления материала деталей, создания массивов и т. п.).

• Пространственные кривые – содержит пять инструментов для создания точки в пространстве, трехмерных спиралей (цилиндрической или конической) и пространственных ломаных или сплайнов. Кнопки этой панели дублируются командами меню Операции → Пространственные кривые.

• Поверхности – кнопки этой панели дают доступ к функциям построения поверхностей в детали (выдавливанием, вращением, кинематически, по сечениям, заплатка и пр.).

• Вспомогательная геометрия – содержит две группы команд для создания вспомогательных осей и плоскостей, команду Линия разъема для разбиения грани на несколько граней и группу команд для создания контрольных точек (они используются при построении элементов трубопроводов в модели).

• Измерения (3D) – дает возможность применять функции определения расстояний и углов, длин ребер, площадей граней и МЦХ модели, а также проверять пересечения.

• Фильтры – позволяет задать, какие объекты можно выделять в окне представления модели (грани, ребра, вершины, конструктивные плоскости и оси). Кнопка Фильтровать все дает возможность одновременно включить все фильтры выбора объектов в модели.

• Спецификация – команды данной панели хоть и имеют некоторые отличия от инструментов одноименного раздела компактной панели для графического документа, по функциональности ничем от них не отличаются. Они предназначены для управления объектом спецификации, связанным с текущей деталью.

• Элементы оформления – содержит кнопку Условное изображение резьбы, которая служит для создания условного обозначения резьбы на конических или цилиндрических частях модели, а также различные команды для проставления размеров и обозначений на трехмерной модели.

• Элементы листового тела – включает в себя все команды редактора листовых моделей КОМПАС-3D. С каждой версией КОМПАС-3D эти команды все более совершенствуются, позволяя легко и удобно создавать очень сложные модели, которые средствами простого твердотельного моделирования построить зачастую просто невозможно.

Для документа КОМПАС-Сборка компактная панель имеет несколько другой состав (рис. 1.37).

Рис. 1.37. Компактная панель при активном документе КОМПАС-Сборка

Часть панелей инструментов дублируют функции команд редактирования детали, другие – учитывают специфику документа КОМПАС-Сборка.

• Редактирование сборки – объединяет команды редактирования моделей сборки и те формообразующие операции, которые доступны в документе этого типа. На данной панели находятся кнопки вставки модели из файла, создания детали или подсборки «на месте» (в окне текущей сборки), команды для перемещения и поворота модели, а также операции по созданию отверстий сечений, массивов и пр. Завершает эту панель кнопка Новый чертеж из модели, с помощью которой можно создать новый чертеж и разместить в нем произвольный ассоциативный вид с текущей модели.

• Пространственные кривые – содержит команды, аналогичные инструментам одноименной панели для документа КОМПАС-Деталь.

• Поверхности – эта панель имеет такие же команды, как и для детали.

• Вспомогательная геометрия – повторяет команды, доступные при создании детали.

• Сопряжения – в ее состав входят инструменты наложения сопряжений между отдельными элементами (гранями, ребрами, вершинами) двух моделей. Эти команды служат для задания строго определенного взаимного положения всех компонентов сборки, а также для сохранения такого размещения при добавлении и перемещении новых компонентов сборки.

• Измерения (3D) – идентична панели для документа КОМПАС-Деталь, за исключением того, что в сборке добавляется возможность проверять пересечения между двумя произвольными компонентами.

• Фильтры – по составу и по функциональным возможностям аналогична одноименной панели для документа КОМПАС-Деталь.

• Спецификация – служит для управления объектами спецификаций, связанными с деталями сборки.

• Элементы оформления – назначение то же, что и для деталей: проставление обозначений резьбовых участков, а также создание трехмерных размеров и конструкторских обозначений в трехмерной сборке.

Особый случай компоновки компактной инструментальной панели – режим создания эскиза в трехмерном документе (рис. 1.38). При этом на компактной панели присутствует часть панелей инструментов, свойственных трехмерному документу, и почти все панели, характерные для графического документа (кроме панелей Ассоциативные виды и Спецификация). Это объясняется тем, что сам эскиз – это, по сути, двухмерное изображение, почти полная аналогия фрагменту, и при его создании можно пользоваться почти всеми командами, доступными при обычном черчении в графическом документе. Однако следует отметить, что некоторые команды на отдельных панелях (например, инструмент создания штриховки) всегда остаются неактивными.

Рис. 1.38. Компактная панель при создании эскиза в детали

В системе КОМПАС есть еще несколько важных панелей инструментов, очень часто применяемых в работе. Одна из них – панель Стандартная (рис. 1.39), уже упоминавшаяся в книге. Она по умолчанию присутствует в окне программы под главным меню. Эта панель независима от типа активного в данный момент документа. Частично кнопки на данной панели дублируют команды меню Файл, а также общие команды меню Редактор (Вырезать, Копировать, Вставить и т. п.). Кроме того, на панели Стандартная размещены кнопки для отображения диалоговых окон Менеджер библиотек, Менеджер документа и Переменные. Кнопка со стрелкой и знаком вопроса позволяет воспользоваться объектной справкой КОМПАС-3D. Для этого нужно нажать данную кнопку, а потом щелкнуть на элементе, о котором вы хотите получить информацию.

Рис. 1.39. Панель инструментов Стандартная

Еще одним важным элементом пользовательского интерфейса является панель инструментов Текущее состояние (рис. 1.40).

Рис. 1.40. Панель инструментов Текущее состояние

На этой панели размещены элементы управления, позволяющие изменять текущий шаг курсора, переключаться между видами и слоями чертежа, изменять состояния видов, устанавливать и запрещать глобальные привязки, размещать на чертеже локальную систему координат, включать режим ортогонального черчения и пр. Шаг курсора – это величина смещения курсора при его движении с помощью клавиш управления курсором (задается в миллиметрах). С помощью кнопки Округление (или клавиши F7) можно включить режим округления координат курсора. В этом режиме при вводе различных геометрических объектов линейные величины будут округляться до целых чисел. Если режим включен, то кнопка подсвечивается и становится как бы вжатой. В последних двух полях панели Текущее состояние отображаются текущие координаты указателя мыши над окном представления документа с учетом начала координат вида или начала локальной системы координат (если она была создана в документе).

Примечание

После выхода версии КОМПАС-3D V8 Plus появилась возможность управлять состоянием видов без вызова окна Менеджер документа. Для этого теперь можно использовать поля раскрывающегося списка справа от кнопки Состояния видов (рис. 1.41). Для изменения отображения или активности вида нужно щелкнуть на соответствующем значке слева от номера или названия вида.

Рис. 1.41. Список для управления состоянием видов

Рассмотренные панели – это еще не все из множества элементов управления, предоставленных разработчиками программы, что делает работу в КОМПАС легкой и удобной. Можно сделать отображенными на экране и некоторые другие панели (Управление листами, Форматирование, Вставка в текст и др.). Напомню, что включить или отключить ту или иную панель инструментов можно двумя способами: выбрав соответствующую строку из контекстного меню (чтобы его вызвать, следует щелкнуть в любой точке уже отображенных панелей) или выполнив нужную команду, входящую в раздел системного меню Вид → Панели инструментов.

Я советую вам при двухмерном черчении всегда держать под рукой панель инструментов Глобальные привязки (рис. 1.42).

Рис. 1.42. Панель инструментов Глобальные привязки

Используя кнопки этой панели, можно быстро включать или отключать тот или иной тип привязок. Строить изображения на чертеже без привязок очень трудно, более того, потом могут возникнуть большие проблемы при создании штриховки, редактировании объектов и пр. Однако когда включено много привязок, также могут возникнуть неудобства, потому что некоторые привязки могут перекрываться, а в отдельных ситуациях даже противоречить друг другу, замедляя таким образом черчение. Поэтому присутствие на экране панели Глобальные привязки при работе с графическими документами иногда даже необходимо. Кроме установки набора глобальных привязок, с помощью этой панели можно запрещать действие всех привязок и даже управлять локальными привязками посредством раскрывающегося меню справа от последней кнопки (рис. 1.43). Локальные привязки – это тип привязок, применяемых при построении или редактировании какого-либо определенного объекта, для которых следует точно указать, к какому объекту и как привязываться. Локальная привязка всегда действует одна, перекрывая при этом все другие (глобальные) привязки. Для включения нужной локальной привязки можно использовать контекстное меню, вызывать которое необходимо после начала создания или редактирования графического элемента.

Рис. 1.43. Меню локальных привязок

Обратите также внимание, что некоторые панели инструментов, входящие в состав компактной панели, можно держать закрепленными в главном окне независимо от самой компактной панели. Для этого их не обязательно извлекать из компактной панели. Эти панели (в основном касающиеся трехмерного моделирования) можно отобразить с помощью уже знакомых вам команд контекстного или главного меню.

Настройка системы

Я уже говорил, насколько важно правильно настроить интерфейс системы. Ведь эргономичность интерфейса влияет на удобство, а значит, и на скорость работы с программой. В предыдущих разделах главы вы узнали о многих пунктах меню, диалоговых окнах и панелях инструментов, которые отображаются по умолчанию. В данном разделе рассмотрим, как можно настраивать интерфейс приложения, изменяя существующие элементы или создавая собственные панели инструментов.

Настройка интерфейса

Под настройкой интерфейса системы КОМПАС-3D следует понимать следующие возможности изменения внешнего вида программы:

• выбор стиля;

• настройка внешнего вида;

• изменение состава пунктов главного меню;

• изменение состава панелей инструментов;

• создание пользовательских компактных панелей и панелей инструментов с произвольным набором кнопок;

• назначение сочетаний клавиш для тех или иных команд.

Рассмотрим перечисленные возможности по порядку.

Стиль приложения выбирается в диалоговом окне Вид приложения (рис. 1.44).

Рис. 1.44. Диалоговое окно Вид приложения

Это окно появляется при запуске системы КОМПАС. Его можно также вызвать командой Сервис → Вид приложения. С его помощью можно определить вид панелей инструментов, закладок и диалоговых окон. Доступны следующие стили: Microsoft Visual Studio 97, Microsoft Visual Studio.NET 2003, Microsoft Office 2003, Microsoft Visual Studio 2005, Microsoft Windows XP native look и Microsoft Office 2007. При создании иллюстраций в данной книге был выбран стиль Microsoft Office 2003. При желании вы можете выбрать любой другой. На суть изложения и понимания материала это никоим образом не повлияет.

Все остальные настройки интерфейса находятся в окне Настройка интерфейса (рис. 1.45), которое можно вызвать командой меню Сервис → Настройка интерфейса.

Рис. 1.45. Диалоговое окно Настройка интерфейса

При активном окне Настройка интерфейса система переходит в режим настройки интерфейса. Этот режим позволяет производить определенные действия с элементами интерфейса:

• изменять порядок следования кнопок на панелях инструментов;

• удалять и добавлять кнопки на панели инструментов. Для удаления кнопки необходимо воспользоваться командой Удалить контекстного меню, для вызова которого следует щелкнуть правой кнопкой мыши на кнопке панели инструментов;

• управлять отображением кнопок на панелях инструментов. Есть три варианта: только значок, только текст или значок вместе с текстом (рис. 1.46). Нужный вариант можно выбрать в контекстном меню кнопки;

Рис. 1.46. Способы отображения кнопок панели инструментов: значок (а), текст (б), значок и текст (в)

• устанавливать разделители (вертикальные черточки) между группами кнопок на панели;

• изменять расположение команд главного меню. Перемещать можно как отдельные команды, так и целые разделы: например, можно перетянуть весь раздел меню Редактор в меню Вид;

• удалять пункты меню или целые разделы, воспользовавшись контекстным меню команды. С помощью контекстного меню можно также сделать так, чтобы возле названия пункта меню не отображался соответствующий значок;

• добавлять новые команды в состав любого меню или панели инструментов из списка Команды диалогового окна Настройка интерфейса.

Примечание

При выборе кнопки на панели инструментов или пункта меню в режиме настройки интерфейса он выделяется черным прямоугольником (см. рис. 1.46). Все действия, связанные с удалением, перемещением или изменением внешнего вида элемента управления, относятся именно к выделенному элементу.

Диалоговое окно Настройка интерфейса имеет шесть вкладок. Вкладка Команды включает в себя список всех команд системы КОМПАС. Они организованы по категориям. Вкладка Команды содержит два списка: в первом находятся категории команд, а во втором – команды, входящие в категорию, выделенную в данный момент в первом списке. Под списками размещено текстовое поле с кратким описанием выделенной команды. Данная вкладка позволяет добавить нужную команду в меню или кнопку на панель инструментов. Например, если требуется поместить команду Вид (позволяет создать новый вид в чертеже) на панель инструментов Текущее состояние графического документа, необходимо выполнить следующее.

1. Вызвать окно Настройка интерфейса с помощью команды Сервис → Настройка интерфейса. При этом система перейдет в режим настройки интерфейса.

2. В списке Категории выделить строку Вставка. В списке Команды сразу отобразится набор команд этой категории, второй в списке должна идти команда Вид.

3. Щелкнуть на строке с названием команды и, не отпуская кнопку мыши, перетащить команду в область, где размещена панель Текущее состояние. Во время перетаскивания возле указателя появится значок серой кнопки, а также маленький крестик, показывающий, что в этом месте окна программы кнопку поместить нельзя. Как только указатель мыши окажется над панелью, крестик исчезнет. Это значит, что здесь можно расположить кнопку. Чтобы кнопка появилась на панели, следует отпустить кнопку мыши.

4. После добавления кнопки Вид на панель Текущее состояние ее положение можно откорректировать, перетаскивая кнопку в пределах панели. Ее можно разместить, например, после раскрывающегося списка Состояния видов.

5. Можно организовать инструмент Вид в отдельную группу, ограниченную разделителями. Для этого нужно выделить кнопку Вид (вокруг нее появится черный контур) и выполнить команду контекстного меню Начать группу. Между кнопкой Вид и раскрывающимся списком будет отображена линия-разделитель. В результате панель Текущее состояние будет выглядеть, как показано на рис. 1.47.

Рис. 1.47. Новая кнопка на инструментальной панели Текущее состояние

Аналогичным образом можно изменять состав пунктов системного меню. После перетаскивания какой-либо команды она добавляется в меню, над которым была отпущена кнопка мыши. Добавленная команда может отображаться только текстом или текстом со значком (конечно, если для этой команды в системе назначена некая пиктограмма). Если команде отвечает определенное сочетание клавиш, оно отобразится справа от ее названия. Команды можно размещать не только в пунктах главного меню, но и в виде отдельных пунктов меню. В таких случаях они могут отображаться значками, подобно кнопкам на панелях инструментов.

В режиме настройки интерфейса можно удалять, менять местами, размещать на панелях инструментов одиночные или раскрывающиеся меню, состоящие из других подменю. Все перечисленные действия осуществляются путем перетаскивания групп меню или одиночных команд.

Вкладка Панели инструментов окна Настройка интерфейса позволяет изменять количество, вид и размещение панелей инструментов в главном окне программы (рис. 1.48).

Рис. 1.48. Вкладка Панели инструментов

Слева от каждого элемента списка находится флажок, управляющий отображением панели (если флажок снят – панель спрятана, если установлен – размещена в пределах главного окна).

Кроме панелей инструментов, входящих в состав компактной панели, в списке Панели присутствует несколько необычных панелей. Например, панель Форматирование (рис. 1.49), которая объединяет команды для редактирования различных текстовых надписей при проставлении размеров, работе с техническими требованиями или обычным текстом. Насколько удобнее использовать эту панель инструментов, постоянно держа под рукой, решать вам.

Рис 1.49. Панель инструментов Форматирование

Вы можете создавать собственные панели инструментов и компактные панели. Для этого выполните следующие действия.

1. На вкладке Панели инструментов нажмите кнопку Новая (см. рис. 1.48).

2. В появившемся окне введите название создаваемой панели, например Пользовательская панель. В результате будет сформирована пока еще пустая панель инструментов.

3. Перейдите на вкладку Команды диалогового окна Настройка интерфейса. По очереди перетащите на только что созданную панель любые нужные вам команды. Поскольку система находится в режиме настройки интерфейса, на пользовательскую панель можно перетаскивать кнопки с других (стандартных) панелей или пункты системного меню.

4. Откорректируйте размещение кнопок панели и добавьте по своему усмотрению разделители между схожими командами.

На рис. 1.50 приведен пример пользовательской панели, содержащей следующие полезные команды:

• В текущем виде – служит для удаления всех вспомогательных кривых и точек в текущем виде чертежа;

• Подключить библиотеку – вызывает диалоговое окно открытия файла, с помощью которого можно подключить какую-либо прикладную библиотеку;

• Сменить режим работы – позволяет изменить режим работы библиотеки;

• Показать лист – раскрывающийся список для перехода к нужной странице многолистового чертежа;

• Выбрать материал – вызывает библиотеку материалов и сортаментов для выбора материла;

• Выносной элемент – создает выносной элемент на чертеже;

• Ввод текста – создает текст в документе;

• Вставить растровый объект – позволяет вставить и разместить на чертеже рисунок.

Рис. 1.50. Пользовательская панель инструментов

Аналогичным образом вы можете создавать любые панели инструментов, наполняя их различными элементами управления. Повторяя описанные выше действия, несложно создать панель инструментов Ввод текста (рис. 1.51), объединяющую команды создания и форматирования (редактирования шрифта, ввода индексов, подстрочных или надстрочных надписей и пр.) текстовых объектов на чертеже.

Рис. 1.51. Пользовательская панель Ввод текста

Система КОМПАС позволяет создавать пользовательские компактные панели, объединяя в них любое количество стандартных или пользовательских панелей инструментов (кроме панелей Стандартная, Вид и Текущее состояние). Для объединения двух панелей в компактную следует, удерживая нажатой клавишу Alt, перетащить за заголовок одну панель на другую. Когда возле указателя появится знак плюса, можно отпустить кнопку мыши и клавишу Alt. Точно так же в сформированную компактную панель добавляются другие панели. Например, соединив подобным образом панели инструментов, показанные на рис. 1.50 и 1.51, вы получите компактную панель, которая изображена на рис. 1.52.

Рис. 1.52. Пример пользовательской компактной панели

С помощью кнопок Переименовать и Удалить вкладки Панели инструментов окна Настройка интерфейса можно изменить название пользовательской панели (она должна быть выделенной в списке Панели) или удалить ее. После удаления восстановить пользовательскую панель будет невозможно (при необходимости нужно будет создавать ее заново). Обратите внимание, что пользовательские панели, входящие в состав компактной панели, удалить нельзя.

Примечание

Если добавляемая на панель команда не имеет значка, вы можете выбрать изображение, которое будет показано на кнопке вызова этой команды. Для этого после перетаскивания команды, не имеющей значка, на панель следует выполнить команду контекстного меню Иконка. Поскольку для данной команды не существует значка, система предложит выбрать его самостоятельно в окне Свойства кнопки (рис. 1.53). Например, значок для команды В текущем виде (см. рис. 1.50) выбран подобным образом.

Рис. 1.53. Выбор значка для кнопки

С помощью кнопок Сбросить и Сбросить все вкладки Панели инструментов можно также отменить внесенные изменения в состав той или иной панели или одновременно для всех панелей, состав которых был изменен.

Вкладка Утилиты окна Настройка интерфейса позволяет подключить различные утилиты (как правило, EXE-файлы), которые будут вызываться с помощью команд главного меню. По умолчанию к системе КОМПАС-3D подключены только две утилиты – Калькулятор и Конвертер единиц измерения. Команды для вызова новых программ-утилит, подключенных с помощью элементов управления этой вкладки, будут размещаться в меню Сервис.

Важные возможности предоставляет еще одна вкладка диалогового окна Настройка интерфейса – Клавиатура (рис. 1.54). На ней вы можете просматривать, изменять или назначать сочетания клавиш для выполнения той или иной команды.

Рис. 1.54. Вкладка Клавиатура

Раскрывающийся список Категории содержит категории команд, полностью идентичные элементам списка Категории на вкладке Команды. Под ним находится список с перечнем всех команд выбранной категории. Под списком – знакомое текстовое поле Описание с краткой характеристикой выделенной команды. С помощью раскрывающегося списка Установить сочетание можно задать, в документе какого типа будет действовать установленное сочетание клавиш. Значение По умолчанию означает, что назначаемое (или уже назначенное) сочетание клавиш срабатывает в любом активном документе или вообще без открытого документа. Под списком Установить сочетание размещены два поля, в которых отображается текущее сочетание клавиш для выбранной команды (если оно есть, конечно) и новое сочетание клавиш, назначенное пользователем.

Для примера назначим сочетание клавиш для команды В текущем виде, которая служит для удаления всей вспомогательной геометрии с чертежа или фрагмента. По умолчанию для этой команды не предусмотрена отдельная кнопка, а пользоваться ею при двумерном черчении придется довольно часто. Каждый раз выполнять команду меню Редактор → Удалить → Вспомогательные кривые и точки → В текущем виде не очень удобно. Чтобы настроить сочетание клавиш, сделайте следующее.

1. На вкладке Клавиатура окна Настройка интерфейса из раскрывающегося списка Категории выберите пункт Редактор.

2. В списке Команды выделите строку В текущем виде, при этом в поле Описание должна появиться подсказка Удалить вспомогательные кривые и точки.

3. В раскрывающемся списке Установить сочетание оставьте значение По умолчанию (или выберите его, если установлено другое), так как вспомогательную геометрию, возможно, придется удалять как с чертежа, так и с фрагмента.

4. В поле Новое сочетание клавиш введите сочетание клавиш, с помощью которого вы планируете удалять вспомогательную геометрию. Для ввода достаточно просто нажать нужные клавиши на клавиатуре, например Alt+D.

5. Нажмите кнопку Связать. При этом набранное сочетание автоматически переместится в поле Текущие. Закройте окно Настройка интерфейса и попробуйте назначенное сочетание в действии.

Примечание

Если при вводе сочетания клавиш вы случайно наберете комбинацию, зарезервированную для другой команды, то появится сообщение об этом под полем Новое сочетание клавиш.

На вкладке Меню (рис. 1.55) размещены элементы, управляющие отображением главного и контекстных меню в программе. Из списка Показать меню области настроек Меню приложения можно выбрать тип документа, который нужно настроить. По умолчанию в этом списке указан тип документа, при котором было вызвано окно Настройка интерфейса. После выбора типа документа главное меню примет вид, характерный для этого документа. После этого вы можете перейти на вкладку Команды и добавлять в меню новые команды, перемещать или удалять подменю.

Рис. 1.55. Вкладка Меню

С помощью списка Эффект вкладки Меню можно настраивать различные эффекты, проявляющиеся при отображении или скрытии меню (соскальзывание, развертывание, дымку). Кнопка Сбросить позволяет отменить все внесенные изменения (то есть восстановить для меню настройки по умолчанию).

Вкладка Параметры окна Настройка интерфейса содержит несколько флажков, управляющих отображением подсказок к кнопкам панелей инструментов и порядком отображения пунктов меню. Кроме того, на данной вкладке есть кнопка Сбросить все настройки, которая позволяет отказаться от всех изменений, произведенных над стандартными панелями инструментов или пунктами меню. Обратите внимание, что нажатие этой кнопки не удаляет сформированных пользовательских меню или панелей.

Таким образом, мы описали параметры интерфейса КОМПАС-3D. В следующем разделе мы рассмотрим более тонкие настройки программы.

Системные настройки

Настройка системы подразумевает управление всеми элементами интерфейса системы КОМПАС-3D V10. Она позволяет изменять огромное количество параметров, существенно влияющих на работу программы. К этим параметрам относятся настройка представления чисел, единиц измерения длин, углов и т. п., цвета фона рабочего поля, вида указателя, толщины и цвета различных линий, параметры отображения размеров и многое другое. Все это настраивается в окне Параметры (рис. 1.56), вызываемом командой Сервис → Параметры.

Рис. 1.56. Диалоговое окно Параметры

Обычно в окне Параметры присутствуют две вкладки: Система и Новые документы. При вызове этого окна для активного документа любого типа к ним добавляются еще две: Текущее окно (с настройками сетки и линеек прокрутки) и вкладка настроек текущего документа (Текущий чертеж, Текущая деталь, Текущая сборка или Текущий фрагмент соответственно). Вкладка настроек текущего документа содержит практически те же элементы управления, что и соответствующий раздел на вкладке Новые документы, с той только разницей, что все изменения настроек применяются только для активного документа и не распространяются на другие документы того же типа. Поэтому мы рассмотрим только две первые вкладки, всегда присутствующие в диалоговом окне Параметры.

На вкладке Система слева находится древовидный список различных групп настроек системы, а справа отображаются элементы управления, отвечающие выбранному в данный момент элементу дерева. Рассмотрим наиболее интересные группы настроек этой вкладки.

• Общие – содержит некоторые общие настройки системы КОМПАС:

· Отображение имен файлов – позволяет управлять отображением имени файла в заголовке программы (полный путь или только имя файла), а также указать количество последних открытых файлов, которые нужно помнить системе (максимальное количество – 9). Список файлов предыстории будет отображаться в меню Файл над командой Выход;

· Представление чисел – дает возможность настроить количество отображаемых знаков после запятой в полях ввода/вывода, а также выбрать единицы измерения углов (десятичная система исчисления – установлена по умолчанию, – градусы, минуты, секунды или радианы);

· Повтор команд – в этом подразделе настроек можно запретить или разрешить появление команды Повторить в меню Редактировать, а также количество команд, которые будет запоминать система и которые потом можно будет повторить с помощью вызова контекстного меню (по умолчанию 8 команд, максимальное количество – 11);

Примечание

Возможность повторного вызова ранее выполненных команд добавилась только в КОМПАС-3D V9. Она состоит в том, что с помощью контекстного меню пользователь может повторно выполнять ранее использованные им команды. Все эти команды представлены в виде подменю Последние команды контекстного меню программы. Данная функция действует как в графических, так и трехмерных документах системы.

· Управление лицензиями – содержит два флажка, позволяющих указать системе, нужно ли запрашивать лицензию на КОМПАС и редактор спецификаций при запуске системы.

• Экран – настройки этой группы позволяют изменять внешний вид окна КОМПАС, а также некоторых элементов интерфейса:

· Фон рабочего поля – позволяет изменять фон рабочего поля документов КОМПАС-Чертеж и КОМПАС-Фрагмент, а также цвет фона редактирования текста. Предусмотрена возможность задать цвет окна, установленный в Windows;

· Фон рабочего поля моделей – настройки аналогичны предыдущим, только предназначены для трехмерных документов. При определении цвета фона для моделей можно использовать градиентный переход между двумя цветами;

· Цветовая схема – дает возможность задать цвета отображения элементов документа и системы. Элементы документа – это геометрические объекты, тела и пр., создаваемые пользователем. Элементы системы – набор различных визуальных объектов, присутствующих в документе (сетка, курсор, подписи к курсору и т. п.). Наиболее приемлемый для нормальной работы с программой – цвет элементов, заданный по умолчанию;

· Панель свойств – позволяет настраивать оформление панели свойств (рис. 1.57). Аналогичное диалоговое окно можно вызвать с помощью команды Оформление панели свойств контекстного меню панели свойств.

Рис. 1.57. Оформление панели свойств

• Файлы – эта группа дает возможность настроить параметры работы с файлами системы КОМПАС:

· Расположение – показывает список путей к файлам настроек, профилей, шаблонов и т. д.;

· Установка прав доступа – позволяет разрешить чтение и запись или только чтение документов КОМПАС, а также включить контроль изменений файлов. Контроль предназначен для мониторинга совместно используемых файлов несколькими пользователями. Если контроль включен, то перед сохранением файла система будет проверять, не был ли он изменен другим пользователем в течение вашего сеанса работы. При необходимости на экран будет выведено предупреждение;

· Резервное копирование – разрешает или запрещает резервное копирование документов. По умолчанию в системе включено сохранение предыдущих копий в одном каталоге с документом. Если вы не желаете засорять дисковое пространство ненужными BAK-файлами (BAK – расширение файла резервной копий модели), снимите флажок Сохранять предыдущую копию;

· Автосохранение – позволяет включить автоматическое сохранение файлов, настроить периодичность сохранения, а также выбрать каталог, куда эти файлы будут сохраняться;

· Сохранение конфигурации – определяет параметры сохранения настроек рабочего окна, а также документов при выходе из системы;

· Управление документами – дает возможность настроить совместную работу КОМПАС и PDM-системы, установленной на компьютере.

Примечание

PDM-система (Product Data Management System) – это система инженерного документооборота, предназначенная для управления данными об изделии или продукте. Для системы КОМПАС оптимально использовать систему документооборота ЛОЦМАН:PLM компании «АСКОН».

• Графический редактор – эта группа содержит системные настройки графических документов:

· Курсор – включает в себя элементы управления, с помощью которых можно настроить размеры, цвет, шаг курсора;

· Сетка – содержит две вкладки (Параметры и Отрисовка), на которых можно выбирать тип сетки, задавать ее шаг, цвет и пр.;

· Линейки прокрутки – служит для управления отображением в документе полос прокрутки. Возможна установка вертикальной, горизонтальной, обеих полос вместе или отключение полос прокрутки;

· Системные линии – содержит полный список системных стилей для линий (рис. 1.58). Можно изменять толщину тонких, основных и утолщенных линий, как выводимых на экран (На экране), так и передаваемых на принтер (На бумаге). Кроме того, в этом окне можно выбрать цвет, которым линии определенного стиля будут отображаться в графическом документе;

Рис. 1.58. Настройка отображения системных стилей линий

· Системные символы – позволяет задать цвет для системных символов (как правило, с помощью этих символов на чертеже отображаются вспомогательные точки);

· Фантомы – дает возможность управлять отрисовкой фантомов. Фантом– это временное изображение графических объектов, показывающее процесс их создания или размещения на чертеже. Как правило, фантомы всегда рисуются тонкими линиями в серых тонах. Фантомы используются практически для всех команд ввода и редактирования графических объектов. Например, при построении отрезка на чертеже, после фиксации первой его точки, вы можете видеть фантомное изображение (рис. 1.59), начальной точкой которого будет только что указанная, а конечной – указатель мыши. При перемещении указателя фантом отрезка передвигается за ним. Существование фантома прекращается сразу после фиксации второй точки, а отрезок размещается на чертеже. При вставке библиотечного элемента в документ он сначала также отображается фантомом и лишь после указания точки вставки и угла поворота окончательно фиксируется на чертеже;

Рис. 1.59. Фантомное отображение отрезка

· Ограничения и степени свободы – позволяет задать цвет для значков, отображающих ограничения и степени свободы на параметризованном чертеже или эскизе трехмерной операции;

· Виды – дает возможность управлять отрисовкой фоновых, выключенных и ассоциативных видов на чертеже;

· Слои – задает параметры отрисовки слоев;

· Системы координат – позволяет настроить отрисовку осей локальных систем координат;

· Редактирование – важный раздел (рис. 1.60), дающий возможность выбрать цвет, которым будут подсвечиваться выделенные объекты или объекты указания (то есть объекты, определенные пользователем при выполнении той или иной операции, например исходные элементы для копирования по массиву и пр.). Здесь также можно задать коэффициент изменения масштаба – величину, показывающую, во сколько раз будет увеличен или уменьшен текущий масштаб при выполнении команд Увеличить масштаб или Уменьшить масштаб. Кроме того, вы можете задать количество шагов построения чертежа, которые могут быть отменены с помощью команды Отмена (максимальное значение – 100);

Рис. 1.60. Параметры редактирования графических документов

· Растровые объекты, взятые в документ – позволяет настраивать параметры редактирования вставленных в графический документ растровых объектов прямо в окне КОМПАС;

· Упрощенная отрисовка – позволяет указать максимальную высоту текста на экране, при которой текст отображается, а не заменяется габаритным прямоугольником. Кроме того, в данном разделе можно определить масштаб, при котором все линии изображаются как сплошные и не рисуются стрелки размеров и линий-выносок;

· Поиск объекта – единственная функция диалога настройки поиска, включает или выключает динамический поиск объектов. При включении динамического поиска становится возможным указание (выбор) одного из близко расположенных (в том числе наложенных друг на друга) объектов;

· Привязки – дает возможность указать набор привязок, отслеживаемых системой при создании каждого нового геометрического объекта, а также задать шаг угловой привязки;

· Фильтры вывода на печать – важный раздел системных настроек. Он разрешает определять, какие объекты будут выведены на печать. Например, вы можете запретить печатать вспомогательную геометрию, вставленные растровые рисунки, OLE-объекты. В результате вам не придется удалять их с чертежа перед печатью.

• Текстовый редактор – эта группа настроек содержит разделы с параметрами правописания, редактирования, линеек прокрутки текстовых документов и пр. Изменять эти настройки приходится крайне редко, так как значения, установленные по умолчанию, подходят для любых случаев.

• Редактор спецификаций – содержит только одну группу настроек Линейки прокрутки, предназначенную для управления отображением полос прокрутки в документе КОМПАС-Спецификация.

• Прикладные библиотеки – эта группа предназначена для настройки отключения прикладных библиотек при выходе из системы, а также для включения/отключения возможности редактировать библиотечные элементы посредством характерных точек. Подробнее о таком способе редактирования читайте в гл. 5.

• Редактор моделей – в этой группе объединены системные настройки, касающиеся работы с трехмерными документами КОМПАС-3D:

· Сетка – аналогичен одноименному разделу в группе Графический редактор, но служит для настройки сетки в трехмерном документе;

· Библиотеки конструкторских элементов – содержит ссылки на файлы библиотеки отверстий и библиотеки эскизов. При необходимости эти ссылки можно сделать другими, заменив системные библиотеки фрагментов на собственные;

· Управление изображением – предназначен для управления изображением модели в окне представления документа (рис. 1.61). В раскрывающемся списке Шаг перемещения изображения модели (% окна) задается процентное соотношение перемещения изображение к текущим размерам окна при однократном нажатии, например, сочетания клавиш Shift+®. Точно так же можно задать шаг угла поворота модели при однократном нажатии сочетания клавиш для поворота изображения в окне. С помощью переключателя Прозрачность можно выбрать один из двух возможных способов отображения полупрозрачных моделей: сетчатая или реалистичная прозрачность;

Рис. 1.61. Параметры управления изображением

· Изменение ориентации – позволяет настраивать плавность изменения ориентации при переходе модели в режим редактирования эскиза и обратно;

· Перспективная проекция – доступен лишь один параметр для редактирования Расстояние в габаритах модели. Это расстояние определяет, во сколько раз расстояние от модели до плоскости изображения (воображаемого оптического аппарата) больше, чем максимальный габарит модели. Данная величина имеет значение лишь в случае, если для модели включено перспективное отображение;

· Редактирование – позволяет назначать цвета, которыми будут отображаться элементы геометрии модели при выделении, подсвечивании, а также при редактировании детали в составе сборки (то есть цвета активного и пассивных компонентов при редактировании). На вкладке также присутствует флажок, включающий или отключающий закрашивание граней при выборе элементов модели (селектировании), и флажок, разрешающий использовать инверсию при подсвечивании. Инверсное подсвечивание – это подсвечивание ребер модели при выделении их не постоянным цветом, а цветом, инверсным окрашиванию трехмерного элемента, которому принадлежит то или иное ребро;

· Размеры и обозначения – эта группа настроек содержит три флажка, позволяющих управлять оптимизацией размеров в эскизах. При включенной оптимизации длина стрелок, высота символов размерной надписи отображаются в соответствии с настройками текущего эскиза и не зависят от масштаба представления. Более того, при вращении эскиза размерная надпись всегда остается параллельной плоскости экрана. Если флажок Оптимизировать отображение размеров снят, то все размеры эскиза масштабируются, как и любые другие геометрические объекты, а при повороте эскиза в пространстве размерные надписи будут отображаться лежащими в плоскости эскиза.

Кроме того, вы можете вообще запретить отображать размеры в эскизах и трехмерных операциях или же запретить отображать соединительные линии;

· Габарит – перечень трехмерных объектов, учитывающихся при определении габаритных размеров модели;

· МЦХ – установка параметров пересчета МЦХ при перестроении и/или сохранении трехмерной модели;

· Упрощения – позволяет настраивать режим упрощенного отображения сборки, а начиная с версии 9 – и детали. Эти параметры предусматривают регулировку уровня детализации сборки при вращении или перемещении, а также дают возможность включать режимы быстрого отображения линий, скрытия конструктивных элементов (осей, плоскостей и пр.), скрытия поверхностей и отключать режим отображения полутоновое с каркасом. Одновременное включение всех этих параметров максимально повысит производительность системы при работе с очень большими сборками.

Структура элементов управления вкладки Новые документы аналогична вкладке Система. Слева размещен иерархический список групп настроек, справа – элементы управления выделенной группы. Параметры, установленные на этой вкладке, применяются для всех вновь создаваемых документов. Рассмотрим эти настройки.

• Имя файла по умолчанию – позволяет задавать шаблон имени файла, предлагаемый системой по умолчанию.

• Свойства документа – разрешает или запрещает системе выводить запрос общих сведений о документе. Общие сведения состоят из имени автора созданного документа, организации, где этот документ разработан, и произвольного комментария. Окно, в котором можно ввести эту информацию, система выводит при первом сохранении документа (рис. 1.62). В разделе Свойства документа окна Параметры вы можете указать имя автора документа (если уверены, что кроме вас больше никто не будет работать с программой) и название организации, которые будут вводиться по умолчанию в окно Информация о документе. Кроме того, эти данные будут выводиться во всплывающей подсказке при наведении указателя мыши на значок документа в Проводнике Windows.

Рис. 1.62. Диалоговое окно сведений о документе

Примечание

Посмотреть сведения об уже созданном документе можно с помощью команды Файл → Свойства.

• Текстовый документ – содержит параметры листа текстового документа (формат, ориентацию, оформление основной надписи), предлагаемый по умолчанию шрифт и пр. Вы также можете настроить отступы, интервалы и выравнивание текста документа, параметры текста заголовка и текста ячеек таблицы.

• Спецификация – позволяет указать стиль спецификации, который будет применяться по умолчанию для всех документов КОМПАС-Спецификация. Для стандартных настроек это стиль Простая спецификация ГОСТ 2.106—96. Кроме того, вы можете задать стили спецификаций для дополнительных листов (если нужно, чтобы они отличались от первого листа или от стиля, установленного по умолчанию).

• Графический документ – управляет видом и параметрами создаваемых графических документов:

· Шрифт по умолчанию – в этом пункте можно выбрать шрифт, который будет предлагаться системой по умолчанию для всех текстовых объектов графического документа;

· Единицы измерения – содержит переключатель, позволяющий выбрать единицы измерения длины: миллиметры, сантиметры или метры;

· Линии – позволяет настроить фильтры линий, а также размеры штрихов и промежутков осевой линии. Настройка фильтра линий (рис. 1.63) подразумевает выбор стилей линий, которые будут доступны при вводе геометрических объектов на чертеже, задание их последовательности в списке типов линий при вводе объектов, а также определение стиля по умолчанию. В области Фильтр линий находится список всех доступных стилей линий. Стили, отмеченные флажком, отображаются в раскрывающемся списке Стиль, который появляется на панели свойств при создании графических объектов (рис. 1.64). Стиль, находящийся в верхней части списка Фильтр линий, и будет предлагаться по умолчанию (на рис. 1.63 и 1.64 это стиль Основная). С помощью кнопок, на которых изображены стрелки, любой стиль можно перемещать в пределах списка;

Рис. 1.63. Настройка фильтра линий

Рис. 1.64. Список доступных стилей линий при построении геометрических объектов

· Размеры – большая группа настроек, управляющая отрисовкой стрелок, размерных надписей, размерами, допусками, предельными значениями и пр. В этой группе настроек, аналогично стилям линий, можно настроить фильтр стрелок для линейных размеров, размеров окружностей и дуг и угловых размеров (рис. 1.65). Он содержит набор стрелок различных типов (собственно стрелки, засечки, вспомогательные точки), который будет доступен при проставлении размеров в графическом документе;

Рис. 1.65. Фильтр стрелок

· Линия-выноска – подобна группе Размеры и содержит параметры отображения линии выноски, то есть геометрические размеры стрелок (рис. 1.66), фильтр стрелок, шрифт текста, отображаемого над, под и за полкой линии выноски;

Рис. 1.66. Параметры отрисовки линий-выносок

· Обозначение позиции – параметры отображения позиций на сборочном чертеже. Почти полностью повторяет настройки линий-выносок;

· Текст на чертеже – позволяет настраивать шрифт, междустрочный интервал, отступы и выравнивание, применяемые для всех текстовых объектов на чертеже или фрагменте;

· Шероховатость, Отклонения формы и база, Линия разреза/сечения, Стрелка взгляда, Линия разрыва – данные группы дают возможность управлять отображением одноименных элементов оформления чертежа;

· Обозначения для ПСП – большой раздел, содержащий настройки внешнего вида и параметров отображений для знаков и обозначений, применяемых в промышленно-строительном проектировании;

· Линии обрыва – параметры, которые будут предлагаться по умолчанию при создании линий обрыва графических изображений;

· Автосортировка – установка порядка сортировки буквенных обозначений при оформлении чертежа (простановка баз, разрезов/сечений, выносных элементов и пр.);

· Перекрывающиеся объекты – управляет отображением перекрывающихся объектов, в частности размеров, линий-выносок, позиций со штриховкой и линиями изображения чертежа. По умолчанию в системе принято прерывать линии геометрических объектов и штриховки при пересечении с размерными стрелками, надписями и обозначениями. В этом окне вы также можете указать зазор между разорванным концом линии или штриховки и перекрывающим их объектом;

· Параметры документа – позволяет настраивать масштаб новых видов в чертеже, указать объекты детали (тела, поверхности и обозначения резьбы) или компоненты сборки (скрытые и библиотечные), которые будут передаваться в ассоциативный вид. В этом разделе вы также можете настроить синхронизацию данных основной надписи и модели, а также включить режим разбиения листа чертежа на зоны и задать размеры этих зон;

· Параметры первого листа – дает возможность указать свойства (стандартный или пользовательский формат, ориентация или оформление) листа чертежа, которые будут применяться при создании документа КОМПАС-Чертеж;

Совет

Очень часто параметры документа КОМПАС-Чертеж (особенно формат и ориентация листа) нужно изменять. Для этого после создания чертежа следует выполнить команду Сервис → Параметры. В появившемся диалоговом окне Параметры необходимо перейти к разделу настроек Параметры первого листа вкладки Текущий чертеж (рис. 1.67). Вы можете настроить формат и ориентацию листа, и после нажатия кнопки ОK все изменения в настройках будут применены к текущему листу чертежа.

Рис. 1.67. Изменение формата и ориентации текущего листа чертежа

· Параметры новых листов – содержит те же настройки, что и раздел Параметры первого листа, только они применяются для всех новых листов данного чертежа;

· Параметризация – позволяет управлять параметризацией чертежей (только чертежей, не эскизов!) системы КОМПАС посредством указания связей и ограничений, которые будут автоматически накладываться на геометрические объекты в процессе их построения.

• Модель – эта группа системных настроек содержит все параметры отображения трехмерных моделей КОМПАС-3D:

· Размеры и Условные обозначения – данные разделы содержат группы настроек, задающих условия отрисовки трехмерных размеров и обозначений в трехмерной модели;

· Деталь – позволяет изменять свойства (обозначение, наименование, материал) и цвет детали. Кроме того, здесь можно задать цвет, которым будет отображаться тот или иной тип трехмерных объектов (вспомогательная геометрия, поверхности, формообразующие операции), импортированный в деталь или созданный средствами КОМПАС-3D. Однако менять стандартные настройки не рекомендуется, так как это приведет к специфическим изменениям внешнего вида детали. Это может помешать другим пользователям, работающим с вашей деталью. Очень важным параметром настройки отображения модели является точность отрисовки и масс-центровочных характеристик (рис. 1.68). Чем выше точность отрисовки, тем медленнее работает система, но тем лучше представление объектов трехмерного документа. Следует, правда, отметить, что влияние этого параметра на быстродействие системы КОМПАС не столь ощутимо (за исключением больших сборок), поэтому я рекомендую всегда устанавливать максимальную точность отрисовки;

Рис. 1.68. Настройка точности отрисовки и МЦХ модели

· Сборка – настройки документа КОМПАС-Сборка, аналогичные параметрам детали;

· Эскиз – позволяет задать шрифт, применяемый по умолчанию, для текстовых объектов эскиза (собственно текст или текст размерных надписей), настроить отображение размеров, а также управлять параметризацией (то есть включать или отключать связи и ограничения, автоматически накладываемые системой на элементы эскиза при его построении).

Сохранение и восстановление настроек

Изучив все описанное выше, вы теперь можете изменять интерфейс и параметры системы, удобно подстраивая их под свои потребности или специфические задачи. Однако очень часто возникают различные неприятные ситуации, связанные с изменением конфигурации системы. Например, как восстановить свои настройки после сбоя и аварийного завершения работы программы? Что делать, если за одним и тем же компьютером работают двое или более человек с абсолютно разными требованиями и вкусами? Как поступить, если вас не устраивают изменения, которые вы сами внесли в систему, и вы уже не знаете, как их отменить? Поверьте, такое случается довольно часто. Для решения этих проблем в системе КОМПАС-3D предусмотрены профили.

Профиль – это структура данных, описывающих все настройки системы. Профили хранятся в файлах с расширением PFL. Созданные разработчиками КОМПАС-3D профили размещаются в папке Profiles, находящейся в каталоге, в котором установлена текущая версия КОМПАС.

Система КОМПАС позволяет сохранять и загружать пользовательские профили. Эти действия можно выполнять в диалоговом окне Профили пользователя (рис. 1.69), вызываемого командой Сервис → Профили.

Рис. 1.69. Диалоговое окно Профили пользователя

При сохранении или загрузке профиля можно использовать следующие категории настроек:

• Настройки рабочего окна – размеры окна, вид приложения, все настройки интерфейса, размещение и состав панелей, меню и т. п.;

• Настройки параметров системы – настройки, сделанные на вкладке Система диалогового окна Параметры;

• Настройки параметров новых документов – настройки, выполненные на вкладке Новые документы диалогового окна Параметры.

Совет

Загружая новый профиль, нужно быть осторожным, так как при этом автоматически будут аннулированы все предыдущие настройки. В частности, будут удалены из Менеджера библиотек все подключенные пользователем (не входящие в стандартный пакет) библиотеки. Подключать их заново вручную не всегда удобно. По этой причине перед применением нового профиля желательно всегда сохранять копию старого.

Чтобы восстановить все стандартные настройки системы, достаточно в раскрывающемся списке Профили выбрать профиль mcad и нажать кнопку Применить. Из данного списка можно также выбрать любой стандартный профиль (рис. 1.70).

Рис. 1.70. Внешний вид системы КОМПАС-3D после применения стандартного профиля black

Внимание!

В справочной документации по КОМПАС категорически не рекомендуется применять профили, созданные в версии программы, отличной от текущей.

Особенности последних версий КОМПАС-3D

В конце данной главы остановимся более подробно на некоторых новшествах, реализованных в последних версиях КОМПАС-3D. Мы рассмотрим далеко не все новинки, а только те, которые имеют наибольшее влияние на повседневную работу с программой, а также существенно отличающиеся от функционала предыдущих версий.

Азбука КОМПАС

В версии V9 появилось специальное встроенное интерактивное учебное пособие – Азбука КОМПАС (рис. 1.71).

Рис. 1.71. Интерактивное учебное пособие Азбука КОМПАС

Открыть Азбуку КОМПАС можно, используя команду меню Справка-Азбука КОМПАС.

Азбука КОМПАС содержит множество примеров, сопровождаемых файлами пояснения, которые освещают различные аспекты работы с программой. В пособии представлено более десятка уроков, позволяющих самостоятельно изучить работу с программой. В данных уроках рассмотрены следующие темы:

• общие сведения;

• создание первой детали;

• создание рабочего чертежа;

• создание сборочной единицы;

• создание сборки изделия;

• создание компонента на месте;

• добавление стандартных изделий;

• создание сборочного чертежа;

• создание чертежа изделия;

• создание спецификации;

• построение тел вращения;

• кинематические элементы и пространственные кривые;

• построение элементов по сечениям;

• моделирование листовых деталей.

Азбука КОМПАС выгодно отличается от обычной справки наглядностью примеров, простотой изложения материала, а также наличием файлов, сопровождающих данные примеры, используя которые можно быстрее понять тот или иной способ построения детали или чертежа.

Дерево модели

Древовидное представление трехмерной модели (сборки или детали) в девятой версии претерпело значительные изменения. В частности, была добавлена возможность представления состава модели в виде структурированных разделов (рис. 1.72, а). При этом элементы модели (операции, компоненты, сопряжения, массивы и пр.) группируются в отдельные ветви дерева, что во многих случаях (особенно для больших сборок) облегчает навигацию по модели. На рис. 1.72, б изображено дерево в привычном состоянии, каким оно было до появления девятой версии.

Кроме того, реализована возможность просмотра отношений выделенного элемента дерева (компонента, операции, сопряжения) на отдельной панели в нижней части дерева построения (см. рис. 1.72, а). С помощью этой панели вы также можете редактировать отношения.

Рис. 1.72. Дерево модели: представление в виде структуры (а) и обычное дерево (б)

Любой раздел дерева можно открыть в отдельном окне для редактирования (рис. 1.73).

Рис. 1.73. Раздел дерева в отдельном окне

В верхней части дерева модели появилась панель управления, с помощью которой производится управление внешним видом и составом дерева. Первая слева кнопка этой панели – Отображение структуры модели – переключает способ отображения дерева со структуры модели на обычное отображение. Вторая кнопка – Состав Дерева модели – содержит раскрывающийся список (рис. 1.74), в котором вы можете включать или отключать видимость того или иного структурного раздела дерева, то есть настроить состав дерева модели.

Рис. 1.74. Раскрывающийся список кнопки Состав Дерева модели

За кнопкой Состав Дерева модели следует кнопка Отношения, позволяющая скрывать или отображать панель отношений внизу дерева модели.

Последняя кнопка – Дополнительное окно Дерева – открывает в дополнительном окне выбранный раздел дерева (см. рис. 1.73). Если в дереве модели не выделен ни один элемент, эта кнопка остается неактивной.

Сетчатая прозрачность

По многочисленным просьбам пользователей в девятой версии в системе КОМПАС-3D был доработан механизм расчета и отображения полупрозрачных объектов. Теперь в программе можно выбирать один из двух видов отображения прозрачности: сетчатая или реалистичная. При установленной сетчатой прозрачности полупрозрачные трехмерные объекты отображаются в виде сетки пикселов (рис. 1.75). При выборе реалистичного способа отображения трехмерные объекты выглядят так, словно их материал является прозрачным. Все дело в том, что при реалистичной прозрачности нередко возникают ошибки отображения объектов, которые находятся за полупрозрачным объектом (деталью). По этой причине рекомендую всегда использовать сетчатую прозрачность – в данном случае отображение перекрытых объектов всегда будет правильным.

Рис. 1.75. Сетчатая прозрачность

На рис. 1.75 изображена муфта с торообразной резиновой оболочкой, причем для материала самой оболочки установлено значение прозрачности 80 %. Как видите, все «внутренности» муфты отображаются абсолютно корректно.

Примечание

Как делать детали полупрозрачными, будет рассказано в гл. 3.

Новое в версии КОМПАС-3D V10

Одним из главных общих усовершенствований в версии системы КОМПАС-3D V10 является полная поддержка формата Юникод – международного стандарта кодирования символов, позволяющего отображать символы и знаки практически всех возможных языковых пакетов.

Не столь важным, но приятным добавлением во внешнем виде программы можно считать появление новых подсказок (рис. 1.76). Теперь при наведении указателя на кнопку или другой элемент управления во всплывающей подсказке кроме собственно названия команды отображается ее краткое описание, пиктограмма и комбинация клавиш, с помощью которой эту команду можно вызвать с клавиатуры (если, конечно, такая комбинация для данной команды назначена).

Рис. 1.76. Новые всплывающие подсказки в КОМПАС-3D V10

Касательно функционала, главным усовершенствованием можно считать возможность создания отдельных тел прямо в сборке, о чем уже упоминалось вкратце. И речь идет не о создании отдельных компонентов прямо в сборке (то есть построении детали в контексте сборки), а именно о формировании тел, которые будут принадлежать сугубо трехмерной сборке.

Другие нововведения в трехмерном редакторе системы КОМПАС кратко перечислены ниже.

• В сборке стала доступна команда для условного отображения резьбы.

• Появилась группа команд для создания трехмерных размеров, а также различных элементов оформления в 3D (линии-выноски, указание шероховатости и пр.).

• При работе со сборками появилась возможность управления параметрами масс-центровочных характеристик (МЦХ).

• Команда Деталь-заготовка теперь доступна как до создания в модели тел, так и после, то есть теперь в модель можно вставить несколько заготовок.

В графическом редакторе появились три важные команды, касающиеся возможности создания градиентных заливок, продления объектов до ближайшего объекта, а также выравнивания размерных линий.

Значительно расширились возможности предварительного просмотра перед печатью. Теперь после размещения чертежей на листе перед печатью вы можете сохранить имена выводимых документов и их размещения в файл вывода на печать. Этот файл можно будет легко загрузить в любое нужное для вас время.

Не остался без изменений и редактор спецификаций КОМПАС-3D. В десятой версии программы добавилась весьма удобная возможность сохранять спецификацию в виде Excel-файла.

Резюме

В начале этой главы читатель ознакомился с внешним видом и главными элементами интерфейса системы КОМПАС-3D V10. Затем более подробно были рассмотрены различные аспекты (состав, вид, размещение) пользовательского интерфейса программы. Поочередно были описаны системное меню, стандартная компактная панель и панели инструментов. Во второй части главы дано описание различных возможностей настройки всех элементов интерфейса и параметров системы, что очень важно для продуктивной работы с приложением. В частности, были затронуты вопросы изменения состава меню и панелей, создания собственных панелей инструментов и компактных панелей, управления внешним видом программы. Подробно рассмотрено управление системными настройками документов КОМПАС-3D, так как именно эти параметры имеют наибольшее влияние на удобство и скорость работы с данным программным пакетом. В завершение главы описана возможность использования профилей для сохранения всех настроек, а также повторного применения ранее сохраненных или стандартных профилей.

Для читателей, ранее не работавших с системой КОМПАС, изложенный материал значительно облегчит освоение последующих глав книги.

Глава 2

Двухмерное черчение

• Создание и редактирование геометрических объектов

• Размеры и обозначения

• Работа с документом КОМПАС-Чертеж

• Практическое черчение

• Резюме

С самых ранних времен люди использовали примитивные схемы или простые рисунки для визуального представления различных идей, реализующих какие-либо изделия или механизмы. После промышленных революций XIX века в Европе возникла острая необходимость ввести единые правила создания изображений технических приспособлений, поскольку зачастую в чертежах, выполненных одним конструктором, другому разобраться было практически невозможно. Таким образом, были разработаны и постепенно внедрены во всех развитых промышленных странах стандарты оформления конструкторской документации, а сами чертежи стали универсальным средством воплощения идей инженера. Кроме того, грамотно оформленные чертежи и сопутствующая им документация (спецификации, инструкции, пояснительные записки) хорошо справлялись с функциями передачи и хранения полной информации об изделии, а также служили исчерпывающим руководством при его изготовлении и сборке. Выполненный одним конструктором чертеж стал понятен как технологам, так и другим инженерам.

Это был огромный шаг вперед, в результате чего стало возможно вести распределенную параллельную разработку сложных объектов несколькими подразделениями, повторно использовать разработки других проектных организаций и т. д. Такое положение вещей сохранялось достаточно долго. С помощью кульмана и набора чертежных инструментов проектировщики вручную готовили комплект чертежей объекта, при этом часами стоя над ватманом, протирая его до дыр и изводя по килограмму стирательных резинок в день. Однако промышленность не стояла на месте, а рынок диктовал все более и более жесткие условия, поэтому со временем черчение вручную перестало устраивать по нескольких параметрам. Во-первых, не удовлетворяла скорость. Любой чертеж содержит много однотипных (стандартных или спроектированных ранее) элементов, которые неоднократно повторно используются. Рисовать их заново каждый раз – бессмысленная трата времени. Во-вторых, черчение вручную не могло гарантировать точность. В больших сборочных чертежах, изображающих сложные объекты, очень трудно отыскать и исправить предполагаемую ошибку. Более того, по мере добавления размеров на чертеж возможен рост суммарной погрешности габаритных или присоединительных размеров из-за неточностей измерительных средств и чертежных инструментов. Это имеет очень большое значение для мелкогабаритных изделий, измерительных приборов и т. п. В-третьих, в ходе накопления архива чертежей, среди них становилось все труднее отыскивать необходимые. Кроме того, возникала проблема с хранением такого архива, поскольку бумага – очень ненадежный носитель.

И здесь очень кстати пришлось развитие информационных технологий. Появление недорогих и сравнительно легких в освоении персональных компьютеров дало толчок к развитию компьютерных систем для автоматизированного черчения. Сначала такие системы были лишь электронным вариантом кульмана. Но со временем их функциональность все больше развивалась, что позволило легко и быстро создавать чертежи любой сложности. Графические системы устранили большое количество проблем. При помощи чертежного редактора можно неоднократно использовать типовые элементы. Появление параметризации позволило на основе однажды построенного чертежа без особых усилий со стороны проектировщика получать различные модификации изображаемой детали. Отпала необходимость каждый раз рисовать элементы оформления (рамку, штамп основной надписи). На порядок повысилась точность изображения на чертеже, не говоря уже о качестве распечатанных чертежей.

Программный пакет КОМПАС-3D обладает очень мощным чертежно-графическим редактором КОМПАС-График, по праву считающимся одним из лучших среди всех отечественных САПР, предоставляющих различные решения для двухмерного проектирования. КОМПАС-График полностью поддерживает отечественные стандарты ЕСКД или СПДС на оформление конструкторской документации. Более того, начиная с версии V8 Plus КОМПАС обеспечивает поддержку и международного стандарта ISO. Это значит, что вам не придется беспокоиться об оформлении ваших чертежей, а также о соответствии этого оформления требованиям стандартов: в системе предусмотрен обширный набор типов основных надписей, использующихся в машиностроении, строительстве и т. п. Большое количество функций, команд и графических библиотек позволит сконцентрироваться на самой сути проектируемого изделия, а не на способах формирования изображения на экране.

Работа в КОМПАС-График реализована через два типа документов: КОМПАС-Фрагмент и КОМПАС-Чертеж. КОМПАС-Чертеж – это электронный аналог обычного конструкторского чертежа, обеспечивающий удобную работу с видами, редактирование и оформление чертежей. КОМПАС-Фрагмент используется лишь как вспомогательный документ, позволяя сохранять отдельно от чертежа различные его части, в зависимости от определенных требований. Фрагмент во многом напоминает отдельный вид на чертеже. По данной причине далее в этой главе речь будет идти о чертеже как об основном документе, с которым работает пользователь КОМПАС-График.

Что же такое чертеж? Чертеж – это графическое изображение какого-либо объекта (изделия, механизма, здания), выполненное и оформленное согласно определенным правилам. Возможно, у вас возникнет вопрос, чем чертеж отличается от простого рисунка или фотографии. Для чертежа главное не сама картинка, а точное воспроизведение размеров (с учетом масштаба, конечно) изображаемого объекта. На чертеже объект представлен в нескольких видах, содержащих ортогональные проекции объекта. Перспективное изображение (изометрия, диаметрия) используется на чертеже крайне редко, так как искривляет реальные размеры объекта, что не позволяет точно их определить и впоследствии изготовить по ним объект.

Цель этой главы – предоставить подробный обзор возможностей чертежно-графического редактора системы КОМПАС-3D. Глава начинается с рассмотрения команд для создания и редактирования геометрических объектов, простановки размеров и обозначений на чертеже. Далее рассказано о способах настройки и изменения оформления чертежей, работе с многолистовыми чертежами, видами и слоями, а также об управлении графическим документом с помощью менеджера документов. Описания всех операций, команд и действий будут сопровождаться небольшими примерами, позволяющими лучше усвоить теоретический материал. В заключение главы приведен большой практический пример разработки сборочного чертежа, в котором применяется все рассмотренное до этого, включая работу с видами, библиотеками, макрообъектами, а также использование многих команд меню, панелей инструментов и т. д.

Создание и редактирование геометрических объектов

Удобство и, как следствие, популярность графического редактора полностью зависят от реализованного в нем набора команд для создания и редактирования изображения на чертежах. Функциональность этих команд должна максимально приближать компьютерное черчение к ручному, вместе с тем избавляя пользователя от рутинных операций копирования однотипных элементов, упрощать редактирование чертежа, разрешать повторно применять различные фрагменты. При этом команды должны быть интуитивно понятны пользователю. Очень скоро вы сможете убедиться, что чертежный редактор КОМПАС-График отвечает этим требованиям.

Однако выполнение сложных чертежей зависит не только от возможностей команд для создания геометрических примитивов. При построении каждого нового объекта приходится отталкиваться от уже существующей геометрии на чертеже, другими словами, «привязываться» к ней. Для этого в системе КОМПАС предусмотрены привязки. Начнем данный раздел именно с рассмотрения привязок, так как без них построение даже совсем не сложного чертежа может занять очень много времени.

Привязки

Суть действия привязок заключается в следующем. Система анализирует объекты, ближайшие к текущему положению указателя, чтобы определить их характерные точки (например, конец или центр отрезка, центр окружности, точку пересечения двух линий и т. п.) и затем предоставить пользователю возможность зафиксировать указатель в одной из этих точек. Можно настроить параметры, по которым система будет искать характерные точки близлежащих объектов. Применение привязок позволяет точно установить указатель в некоторую точку, причем не обязательно, чтобы координаты указателя в момент щелчка точно совпадали с координатами нужной точки.

Приведу пример. Допустим, в системе установлен лишь один тип привязок – Середина, а в графическом документе построены два произвольных отрезка, размещенных близко друг от друга. При запуске команды построения любого другого объекта и при установке указателя между отрезками должна сработать привязка Середина. Несмотря на то, что при этом указатель не наведен точно на середину, при щелчке кнопкой мыши (то есть при начале построения нового объекта) указатель будет установлен в ближайшую середину отрезка. Обратите внимание, привязка осуществится не к ближайшему отрезку, а к отрезку, середина которого была ближе к положению указателя в момент щелчка.

Привязки бывают двух видов: глобальные и локальные. Глобальные действуют постоянно при вводе или редактировании объектов. Напомню, что установить набор глобальных привязок можно в диалоговом окне Параметры (вкладка Система, подраздел Привязки раздела Графический редактор). Для текущего сеанса работы с графическим документом можно настроить типы привязок при помощи панели инструментов Глобальные привязки (см. рис. 1.42) или диалогового окна Установка глобальных привязок (рис. 2.1). Для вызова этого диалогового окна необходимо щелкнуть на кнопке Установка глобальных привязок

панели Текущее состояние.

Рис. 2.1. Диалоговое окно Установка глобальных привязок

Локальные привязки могут вызываться при вводе конкретного объекта и не запоминаются системой для последующих вызовов команд построения геометрии. Локальные привязки имеют более высокий приоритет по сравнению с глобальными. Это означает, что при вызове локальной привязки установленные глобальные привязки действовать не будут. Чтобы воспользоваться той или иной локальной привязкой, следует вызвать одну из команд контекстного подменю Привязка или воспользоваться раскрывающимся меню кнопки локальных привязок (см. рис. 1.43), которая размещена последней на панели Глобальные привязки.

В чертежном редакторе КОМПАС-График доступны следующие типы привязок.

• Ближайшая точка – позволяет привязаться к ближайшей для указателя характерной точке (начало отрезка, точка начала системы координат и пр.).

• Середина – разрешает фиксировать указатель на середине ближайшего прямолинейного объекта.

• Пересечение – включение этой привязки указывает системе на необходимость отслеживать ближайшие к указателю пересечения линий.

• Касание – действие этой привязки размещает указатель таким образом, чтобы создаваемый объект (отрезок, дуга) касался ближайшей к текущему положению указателя точки объекта, расположенного рядом.

• Нормаль – действует аналогично предыдущей, с той только разницей, что создаваемый объект размещается по нормали к ближайшему объекту.

• По сетке – выполняет привязку указателя к точкам координатной сетки (даже если отображение самой сетки в этот момент выключено).

• Выравнивание – при перемещении указателя система выполняет выравнивание (по горизонтали или по вертикали) по характерным точкам близлежащих объектов или по последней зафиксированной точке (например, по первой точке отрезка, предыдущей точке ломаной или кривой Безье и т. п.).

• Угловая привязка – позволяет фиксировать указатель под определенным углом к последней зафиксированной точке создаваемого объекта. Шаг угловой привязки можно настроить в диалоговом окне настройки привязок.

• Центр – выполняет привязку к центрам окружностей, дуг или эллипсов.

• Точка на кривой – просто размещает указатель на произвольной кривой.

Совет

Привязки оказывают неоценимую помощь при вводе и редактировании геометрических объектов. Однако, как уже отмечалось, слишком большое их количество лишь затруднит работу. Это может привести к перекрытию действия отдельных привязок, что просто не позволит щелкнуть кнопкой мыши в нужном месте. По собственному опыту, рекомендую оставлять включенными четыре типа привязок: Ближайшая точка, Пересечение, Выравнивание и Точка на кривой. Этого вполне достаточно для эффективной работы. Хотя вы, конечно, можете включать любые другие привязки, который посчитаете удобными.

При срабатывании определенной привязки система тонкой пунктирной линией указывает характерную точку привязки, предполагаемую точку вставки курсора (отображается крестиком), а возле указателя мыши всплывает текст с названием типа привязки (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Отображение привязки Выравнивание

Отключить или включить действие установленных в системе глобальных привязок можно при помощи кнопки Запретить привязки на панели Текущее состояние или сочетания клавиш Ctrl+D.

Команды создания геометрических объектов

Все команды, предназначенные для создания различных геометрических объектов на чертеже, объединены на панели инструментов Геометрия (рис. 2.3). По умолчанию эта панель размещается первой на компактной панели.

Рис. 2.3. Панель инструментов Геометрия

Рассмотрим инструментарий, предоставленный разработчиками КОМПАС-График для построения изображения на чертеже. В первой главе было отмечено, что большинство команд этой панели объединено в группы по своему функциональному назначению. Это облегчает поиск нужной команды и существенно уменьшает габариты панели инструментов. По этой причине будем описывать инструменты, исходя из порядка размещения групп команд и самих команд внутри группы.

Напомню, что на панели всегда отображается кнопка «верхней» команды группы, то есть последней вызванной. Чтобы получить доступ к другим командам, следует щелкнуть кнопкой мыши и удерживать ее на кнопке группы, пока не раскроется панель с другими командами, после чего можно выбрать из них любую.

Начнем с команд группы кнопок, предназначенных для создания точки (точка служит лишь вспомогательным объектом на чертеже).

Точка – создает точку на чертеже или фрагменте простым указанием мышью или вводом двух координат.

Точки по кривой – строит определенное количество точек, равномерно размещенных по какой-либо кривой (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Результат выполнения команды Точки по кривой

Точки пересечения двух кривых – после указания пользователем двух кривых система устанавливает точки в местах их пересечений.

Все точки пересечений кривой – разрешает установить точки в местах пересечений указанной кривой с любыми другими кривыми.

Точка на заданном расстоянии – позволяет построить несколько точек, равномерно размещенных вдоль кривой и находящихся на определенном расстоянии от базовой точки, которая лежит на этой кривой.

Следующая группа команд также предназначена для построения вспомогательной геометрии. Она объединяет команды создания вспомогательных прямых на чертеже. Назначение этих команд очевидно из их названия, поэтому достаточно ограничиться лишь их перечислением:

Вспомогательная прямая;

Горизонтальная прямая;

Вертикальная прямая;

Параллельная прямая;

Перпендикулярная прямая;

Касательная прямая через внешнюю точку;

Касательная прямая через точку на кривой;

Прямая, касательная к 2 кривым;

Биссектриса.

Далее идет группа команд, позволяющих строить отрезки.

Отрезок – самый простой и наиболее используемый вариант построения отрезка. Создание возможно путем указания на чертеже двух точек (начальной и конечной) или задания начальной точки, угла наклона и длины отрезка.

Параллельный отрезок – после вызова команды вы должны указать любой прямолинейный объект, после чего зафиксировать первую точку отрезка. Далее вы можете перемещать указатель в любую сторону, но фантомное изображение отрезка будет строиться строго параллельно выбранному объекту. Зафиксировав вторую точку, вы получите отрезок, параллельный указанному прямолинейному объекту.

Перпендикулярный отрезок – действие команды аналогично команде Параллельный отрезок, только отрезок строится перпендикулярно указанному объекту.

Касательный отрезок через внешнюю точку – для построения отрезка нужно задать любой криволинейный объект и точку, не лежащую на этом объекте. Первой точкой созданного объекта будет внешняя точка, а второй – точка касания воображаемой прямой и указанного объекта.

Касательный отрезок через точку кривой – от предыдущей данная команда отличается только тем, что при задании криволинейного объекта на нем сразу фиксируется вторая точка отрезка. Его дальнейшее построение возможно только вверх или вниз по касательной к выбранному объекту в фиксированной точке.

Отрезок, касательный к 2 кривым – создает отрезок (или отрезки), касательный к двум указанным кривым.

Рассмотрим небольшой пример, в котором создадим отрезки с использованием некоторых из приведенных команд.

1. Создайте документ КОМПАС-Чертеж. Для этого вызовите диалоговое окно Новый документ (команда Файл → Создать), на вкладке Новые документы выберите пункт Чертеж и нажмите кнопку OK. По умолчанию должен создаться документ, содержащий стандартный лист машиностроительного чертежа формата А4, а компактная панель и меню примут вид, свойственный графическим документам.

2. Активизируйте панель инструментов Геометрия. Для этого щелкните на одноименной кнопке компактной панели.

3. На панели Геометрия нажмите кнопку Отрезок. Станет активной команда создания отрезка, а на панели свойств появятся элементы управления, отвечающие параметрам этой команды (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Параметры команды ввода отрезка

4. Один из способов создания отрезка состоит в том, чтобы просто указать две точки. Для этого следует щелкнуть кнопкой мыши в двух произвольных местах документа, задав таким образом начальную и конечную точки отрезка.

5. После фиксации второй точки отрезок будет построен на чертеже, но вы все еще останетесь в режиме ввода отрезка (то есть система еще не завершит команду, а будет ожидать от вас дальнейших действий). Построим еще один отрезок, отталкиваясь от первого. Подведите указатель мыши к концу первого отрезка, при этом должна сработать привязка Ближайшая точка (рис. 2.6). Щелкните кнопкой мыши для фиксации первой точки второго отрезка.

Рис. 2.6. Начало ввода второго отрезка

6. Для построения второго отрезка введите в поле Длина значение 50, а в поле Угол – 0. После нажатия клавиши Enter вы увидите, что на чертеже создан горизонтальный отрезок точно по указанным вами параметрам. Убедитесь, что его начальная точка совпадает с конечной точкой первого отрезка.

7. Для выхода из команды Отрезок можно использовать кнопку Прервать команду или клавишу Esc.

Рассмотрим работу еще одной команды – Касательный отрезок через внешнюю точку. Поскольку в документе пока нет ни одного криволинейного объекта, по касательной к которому мы могли бы построить отрезок, данная команда неактивна. По этой причине начнем с создания такого объекта.

1. Нажмите кнопку Окружность на панели инструментов Геометрия. Щелкните кнопкой мыши в любой точке документа, в которой будет находиться центр создаваемой окружности. Отведите мышь в сторону, «растягивая» окружность, и щелкните кнопкой мыши, зафиксировав значение радиуса, например 30 мм (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Создание окружности

2. Выберите инструмент Касательный отрезок через внешнюю точку. Обратите внимание, что в строке подсказок внизу окна отобразилась фраза Укажите кривую для построения касательного отрезка. Подведите указатель к построенной окружности (она при этом подсветится красным цветом) и щелкните на ней. После этого необходимо указать начальную точку отрезка. Пусть ею будет конечная точка второго отрезка, созданного до этого на чертеже (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Построение касательного отрезка

Совет

Рекомендую всегда обращать внимание на текст строки подсказок. Это в 99 % случаев поможет вам быстро создать объект, не прибегая к вызову справки. Особенно важно читать подсказку при создании объектов, требующих выполнения последовательных действий (выбор объектов, указание точек, направлений и пр.).

3. Как видите, из указанной точки к окружности можно построить два касательных отрезка. Если сейчас завершить команду, нажав кнопку Создать объект или сочетание клавиш Ctrl+Enter, то будет создан отрезок, фантом которого изображен сплошной тонкой линией. Чтобы переключиться на другой вариант касательного отрезка (на рис. 2.8 показан пунктирной линией), нужно воспользоваться кнопками Следующий объект

или Предыдущий объект

на панели специального управления. Всегда применяйте эти кнопки, если система предлагает несколько вариантов построения одного и того же объекта, отображаемых пунктирной линией.

4. Выбрав второй вариант касательного отрезка и завершив выполнение команды, вы получите изображение на чертеже, подобное приведенному на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Результат построения

Следующая за отрезками группа команд предназначена для построения окружностей.

Окружность – самая простая и наиболее используемая команда, с которой мы уже познакомились в предыдущем примере. Построение окружности проходит путем указания координат (точки) центра и величины радиуса.

Окружность по 3 точкам – строит окружность через три заданные точки. Точки не должны лежать на одной прямой.

Окружность с центром на кривой – создает окружность через центр и произвольную точку. При этом центр окружности находится на произвольной кривой.

Окружность, касательная к 1 кривой,

Окружность, касательная к 2 кривым,

Окружность, касательная к 3 кривым – эти три команды строят касательные окружности к кривым, которые указал пользователь. Как правило, при выполнении каждой из команд система предлагает несколько вариантов создания окружностей (рис. 2.10). Выбрать необходимый можно с помощью кнопок Следующий объект или Предыдущий объект.

Рис. 2.10. Разные варианты построения при выполнении команды Окружность, касательная к двум кривым

Окружность по 2 точкам – создает окружность, проходящую через две точки. Другими словами, перемещая указатель мыши после фиксации первой точки, вы изменяете диаметр фантомного изображения окружности.

При построении окружностей с использованием любой приведенной команды вы можете включить автоматическую расстановку осевых линий. Это можно сделать при помощи кнопок-переключателей Без осей/С осями на панели свойств.

Для создания дуг окружностей в КОМПАС-График предназначены следующие команды.

Дуга – для построения такой дуги нужно указать ее центр, радиус, а также начальную и конечную точки.

Дуга по 3 точкам – соединяет три указанные на чертеже точки. Радиус дуги система определяет автоматически. Точки не должны лежать на одной прямой.

Дуга, касательная к кривой – для построения данной дуги нужно выполнить три последовательных действия: указать кривую (точка касания определяется как начальная точка дуги), задать произвольную точку дуги (вторую точку), определить конечную точку. Две последние точки не должны лежать на одной прямой, а также на указанном объекте, если он является прямолинейным. Радиус и центр дуги система определяет автоматически.

Дуга по 2 точкам – служит для создания дуги (полуокружности) по двум точкам.

Дуга по 2 точкам и углу раствора – для создания такой дуги сначала необходимо ввести значение угла раствора (по умолчанию 90°), после чего указать начальную и конечную точки дуги. Центр и радиус будут определены автоматически.

При вводе дуги вы можете задавать ее направление (по или против часовой стрелки) при помощи кнопок на панели свойств. Исключение составляет команда Дуга по 3 точкам, где направление дуги однозначно определяется размещением характерных точек.

Редактор КОМПАС-График содержит много команд для создания эллипсов.

Эллипс – позволяет построить эллипс, указав его центр, а также конечные точки его полуосей.

Эллипс по диагонали прямоугольника – вписывает эллипс в габаритный прямоугольник, который задает пользователь путем указания двух точек диагонали (двух противоположных вершин прямоугольника).

Эллипс по центру и вершине прямоугольника – как и предыдущая, эта команда вписывает эллипс в прямоугольник. Отличие состоит в том, что прямоугольник задается указанием его центра и одной из вершин.

Эллипс по центру, середине стороны и вершине параллелограмма – позволяет вписать эллипс в параллелограмм, заданный центром, серединой одной из сторон и вершиной (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Создание эллипса по центру, середине стороны и вершине параллелограмма

Эллипс по 3 вершинам параллелограмма – дает возможность построить эллипс, вписанный в параллелограмм, который задан тремя вершинами (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Создание эллипса по трем вершинам описанного параллелограмма

Эллипс по центру и 3 точкам – для создания данного эллипса нужно указать его центр (точку пересечения осей) и три произвольные точки.

Эллипс, касательный к 2 кривым – чтобы выполнить этот эллипс, необходимо указать две кривые, касательно к которым будет строиться эллипс, а также одну произвольную точку, фиксирующую объект (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Построение эллипса касательного к двум кривым

Как и при построении окружностей, при создании эллипсов есть возможность включить режим автоматического построения осевых линий.

Следующая функция заслуживает пристального внимания. Команда Непрерывный ввод объектов

предназначена для последовательного ввода отрезков, дуг и сплайнов, причем последняя точка предыдущего объекта автоматически становится первой точкой нового. Элементы управления этой команды (рис. 2.14) дают возможность при каждом новом вводе выбирать тип объекта и способ его создания.

Рис. 2.14. Элементы управления команды Непрерывный ввод объектов

При непрерывном вводе вы можете использовать такие команды:

• Отрезок;

• Параллельный отрезок;

• Перпендикулярный отрезок;

• Касательный отрезок;

• Дуга по 3 точкам;

• Сопряженная дуга – позволяет строить дугу по двум точкам, которая обязательно должна быть касательной к последнему объекту;

• Кривая Безье;

• NURBS-кривая.

Выбрать нужную команду перед вводом очередного объекта можно при помощи кнопок-переключателей группы Тип (см. рис. 2.14).

Рассмотрим работу команды Непрерывный ввод объектов на небольшом примере.

1. Создайте новый документ Чертеж, как это было описано ранее.

2. Нажмите кнопку Непрерывный ввод объектов. По умолчанию будет создаваться отрезок. Не изменяйте ничего, просто начните ввод горизонтального отрезка в любой точке листа чертежа.

3. Зафиксируйте конечную точку отрезка (примем его длину равной 60 мм). В группе кнопок Тип на панели свойств щелкните на кнопке Сопряженная дуга, после чего система должна перейти в режим построения дуги по двум точкам. При этом начальная точка дуги совпадет с конечной точкой отрезка, а сама дуга будет строиться касательной к нему.

4. Используя привязку Выравнивание, растяните дугу так, чтобы ее конечная точка лежала на одной вертикальной линии с начальной, а радиус дуги был равен 30 мм (рис. 2.15). После этого зафиксируйте конечную точку дуги.

Рис. 2.15. Ввод касательной дуги при включенной команде Непрерывный ввод объектов

5. Опять перейдите в режим построения отрезка, для чего щелкните кнопкой мыши на кнопке Отрезок группы переключателей Тип. Перемещайте указатель мыши влево до тех пор, пока не сработают привязки так, как показано на рис. 2.16. Щелкните в этот момент кнопкой мыши, тем самым вы создадите отрезок с началом в конечной точке дуги и концом в точке фиксации указателя.

Рис. 2.16. Построение геометрической фигуры путем последовательного ввода графических объектов

6. Для замыкания кривой можно просто щелкнуть кнопкой мыши на начальной точке первого отрезка или нажать кнопку Замкнуть

на панели свойств. После щелчка на кнопке Замкнуть вы можете продолжить вводить объекты, начиная из произвольной точки листа. Если вы замкнули контур простым щелчком кнопкой мыши, то ввод объектов не прекращается (то есть вы продолжаете построение того же объекта с точки, по которой щелкнули). Чтобы принудительно начать ввод из новой точки, следует использовать кнопку Новый ввод

7. Полученная фигура показана на рис. 2.17. Сохраните этот чертеж под именем Фигура.cdw.

Рис. 2.17. Фигура, построенная при помощи одного вызова команды Непрерывный ввод объектов

Еще одна очень полезная команда – Линия

Это команда позволяет строить на чертеже линию, состоящую только из отрезков и дуг кривых, последовательно соединенных друг с другом. Отличительная особенность данной команды – автоматическое определение системой способа создания отрезка или дуги в зависимости от типа базовых объектов, указанных пользователем. Возможны следующие способы построения элементов линии:

• при вводе первого отрезка – параллельно, перпендикулярно или касательно указанному объекту (рис. 2.18, а), касательно к одному и параллельно другому объекту (рис. 2.18, б), посередине между двумя параллельными прямыми, касательно к двум объектам и на биссектрисе угла;

• при вводе последующих отрезков – параллельно, перпендикулярно или касательно к базовому объекту;

• при вводе первой дуги – касательно к объекту (рис. 2.18, в) или произвольно;

• при вводе последующих дуг – касательно к базовому объекту или касательно к нормали предыдущего объекта линии (рис. 2.18, г).

Рис. 2.18. Примеры создания отрезка или дуги, составляющих линию: отрезок касательно к объекту (а), отрезок касательно одному и параллельно другому объекту (б), окружность касательно к объекту (в), окружность касательно к нормали предыдущего объекта (г)

Примечание

Объект, созданный при нажатых кнопках Непрерывный ввод объектов и Линия, не является единым. При их использовании формируется последовательность отдельных геометрических примитивов, как если бы они создавались по отдельности соответствующими командами.

Следующая группа содержит команды для построения более сложных объектов.

Кривая Безье – служит для построения кривой Безье (рис. 2.19, а) путем ввода или указания координат опорных точек. Опорные точки кривой Безье имеют два отрезка, расположенных на касательной к кривой. Эти отрезки называются направляющими. Длина каждой направляющей задает кривизну следующего или предыдущего сегмента кривой, а угол касательной задает направление, в обе стороны от опорной точки. Для создания кривой необходимо последовательно ввести координаты ее опорных точек. Чтобы завершить построение, обязательно нужно нажать кнопку Создать объект на панели специального управления (если вы просто прекратите выполнение команды, построенная кривая исчезнет). Не выходя из команды, можно изменить кривую, отредактировав ее опорные точки (рис. 2.19, б). Для этого необходимо нажать кнопку Редактировать точки

на панели специального управления и перемещать опорные точки или направляющие.

Рис. 2.19. Кривая Безье (а) и редактирование ее опорных точек (б)

Ломаная – предназначена для построения линии, состоящей из отрезков (полилинии).

NURBS – с помощью данной команды вы можете создавать NURBS-кривую в графическом документе. NURBS&кривая (рис. 2.20) – это нерегулярный рациональный B-сплайн (Non-Uniform Rational B-spine). Характерными параметрами такой кривой являются вес ее опорных точек и порядок кривой. Вес опорной точки NURBS – это величина, определяющая степень влияния данной точки на конфигурацию кривой (чем больше вес – тем ближе к точке кривая). Порядок NURBS-кривой равен количеству степени полиномов, описывающих участки кривой, плюс единица. Значения обоих характерных параметров вы можете вводить в соответствующих полях панели свойств при построении NURBS (рис. 2.21). Для окончательного создания кривой не забывайте нажимать кнопку Создать объект на панели специального управления.

Рис. 2.20. NURBS-кривая

Рис. 2.21. Параметры NURBS-кривой

В настройках любой из трех описанных выше команд при помощи переключателей Режим можно указать, нужно ли замыкать кривую.

Примечание

Объект, построенный с помощью кривой Безье, полилинии или NURBS-кривой, является на чертеже одним целым. Это значит, что он выделяется, редактируется и удаляется как единый объект.

Две следующие группы команд очень похожи между собой и служат для создания фасок и сопряжений между пересекающимися объектами.

Команды Фаска

и Скругление

позволяют создавать соответственно фаску и скругление заданного радиуса между двумя пересекающимися объектами. Фаску можно выполнить, указав два ее катета или один катет и угол наклона. Для построения скругления достаточно определить радиус и два объекта, между которыми должно быть создано скругление.

Команды Фаска на углах объекта

и Скругление на углах объекта

предназначены для построения однотипных фасок или скруглений с одинаковым радиусом на всех углах объекта (например, на углах полилинии).

Группа кнопок для построения многоугольников содержит следующие команды.

Прямоугольник – позволяет построить прямоугольник простым указанием двух вершин. После фиксации первой точки вместо задания противоположной вершины прямоугольника можно просто определить его высоту и ширину.

Прямоугольник по центру и вершине – предназначена для построения прямоугольника путем указания его центра и вершины. Как и для предыдущей команды, после указания центра прямоугольника можно просто ввести значения его ширины и высоты в соответствующие поля панели свойств. Кроме того, при помощи переключателей Оси можно задать или отключить автоматическую отрисовку осей.

Многоугольник – позволяет создать многоугольник. Для этого нужно указать количество его вершин, способ построения (по описанной или по вписанной окружности), радиус этой окружности, а также точку центра многоугольника.

Следующая команда – Собрать контур

– очень полезна при работе в КОМПАС-График. Она позволяет сформировать единый объект (контур) из нескольких примитивов, пересекающихся или соприкасающихся между собой. Рассмотрим пример.

1. Откройте чертеж, выполненный в последнем примере (Фигура.cdw).

2. Щелкните по очереди на каждой линии объекта, чтобы убедиться, что система распознает их как отдельные объекты (на чертеже три отрезка и одна дуга).

3. Щелкните на кнопке Собрать контур.

4. В группе Режим на панели свойств щелкните на кнопке Удалять исходные объекты (рис. 2.22). Это позволить избежать загромождения чертежа ненужными примитивами после их объединения.

Рис. 2.22. Элементы управления команды Собрать контур

5. Посмотрите на строку подсказок. В ней должна отображаться фраза Укажите точку около первого элемента, включаемого в контур. Выполните требуемое действие. Поскольку существующие геометрические примитивы в документе последовательно соприкасаются (то есть нет узлов, из которых исходили бы две и более линии), больше ничего делать не надо.

6. Завершите выполнение команды.

Щелкнув на контуре кнопкой мыши, вы можете убедиться, что вместо четырех объектов на чертеже у вас получился один (рис. 2.23). Его можно редактировать, перетаскивать, удалять как единый объект.

Рис. 2.23. Контур, собранный из отдельных примитивов

Примечание

Чтобы разбить контур на составляющие, нужно выделить необходимый объект и выполнить команду Разрушить контекстного меню или команду Редактор → Разрушить главного меню.

Следующая группа содержит две кнопки:

• Эквидистанта кривой

– позволяет построить эквидистанту любой кривой (геометрического объекта);

• Эквидистанта по стрелке

– дает возможность построить эквидистанту контура, сформированного обходом пересекающихся объектов по стрелке, то есть контура, указанного пользователем.

Команда Штриховка

применяется практически в каждом чертеже. Она позволяет использовать различные типы штриховок (вы можете выбрать стандартную из списка Стиль или создать собственную), а также заливать цветом замкнутые контуры на чертеже. Если какой-либо контур является незамкнутым и вы не можете определить точку разрыва, то можно вручную указать контур штриховки. Для этого предназначена кнопка Ручное рисование границ на панели специального управления. Обратите внимание, что эта кнопка недоступна в режиме создания эскиза трехмерного документа, так как при создании эскиза не возникает необходимости в штриховке или заливке цветом. Вы также можете также использовать градиентную заливку. Для этого предназначена появившаяся в десятой версии программы команда Заливка

(рис. 2.24).

Рис. 2.24. Различные стили штриховок и заливок

Чтобы создать свой стиль штриховки, выполните следующее.

1. Щелкните на кнопке Штриховка. В раскрывающемся списке Стиль выберите последний пункт – Другой стиль.

2. Появится диалоговое окно Выберите текущий стиль штриховки (рис. 2.25). Щелкните на кнопке Библиотеку и загрузите библиотеку стилей штриховок GRAPHIC.LHS. После этого перейдите на вкладку Библиотека, на которой должны отобразиться различные стили штриховок.

Рис. 2.25. Окно выбора стиля штриховки

3. Выберите любой стиль и щелкните на кнопке Новый. Откроется окно Создание нового стиля штриховки (рис. 2.26), в котором можно настроить или изменить выбранный стиль.

Рис. 2.26. Создание нового стиля штриховки на основе уже существующего

4. Сохранив стиль под новым именем (для этого нужно изменить его название в соответствующем поле и нажать кнопку OK после завершения настроек), вы можете использовать его в своих чертежах.

Последняя кнопка панели инструментов Геометрия, которая называется Спроецировать объект

недоступна при работе с графическим документом, однако она очень важна. Она активируется только при создании или редактировании эскиза в трехмерном документе и позволяет проецировать элементы трехмерной модели (вершины, ребра, грани) на плоскость текущего эскиза. Команда работает следующим образом. После ее вызова вы выделяете мышью различные объекты модели, а они автоматически проецируются на эскиз. Вершины проецируются во вспомогательные точки, ребра – в отрезки, дуги и сплайны, а при выборе грани на плоскости эскиза создаются линии – проекции ребер грани. Эта команда незаменима, когда создаваемый эскиз нужно тем или иным образом привязать к уже существующей геометрии модели.

Если вы внимательно смотрели на рисунки панели свойств для той или иной команды создания графических примитивов, то наверняка обратили внимание на то, что последним всегда размещается раскрывающийся список Стиль (исключение составляют команда Штриховка и команды построения вспомогательной геометрии). В этом списке содержатся стили линий, которые применяются при построении графических объектов. Напомню, что состав данного списка формируется на вкладке Новые документы окна Параметры, в разделе Графический документ → Линии → Фильтр линий. По умолчанию установлен стиль Основная. Если вы изменили стиль линии для объекта, он запоминается и при следующем вызове любой команды будет использоваться по умолчанию. Чтобы запретить системе запоминать стиль линии (то есть всегда предлагать по умолчанию стиль, указанный в фильтре линий), необходимо снять флажок Запоминать последний стиль в окне настройки фильтра.

Как уже говорилось, в версии КОМПАС-3D V8 Plus была введена поддержка международного стандарта ISO для оформления конструкторской документации. В результате в системе значительно расширился набор стилей линий (рис. 2.27).

Рис. 2.27. Раскрывающийся список со всеми системными стилями линий

Вы также можете создавать собственные стили линии. Для этого сделайте следующее.

1. После вызова команды создания какого-либо геометрического объекта раскройте список Стиль и выберите пункт Другой стиль.

2. В появившемся окне выбора стиля линии перейдите на вкладку В памяти.

3. Щелкните на кнопке Новый. Перед вами должно появиться окно Создание нового стиля кривой (рис. 2.28), которое содержит параметры для создания собственного стиля линии: прототипа для стиля, тип кривой, параметры штрихов и промежутков, цвета линии и пр.

Рис. 2.28. Создание нового стиля линии

4. Присвойте имя стилю (введите его в поле Название) и нажмите OK.

Редактирование геометрических объектов

В системе КОМПАС редактировать все графические объекты (включая и библиотечные) можно тремя способами:

• использовать режим редактирования (для этого нужно дважды щелкнуть кнопкой мыши на объекте);

• при помощи характерных точек (для этого следует щелкнуть на объекте кнопкой мыши один раз);

• с применением специальных команд редактирования.

После двойного щелчка на объекте система запускает команду, при помощи которой этот объект создавался (для библиотечных элементов – вызывает соответствующую команду библиотеки с диалоговым окном, если это необходимо). При этом все элементы управления содержат параметры запущенного на редактирование объекта (координаты характерных точек, стиль линии и др.). Значения данных параметров можно изменять. Чтобы принять все изменения, нужно нажать кнопку Создать объект.

Создайте какой-либо простой объект на чертеже (например, отрезок или окружность), потом щелкните на нем дважды. На панели свойств сразу появятся элементы управления, свойственные соответствующему объекту. Измените координаты какой-либо точки отрезка или центра окружности и завершите редактирование (кнопка Создать объект или сочетание клавиш Ctrl+Enter). Убедитесь, что внесенные изменения отобразились на чертеже.

Примечание

Для макрообъектов, созданных пользователем, а также графических объектов, полученных в результате применения команды Собрать контур, при двойном щелчке не выполняется переход в режим редактирования.

Однако каждый раз запускать на редактирование весь объект, если необходимо изменить лишь один параметр, согласитесь, не совсем удобно. Кроме того, при редактировании объекта хотелось бы иметь возможность применять привязки. Однако режим редактирования, в который можно перейти, дважды щелкнув на объекте, не предоставляет возможности использовать привязки. По этой причине для повышения удобства редактирования чертежей в системе КОМПАС есть еще один режим редактирования, в который можно перейти, один раз щелкнув кнопкой мыши.

Такой режим редактирования (его также можно назвать редактированием при помощи характерных точек) можно использовать для всех графических объектов КОМПАС-График (в том числе для размеров, обозначений и пр.), за исключением пользовательских макроэлементов. Принцип редактирования основан на изменении формы, конфигурации, размещения или ориентации объекта путем перетаскивания его характерных точек. Характерные точки графических объектов (начало и конец отрезка, опорные точки кривой Безье и т. п.), как правило, дублируют точки, координаты которых задавал пользователь, создавая объект. При перетаскивании характерных точек вы можете применять как глобальные, так и локальные привязки.

Чтобы войти в режим редактирования характерных точек, необходимо один раз щелкнуть на объекте. При этом объект выделится (подсветится), а характерные точки отобразятся маленькими черными квадратами. Изменить положение характерной точки просто. Для этого подведите указатель к черному квадрату, а когда он примет форму четырехнаправленной стрелки, нажмите кнопку мыши и перетаскивайте точку. Следом будет изменяться и форма, размещение или ориентация объекта (в зависимости от назначения точки). После завершения редактирования просто отпустите кнопку мыши.

Рассмотрим все описанное на примере.

1. Создайте документ КОМПАС-Чертеж.

2. Нажмите кнопку Непрерывный ввод объектов и постройте квадрат без верхней стороны (с длиной стороны 50 мм), а также отрезок, произвольно размещенный на чертеже (рис. 2.29).

Рис. 2.29. Результат построения

3. Представьте, что вам нужно разместить отрезок так, чтобы на чертеже получился правильный квадрат. Выделите отрезок, один раз щелкнув на нем кнопкой мыши. Отрезок подсветится зеленым цветом, а на его концах появятся характерные точки (рис. 2.30). У отрезка только две характерные точки – начальная и конечная.

Рис. 2.30. Выделение отрезка

4. Подведите указатель к первой характерной точке, нажмите кнопку мыши и перетащите точку к одному из свободных концов незамкнутой фигуры таким образом, чтобы сработала привязка Ближайшая точка. Отпустите кнопку мыши.

5. Аналогично перетащите вторую точку отрезка. В результате у вас должен получиться квадрат.

Попробуйте самостоятельно создать и отредактировать путем изменения характерных точек окружность, кривую Безье, полилинию и многоугольник.

Очень часто для удобного и быстрого редактирования не хватает возможностей, предоставляемых описанными выше способами (попробуйте, например, создать эллиптическую дугу, редактируя только назваными выше способами любые геометрические объекты КОМПАС-График). По этой причине основным способом редактирования считается использование специальных команд, которые находятся на панели инструментов Редактирование (рис. 2.31).

Рис. 2.31. Панель Редактирование

Чтобы активизировать эту панель, нужно нажать кнопку Редактирование

на компактной панели инструментов. Панель Редактирование содержит как отдельные кнопки, так и группы кнопок, объединяющих однотипные операции редактирования. Рассмотрим главные из них.

Первая группа команд предназначена для перемещения графических объектов на чертеже.

Сдвиг – служит для перемещения по документу объекта или группы выделенных объектов. Во время перемещения вы можете использовать как глобальные, так и локальные привязки.

Сдвиг по углу и расстоянию – позволяет перемещать выделенные объекты или группы объектов на определенную величину и в определенном направлении (то есть пропадает необходимость указания точки привязки и точки нового размещения изображения – величина и угол смещения задаются в соответствующих полях панели свойств).

Применение почти всех команд редактирования мы рассмотрим на одном большом примере. Начнем с того, что подготовим документ КОМПАС-Чертеж, в котором создадим три горизонтальных отрезка, а также изображение болта (рисунок может быть произвольным, поскольку точные размеры для нас сейчас не важны). Разместите их так, как показано на рис. 2.32.

Рис. 2.32. Подготовка изображения к редактированию

Обратите внимание на то, что изображение болта на рис. 2.32 не является библиотечным элементом! Это лишь набор графических примитивов. Однако если вам пока еще трудно самостоятельно нарисовать болт, вы можете использовать изображение этого крепежного элемента из библиотеки. Для этого откройте менеджер библиотек, перейдите в категорию Машиностроение, затем в категорию Конструкторская библиотека, там откройте папку БОЛТЫ, потом БОЛТЫ НОРМАЛЬНЫЕ и дважды щелкните на объекте Болт ГОСТ 7798—70. В появившемся окне настройки выбранного объекта нажмите OK и разместите элемент на чертеже. Выделите вставленный болт и выполните команду контекстного меню Разрушить, чтобы разбить библиотечный макроэлемент на составляющие (для примера, иллюстрирующего редактирование, нам требуется просто набор графических примитивов). Если у вас возникнут какие-нибудь затруднения, можете открыть файл Заготовка.cdw, находящийся в папке примеров для второй главы.

Редактирование начнем с перемещения изображения болта. Поскольку болт состоит из множества графических объектов, перед редактированием их необходимо выделить. Специальные команды для выделения представлены на панели Выделение (рис. 2.33), но чаще всего объекты на чертеже выделяются щелчком кнопкой мыши или при помощи рамки выделения (если необходимо выделить сразу несколько объектов).

Рис. 2.33. Панель инструментов Выделение

Если вы, удерживая нажатой левую кнопку мыши, перемещаете указатель справа налево, то формируется секущая рамка выделения; если слева направо – обычная. Отличие секущей рамки заключается в том, что после отпускания кнопки мыши выделяются все объекты, даже те, часть которых попала в рамку, тогда как при использовании обычной рамки выделяются лишь те объекты, которые полностью попали в рамку.

Таким образом, выделите все объекты, составляющие изображение болта, с помощью рамки. Поскольку болт является полностью законченным изображением, а также учитывая то, что нам не раз придется применять по отношению к нему различные команды редактирования, я советую сформировать пользовательский макрообъект из примитивов, входящих в него. Для этого выполните команду Сервис → Объединить в макроэлемент главного меню или команду Объединить в макроэлемент контекстного меню, которое появляется при щелчке правой кнопкой мыши на выделенной группе объектов. Убедитесь, что система распознает выделенную группу объектов как единое целое – один геометрический объект. Выделять, удалять, перемещать и производить любые другие действия с ним можно как с обычным простым графическим объектом (например, отрезком, окружностью и т. п.). Единственным недостатком пользовательского макроэлемента по сравнению с библиотечным является отсутствие характерных точек для быстрого редактирования.

Теперь перейдем к редактированию.

1. Выделите сформированный макроэлемент, щелкнув на нем кнопкой мыши.

2. Нажмите кнопку Сдвиг на панели Редактирование. Укажите базовую точку для сдвига, в качестве которой выберите точку пересечения оси болта с основанием его головки. Подведите указатель к требуемой точке и, когда сработает привязка Ближайшая точка, щелкните кнопкой мыши. Изображение болта перейдет в фантомное и «приклеится» к указателю мыши в базовой точке.

3. После этого вы можете перемещать выбранный объект в пределах документа. Чтобы зафиксировать объект в новом месте, просто щелкните там кнопкой мыши. Система удалит фантом и разместит изображение на чертеже, совместив указанную базовую точку с точкой, в которой вы щелкнули на чертеже.

В нашем примере достаточно опустить болт по вертикали вниз до пересечения с первым отрезком (рис. 2.34).

Рис. 2.34. Перемещение (сдвиг) объекта

4. Завершите выполнение команды.

Примечание

Перемещать графические объекты можно и без применения команды Сдвиг. Выделенный объект можно просто перетаскивать мышью, однако в этом случае вы не сможете привязаться к конкретной точке изображения, следовательно, не сможете точно позиционировать перемещаемый объект.

Следующая команда – Поворот

– позволяет повернуть выбранные элементы чертежа или фрагмента вокруг определенной точки. Рассмотрим действие команды на примере.

1. Выделите изображение болта, щелкнув на нем кнопкой мыши (если оно не осталось выделенным после операции сдвига).

2. Щелкните на кнопке Поворот на панели Редактирование. Укажите точку центра поворота. В нашем случае она совпадет с базовой точкой при сдвиге.

3. Укажите вторую точку, перемещая которую, вы будете задавать угол поворота изображения. Это может быть любая точка, как изображения, так и документа вообще. Но для удобства позиционирования ее лучше разместить на оси болта.

4. Передвигайте указатель мыши вниз. Вы увидите, как изображение (фантом) поворачивается относительно первой указанной точки. Выровняйте вторую точку по вертикали с первой и зафиксируйте изображение, щелкнув кнопкой мыши (рис. 2.35).

Рис. 2.35. Поворот объекта

5. Завершите выполнение команды.

После указания точки поворота можно было поступить немного по-другому. В поле Угол панели свойств ввести значение –90 и нажать кнопку Создать объект. Результат был бы тем же. Таким образом, если вы точно знаете, на какой угол нужно повернуть изображение, лучше задать этот угол в поле на панели свойств.

Команда Масштабирование

служит для увеличения или уменьшения изображения на чертеже. Для этого необходимо указать точку масштабирования и масштаб увеличения изображения по осям X и Y (если масштаб меньше единицы, то изображение уменьшается). Масштаб по обеим осям может отличаться, за исключением случаев, когда в масштабируемом изображении присутствуют дуги или масштабируется весь вид целиком. В таких случаях масштаб по оси Y принимается равным масштабу по оси X, а поле МасштабY на панели свойств становится недоступным.

Команда Симметрия

позволяет получить симметричное, относительно произвольной прямой, изображение выбранного объекта.

Продолжим работу над нашим примером.

1. Снова выделите изображение болта.

2. Нажмите кнопку Симметрия на панели Редактирование. Укажите две точки прямой, относительно которой нужно получить симметричное изображение (прямая отрисовывается пунктиром). Пусть, например, это будет вертикальная прямая, немного смещенная вправо от отображаемого болта (рис. 2.36).

Рис. 2.36. Создание симметричного изображения

3. Завершите выполнение команды.

Следующая группа команд предназначена для копирования выделенных объектов документа.

Копирование – позволяет копировать выделенные объекты чертежа или фрагмента. Копирование осуществляется указанием базовой точки, с последующим заданием точки размещения копии или путем определения смещения по осям относительно базовой. За один вызов команды можно сделать сколько угодно копий выделенных объектов.

Копия по кривой – копии выделенных объектов размещаются вдоль выбранной кривой с определенным шагом.

Копия по окружности – предназначена для размещения определенного количества копий объекта вдоль выбранной окружности.

Копия по концентрической сетке – копии объекта располагаются в узлах концентрической сетки (то есть по концентрическим окружностям).

Копия по сетке – копии выделенных объектов размещаются в узлах двухмерной сетки.

Создадим еще один болт, применяя команду Копирование.

1. Выделите щелчком кнопкой мыши правый болт.

2. Нажмите кнопку Копирование на панели Редактирование. Укажите точку привязки для копируемого объекта. В качестве этой точки примем точку пересечения оси болта с основой головки левого болта.

3. После указания базовой точки переместите указатель вправо, совместив его с точкой пересечения оси и основания головки копируемого болта (рис. 2.37). При этом фантом копии окажется на таком же расстоянии от оригинала, что и левый болт. Зафиксируйте копию.

Рис. 2.37. Копирование объектов

4. Завершите выполнение команды.

Далее идет группа инструментов, позволяющих деформировать объекты графических документов.

Деформация сдвигом – позволяет редактировать часть (область) фрагмента или чертежа, растягивая или смещая ее относительно базовой точки.

Деформация поворотом – деформирует часть графического документа, поворачивая ее относительно базовой точки.

Деформация масштабированием – увеличивает или уменьшает указанную область изображения чертежа или фрагмента.

Следующая группа содержит кнопки, предназначенные для удаления участков кривой.

Усечь кривую – одна из самых нужных команд редактирования. Удаляет часть кривой между точками ее пересечения с другими кривыми. Если вы щелкнули на участке кривой, имеющей лишь одно пересечение с другим объектом, то удаляется весь участок до пересечения. Если кривая не имеет пересечений с окружающими объектами, то она удаляется полностью. Возможен также другой режим работы этой команды, когда указанный участок остается на чертеже, а удаляется вся остальная кривая. Переключение режимов осуществляется при помощи кнопок в группе Режим на панели свойств.

Усечь кривую 2 точками – удаляет часть кривой между двумя точками, указанными пользователем.

Выровнять по границе – служит для продления и усечения объектов относительно выбранной кривой (границы).

Удлинить до ближайшего объекта – продлевает выделенные объекты до пересечения с указанным объектом.

Удалить фаску/скругление – удаляет указанные фаску или скругление.

Попробуем удалить ненужные фрагменты кривых в нашем примере.

1. Нажмите кнопку Усечь кривую на панели Редактирование.

2. По очереди щелкайте кнопкой мыши на тех участках кривой, которые должны быть удалены с чертежа. В результате у вас должно получиться что-то похожее на рис. 2.38. Если вы удалили не тот участок, то можете отменить удаление, выполнив команду Редактор → Отменить или нажав сочетание клавиш Ctrl+Z.

Рис. 2.38. Изображение после удаления лишних кривых

3. Завершите выполнение команды.

Добавив две кривых Безье, выполненных стилем Для линии обрыва, а также штриховку, вы получите болтовое соединение двух деталей, правда, без шайб и гаек (рис. 2.39).

Рис. 2.39. Финальное изображение на чертеже

Две следующих команды – Разбить кривую

и Разбить кривую на N частей

– позволяют разбить геометричеcкий объект на несколько частей (на две произвольные части или на некоторое количество равных по длине частей соответственно).

Команда Очистить область

предназначена для удаления всех объектов внутри или снаружи некоторой замкнутой области (полилинии, окружности, многоугольника и т. п.).

Последняя команда на панели Редактирование – Преобразовать в NURBS

Она преобразовывает в NURBS-кривую любой указанный объект на чертеже. На первый взгляд в этой функции нет ничего необычного. Рассмотрим ее применение на таком примере. Представьте, что на чертеже необходимо зеркально отобразить текст, например, фразы «КОМПАС-3D V10». Попробуйте выполнить эту задачу самостоятельно, без применения команды Преобразовать в NURBS. Уверен, у вас ничего не получится!

На самом деле это просто сделать. Создайте новый чертеж. Используя команду Ввод текста на панели инструментов Обозначения, введите текст КОМПАС-3D V10. Нажмите кнопку Преобразовать в NURBS на панели инструментов Редактированиеи щелкните на созданном тексте. Теперь вместо объекта текст вы имеете набор кривых, которые можно редактировать. Выделите всю надпись, состоящую из NURBS-кривых, и нажмите кнопку Симметрия. Укажите две точки прямой, относительно которой желаете зеркально отобразить надпись. Полученное изображение на чертеже будет приблизительно таким, как показано на рис. 2.40.

Рис. 2.40. Зеркально отобразить текст можно после его преобразования в NURBS-кривые

Примечание

Команды редактирования недоступны, если в документе нет ни одного графического объекта. Если в документе ни один объект не выделен, то остаются неактивными кнопки команд Сдвиг, Сдвиг по углу и расстоянию, Поворот, Масштабирование, Симметрия, Копирование, Копия по кривой, Копия по окружности, Копия по концентрической сетке и Копия по сетке.

В завершение этого раздела хочу рассказать о еще одной немаловажной возможности. Очень часто при редактировании чертежей приходится изменять стиль линий. Вызывать настройки для каждого объекта, щелкая на нем дважды кнопкой мыши, долго и неудобно. В КОМПАС-График есть средство для одновременного изменения стиля нескольких выделенных объектов – команда Изменить стиль контекстного меню. Она вызывает окно Изменение стилей выделенных объектов (рис. 2.41), в котором вы можете назначить любой новый стиль группе объектов, для которых вызывалось контекстного меню.

Рис. 2.41. Окно Изменение стилей выделенных объектов

Если в раскрывающемся списке в области Чем заменять нет нужного стиля линии, нажмите кнопку >>, после чего появится окно Выберите текущий стиль (рис. 2.42), в котором вы можете выбрать любой из имеющихся в системе стилей или создать свой.

Рис. 2.42. Окно Выберите текущий стиль

Изменение стилей сразу для нескольких объектов возможно только для графических примитивов, но не для текста, обозначений и прочих элементов чертежа.

Размеры и обозначения

Ни один чертеж не может считаться полноценным, если в нем нет размеров и различных обозначений (знаков шероховатостей, баз, отклонений, линий выносок и пр.), предусмотренных стандартами. Система КОМПАС-График содержит большой набор средств для создания размеров и различных знаков обозначений.

Построение размеров и редактирование размерных надписей

Кнопки для вызова команд простановки размеров собраны на панели инструментов Размеры (рис. 2.43). Эту панель можно вызвать, щелкнув на одноименной кнопке переключения компактной панели.

Рис. 2.43. Панель Размеры

Команды предлагают практически все возможные варианты нанесения размеров (линейный, линейный с обрывом, угловой, диаметральный, радиальный и пр.), большинство из которых рассмотрены ниже.

Авторазмер – интеллектуальная команда, самостоятельно выбирающая тип создаваемого размера в зависимости от графического объекта, указанного пользователем. Например, если после вызова этой команды вы указали щелчком окружность, система будет создавать диаметральный размер, если щелкнули на прямолинейном объекте – линейный размер и т. д. На вкладках панели свойств будут отображаться различные настройки для каждого типа размера.

Линейный размер – предназначен для простановки линейного размера на чертеже. Создание размера состоит из последовательного указания трех точек: две первые определяют собственно величину размера, а третья указывает (фиксирует) местоположение размерной линии на чертеже. В отдельных случаях трудно задать точки, определяющие величину размера. При этом лучше указать сам прямолинейный объект, чтобы система самостоятельно определила его габариты. Это можно сделать, нажав кнопку Выбор базового объекта

на панели специального управления. Кроме команды Линейный размер в этой же группе находятся другие команды, реализующие частные случаи построения линейных размеров (Линейный от общей базы, Линейный цепной и пр.). Эти команды используются значительно реже.

Диаметральный размер – служит для простановки диаметральных размеров окружностей. Для построения размера достаточно указать необходимую окружность и настроить параметры отображения размера.

Радиальный размер – строит радиальный размер для дуг окружностей. В этой же группе находится команда Радиальный с изломом

Угловой размер – отвечает за построение углового размера между двумя прямолинейными объектами. Для простановки угловых размеров существует еще несколько команд, объединенных в одну группу (Угловой от общей базы, Угловой цепной, Угловой с обрывом и пр.).

Размер дуги окружности – предназначен для построения размера, показывающего длину дуги окружности (рис. 2.44).

Рис. 2.44. Варианты отрисовки размеров дуги окружности

Размер высоты – позволяет создавать ряд размеров, обозначающих отметки высоты (рис. 2.45).

Рис. 2.45. Размер высоты

При вводе размера любого типа вы можете управлять различными настройками их отображения. Их можно изменять на вкладке Параметры панели свойств (рис. 2.46).

Рис. 2.46. Параметры отображения размера (на примере команды Диаметральный размер)

Доступны следующие параметры отображения размера и размерной надписи (приведены типовые параметры для всех разновидностей размеров):

• выбор типа стрелки на концах размерной линии (раскрывающийся список Стрелка):

– стрелка;

– засечка;

– вспомогательная точка;

– без стрелки;

• выбор способа размещения текста размерной надписи и линии выноски (раскрывающийся список Размещение текста):

– автоматическое (текст размещается посредине размерной линии);

– ручное (размещение текста размера определяется пользователем);

– на полке, влево;

– на полке, вправо;

– на полке, вверх;

– на полке, вниз;

• настройка положения надписи (раскрывающийся список Положение надписи):

– параллельно, над линией;

– параллельно, в разрыве линии;

– горизонтально, в разрыве линии.

Кроме того, можно задать размещение стрелок (внутри или снаружи выносных линий) при помощи группы команд Размещение стрелок. По умолчанию включено авторазмещение стрелок, при котором система самостоятельно располагает стрелки снаружи при слишком близком размещении выносных линий (малом значении номинала размера).

Очень хорошие возможности КОМПАС-График предлагает для оформления текстовой надписи (простановки различных знаков, квалитетов, отклонений и пр.). Все элементы оформления настраиваются в окне Задание размерной надписи (рис. 2.47), для вызова которого следует щелкнуть на поле Размерная надпись вкладки Размер настроек любого размера.

Рис. 2.47. Диалоговое окно Задание размерной надписи

В этом окне можно ввести текст и символ, которые разместятся до значения размера, а также текст после размера (например, ×45°). Вы также можете вводить значение размера, согласованное со стандартным рядом (Ra5, Ra10, Ra20 или Ra40), или включить автоматическое определения размера указанного объекта (флажок Авто). Данное окно также содержит элементы управления для настройки квалитета и отклонений, отображаемых в размерной надписи, причем значения отклонений автоматически согласовываются с выбранным квалитетом. Выбор квалитета производится в окне Выбор квалитета, которое появляется при щелчке на кнопке Квалитет. Это избавляет вас от долгого поиска в справочнике нужного квалитета для отверстия или вала, а также значений отклонений, соответствующих ему. В текстовом поле в нижней части окна Задание размерной надписи отображается размерная надпись, которая является результатом сделанных настроек. Установив флажок Использовать по умолчанию, вы можете сохранить настройки (символ, квалитет, значение), и они будут применятся при последующих вызовах этого окна.

Применение различных команд нанесения размеров будет рассмотрено на примере в конце главы. Сейчас я приведу небольшой, но очень ценный практический пример, показывающий создание наклонного линейного размера (рис. 2.48). Такие размеры часто используются в строительных чертежах.

Рис. 2.48. Наклонный размер

1. Создайте новый чертеж и постройте в нем какой-либо прямолинейный объект, например отрезок произвольной длины.

2. Нажмите кнопку Линейный размер на панели инструментов Размеры.

3. Отключите режим автосоздания размера, то есть режим завершения построения после последнего щелчка кнопкой мыши. Для этого, если кнопка Автосоздание объекта

на панели специального управления нажата, то щелкните на ней (если данная кнопка не нажата, ничего делать не нужно).

4. Укажите точки размера по краям отрезка или сам отрезок в качестве базового объекта для построения размера (во втором случае предварительно нужно нажать кнопку Выбор базового объекта).

5. В группе кнопок Тип нажмите кнопку Параллельно объекту

6. После фиксации размерной линии нажмите кнопку Наклонить размер

на панели специального управления. При этом на панели свойств должно отобразиться поле Угол для задания угла наклона (рис. 2.49).

Рис. 2.49. Задание угла наклона линий-выносок

7. Задайте необходимый угол (или просто наклоните размер, перетащив его за характерные точки сбоку от размерной линии), после чего отожмите кнопку Наклонить размер.

8. Щелкните на кнопке Создать объект, чтобы завершить построение размера. Полученный размер должен напоминать показанный на рис. 2.48.

Обозначения на чертеже

Команды для простановки обозначений (а также некоторые другие) находятся на панели инструментов Обозначения (рис. 2.50). Эта панель вызывается, как и прочие, щелчком на одноименной кнопке компактной панели.

Рис. 2.50. Панель Обозначения

Для создания элементов оформления предназначены следующие кнопки.

Шероховатость – позволяет размещать на графических объектах (или на их продлении) знаки шероховатости (рис. 2.51). Можно использовать структуру обозначения знака по ГОСТ 2.309—73 или более позднюю редакцию, соответствующую изменению № 3 от 2003 года в ГОСТ 2.309—73. Выбрать структуру обозначения можно на вкладке Новые документы диалогового окна Параметры в разделе Графический документ → Шероховатость. Для установки знака шероховатости достаточно указать кривую, на которой он будет размещен, выбрать тип знака, а также при необходимости заполнить надписи.

Рис. 2.51. Примеры обозначения шероховатости в КОМПАС

База – предназначена для создания обозначения базы на чертеже. Кнопка недоступна, если документ пуст. Система автоматически отслеживает имеющиеся в чертеже базы, исходя из чего, самостоятельно подбирает букву для обозначения.

Линия-выноска – позволяет создавать на чертеже произвольное количество линий-выносок (рис. 2.52, а).

Знак клеймения – позволяет создать линию-выноску для обозначения клеймения (рис. 2.52, б).

Знак маркировки – дает возможность разместить на чертеже линию-выноску с обозначением маркировки (рис. 2.52, в).

Знак изменения – позволяет обозначить изменения (рис. 2.52, г).

Обозначение позиций – команда, без которой не обойтись при создании сборочного чертежа. Она позволяет размещать на чертеже обозначения позиций, при этом система автоматически следит за нумерацией. Отображение позиционной выноски можно настраивать на вкладке Параметры панели свойств (рис. 2.53). Вы можете изменять тип стрелки (точка, стрелка или без стрелки), направления полки и текста относительно базовой точки, а также выбирать тип формы (рис. 2.54). Флажок Полка служит для управления отображениям полки позиционной линии-выноски.

Рис. 2.52. Варианты линий-выносок: произвольная (а), знак клеймения (б), маркировка (в), обозначение изменения (г)

Примечание

Кнопки Линия-выноска, Знак клеймения, Знак маркировки и Знак изменения на панели Обозначения объединены в одну группу.

Рис. 2.53. Параметры отображения позиционной линии-выноски

Рис. 2.54. Формы отображения обозначения позиций: простой текст (а), открытый текст (б), круг (в), шестиугольник (г), круг с разделителем (д)

Допуск формы – позволяет вставить в чертеж допуск формы и расположения поверхности.

Линия разреза – дает возможность создавать простую или ступенчатую линию разреза на чертеже. Буквенное обозначение разреза устанавливает система. При этом она не использует буквы, которые уже заняты для обозначения баз или других разрезов.

Стрелка взгляда – позволяет строить стрелку, указывающую направление взгляда.

Выносной элемент – создает на изображении обозначение выносного элемента (круг с линией-выноской). Обратите внимание, эта команда создает лишь обозначение выносного элемента! Само изображение, которое попало в пределы, охваченные этим обозначением, вы должны чертить сами (за исключением изображений ассоциативных видов).

Примечание

После завершения выполнения команд Линия разреза, Стрелка взгляда или Выносной элемент запускается команда создания нового вида в чертеже и, соответственно, его обозначения. Это обычный текстовый объект, в состав которого входит буквенное обозначение вида, знак «развернуто» или «повернуто», масштаб и угол поворота вида, номер листа и обозначение зоны. Особенность обозначения вида заключается в том, что оно ассоциативно связано с тем видом, на который указывает. Разместив локальную систему координат, после завершения формирования линии разреза, сечения, вида по стрелке или выносного элемента вы можете приступать к созданию изображения этого вида.

Большинство рассмотренных команд используется в примере, приведенном в конце главы.

Вы наверняка заметили, что я описал не все команды панели инструментов Обозначения. Причина состоит в том, что на этой панели есть несколько команд, не связанных с обозначениями.

Ввод текста – служит для создания текстовых надписей на чертеже или фрагменте. При оформлении текста вы можете выбирать любой шрифт, устанавливать междустрочный и междусимвольный интервалы, задавать выравнивание текста, вставлять в текст различные символы, спецзнаки, использовать дроби, верхние/нижние индексы и пр. Все перечисленные параметры настраиваются на панели свойств.

Ввод таблицы – позволяет поместить на чертеж таблицу. После указания точки привязки таблицы в документе (верхнего левого угла размещаемой таблицы) появится окно создания новой таблицы (рис. 2.55). В нем можно задать количество строк и столбцов, а также их размеры. Чтобы изменить ширину столбцов, можно просто перетащить границы ячеек таблицы мышью.

Рис. 2.55. Диалоговое окно Создать таблицу

Осевая линия по двум точкам – строит осевую линию по двум указанным точкам. Особенность этой команды заключается в том, что она автоматически формирует выступы (их величину можно настраивать на панели свойств) слева и справа от указанных точек. Таким образом, осевая хорошо «ложится» на объект, и ее не нужно дополнительно растягивать.

Автоосевая – также создает осевую линию. Ее преимущество перед кнопкой Осевая линия по двум точкам состоит в том, что она распознает тип указанного пользователем объекта, в зависимости от чего предлагает оптимальный способ построения осевой. Например, при указании окружности команда без каких-либо дополнительных настроек создаст оси симметрии этой окружности. При последовательном указании двух параллельных отрезков осевая линия будет размещена посередине между ними и т. д.

Обозначение центра – предназначена для обозначения центра окружностей, дуг, эллипсов, прямоугольников и пр. По умолчанию обозначение центра формируется в виде двух пересекающихся осей. Можно также указывать центр одной осью или точкой.

Волнистая линия – позволяет автоматически создать волнистую линию обрыва по двум указанным крайним точкам.

Линия с изломами – составляет одну группу с предыдущей кнопкой и позволяет строить на чертеже линию обрыва с изломами.

Работа с документом КОМПАС-Чертеж

Все, что мы делали в КОМПАС до сих пор, не имело большого практического значения, а описанные команды касались только создания изображений на чертеже.

Из вышеизложенного вы могли только узнать о возможностях рассматриваемого графического редактора. Теперь настало время перейти к более подробному изучению КОМПАС-График, что позволит вам легко и быстро создавать полноценные чертежи.

Перед тем как двигаться далее, я хочу привести определения некоторых понятий, которыми мы будем оперировать. Некоторые из них упоминались и раньше, будем считать это закреплением пройденного материала.

Итак, чертеж – главный графический документ системы КОМПАС-3D, хранящий информацию об изображении, оформлении и прочих элементах конструкторского чертежа.

Вид – часть изображения чертежа. Вид документа КОМПАС-Чертеж может содержать как один чертежный вид (проекционный вид, разрез, сечение и т. п.), так и несколько или вообще все изображение листа чертежа. По какому принципу разбивать изображение документа на виды, вы можете решать сами, в зависимости от поставленных задач и удобства редактирования чертежа.

Ассоциативный вид – вид на чертеже, ассоциативно связанный с трехмерной моделью. Наличие связей означает, что при каких-либо изменениях в структуре модели связанный с ней чертеж автоматически перестраивается с учетом всех изменений.

Слой – составная часть вида чертежа, содержащая графические элементы, формирующие изображение конкретного объекта. Каждый слой имеет свое название. Любой слой характеризуется состоянием: текущий, активный, фоновый или невидимый. Использование состояния слоев значительно упрощает редактирование чертежа.

Оформление чертежа – различные элементы чертежа (основная надпись, рамка, технические требования и пр.), которые, как правило, должны присутствовать обязательно. Их внешний вид типичен для чертежей конкретной отрасли промышленности и определяется требованиями стандартов.

Многолистовой чертеж – документ, содержащий несколько листов различных форматов, ориентации и оформления.

Оформление чертежа

Вы, скорее всего, обратили внимание, что при создании нового чертежа на нем размещается лист формата А4. Наверняка у вас возникал вопрос, каким образом можно изменить формат, ориентацию или даже основную надпись листа. Ведь как назначать формат для вновь создаваемых чертежей, мы уже знаем (окно Параметры, вкладка Новые документы, раздел Графический документ → Параметры первого листа).

Изменить формат и ориентацию первого листа уже созданного чертежа можно двумя способами:

• с помощью окна Параметры (вкладка Текущий чертеж, раздел Параметры первого листа);

• при помощи Менеджера документа (об этом способе будет рассказано ниже при описании многолистовых чертежей).

Рассмотрим первый способ подробнее.

1. Создайте документ КОМПАС-Чертеж (если вы ничего не меняли в настройках, у вас должен автоматически открыться пустой лист формата А4).

2. Откройте окно Параметры (напомню, что для этого служит команда Сервис → Параметры). Перейдите на вкладку Текущий чертеж и раскройте раздел Параметры первого листа → Формат. Появившиеся параметры должны быть вам уже знакомы. Настройки формата и оформления текущего чертежа не отличаются от таких же параметров для новых документов. Только настройки на вкладке Текущий чертеж распространяются не на все вновь создаваемые документы, а только на тот, для которого было вызвано окно Параметры.

3. Измените формат и ориентацию листа, например задайте стандартный формат А3 и выберите горизонтальную ориентацию.

4. Нажмите кнопку OK. Диалоговое окно Параметры закроется, а лист на чертеже примет указанный формат и ориентацию.

Еще одним немаловажным аспектом оформления чертежа является стиль основной надписи. По умолчанию чертежи создаются со стилем Чертеж конст. Первый лист. ГОСТ 2.104—2006. Это хорошо знакомый всем конструкторам и инженерам стандартный штамп для заполнения основной надписи, размещаемый, как правило, в правом нижнем углу листа (рис. 2.56).

Рис. 2.56. Основная надпись конструкторского чертежа по ГОСТ 2.104—2006

А если вы не инженер-конструктор, а, например, строитель и вам нужен совсем другой штамп? Не рисовать же его вручную! КОМПАС-График предлагает большое количество различных стилей основных надписей. Настроить стиль основной надписи для текущего документа можно следующим образом.

1. Для только что созданного чертежа с листом формата А3 вызовите диалоговое окно Параметры и щелкните на вкладке Текущий чертеж.

2. Перейдите к разделу Параметры первого листа → Оформление (рис. 2.57).

Рис. 2.57. Оформление основной надписи текущего чертежа

3. Для изменения основной надписи щелкните на кнопке с многоточием справа от поля с названием текущего стиля оформления. Откроется окно Выберите стиль оформления со списком доступных стилей (рис. 2.58). Как видите, список достаточно большой.

Рис. 2.58. Окно выбора стиля оформления чертежа

4. Выберите в списке нужный вариант оформления, например Чертеж строит. Первый лист. ГОСТ 21.101—97 Ф4. Нажмите кнопку OK в окне выбора стиля оформления, после чего щелкните на этой же кнопке в окне Параметры. Формат основной надписи при этом изменится (рис. 2.59).

Рис. 2.59. Основная надпись строительного чертежа по ГОСТ 21.101—97 Ф4

Примечание

Чтобы установить стиль оформления, который будет применяться для всех новых чертежей, необходимо проделать описанные выше действия только на вкладке Новые документы окна Параметра.

Теперь, возможно, у вас появился вопрос, как же заполнять основную надпись на чертеже? В системе КОМПАС это делается очень просто. Вам необходимо щелкнуть дважды в поле основной надписи, и она перейдет в режим редактирования (при этом все ячейки надписи будут обведены тонкой пунктирной линией). Теперь вы можете вводить в любую ячейку штампа нужный текст. Для завершения редактирования основной надписи нажмите кнопку Создать объект на панели специального управления или выполните соответствующую команду при помощи контекстного меню. Заполненная основная надпись будет иметь приблизительно такой вид (рис. 2.60).

Рис. 2.60. Заполнение основной надписи конструкторского чертежа

Обратите внимание на один нюанс. При заполнении штампа нет возможности редактировать стандартные надписи: Изм., Лист, Разраб., Пров. и т. д. Однако необходимость в этом может возникнуть, так как существуют некоторые отличия требований отраслевых стандартов от общепринятых норм (на предприятиях и в конструкторских бюро) или специфические требования преподавателей технических дисциплин в большинстве высших учебных заведений. Кроме того, с левой стороны рамки чертежа находятся различные дополнительные элементы оформления (для машиностроительных чертежей это инвентарные, справочные номера и пр.), которые в студенческих чертежах излишни.

Чтобы изменить стандартные надписи для любого стиля оформления, сделайте следующее.

1. Выполните команду Сервис → Библиотеки стилей → Типы основных надписей. Откроется окно Работа с основными надписями (рис. 2.61), содержащее полный список всех доступных вариантов оформления чертежей.

Рис. 2.61. Диалоговое окно Работа с основными надписями

2. В списке стилей в левой части этого окна выберите нужный стиль (в нашем примере это Чертеж конст. Первый лист. ГОСТ 2.104—2006) и нажмите кнопку Редактировать стиль

3. Откроется окно Основная надпись (рис. 2.62), в котором можно отредактировать все элементы оформления листа, включая различные вспомогательные надписи.

Рис. 2.62. Окно редактирования элементов оформления листа

4. Можно, например, удалить ненужные инвентарные и справочные номера, а также надпись Копировал. По очереди выделяйте перечисленные элементы интерфейса в списке Состав основной надписи (они при этом будут подсвечиваться в окне предварительного просмотра) и нажимайте кнопку Удалить. Удаленные элементы оформления должны исчезнуть из схематического изображения листа в области просмотра.

5. Теперь настроим местоположение графы 26, чтобы этот элемент размещался в верхнем левом углу листа вдоль большей его стороны. Для этого выделите пункт Графа 26 списка Состав основной надписи. Из раскрывающегося списка Опорная точка на листе в области Привязка выберите пункт левый верхний угол рамки. В качестве опорной точки в таблице укажите правый нижний угол.

И наконец, снимите флажок относит. длинной стороны. В области предварительного просмотра графа 26 должна занять соответствующее выполненным настройкам место (рис. 2.63).

Рис. 2.63. Новое размещение графы 26

6. Чтобы отредактировать штамп основной надписи, выделите пункт Главная таблица в списке Состав основной надписи и нажмите кнопку Редактировать. В результате появятся надписи штампа чертежа, которые можно будет изменить или даже удалить (рис. 2.64). Например, напишите полностью все сокращенные слова (Разраб., Пров. и пр.) и добавьте строку Руководит. (руководитель). Для выхода из режима редактирования главной таблицы выполните команду меню Файл → Завершить редактирование таблицы.

Рис. 2.64. Редактирование основной надписи чертежа

7. Для принятия всех изменений в оформлении стиля нажмите кнопку OK в окне Основная надпись, после чего выйдите из окна Работа с основными надписями (рис. 2.65).

Рис. 2.65. Основная надпись после редактирования

Примечание

При заполнении или изменении надписей таблиц вы можете пользоваться теми же средствами для редактирования текста, что и при вводе обычных текстовых объектов.

Для вставки и размещения на листе чертежа знака неуказанной шероховатости и технических требований служат команды Вставка → Технические требования → Ввод, Вставка → Технические требования → Размещение, Вставка → Неуказанная шероховатость → Ввод и Вставка → Неуказанная шероховатость → Размещение соответственно.

Многолистовые чертежи

Все документы, которые мы рассматривали до этого, содержали лишь по одному листу определенного формата и ориентации. Однако довольно часто на одном листе размещается несколько различных форматов (например, два формата А3 и один А2 на ватмане А1). Как быть в этом случае? Дорисовывать остальные листы на чертеже вручную? Представьте, что будет в таком случае, если вдруг от вас потребуют немедленно изменить что-либо в оформлении чертежей… Можно создавать для каждого чертежа (листа определенного формата) новый документ (то есть отдельный файл), но в таком случае возникают проблемы совместной печати всех этих документов.

Достаточно долго КОМПАС-График не предлагал ничего для решения данной проблемы. Лишь начиная с версии V8 разработчики ввели возможность создания многолистовых чертежей.

Для добавления в документ нового листа служит команда Вставка → Лист. Новый лист будет создан с параметрами (формат, ориентация, оформление), указанными в окне параметров для новых листов (то есть на вкладке Новые документы). Рассмотрим пример.

1. Создайте документ КОМПАС-Чертеж. Если вы ничего не изменяли в настройках, у вас должен получиться документ с одним листом А4.

2. Создайте еще три листа в этом документе, трижды выполнив команду Вставка → Лист.

3. Вызовите Менеджер документа, нажав соответствующую кнопку на панели инструментов Стандартная.

4. В левой части окна менеджера щелкните на пункте Листы. В правой отобразится список всех листов документа: четыре листа формата А4 с вертикальной ориентацией. Первый – со стандартным оформлением первого листа конструкторского чертежа, остальные три – с оформлением Чертеж констр. Посл. листы. ГОСТ 2.104—2006 (то есть с настройками по умолчанию).

5. В правом списке можно изменять параметры любого листа. Например, произведем следующие изменения в структуре документа:

1) для второго листа оставим формат А4 и вертикальную ориентацию. Изменим только стиль оформления на такой же, как и для первого листа. Для изменения стиля оформления достаточно щелкнуть на строке списка в столбце Оформление, после чего появится окно выбора стиля оформления (см. рис. 2.58);

2) для третьего листа изменим формат на А3, ориентацию – на горизонтальную, а оформление – на основное для первых листов. Поменять формат можно в раскрывающемся списке в столбце Формат. Для переключения ориентации достаточно щелкнуть кнопкой мыши в соответствующем столбце. Изменение стиля оформления происходит аналогично второму листу;

3) для последнего листа выберем формат А2, горизонтальную ориентацию и, как и для всех других листов, стиль оформления первых листов конструкторских чертежей (рис. 2.66).

Рис. 2.66. Менеджер документа после настройки параметров всех листов

6. Закройте Менеджер документа, нажав кнопку ОK, чтобы принять все изменения. Текущий документ должен принять вид, показанный на рис. 2.67.

Рис. 2.67. Многолистовой чертеж

Теперь вы можете приступать к созданию изображения на каждом листе. Настоятельно рекомендую создавать по меньшей мере один вид на каждый лист в документе. Это значительно упростит последующее редактирование чертежа.

Все эти листы будут сохранены в одном CDW-файле. Перед выводом всех листов на печать с помощью окна предварительного просмотра (Файл → Предварительный просмотр) можно перетаскивать листы, размещая их нужным образом (рис. 2.68).

Рис. 2.68. Размещение листов многолистового чертежа перед печатью

Отображением листов в многолистовом документе можно управлять при помощи панели инструментов Управление листами (рис. 2.69). Чтобы эта панель появилась на экране, нужно выполнить команду Вид → Панели инструментов → Управление листами.

Рис. 2.69. Панель инструментов Управление листами

Виды и слои

Использование видов и слоев при создании чертежа значительно упрощает навигацию и редактирование двухмерного изображения. Каких-либо четких рекомендаций по поводу количества видов или слоев, создаваемых в чертеже, нет. Вы можете чертить все изображение в одном системном виде и на одном слое. Однако по мере усложнения выполняемых вами чертежей вы все чаще будете сталкиваться с различными неприятностями при необходимости отредактировать чертеж или его часть.

Для создания различных видов на чертеже существует специальная панель Ассоциативные виды (рис. 2.70), размещенная на компактной панели. Активировать эту панель можно, щелкнув на кнопке Ассоциативные виды.

Рис. 2.70. Панель Ассоциативные виды

Создать произвольный вид на чертеже можно при помощи команды Создать новый вид

После нажатия этой кнопки необходимо указать точку привязки вида (точку начала локальной системы координат), масштаб вида, а также при необходимости задать имя вида и настроить его обозначение. Как правило, при создании произвольного вида на чертеже обозначение не используется. После создания вида он автоматически становится текущим.

В каждом виде по умолчанию присутствует один слой, называемый системным. Создавать собственные слои можно только в Менеджере документа, который вызывается одним из трех способов: щелчком на кнопке Менеджер документа на панели инструментов Стандартная, нажатием кнопки Состояния слоев на панели Текущее состояние или командой Вставка → Слой. В двух последних случаях в левой части Менеджера документа сразу будет выделен текущий вид, а в правой – отображен список слоев этого вида.

Чтобы добавить новый слой, используйте кнопку Создать слой

которая находится на панели инструментов Менеджера документа. После добавление слоя можно сразу отредактировать его имя, номер, задать состояние, а также определить цвет, которым будут отображены элементы слоя, когда он неактивен.

Любой слой может находиться в одном из следующих состояний:

• активном или фоновом. Элементы активных слоев отображаются на чертеже с учетом выбранных стилей и толщины линий. Если активный слой не текущий, то все его графические объекты отображены одним цветом, указанным в настройках Менеджера документа (по умолчанию – это черный цвет). Элементы фонового слоя, как правило, показываются тонкой пунктирной линией. Настроить отображение фоновых слоев можно в окне Параметры (вкладка Система, раздел Графический редактор → Слои);

• видимом или погашенном. Погашенный слой не отображается в окне документа.

Один из слоев всегда является текущим. Именно в нем будут создаваться все новые графические примитивы, хотя любой другой активный (не текущий) слой можно редактировать средствами КОМПАС, не переводя его в состояние текущего. Сделать слой текущим можно при помощи Менеджера документа, или, что значительно проще, используя раскрывающийся список Состояния слоев на панели Текущее состояние.

Примечание

Привязки срабатывают только к элементам видимых активных слоев. На фоновые и погашенные слои они не распространяются.

Рассмотрим небольшой пример.

1. Создайте документ КОМПАС-Чертеж, а в нем – произвольный вид с названием Новый вид и масштабом 1:2.

2. Вызовите Менеджер документа для активного вида и при помощи кнопки Создать слой сформируйте три новых слоя на чертеже. При желании можете изменить названия слоев. Теперь в новом виде у нас есть четыре пустых слоя (включая системный).

3. Постройте на каждом слое по окружности радиусом 40 мм, так, чтобы окружности разных слоев не пересекались между собой. Для этого вам следует по очереди переключаться между слоями, выбирая их в раскрывающемся списке Состояния слоев.

4. Вызовите Менеджер документа (для текущего вида) и выполните следующие действия:

1) для первого слоя (нулевого по номеру) измените цвет, которым этот слой будет отображен в неактивном состоянии. Для этого используйте раскрывающийся список со стандартным набором цветов в колонке Цвет;

2) второй слой переведите в фоновое состояние, для чего достаточно щелкнуть на изображении замка в колонке Активность (замок при этом защелкнется);

3) третий слой сделайте погашенным, щелкнув кнопкой мыши на изображении лампочки в колонке Видимость (лампочка при этом изменит свой цвет с желтого на синий);

4) четвертый слой оставьте без изменений и, если он не текущий, сделайте его текущим. Для этого достаточно щелкнуть на значке в колонке Статус. Текущий слой отмечается красным флажком (рис. 2.71).

Рис. 2.71. Изменения состояния слоев

Примечание

Изменить состояние текущего слоя невозможно.

5. Нажмите кнопку OK, чтобы принять все изменения и закрыть Менеджер документа.

Полученный чертеж показан на рис. 2.72. Верхняя окружность отображается красным цветом и отвечает активному, но не текущему слою. Окружность под ней находится на фоновом слое и отображается тонкой пунктирной линией (хотя окружность создана стилем линии Основная). Третья окружность вообще невидима, так как лежит на погашенном слое, а последняя окружность отображается как обычно и находится на активном текущем слое чертежа. Применение слоев полностью идентично использованию калек при ручном черчении на кульманах.

Рис. 2.72. Состояния слоев

Все команды панели инструментов Ассоциативные виды, исключая команду Создать новый вид, предназначены для работы только с ассоциативными видами.

Команда Произвольный вид

предназначена для создания произвольного ассоциативного вида с модели (детали или сборки), открытой в одном из окон КОМПАС или же взятой из файла на диске. Сразу рассмотрим принцип работы этой команды на примере.

Нам понадобится готовая 3D-модель, созданная в системе КОМПАС. Можете попробовать построить ее самостоятельно (любую, даже самую простую) или взять модель, поставляемую в качестве примеров к системе, но лучше используйте модель Муфта упругая втулочно-пальцевая.a3d, находящуюся в папке Examples\Глава 2\МУВП компакт-диска, прилагаемого к книге.

Рассматриваемая модель представляет собой сборку упругой втулочно-пальцевой муфты, выполненной по ГОСТ 21424—93 (рис. 2.73).

Рис. 2.73. 3D-модель (сборка) муфты упругой втулочно-пальцевой

Для построения чертежа, содержащего ассоциативный вид муфты, проделайте следующее.

1. Создайте документ КОМПАС-Чертеж.

2. Активируйте панель инструментов Ассоциативные виды и нажмите кнопку Произвольный вид.

3. Появится окно Выберите модель (рис. 2.74), в котором будет отображен список имен всех открытых трехмерных документов. Поскольку на данный момент открыт лишь один документ, то список будет содержать единственный элемент, соответствующий модели муфты. Выделите его и нажмите кнопку OK.

Рис. 2.74. Выбор модели для создания ассоциативного вида

Примечание

В списке окна Выберите модель будут отображены только модели, сохраненные на жестком диске. Если вы только что создали трехмерную модель и еще не сохранили ее, вы не сможете создать по ней ассоциативный вид, так как нет возможности выбрать ее в списке открытых документов (и загрузить из файла, разумеется, тоже).

4. После выбора модели запустится команда формирования ассоциативного вида. На панели свойств вы можете выбирать ориентацию модели (вид спереди, сзади, слева, справа, изометрия и т. д.), по которой будет создано изображение вида, указать номер, название, цвет и масштаб вида, настроить отображение невидимых линий и линий переходов, а также отредактировать обозначение вида, если это необходимо. Задав необходимые параметры, следует указать точку вставки вида. Оставим все настройки заданными по умолчанию (ориентация – вид спереди, масштаб – 1:1 и т. д.) и создадим вид, просто щелкнув кнопкой мыши в точке, куда его необходимо вставить.

Полученное изображение ассоциировано с моделью и полностью от нее зависит. Редактировать это изображение или какую-либо его часть средствами КОМПАС-График невозможно, не разрушив предварительно вид. Чтобы разрушить вид, нужно выделить его полностью (в дереве построения чертежа или щелкнув на пунктирной линии, обозначающей границу вида) и выполнить команду контекстного меню Разрушить вид. Разрушение вида подразумевает разрыв всех связей с моделью, а также разбивку изображения вида на простые объекты (отрезки, дуги, сплайны).

Еще одна команда, предназначенная для создания ассоциативных видов, – Стандартные виды

Она позволяет построить в активном документе чертеж по выбранной трехмерной модели, состоящий из нескольких стандартных проекционных видов. Все созданные виды также будут ассоциативно связаны со своей моделью. Рассмотрим пример.

1. Создайте новый чертеж. Измените его формат на А1 и установите горизонтальную ориентацию.

2. Нажмите кнопку Стандартные виды на панели Ассоциативные виды. В качестве модели укажите все ту же втулочно-пальцевую муфту. По умолчанию система предлагает стандартную схему построения видов: главный вид, вид сбоку и вид сверху. Однако вы можете изменить эту схему, добавляя или удаляя из нее различные проекционные виды и даже изометрию. Чтобы изменить схему, нажмите кнопку Схема видов на панели свойств. Появится окно выбора видов, включаемых в ассоциативный чертеж. Щелкая кнопкой мыши на схематическом изображении того или иного вида, включите или исключите его из чертежа. Добавьте к трем стандартным видам изометрию (рис. 2.75).

Рис. 2.75. Выбор стандартных видов, размещаемых на ассоциативном чертеже

3. Перед вставкой в чертеж изображение видов показывается в виде габаритных прямоугольников (фантомов), свободно перемещаемых по документу. Щелкните в точке привязки видов – начале координат главного вида – тем самым вы запустите процесс создания изображения.

Полученный чертеж показан на рис. 2.76.

Рис. 2.76. Чертеж муфты, полученный в результате выполнения одной команды – Стандартные виды

Все остальные команды панели Ассоциативные виды предназначены для работы с уже существующими видами.

Команда Проекционный вид

создает вид, содержащий ортогональную проекцию объекта. Особенность этой команды заключается в том, что после ее вызова необходимо указывать не трехмерную модель, а один из уже созданных ассоциативных видов этой модели. Рассмотрим пример.

1. Нажмите кнопку Проекционный вид на панели инструментов Ассоциативные виды. Щелкните кнопкой мыши на изображении вида с именем Спереди 1.

2. Появится фантом габаритного прямоугольника. Какой же именно вид мы построим? Это зависит от того, по какую сторону от базового вида будет зафиксирована опорная точка создаваемого проекционного вида. В нашем случае, когда базовым является вид спереди, возможны такие варианты:

· при перемещении мыши влево и фиксации там начала координат вида будет создан вид справа;

· при перемещении мыши вправо – вид слева (он уже есть на чертеже);

· при перемещении мыши вверх от базового вида – вид снизу;

· и при перемещении и фиксации опорной точки внизу – вид сверху (также присутствует на чертеже).

3. Выберите первый вариант, то есть создайте проекционный вид справа (рис. 2.77), щелкнув кнопкой мыши левее главного вида муфты.

Рис. 2.77. Результат создания проекционного вида

Весьма интересны команды Вид по стрелке

и Разрез/сечение

Они позволяют автоматически создавать вид по стрелке или вид-разрез, основываясь на одном из ассоциативных видов модели и соответствующем элементе оформления (стрелке взгляда или линии разреза).

В принципе, после построения стрелки взгляда или линии разреза при активном ассоциативном виде команды создания изображений соответствующих видов запускаются автоматически. Для примера выполните следующее.

1. Сделайте активным главный вид чертежа муфты (система присвоила ему имя Спереди 1).

2. Перейдите на панель Обозначения компактной панели инструментов и щелкните на кнопке Стрелка взгляда.

3. Постройте стрелку взгляда, под каким-либо углом указывающую на главный вид.

4. После завершения построения автоматически запустится команда Вид по стрелке. Вам остается только указать положение (зафиксировать) новый вид на чертеже.

Примечание

Для управления состоянием видов можно использовать Менеджер документов или раскрывающийся список Состояние видов. Кроме того, чтобы переключиться в определенный вид чертежа, достаточно щелкнуть дважды на его изображении.

Вид-разрез строится похожим образом.

1. Сделайте активным главный вид чертежа муфты.

2. Нажмите кнопку Линия разреза на панели инструментов Обозначения.

3. Постройте произвольную линию разреза.

4. После указания направления взгляда в разрезе запускается команда Разрез/сечение для текущего вида и только что построенной линии разреза. Вам остается только зафиксировать точку привязки нового вида.

Если вы все выполните правильно, на вашем чертеже добавятся два новых вида (рис. 2.78). Обратите внимание, что все построение шести видов чертежа и изометрии не заняло и пяти минут! При этом от вас не требовалось особых усилий или неординарных способностей. А представьте, сколько бы времени ушло на создание аналогичного чертежа вручную. Не стоит также забывать, что все эти виды являются ассоциативно связанными с моделью и при каких-либо изменениях в ней будут сразу же перестроены.

Рис. 2.78. Добавление вида по стрелке и вида-разреза в чертеж

Файл этого примера (Ассоциативный вид 2.cdw), а также другие, рассмотренные в этом разделе, находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 2.

Фактически, это все, что вам нужно знать для того, чтобы в полном объеме использовать возможности редактора КОМПАС-График для создания чертежей любой сложности. Богатые возможности данного редактора значительно упрощают работу конструктора, избавляя его от многократного рисования стандартных элементов оформления.

Следующий раздел этой главы полностью построен на примерах разработки и оформления полноценных чертежей. В нем не будет скучного описания команд или ни к чему не привязанных настроек. Все примеры взяты из реальной жизни и, надеюсь, помогут вам не только закрепить теоретический материал, но и получить хорошие навыки практического черчения.

Практическое черчение

Для быстрого и качественного выполнения сложных чертежей недостаточно одного знания инструментальных средств, предоставляемых графическим редактором. Если вы прочли все написанное выше, то наверняка представляете, что КОМПАС-График дает возможность создавать одни и те же изображения разными средствами. Хорошие навыки работы в графическом редакторе подразумевают освоение не только функциональных средств, но и определенных приемов работы (техники или последовательности вычерчивания изображений, применения различных уловок и пр.). Ведь создание изображения на чертеже – это не только процесс ввода графических примитивов. При вычерчивании сложных объектов бывает необходимо строить, редактировать объекты, удалять отдельные графические элементы или их части, применять вспомогательную геометрию и т. д.

В этом разделе рассмотрены два практических примера. Первый описывает создание сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора. Постараюсь по возможности опускать нюансы, касающиеся расчета или определения каких-либо геометрических параметров, так как эта книга не является пособием по расчету и проектированию деталей машин. Основное внимание будет уделено вычерчиванию изображения редуктора (двух видов: главного и сверху). При этом все данные (геометрические характеристики) взяты из реальной жизни и обоснованы проектным и проверочными расчетами.

Во втором примере рассмотрено создание деталировочного чертежа зубчатого колеса, входящего в редуктор. Выполнив его, вы научитесь оформлять деталировочные чертежи в КОМПАС-График (проставлять размеры, допуски форм, размещать поверхности, указывать шероховатости и пр.).

Создание сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического редуктора

Для начала несколько слов о том, что мы будем чертить. Редуктор – это машиностроительный механизм, предназначенный для согласования рабочих параметров электродвигателя и рабочего органа машины (насоса, конвейера, лебедки и т. п.). Рабочие параметры – это вращательный момент и частота вращения вала. В редукторе, как правило, идет понижение частоты вращения и, соответственно, повышение величины передаваемого момента (в противном случае это уже будет не редуктор, а мультипликатор). Необходимость согласования параметров возникла из-за того, что асинхронные электродвигатели имеют строго определенную частоту вращения и выдаваемую мощность, а на входном валу рабочего агрегата силовые параметры определяются требованиями пользователей (например, количество воды, подаваемой насосом, задает частоту вращения его вала) или условиями работы агрегата (например, скоростью подъема груза). По этой причине параметры двигателя почти никогда не совпадают с теми, которые необходимы в реальном производстве. Трансформация рабочих параметров осуществляется при помощи механических передач зацепления. В редукторах используются преимущественно зубчатые цилиндрические, зубчатые конические или червячные механические передачи. Возможно комбинирование нескольких передач (одного или разных типов) в одном редукторе, например редуктор цилиндрическо-червячный или коническо-цилиндрический. Если в редукторе идет понижение силовых параметров с применением одной механической передачи, то он называется одноступенчатым (рис. 2.79), если с использованием двух последовательно размещенных передач – двухступенчатым, если трех – трехступенчатым.

Рис. 2.79. Одноступенчатый цилиндрический шевронный редуктор (корпус в разрезе)

Исходные данные

Допустим, нужно спроектировать редуктор исходя из таких данных:

• тип редуктора – цилиндрический одноступенчатый косозубый;

• вращающий момент на рабочем валу машины (на выходном валу редуктора) – 1200 Н·м;

• необходимая частота вращения вала – 15 рад/с;

• режим загруженности агрегата – средний.

Дополнительные данные, которые были учтены во время проектирования (согласно рекомендациям стандартов или другой технической литературы), включают:

• коэффициент полезного действия цилиндрического косозубого зацепления – 0,97;

• передаточное число редуктора u – 3, 55;

• коэффициент ширины зубчатого венца ψba – 0,6;

• число зубьев шестерни zш – 20 шт.;

• угол наклона линии зуба β – 15°;

• материал шестерни – сталь 40, нормализация;

• материал колеса – сталь 50, нормализация.

В результате проектных расчетов были получены такие характеристики проектируемого агрегата:

• вращающий момент на входном (ведущем) валу редуктора – 352 Н·м;

• угловая скорость ведущего вала – 53, 25 рад/с;

• число зубьев колеса zк – 71 шт.;

• стандартный нормальный модуль зубьев m – 5, 5 мм;

• межосевое расстояние передачи aω – 259 мм;

• делительный диаметр колеса dк – 404 мм;

• делительный диаметр шестерни dш – 104 мм;

• ширина колеса bк – 155 мм.

Все параметры, вычисленные при проектировании, подтверждены проверочными расчетами.

Результат расчета валов дал следующие значения (рис. 2.80):

• размеры ведущего вала: d_11 = 45 мм, d_12 = 50 мм, d_13 = 55 мм, d_14 = 63 мм и d_15 = 71 мм;

• размеры ведомого вала: d_21 = 71 мм, d_22 = 75 мм, d_23 = 80 мм, d_24 = 85 мм и d_25 = 90 мм.

Рис. 2.80. Схема вала редуктора

В принятых индексах диаметров вала первая цифра означает номер вала (1 – ведущий, 2 – ведомый), а вторая – номер участка вала, что отвечает схеме на рис. 2.80 (1 – участок под шкив или колесо, 2 – переходной участок, 3 – диаметр вала под подшипники, 4 – посадочный участок под колесо или шестерню, 5 – диаметр упорного буртика).

Значения диаметров всех участков обоих валов приведены к стандартному ряду Ra40.

Этих данных достаточно для того, чтобы начать построение. В процессе выполнения чертежа отдельные геометрические и компоновочные характеристики будут уточняться, а затем воплощаться на чертеже.

Вид сверху

Построение чертежа цилиндрического редуктора принято начинать с вида сверху. На этом виде редуктор изображается в разрезе, что наиболее полно раскрывает внутреннее строение механизма. Кроме того, затем значительно легче рисовать другие виды (главный вид, вид слева), на которых, как правило, не слишком много вырезов и разрезов.

Создайте новый документ КОМПАС-Чертеж. Измените его формат на А2, а ориентацию оставьте вертикальной (так как на чертеже мы планируем изобразить только два вида: главный и сверху).

Примечание

При построении этого чертежа, как и для всех последующих примеров, предполагается, что система настроена следующим образом: стиль оформления всех чертежей – Чертеж констр. Первый лист. ГОСТ 2.104—2006; все элементы оформления, кроме штампа основной надписи и графы 26, удалены, а сама основная надпись оставлена без изменений. Кроме того, при вводе графических объектов действуют четыре глобальные привязки: Ближайшая точка, Пересечение, Выравнивание и Точка на кривой.

Создайте в документе новый вид (кнопка Создать новый вид на панели Ассоциативные виды или команда меню Вставка → Вид). Настройте параметры вида: имя вида – Вид сверху, масштаб вида – 1:2, точка начала координат – размещена ближе к левому нижнему углу листа (приблизительно так, как показано на рис. 2.81). Расчет масштаба вида основывался на межосевом расстоянии, но даже если вы ошибетесь, самостоятельно создавая чертежи в будущем, не отчаивайтесь. Масштаб, как и другие параметры вида, легко изменить.

Рис. 2.81. Размещение точки начала координат вида сверху

Чтобы настроить параметры существующего вида, необходимо в дереве построения чертежа выделить нужный вид и вызвать для него команду контекстного меню Параметры вида. При этом на панели свойств отобразятся элементы управления, доступные при создании нового вида на чертеже. Внеся какие-либо изменения, не забудьте нажать кнопку Создать объект. Если вы хотите просто изменить масштаб, можете использовать специальную группу команд Масштаб в контекстном меню (это список стандартных масштабов, представленный как группа меню, из которого вы можете в любой момент выбирать подходящий вам).

Теперь приступим к построению.

Начать следует с нанесения осевых линий – мы будем ориентироваться на них при построении всех деталей редуктора.

Создайте по очереди три осевых: одну горизонтальную (ось симметрии всего изображения вида), проходящую через начало координат, и две вертикальных (первая из них также должна проходить через начало координат, а вторая – удалена от нее на расстояние aω (259 мм) вправо по горизонтали). Точно определять длину и положение характерных точек этих линий сейчас нет необходимости. Позже, по мере по мере вычерчивания изображения, можно будет более точно выровнять края осевых.

Создать осевые можно при помощи команды Отрезок, в настройках которой на панели свойств следует выбрать стиль линии Осевая, но лучше воспользоваться кнопкой Осевая линия по двум точкам панели Обозначения. Так будет значительно удобнее выравнивать осевую линию по краям уже сформированного изображения, поскольку характерные точки такой осевой размещены не на концах отрезка, а на некотором расстоянии от края.

При вводе каждой линии привязки еще не будут работать (поскольку пока не к чему привязываться), поэтому для точного размещения необходимо вручную ввести координаты в соответствующие поля панели свойств. Например, для горизонтальной осевой при вводе нужно задать ординату начальной точки равной нулю (абсциссу оставить произвольной, но отрицательной). После этого перейти в окно документа и, равняясь по горизонтали на первую точку, зафиксировать конечную точку (ее абсцисса должна быть положительной). Вы получите горизонтальный отрезок, выполненный стилем Осевая и проходящий через точку начала координат. Аналогично следует поступить для двух вертикальных осевых, обозначающих осевые линии валов редуктора. Для первой необходимо указать абсциссу начальной точки равной нулю, а для второй – равную по величине межосевому расстоянию, то есть 259 мм. У вас должно получиться изображение, похожее на рис. 2.82.

Рис. 2.82. Осевые линии чертежа

Теперь вычертим зубчатое зацепление. Это, наверное, второй по важности момент при проектировании редуктора после компоновки подшипниковых узлов. В КОМПАС это сделать не так уже и сложно.

1. Создайте в виде сверху новый слой с названием Зубчатое колесо. Убедитесь, что слой сделан текущим.

2. Перейдите на вкладку Геометрия компактной панели и в группе команд построения вспомогательных прямых нажмите кнопку Параллельная прямая

На панели свойств в группе кнопок Режим щелкните на кнопке Одна прямая, чтобы перейти в режим построения только одной вспомогательной прямой вместо двух симметричных (что задано по умолчанию).

3. При помощи этой команды постройте две вспомогательных прямых. Первую – параллельно вертикальной осевой ведомого вала, смещенную вправо на расстояние 202 мм (то есть на величину делительного радиуса зацепления). Вторую – параллельно горизонтальной осевой линии, удаленную от нее на половину ширины колеса (bк/2, то есть 77, 5 мм). Для построения этих прямых поочередно указывайте базовые прямые и задавайте величину смещения относительно каждой из них в поле Расстояние на панели свойств. Для создания каждой вспомогательной прямой необходимо нажимать кнопку Создать объект на панели специального управления или использовать сочетание клавиш Ctrl+Enter.

4. Не выходя из команды Параллельная прямая, постройте еще две вспомогательные прямые, параллельные вспомогательной линии, обозначающей делительный радиус зацепления. Эти прямые будут использоваться для рисования пары зубьев, находящихся в зацеплении. Первая из них должна быть смещена вправо от базовой прямой на величину высоты головки зуба (равную модулю зацепления m, то есть 5, 5 мм), вторая – влево, на величину высоты ножки зуба (1,25 · m).

Перед тем как продолжить построение, необходимо определить некоторые дополнительные геометрические параметры зубчатого колеса. Исходя из известных из курса деталей машин и основ конструирования зависимостей, принимаем следующее:

· толщину обода колеса δо = 20 мм;

· толщину ступицы δст = 34 мм (отсюда, учитывая, что диаметр участка вала под колесо равен 85 мм, следует, что диаметр ступицы равняется dст = 153 мм);

· ширину ступицы lст принимаем равной ширине колеса (это не описано в литературе, но для данного варианта редуктора так будет лучше всего);

· толщина диска с = 54 мм.

5. Продолжаем работать с командой Параллельная прямая. Постройте еще четыре вспомогательных прямых:

1) одну параллельно осевой ведомого вала, на расстоянии d_24/2 (42,5 мм) вправо (эта линия обозначает контур участка вала под колесо);

2) отталкиваясь от только что построенной вспомогательной прямой, создайте еще одну, смещенную на δст (34 мм) вправо;

3) третья прямая должна быть параллельна горизонтальной осевой и выше ее на половину толщины диска – с/2 (27 мм);

4) четвертая прямая должна быть смещена на величину δо (20 мм) влево от линии, обозначающей диаметр западин зубьев колеса, то есть от линии, которая лежит левее на 1,25 · m от линии зацепления (см. п. 4).

Постарайтесь не запутаться в этой паутине из вспомогательных прямых. Если у вас все же возникли какие-то проблемы, можете воспользоваться файлом Шаг 1.cdw, который находится в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска. Он содержит чертеж на текущем этапе построения.

Примечание

Эти же вспомогательные прямые вы могли создать, применяя и другие команды: Горизонтальная прямая, Вертикальная прямая или Вспомогательная прямая. Однако при помощи Параллельная прямая все построение можно выполнить, не выходя из одной команды. К тому же, на мой взгляд, она намного удобнее.

После подготовительных действий все готово к вычерчиванию колеса. Построение изображения будет организовано следующим образом: сначала мы создадим контур одной четверти колеса, после чего зеркально отобразим его.

6. Нажмите кнопку Непрерывный ввод объектов на панели инструментов Геометрия, перейдите в режим ввода отрезка и постройте контур зубчатого колеса, привязываясь к точкам пересечения вспомогательных прямых (рис. 2.83). Линию зацепления обозначьте осевой по двум точкам (кнопка Осевая линия по двум точкам на панели инструментов Обозначения).

Рис. 2.83. Начало построения контура зубчатого колеса

7. Приблизительно посредине диска, соединяющего ступицу с ободом, обозначьте отверстие в разрезе. Его диаметр и размещение определяются из конструктивных соображений.

8. Удалите все вспомогательные линии из вида (команда меню Редактор → Удалить → Вспомогательные кривые и точки → В текущем виде). При помощи команды Фаска панели инструментов Геометрия создайте три фаски (длиной 2,5 мм и углом 45°) на торцах колеса и, используя команду Скругление этой же панели, выполните два скругления (радиусом 4 мм) в местах пересечения диска с ободом и ступицей. Применив команду Отрезок, добавьте недостающие линии, исходящие из фасок. В результате получилась четверть изображения колеса (рис. 2.84). Этот этап построения содержится в файле Шаг 2.cdw, который находится на прилагаемом компакт-диске в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический.

Рис. 2.84. Четверть изображения зубчатого колеса

9. Выделите все изображение слоя, за исключением двух осевых. Для этого выделите все объекты с помощью рамки, а затем, удерживая нажатой клавишу Ctrl, щелкните на осевых, чтобы снять с них выделение. Перейдите на панель Редактирование и нажмите кнопку Симметрия. Отобразите выделенные объекты относительно горизонтальной осевой, указав на ней две произвольных точки. После завершения создания зеркального изображения отредактируйте положение конечных точек осевой отверстия в диске и осевой, обозначающей линию зацепления.

10. Нажмите кнопку Штриховка на панели Геометрия. Проверьте, чтобы был выбран стиль штриховки – Металл, а угол – 45°. Остальные настройки оставьте заданными по умолчанию. Щелкните кнопкой мыши в любой точке в середине контура ступицы, а затем – в любой точке обода. На изображении чертежа должно появиться фантомное отображение штриховки. Нажмите кнопку Создать объект.

Примечание

Если система отказывается создавать штриховку, значит, в контуре колеса где-то есть разрыв. Можете потратить время и попытаться отыскать его, увеличивая масштаб представления до астрономического, а можете просто вручную указать границы штриховки, нажав кнопку Ручное рисование границ.

11. Половина изображения зубчатого колеса готова (рис. 2.85). Выделите все объекты в слое и зеркально отобразите их (при помощи команды Симметрия), только теперь относительно вертикальной осевой, проходящей через начало координат. Чертеж зубчатого колеса редуктора готов (файл Шаг 3.cdw в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска).

Рис. 2.85. Половина изображения зубчатого колеса

Следующим нашим шагом в построении чертежа редуктора будет создание зубчатой шестерни. Эта операция во многом напоминает выполнение чертежа колеса, поэтому некоторые очевидные моменты я буду пропускать.

1. Создайте новый слой в текущем виде. Назовите его Зубчатая шестерня и сделайте текущим.

2. Используя команду Параллельная прямая панели Геометрия, постройте в новом слое такие вспомогательные линии:

1) две прямые, которые параллельны линии зацепления: одну, смещенную на величину высоты головки зуба влево, а вторую – на высоту ножки вправо (это будет зуб шестерни);

2) прямую, параллельную горизонтальной осевой, смещенной относительно нее на половину ширины шестерни. Ширина шестерни на 3–5 мм больше ширины колеса, поэтому примем для нашего редуктора bш – 160 мм.

3. Нажав кнопку Непрерывный ввод объектов, создайте контур четверти изображения шестерни, привязываясь к точкам пересечения вспомогательных линий. Удалите вспомогательную геометрию с чертежа и создайте фаску (инструмент Фаска на панели Геометрия) с катетом 2,5 мм и углом 45° на торце шестерни.

4. Выделите все изображение на слое и при инструменте Симметрия панели Редактирование отобразите его относительно горизонтальной осевой.

Если у вас возникли трудности на каком-либо этапе построения, откройте файл Шаг 4.cdw (находится в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска) и изучите построенное изображение.

Дальнейший процесс построения шестерни будет немного отличаться от создания колеса. Дело в том, что шестерню редко показывают в разрезе. Как правило, на ее изображения наносят линии, обозначающие угол наклона зубьев (напомню, что мы создаем косозубый редуктор).

5. Выделите все изображение за исключением линии, обозначающей впадины зубьев шестерни, и симметрично отобразите его относительно осевой линии ведущего вала. Постройте также осевую линию, обозначающую делительный диаметр шестерни справа от осевой.

6. Нажмите кнопку Кривая Безье на панели инструментов Геометрия. На панели свойств выберите стиль линии Для линии обрыва и создайте произвольную кривую по всей ширине шестерни, отсекая изображение зуба шестерни, который будет показан в зацеплении. Поместите штриховку (со стилем Металл и углом наклона –45°) в созданной замкнутой области. Вы получите изображение выреза зуба шестерни (рис. 2.86).

Рис. 2.86. Полученная зубчатая шестерня (слой с изображением зубчатого колеса погашен)

7. Нанесем косые линии, отображающие угол наклона зубьев шестерни и колеса. Сначала постройте вспомогательную прямую под углом 75° к горизонтали, пересекающую изображение шестерни в любом месте справа от осевой. Для этого подходит команда Вспомогательная прямая панели Геометрия. Укажите любую точку так, чтобы прямая пересекала шестерню, а потом вручную задайте значение угла. Далее, при помощи одноименной команды создайте отрезок, привязав его конечную и начальную точки к пересечениям построенной вспомогательной прямой и боковых поверхностей шестерни. Перед вводом отрезка не забудьте изменить стиль линии на Основная (после ввода кривой Безье в списке остался выбран стиль Для линии обрыва). Удалите вспомогательную прямую и выделите отрезок. Перейдите на панель Редактирование компактной панели и щелкните на кнопке Копия по кривой. Создайте три копии наклонного отрезка, равноудаленных одна от другой по горизонтали на 10 мм (в качестве направляющей для копирования можете указать отрезок, который изображает боковую поверхность шестерни).

8. Зубья на чертеже изображаются в зацеплении, и когда один зуб (например, колеса) сверху, то он закрывает зуб шестерни. По этой причине часть зуба шестерни, которая перекрывается колесом, нужно изобразить пунктирной линией, обозначая, что она невидима. На нашем чертеже это как раз вертикальный отрезок между двумя фасками (точнее, два отрезка, так как второй мы получили копированием). Щелкните на них дважды и в появившемся списке стилей линий на панели свойств выберите пунктирную. Для завершения редактирования нажмите кнопку Создать объект. Кроме того, добавьте два отрезка, обозначающих фаску в видимой (не разрезанной) части шестерни.

Еще один этап построения окончен: зубчатое косозубое зацепление готово (рис. 2.87). Файл Шаг 5.cdw, иллюстрирующий текущий этап выполнения задачи, находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический.

Рис. 2.87. Зубчатое косозубое зацепление

После формирования зубчатого зацепления в редукторе следует приступать к компоновке его подшипниковых узлов. Однако перед этим желательно вычертить контур внутренней стенки корпуса редуктора. Расстояние от внутренней стенки корпуса редуктора до торца вращающейся детали примем равным (1,0…1,2) · δк, где δк – толщина стенки корпуса редуктора. В нашем случае δк = 8 мм (значение определено по результатам расчета корпуса на прочность), поэтому принимаем минимальный зазор между шестерней и корпусом равным 8 мм.

Для создания контура стенки редуктора выполните следующее.

1. Вставьте еще один слой с названием Корпус и сделайте его текущим.

2. Постройте четыре вспомогательных прямых, используя команду Параллельная прямая. Три из четырех прямых (сверху, снизу и слева) должны быть построены на расстоянии 8 мм от торца вращающейся детали (сверху и снизу – это боковая поверхность шестерни, поскольку она шире колеса, слева – торец зубчатого колеса). Последняя прямая (левая внутренняя стенка редуктора) должна быть удалена вправо от торца шестерни на расстояние намного большее, чем 8 мм. В нашем случае – целых 45 мм. Это связано с тем, что крышка быстроходного подшипника, как правило, больше внешнего диаметра шестерни, что важно учитывать при определении зазора между корпусом и шестерней. Кроме того, в корпусе по бокам от крышки подшипника будут размещаться бобышки под крепежные болты. Все это существенно влияет на конфигурацию корпусных деталей редуктора. Однозначных рекомендаций по определению этого зазора нет, он зависит от типоразмера подшипников быстроходного вала, выбранного типа крышки (на винтах или врезные), а также от размеров бобышек. Если вы впервые проектируете редуктор, можете не обращать внимания на эти параметры. Впоследствии, при детальной проработке главного вида (в частности, крышки редуктора) этот размер можно будет легко откорректировать. КОМПАС-График предлагает для этого удачные средства. Сейчас же (можете поверить мне на слово) величина зазора именно такая, как нужно.

3. При помощи инструмента Прямоугольник постройте контур внутренней стенки корпуса, по очереди указав две противоположные вершины прямоугольника (на пересечении вспомогательных прямых).

4. Нажмите кнопку Скругление на углах объекта, которая находится в той же группе, что и Скругление на панели Геометрия. В группе кнопок Режим на панели свойств нажмите кнопку На всех углах контура, что позволит сразу выполнить скругления на всех углах указанного контура. Щелкните кнопкой мыши на созданном прямоугольнике (напомню, что команда Прямоугольник создает единый объект – замкнутый контур, а не группу отрезков), после чего завершите выполнение команды. Радиус скруглений определяется конструктивно, примем его равным 10 мм.

5. Удалите всю вспомогательную геометрию из слоя.

Построенное изображение находится в файле Шаг 6.cdw, который располагается в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

К работе со слоем Корпус мы еще вернемся, а пока приступим к компоновке подшипниковых узлов. В результате расчета были выбраны шарикоподшипники следующих типоразмеров:

• на ведущем валу – №311 (средняя серия);

• на ведомом валу – №216 (легкая серия).

Для компоновки подшипниковых узлов сделайте следующее.

1. Создайте новый слой, присвойте ему имя Подшипниковые узлы. Сделайте этот слой текущим.

2. Снова воспользуемся командой Параллельная прямая. Постройте с ее помощью две прямых, параллельных осевым линиям ведомого и ведущего валов, смещенных относительно их на величину d_23/2 (40 мм) и d_13/2 (27, 5 мм) соответственно (то есть на величину радиусов участков каждого вала под подшипник). Не забывайте проверять, включен ли режим создания одной прямой.

3. Для обеспечения нормальной работы редуктора очень важна смазка подшипниковых узлов. Допустим, в редукторе консистентная смазка подшипников. Это означает, что для предотвращения протекания консистентного масла в корпус редуктора необходимо предусмотреть маслоудерживающие кольца. Они устанавливаются в отверстие корпуса, отделяя камеру подшипника от внутренней полости редуктора. Одной стороной они упираются в буртик вала (как правило, это следующая ступень вала большего диаметра), а другой – во внутреннее кольцо подшипника. Рекомендуемая толщина колец – 8–12 мм.

Для построения маслоудерживающих колец и точного позиционирования подшипников необходимо создать еще одну вспомогательную прямую, параллельную внутренней стенке редуктора и смещенную вверх от нее на 9 мм (принятая толщина колец).

4. Теперь все готово для вставки подшипников. Причем это будет именно вставка! Вам не придется тратить время на то, чтобы искать в справочниках все размеры выбранных подшипников, после чего рисовать их вручную. КОМПАС-График располагает удобными средствами для автоматического размещения подшипников (и других элементов) на чертежах. Вызовите Менеджер библиотек, для чего воспользуйтесь одноименной кнопкой на панели инструментов Стандартная. Слева в окне менеджера щелкните на строке Машиностроение, а в появившемся списке справа дважды щелкните на пункте Конструкторская библиотека (рис. 2.88). Откроются доступные функции, которые содержит выбранная библиотека. Перейдите в раздел ПОДШИПНИКИ → ПОДШИПНИКИ ШАРИКОВЫЕ и дважды щелкните на элементе Подшипники ГОСТ 8338—75. В появившемся окне из раскрывающегося списка Диаметр d выберите диаметр вала для подшипников (напомню, для ведомого вала – 80 мм, для ведущего – 55 мм). Чтобы определить серию подшипника, выберите из списка Диаметр D внешний диаметр (для ведомого вала и легкой серии – 140 мм, для ведущего вала и средней серии – 120 мм). По очереди разместите по одному подшипнику на каждом валу, фиксируя их в точке пересечения оси вала с вспомогательной линией, ограничивающей маслоудерживающие кольца. После вставки изображения подшипников чертеж должен выглядеть как на рис. 2.89.

Рис. 2.88. Конструкторская библиотека

Рис. 2.89. Вставка и размещение подшипников

Примечание

На самом деле в КОМПАС-3D есть более мощное приложение для работы со стандартными изделиями – библиотека Стандартные изделия. Конструкторская библиотека – более простая по функционалу – использовалась до того, как вышли в свет Стандартные изделия. Однако она до сих пор весьма широко применяется из-за своей простоты, универсальности, а главное, небольшой цены.

5. Постройте половину сечения маслоудерживащего кольца и заштрихуйте его (рис. 2.90). Для построения желательно использовать команду Ломаная, после чего выполнить скругление в левом нижнем углу изображения кольца. Конечно, вы можете создать то же изображение при помощи инструмента Непрерывный ввод объектов, а затем объединить его в контур, используя команду Собрать контур панели Геометрия. Имея изображение кольца в виде контура, вам значительно легче будет его выделять и копировать.

Рис. 2.90. Кольцо маслоудерживающее (половина сечения)

6. Создайте зеркальную копию вычерченной половины кольца. Перед нажатием кнопки Симметрия панели Редактирование не забудьте вместе с контуром выделить и штриховку. При создании штриховки желательно уменьшить шаг (на рис. 2.90 принято значение 2 мм), так как площадь, ограниченная контуром, небольшая.

7. Повторите действия, описанные в пунктах 5 и 6, для ведущего вала.

8. Выделите все изображение слоя (за исключением вспомогательных прямых) и симметрично отобразите его относительно горизонтальной осевой вида сверху.

Этот этап построения вы можете изучить, открыв файл Шаг 7.cdw, который находится в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический.

Продолжим построение подшипниковых узлов. Внешние кольца подшипников для предотвращения осевых и радиальных смещений фиксируются торцом крышек подшипников. Крышки подшипников не являются стандартными, поэтому вычерчивать их придется самостоятельно, зато есть четкие рекомендации по их характерным размерам. Размеры каждой крышки определяются в зависимости от внешнего диаметра подшипника, который они фиксируют. Для тихоходного вала, внешний диаметр подшипников которого 140 мм, размеры крышки подшипника следующие:

• внешний диаметр крышки – 200 мм;

• диаметр размещения винтов – 170 мм;

• диаметр винтов – М12;

• количество винтов – 6 шт.;

• толщина фланцев крышки – 12 мм.

На быстроходном валу (диаметр внешнего кольца подшипника 120 мм) параметры крышек:

• внешний диаметр крышки – 175 мм;

• диаметр размещения винтов – 150 мм;

• диаметр винтов – М12;

• количество винтов – 6 шт.;

• толщина фланцев крышки – 12 мм.

Для фиксации крышек подшипников на корпусе и крышке редуктора делают специальные выступы в форме усеченных конусов, которые называют местами крепления крышек подшипников. Они немного выступают за пределы фланцев корпуса из-за наличия бобышек под болты, стягивающих крышку и корпус. Расстояние от наружной стенки редуктора до плоскости крепления крышек определяется конструктивно. Главный критерий – чтобы нормально «поместились» бобышки и было место для прохода гаечного ключа при закручивании болтов на бобышках. Примем это расстояние равным 40 мм (позже его можно будет отредактировать). Это значит, что с учетом толщины стенки корпуса редуктора расстояние от внутренней поверхности стенки до плоскости крепления крышек составит 48 мм.

Крышки подшипников бывают двух типов: сквозные и глухие. Сквозные крышки имеют отверстие для выхода участка вала под шкив или звездочку цепной передачи. Глухие крышки намертво фиксируют и закрывают подшипниковый узел. В сквозных крышках обязательно предусматривают уплотнение для предотвращения выхода масла из камеры подшипника через зазор между вращающимся валом и отверстием в крышке. Уплотнения бывают различных типов: манжетные, лабиринтные, войлочные и пр. В большинстве случаев на чертеже они обозначаются условно.

Приступим к вычерчиванию изображения крышки.

1. Создайте вспомогательную прямую, параллельную внутренней стенке редуктора, выше ее на 48 мм. После этого постройте еще две прямые, параллельные оси ведомого вала: первая на расстоянии d_22/2 (37, 5 мм), вторая – на расстоянии, равном половине внешнего диаметра крышки подшипника ведомого вала (100 мм).

2. Как я уже говорил, остальные размеры крышки определяете вы сами, конструктивно. По этой причине попытайтесь самостоятельно создать изображение, подобное показанному на рис. 2.91 (должны быть точно заданы только диаметр крышки и толщина фланца). В качестве границы изображения используйте вспомогательную линию, обозначающую радиус участка вала, входящего в отверстие крышки.

Рис. 2.91. Вычерчивание сквозной крышки подшипника ведомого вала

3. Создайте штриховку крышки (стиль – Металл, шаг – 2 мм, угол наклона – –45°). Уплотнение крышки обозначьте также штриховкой со следующими параметрами: стиль – Неметалл, шаг – 1 мм, угол равен –45°. Границы для штриховки уплотнения придется указывать вручную, для чего воспользуйтесь кнопкой Ручное рисование границ на панели специального управления.

4. Выделите изображение половины крышки и, нажав кнопку Симметрия, отобразите его относительно оси тихоходного вала.

5. На быстроходном валу с этой же стороны редуктора будет установлена глухая крышка. Полагаю, создание ее изображения не вызовет особого труда. Как уже говорилось выше, размеры для крышек подшипников ведущего вала: внешний диаметр крышки – 175 мм (то есть смещать вспомогательную линию относительно оси нужно на 87, 5 мм), толщина фланцев – 12 мм. После всего проделанного чертеж должен принять следующий вид (рис. 2.92).

Рис. 2.92. Подшипниковые узлы ведомого и ведущего валов

6. К сожалению, теперь уже нельзя воспользоваться обычным копированием, поскольку крышки подшипниковых узлов несимметричны. Вам придется повторить все описанные действия с учетом того, что на быстроходном валу необходимо создать сквозную крышку, а на тихоходном – глухую. При построении изображения сквозной крышки границей должна служить прямая, удаленная на 25 мм от оси ведущего вала (это радиус участка вала, входящего в крышку). Глухую крышку создавайте, как и для быстроходного вала, только по размерам крышки тихоходного.

7. Удалите вспомогательные линии (Редактор → Удалить → Вспомогательные кривые и точки → В текущем виде) и посмотрите на созданный чертеж (рис. 2.93).

Рис. 2.93. Готовое изображение подшипниковых узлов

Вы можете просто скопировать изображение крышки в свой чертеж из файла Шаг 8.cdw, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический.

Примечание

Не спешите размещать на крышках изображения фиксирующих болтов. Их значительно проще будет создать после вычерчивания главного вида, привязываясь к нему. Кроме того, не забывайте, что на грамотно выполненном чертеже все виды должны находиться строго в проекционной связи. Именно поэтому изображения болтов легче будет выполнить после их размещения на главном виде.

После доработки крышек подшипников можно вернуться к вычерчиванию корпуса редуктора. Собственно говоря, на виде сверху будет виден лишь фланец корпуса и сечения болтов, соединяющих его с таким же фланцем крышки. Ширина фланца зависит от диаметра болтов и определяется с учетом того, что между стенкой крышки и головкой болта должна свободно пройти лапа гаечного ключа. При расчете редуктора на прочность было определено следующее:

• болты, стягивающие корпус и крышку у бобышек, – М14, количество – 8 шт.;

• болты, стягивающие фланцы корпуса и крышки, – М10, количество – 6 шт.

Для болтов М10 минимально необходимая ширина фланца составляет 28 мм. Это означает, что расстояние от внутренней поверхности стенки корпуса редуктора до края фланца будет равняться 36 мм (с учетом толщины стенки корпуса).

Порядок создания изображения фланцев таков.

1. При помощи раскрывающегося списка на панели Текущее состояние сделайте текущим слой с названием Корпус.

2. Нажмите кнопку Параллельная прямая на панели инструментов Геометрия и последовательно постройте четыре вспомогательных прямых. Каждая прямая должна быть смещена на расстояние 36 мм от соответствующей ей линии, обозначающей внутреннюю поверхность стенки редуктора. Эти вспомогательные прямые и будут контуром фланца корпуса.

3. Далее следует создать изображение рассеченного болта, соединяющего бобышки. Центр отверстия под болт необходимо разместить следующим образом. По вертикали приблизительно посередине ширины фланца (например, на расстоянии 13, 5 мм от края фланца), а по горизонтали – немного смещенным вглубь от края крышки подшипника (в нашем примере 90 мм от оси для бобышек ведомого вала и 84 мм от оси для бобышек ведущего). Другими словами, размещение болтов следует определять конструктивно, основываясь на рекомендациях специализированной литературы или исходя из собственного опыта. Само изображение можно вычертить вручную, последовательно создавая окружность и дугу, изображающую резьбу, но можно прибегнуть к хитрости. В КОМПАС-График есть специальная прикладная библиотека для автоматического построения изображений резьбовых отверстий. Она находится в разделе Прочие и называется Прикладная библиотека КОМПАС. С помощью элемента Наружная резьба из раздела Резьбовые отверстия вы можете добавить в чертеж изображение отверстия с наружной резьбой с диаметром, равным диаметру болтов на бобышках (то есть 14 мм). Создав штриховку в этом отверстии, вы получите изображение, ничем не отличающееся от поперечного сечения болта.

Поскольку болты не ввинчиваются, а вставляются в корпус, отверстие в корпусе должно быть несколько больше диаметра болта. На чертеже его необходимо обозначить окружностью (инструмент Окружность панели Геометрия) с диаметром 15 мм (то есть на панели свойств после вызова команды нужно будет указать радиус 7, 5 мм). Сечение болта, построенное при помощи библиотеки и заполненное штриховкой (шаг – 1,5 мм), показано на рис. 2.94. Вспомогательная прямая, не проходящая через центр отверстия, – это и есть граница фланца корпуса (именно от нее мы откладывали вниз 13, 5 мм при построении вспомогательных линий для обозначения центра болта в бобышке).

Рис. 2.94. Изображение сечения болта

4. Теперь приступим к созданию изображения основания бобышки, выступающего за крышку и плавно переходящего во фланец. Для этого используйте инструмент Дуга на панели Геометрия. Эта команда строит дугу по ее центру и двум точкам. Пользуясь привязками, в качестве центра дуги укажите центр только что построенного сечения болта. Начальной точкой дуги будет левый нижний угол сечения крышки. Конечную точку разместите на вспомогательной прямой, обозначающей край фланца, для чего воспользуйтесь привязкой Пересечение (рис. 2.95). Завершите выполнение команды.

Рис. 2.95. Построение дуги – основания бобышки корпуса

5. Выделите дугу и все изображение сечения болта. Симметрично отобразите его относительно осевой линии ведомого вала. Затем еще раз отобразите относительно горизонтальной осевой всего вида полученный рисунок (вместе с только что созданным зеркальным изображением). Таким образом, вы получите изображения всех четырех бобышек в корпусе для ведомого вала.

6. Повторите пп. 3–5 для ведущего вала. Центр отверстия под болт в бобышке должен лежать на той же горизонтальной линии, что и для ведущего вала, но находиться немного ближе к оси вала (84 мм) за счет того, что диаметр крышки подшипника меньше. Основание бобышки выполните полностью аналогично.

7. Способом, аналогичным описанному в п. 3, создайте еще одно изображение болта, но уже диаметром 10 мм на расстоянии 13, 5 мм по оси X от левого края фланца и 44, 5 мм вверх по оси Y от осевой линии редуктора. После этого создайте еще одно такое же отверстие, размещенное на одном уровне по вертикали с отверстием под болт в бобышке, а по горизонтали – ровно посредине между предыдущим отверстием и все тем же отверстием в бобышке. Определить середину между двумя прямыми, проходящими через центры отверстия во фланце и в бобышке, можно при помощи инструмента Расстояние между 2 кривыми панели Измерения (2D). Затем вы можете построить еще одну вспомогательную линию, удаленную на половину данного расстояния от любой из прямых, проходящих через центр отверстий. Создать само отверстие можно с помощью инструмента Копирование панели Редактирование. Для этого сначала следует выделить объект для копирования, а затем, нажав кнопку Копирование, указать базовую точку – центр отверстия. Теперь вы можете создавать сколь угодно много копий выделенного объекта в пределах текущего вида, просто щелкая кнопкой мыши в окне документа (см. рис. 2.37). Зафиксируйте копию в необходимом месте. И наконец, создайте симметричную копию двух последних отверстий, а также постройте еще два таких же (диаметром 10 мм) на правой стороне фланца.

8. Нажмите кнопку Непрерывный ввод объектов и обведите контур фланцев корпуса (рис. 2.96). Удалите всю вспомогательную геометрию с чертежа. Используя команду Скругление, создайте четыре скругления радиусом 16 мм по углам фланцев. Отредактируйте положение горизонтальной осевой, выровняв ее характерные точки по краям фланцев корпуса редуктора. Не забудьте добавить также отрезки, определяющие пределы камер подшипников (слева и справа от каждого подшипника и маслоудерживающих колец). Можете изучить этот чертеж, загрузив файл Шаг 9.cdw, который находится в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Рис. 2.96. Завершающий этап рисования корпуса

Осталось вычертить изображения валов. Можно, как обычно, создать сетку вспомогательных линий и по ним построить контур вала. Однако поскольку уже почти все изображение вида сформировано, построить оба вала можно, просто привязываясь к характерным точкам существующих объектов.

Для выполнения чертежа валов необходимо сделать следующее.

1. При помощи менеджера документа создайте новый слой с названием Валы и назначьте его текущим.

2. Используя команду Непрерывный ввод объектов или последовательный ввод нескольких отдельных отрезков, сформируйте на слое изображение, показанное на рис. 2.97. Надеюсь, у вас не возникнет никаких трудностей, так как точных параметров или размеров при вводе геометрических объектов задавать не нужно. Все построение осуществляется только при помощи привязок. Единственная вспомогательная прямая служит для фиксирования границы участка вала под уплотнение. Она удалена от края выступа крышки подшипника на 5 мм (это достаточное расстояние, чтобы шкив или звездочка, насаженная на выходной конец вала, не касались головки фиксирующих крышку винтов).

Рис. 2.97. Вычерчивание ведомого вала (все слои, кроме системного и текущего, переведены в фоновый режим)

3. Создайте отрезок, обозначающий буртик на валу, в который упирается колесо при запрессовке на вал. Для этого постройте вспомогательную прямую, параллельную оси вала и смещенную вправо от нее на величину d_25/2 (то есть 45 мм). Начало отрезка разместите на внутренней поверхности стенки редуктора, а конец – на боковой поверхности колеса. С другой стороны зубчатое колесо фиксируется на валу специальным распорным кольцом, размещаемым между колесом и маслоудерживающим кольцом. Распорное кольцо имеет произвольные размеры. Примем его толщину равной 8 мм. Не забудьте сразу заштриховать его, выбрав как можно более мелкий шаг штриховки и установив угол равным –45° (рис. 2.98).

Рис. 2.98. Распорное кольцо для осевой фиксации зубчатого колеса

4. Дорисуем выходной конец вала. Его диаметр известен, а длина определяется либо рекомендациями в литературе, либо исходя из конкретных размеров ступицы шкива или звездочки, которые будут насажены на вал (конечно, если эти размеры известны). Примем длину этого участка вала равной 100 мм. Для ее построения нажмите кнопку Линия на панели инструментов Геометрия, убедитесь, что включен режим ввода отрезка. Вручную задайте абсциссу первой точки (d_21/2 = 35, 5 мм), а ординату зафиксируйте щелчком на чертеже. Введите длину создаваемого отрезка (100 мм) в соответствующее поле на панели свойств. Щелчком кнопкой мыши зафиксируйте отрезок. Следующий отрезок постройте перпендикулярно первому, выровняйте его конечную точку по осевой линии вала (абсцисса должна быть равна нулю). Обязательно создайте изображения фасок (длина – 2,5 мм, угол – 45°) на краях вала и при желании добавьте скругления между ступенями вала (диаметром 1–2 мм). Удалите всю вспомогательную геометрию – она больше не понадобится.

5. Выделите все изображение в слое, включая распорное кольцо. Рамку выделения для этого использовать неудобно, так как она обязательно захватит объекты с других слоев. Чтобы не выделять все составляющие элементы вала по отдельности, воспользуйтесь кнопкой Выделить слой указанием

панели Выделение. После ее вызова достаточно щелкнуть на любом геометрическом объекте нужного слоя, и система выделит все объекты, входящие в него. Выделив таким образом все изображение, создайте его зеркальную копию (инструмент Симметрия панели Редактирование). Теперь, наконец, можно отредактировать положение характерных точек осевой линии ведомого вала.

6. Осталось добавить изображения шпонок. Можно создать их собственноручно или использовать для этого стандартные средства КОМПАС. Запустите менеджер библиотек и раскройте в нем раздел Прочие. Дважды щелкните на строке Прикладная библиотека КОМПАС в правой части менеджера, перейдите в раздел ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ФИГУРЫ и двойным щелчком выберите элемент Паз, вид сверху. В появившемся окне задайте длину и ширину паза, затем нажмите кнопку OK и разместите паз на чертеже (рис. 2.99). Размеры шпонки на выходном участке вала (b × h × t) – 90 × 20 × 12 мм. Создайте еще одно изображение шпонки на этом же валу для соединения его с зубчатым колесом. Ее размеры – 110 × 22 × 14. Размеры шпонок приведены к стандартным и определены в результате расчета шпоночных соединений.

Рис. 2.99. Построение изображения шпонки (шпоночного паза) средствами КОМПАС

7. Перед началом построения ведущего вала необходимо определить способ его исполнения: отдельно или вместе с зубчатой шестерней. Основной характеристикой при этом является отношение диаметра западин зубьев шестерни к диаметру участка вала под шестерней. Если это отношение больше 0,6, то с целью экономии металла вал изготавливается отдельно от шестерни и соединяется с ней шпонкой, создавая сборочную единицу. В противном случае вал и шестерня создаются вместе, представляя собой одну деталь. Ознакомившись с результатами проектного расчета зубчатого зацепления и валов или просто измерив соответствующие расстояния на чертеже, вы можете убедиться, что в нашем редукторе вал и шестерня исполняются вместе. Исходя из этого, будем чертить ведущий вал.

Постройте две вспомогательные прямые, параллельные оси ведущего вала и удаленные от нее на расстояния d_11/2 (22,5) и d_14/2 (31,5) соответственно. Пользуясь привязками к вспомогательным линиям и элементам уже существующих объектов, создайте контур ведущего вала. Длину выходного участка примем равной 63 мм.

8. Обязательно выполните две фаски на концах вала (длина – 2,5 мм, угол – 45°). Можете также создать скругления в местах перехода вала в шестерню, а также во всех остальных переходах между ступенями вала-шестерни. Выделите и отобразите симметрично все изображение вала относительно оси. Отредактируйте положение осевой линии и создайте изображение шпонки, как это было описано в п. 6. Размеры шпонки ведущего вала – 56 × 14 × 9 мм.

Внимание!

В этом случае (перед выполнением команды Симметрия для ведущего вала) вы не можете использовать кнопку Выделить слой указанием панели Выделение, поскольку в текущем слое содержится также и изображение ведомого вала. Если вы примените данный инструмент, оно также будет выделено! Лучше сделать все слои фоновыми или невидимыми и выделить нужный фрагмент изображения при помощи рамки (секущей или обычной).

Изображение цилиндрического косозубого редуктора (а точнее его вид сверху в разрезе) практически готово (рис. 2.100). Осталось только расположить нужным образом фиксирующие винты на крышках подшипников. Это будет сделано позже, на одном из этапов разработки главного вида.

Рис. 2.100. Чертеж редуктора: вид сверху

Данный чертеж находится в файле Шаг 10.cdw, который располагается в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический.

Главный вид

Построить главный вид значительно проще, нежели вид сверху. Причин тому много. Во-первых, при рисовании изображения главного вида вы можете привязываться к объектам вида сверху, в частности, применяя вспомогательные прямые. Это существенно сэкономит время, так как отпадет необходимость каждый раз возвращаться к расчетным данным в поисках нужного значения размера и вводить его в некое поле на панели свойств. Во-вторых, на сборочных чертежах цилиндрических редукторов главный вид принято выполнять практически без разрезов, показывая внешний вид механизма и строение его корпусных деталей. Само изображение получается намного проще. Правда, это утверждение справедливо только для одноступенчатых конических и цилиндрических редукторов.

Если у вас есть знания о редукторах, навыки ручного черчения и хорошее объемное мышление, вы можете создать главный вид самостоятельно, отталкиваясь от уже созданного вида сверху. Полагаю, что после прочтения вышеизложенного материала у вас уже достаточно навыков для этого. Однако, несмотря на это, я приведу полное описание построения главного вида, в первую очередь для того, чтобы продемонстрировать некоторые, на мой взгляд, интересные приемы по связыванию изображения видов (то есть обеспечения полной проекционной связи одного вида с другим).

Начнем с создания нового вида на чертеже, в котором будет размещено все изображение главного вида редуктора. Сначала необходимо выполнить вспомогательную прямую, чтобы точно привязать точку начала координат нового вида.

1. Нажмите кнопку Вертикальная прямая на панели инструментов Геометрия, подведите указатель к точке начала координат вида сверху и, когда сработает привязка Ближайшая точка, зафиксируйте его. В результате будет создана вертикальная вспомогательная прямая, проходящая через точку начала координат вида сверху.

2. Перейдите на панель Ассоциативные виды компактной панели и нажмите кнопку Создать новый вид. На панели свойств задайте создаваемому виду имя Главный вид, масштаб – 1:2, а все остальные настройки оставьте установленными по умолчанию. Подведите указатель мыши к построенной вспомогательной прямой. Выполните команду Привязка → Точка на кривой контекстного меню (рис. 2.101). Щелкните кнопкой мыши возле вспомогательной прямой, приблизительно посредине между верхним краем листа и верхней точкой вида сверху. Сработает локальная привязка, и точка начала координат нового вида будет размещена точно на вертикальной прямой, то есть на одной линии с началом координат вида сверху.

Рис. 2.101. Размещение точки начала координат нового вида

3. При помощи команды Вертикальная прямая постройте несколько вспомогательных прямых, привязываясь к характерным точкам или объектам вида сверху. Вспомогательные прямые должны проходить через линию зацепления, характерные точки глухой крышки ведомого и сквозной крышки ведущего валов, а также через ступени части ведущего вала, выходящей из редуктора (рис. 2.102).

Рис. 2.102. Размещение вертикальных вспомогательных прямых

Теперь можно приступать к вычерчиванию изображения главного вида.

1. Используя команду Осевая линия по двум точкам панели Обозначения, постройте осевую на главном виде, совпадающую с вертикальной линией, которая проходит через осевую линию ведущего вала. Создайте также горизонтальную осевую линию, проходящую через точку начала координат главного вида.

2. Перейдите на панель Геометрия и нажмите кнопку Окружность. В раскрывающемся списке Стиль на панели свойств выберите стиль линии Осевая. Постройте по очереди две окружности, обозначающие делительные диаметры колеса и шестерни: центр первой окружности должен совпадать с точкой начала координат, центр второй – лежать на пересечении двух осевых, созданных при выполнении п. 1. Обратите внимание на то, что вам не нужно вручную вводить точное значение делительных диаметров! При построении обеих окружностей достаточно «растянуть» их радиус, привязываясь к вспомогательной линии, проходящей через линию зацепления. Чертеж на текущем этапе вы можете изучить, загрузив файл Шаг 11.cdw, который находится в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Примечание

После построения осевых линий вы можете сразу удалять использованные для этого вспомогательные прямые, чтобы не засорять чертеж. Они больше не нужны, поскольку при дальнейшем выполнении чертежа вы сможете привязываться к уже существующим осевым линиям.

3. Создайте в главном виде новый слой с названием Крышки и сделайте его текущим. Сформируйте в нем изображения крышек главного вида, а также фрагмент ведущего вала, торчащий из отверстия сквозной крышки. Это совсем не сложно: просто стройте по очереди окружности, привязывая их радиусы к вспомогательным прямым, проходящим через характерные точки вида сверху (рис. 2.103). Перед началом ввода окружностей не забудьте изменить стиль линии на Основная.

Рис. 2.103. Процесс построения крышек подшипников и выходного конца ведущего вала

4. Не выходя из режима создания окружности, вернитесь к стилю линии Осевая. Создайте окружность в каждой крышке, обозначающей диаметр размещения фиксирующих винтов (170 и 150 мм соответственно).

5. Теперь необходимо добавить рисунок головки фиксирующего винта. Его изображение, как и рисунки других стандартизованных крепежных элементов, содержится в конструкторской библиотеке системы КОМПАС-График. Откройте Менеджер библиотек, выберите папку Машиностроение и запустите находящуюся в ней конструкторскую библиотеку. Перейдите в раздел БОЛТЫ → БОЛТЫ НОРМАЛЬНЫЕ и дважды щелкните на строке Болт ГОСТ 7798—70. Появится диалоговое окно настройки параметров библиотечного элемента. Из раскрывающегося списка Диаметр выберите значение 12 (напомню, что это диаметр фиксирующих крышку винтов), установите переключатель в положение Вид сверху и снимите флажок Ось рисовать (рис. 2.104). После этого нажмите кнопку OK и вставьте изображение головки винта в точку пересечения вертикальной осевой крышки ведомого вала и осевой линии, обозначающей окружность размещения винтов. После фиксации точки вставки поверните изображение на 90°.

Рис. 2.104. Параметры создаваемого болта

6. Выделите созданную головку винта и нажмите на панели Редактирование кнопку Копия по окружности. В качестве центра копирования укажите точку начала координат (0;0), из раскрывающегося списка Количество копий выберите значение 6, а в группе кнопок Режим нажмите кнопку Вдоль всей окружности (рис. 2.105). Завершите формирование копий, нажав кнопку Создать объект.

Рис. 2.105. Выполнение команды Копирование по окружности

7. Повторите действия, описанные в пп. 5 и 6, для крышки ведущего вала.

Ненадолго прервем работу над главным видом. Если вы не забыли, мы еще не совсем закончили вид сверху. Создайте изображения винтов крышек подшипников на виде сверху следующим образом.

1. Выберите из списка Состояние видов на панели инструментов Текущее состояние вид под номером 1 (Вид сверху), в котором сделайте текущим слой Подшипниковые узлы.

2. Нажмите кнопку Вертикальная прямая на панели Геометрия и создайте четыре прямые, проходящие через центры шапочек винтов на главном виде, ось которых не совпадает с осью их крышки (осью вала) на виде сверху.

3. Снова откройте конструкторскую библиотеку и перейдите в раздел БОЛТЫ → БОЛТЫ НОРМАЛЬНЫЕ, в котором дважды щелкните на строке Болт ГОСТ 7798—70. Установите диаметр винта – 12 мм, длину – 14 мм (наименьшую возможную, так как нарезную часть болта все равно придется удалять с чертежа), установите переключатель в положение Вид и флажок Ось рисовать. Вставьте изображение болта в чертеж, зафиксировав его в точке пересечения одной из вспомогательных прямых (например, для ведущего вала) и линии наружной поверхности крышки подшипника (рис. 2.106, а). Используя инструмент Усечь кривую панели Редактирование, удалите по очереди ненужные линии с изображения винта, оставив только шапочку (рис. 2.106, б). Напомню, что для удаления кривой при помощи команды Усечь кривую необходимо подвести указатель к кривой и, когда она подсветится красным цветом, щелкнуть на ней кнопкой мыши.

Рис. 2.106. Формирование изображения фиксирующего винта: вставка винта из конструкторской библиотеки (а), удаление лишних линий (б)

4. Выделите полученное изображение. Несмотря на то что мы изрядно его «обрезали», болт все равно является графическим макрообъектом и его без проблем можно восстановить или отредактировать средствами библиотеки. Нажмите кнопку Копирование панели Редактирование и создайте две копии вдоль наружной поверхности крышки: одну на оси вала, а другую – на симметричной относительно оси вспомогательной прямой.

5. Аналогично описанному в пп. 3 и 4 выполните еще два винта на сквозной крышке этого же вала (третий создавать не нужно, так как он будет невиден за выступающей частью вала). При удалении невидимых линий придется усечь и часть головки винта, которая будет закрыта выступом крышки (рис. 2.107).

Рис. 2.107. Фиксирующий винт сквозной крышки ведущего вала

6. Повторите действия, описанные в пп. 3–5 для ведомого вала, после чего удалите всю вспомогательную геометрию. Если у вас возникли какие-либо трудности (в частности, с построением вспомогательных линий), воспользуйтесь чертежом в файле Шаг 12.cdw, который находится в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Продолжим работу над главным видом – начнем чертить крышку редуктора.

1. Создайте в главном виде новый слой, назовите его Крышка редуктора и сделайте текущим.

2. Как обычно, перед построением сформируем сетку вспомогательных линий. Используя команду Вертикальная прямая, постройте две прямые, проходящие через края левого фланца на виде сверху, а при помощи команды Параллельная прямая – одну прямую, на расстоянии 7, 5 мм (толщина стенки крышки редуктора) от внутренней поверхности корпуса (рис. 2.108). Эти линии обозначат начало фланца и стенки крышки редуктора на виде сверху. Создайте такие же три линии на фланце со стороны шестерни. Еще одну прямую постройте параллельно горизонтальной осевой главного вида, выше ее на величину толщины фланца крышки. Она определяется при расчете корпусных деталей редуктора на прочность, в нашем случае равняется 10 мм.

Рис. 2.108. Вспомогательные линии для построения корпуса редуктора

Примечание

Все линии следует строить на текущем слое главного вида, просто при их построении необходимо привязываться к геометрическим объектам на виде сверху.

Следующее изображение можно было бы сформировать с помощью различных команд для рисования графических примитивов, после чего удалить ненужные фрагменты дуг или отрезков. Однако я предлагаю сначала создать как можно больше вспомогательных линий, по ним построить требуемый контур, а затем одной командой удалить всю вспомогательную геометрию.

1. Нажмите кнопку Дуга на панели Геометрия, на панели свойств установите для нее стиль линии Вспомогательная. Создайте две дуги: первую с центром в начале координат (центр зубчатого колеса), вторую – в центре шестерни. Радиусы дуг задайте равными радиусам кривизны наружной поверхности стенки крышки над колесом и шестерней соответственно. Рассчитывать и вводить эти радиусы вручную нет необходимости. Просто при построении дуг растягивайте их радиус до точек пересечения горизонтальной оси редуктора с вспомогательной линией, обозначающей начало стенки крышки редуктора (это та линия, которую мы смещали на 7, 5 мм от внутренней поверхности корпуса), со стороны колеса или со стороны шестерни. Далее нажмите кнопку Отрезок, касательный к 2 кривым на панели Геометрия и по очереди щелкните на обеих дугах (оставьте для них стиль линии Вспомогательная). Система построит отрезок, касательный к двум указанным дугам окружностей (рис. 2.109).

Рис. 2.109. Сетка вспомогательных линий для построения крышки редуктора

2. Нажмите кнопку Непрерывный ввод объектов на панели Геометрия. На панели свойств выберите стиль линии Основная. Сформируйте контур крышки редуктора (включая фланцы), переключая при необходимости режим ввода с отрезка на дугу и привязываясь к точкам пересечения вспомогательных объектов. Полученный контур представлен на рис. 2.110.

Рис. 2.110. Построение контура крышки корпуса

3. Сформируйте изображение бобышки (начните с левой бобышки тихоходного вала). Высоту бобышки примите приблизительно равной 2/3 от радиуса крышки подшипника ведомого вала. Ширина верхней площадки бобышки определяется исходя из того, что на ней должна поместиться головка болта, вставленного в отверстие бобышки. Дорисуйте изображение фланца крышки редуктора, входящего в бобышку. Размеры фланцев определяются в основном конструктивно, поэтому ничего страшного, если у вас на чертеже они получатся немного не так, как показано на рис. 2.111.

Рис. 2.111. Создание бобышки и ее привязка к виду сверху

4. Выделите построенное изображение бобышки и симметрично отобразите его относительно вертикальной оси ведомого вала. Точно такие же бобышки постройте для крышки ведущего вала. Дорисуйте фланец по всей длине крышки редуктора, а также удалите ненужные линии (скругление над шестерней), которые будут закрыты правой бобышкой ведущего вала. Можете свериться с примером в файле Шаг 13.cdw, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический.

Примечание

Несмотря на то что крышка подшипников ведущего вала, как правило, имеет меньший диаметр, чем крышка ведомого, высота бобышек принимается одинаковой для обеих крышек. Это облегчает обработку корпусной детали после ее выплавки.

5. Удалите всю вспомогательную геометрию с чертежа. Завершите выполнение чертежа крышки редуктора, для чего дорисуйте следующие элементы (все они выполняются конструктивно):

1) создайте скругление радиусом 4 мм на краях фланцев;

2) добавьте с боков крышки ребра с отверстиями для крановых крюков, предназначенных для транспортировки крышки; радиус отверстий принимайте в пределах 10–20 мм;

3) постройте ребра жесткости над местами крепления крышек подшипников ведомого вала, толщину ребер рекомендуется принимать равной толщине стенки крышки редуктора. При построении изображения учтите, что ребра, как и места крепления крышек, немного расширяются при приближении к наружной стенке крышки редуктора;

4) в этом же слое можете сформировать изображение крышки смотрового отверстия. В некоторых книгах вы можете встретить рекомендуемые размеры для элементов этой крышки (собственно крышки, винтов и ручкиотдушины). Однако, поскольку крышка смотрового отверстия является маловажной с конструкторской точки зрения частью редуктора, вы можете также выполнить ее произвольно (без каких-либо привязок к точным размерам). Для успешного построения крышки смотрового отверстия сначала лучше сформировать сетку вспомогательных линий, отталкиваясь от прямолинейного участка контура крышки (рекомендую использовать команды Параллельная прямая и Перпендикулярная прямая).

При рисовании оставшихся элементов крышки редуктора и крышки смотрового отверстия ориентируйтесь на рис. 2.112.

Рис. 2.112. Завершение выполнения чертежа крышки редуктора

Теперь приступим к созданию корпуса редуктора. Сложностей с выполнением чертежа этой детали не должно быть, за исключением изображения маслоуказательного жезла. Кроме того, мы сможем воспользоваться некоторыми геометрическими элементами, построенными при работе над крышкой редуктора. Начнем рисование корпуса, как обычно, с создания нового слоя.

1. Вызовите Менеджер документа, в его левой части выделите пункт Главный вид. При помощи кнопки Создать слой на панели инструментов менеджера сформируйте новый слой с названием Корпус и сделайте его текущим.

2. Сформируйте следующие вспомогательные линии на чертеже:

· две вертикальные прямые, параллельные внутренней стенке корпуса редуктора и удаленные от них на величину толщины стенки редуктора (8 мм). Эти прямые нужно создать с использованием команды Параллельная прямая, привязываясь к линиям внутренней стенки на виде сверху (по аналогии к вспомогательным прямым при построении крышки, только тогда мы смещали их на 7, 5 мм);

· две дуги окружностей, выполненных стилем линии Вспомогательная, с центром в точках (0;0) и (0; aω) соответственно (напомню, что aω – 259 мм). Радиусы каждой из дуг необходимо определить при построении, растягивая их до точек пересечения построенных вспомогательных прямых и горизонтальной осевой главного вида;

· две горизонтальные прямые. Первая должна быть размещена ниже горизонтальной осевой вида на 262 мм (это значение получено при расчете геометрических параметров корпуса редуктора), а вторая – выше первой на 17 мм (толщина опорного фланца корпуса);

· две вертикальные прямые. Первая должна быть построена левее вертикальной осевой колеса на 130 мм, вторая – правее осевой шестерни на 13, 5 мм. Последние две прямые указывают границы опорных лап редуктора. Эти величины определяются конструктивно, грубо говоря, «на глаз». Необходимо следить, чтобы опорная площадка не была слишком короткой, иначе может увеличиться напряжение в фундаментных болтах, соединяющих корпус редуктора с рамой или полозками. Допускается делать корпус с вертикальными стенками (при этом площадь опорной площадки приблизительно равна площади сечения полости редуктора), однако такая конструкция корпуса значительно увеличивает объем масла, заливаемого в картер для смазки зубчатого зацепления и, кроме того, она выглядит не очень красиво.

3. Основываясь на четырех вспомогательных прямых, созданных последними, постройте прямоугольник при помощи одноименной команды. Используя инструмент Скругление на углах объекта панели Геометрия, сформируйте два скругления радиусом 6 мм на верхних углах прямоугольника (рис. 2.113). Построив опорный фланец, отредактируйте положение характерных точек двух вертикальных осевых: верхние точки по контуру крышки редуктора, нижние точки – по нижней границе опорного фланца.

Рис. 2.113. Опорный фланец корпуса редуктора

4. Выполните контур корпуса редуктора, отталкиваясь от точек пересечения вспомогательной геометрии. При построении контура стенки редуктора рекомендую воспользоваться инструментом Касательный отрезок через внешнюю точку панели Геометрия (рис. 2.114). В качестве кривой для касания укажите вспомогательную дугу, а начало этого отрезка должно совпадать с начальной (нижней) точкой дуги скругления изображения опорного фланца. Остальное изображение контура корпуса можно дорисовать, поочередно применяя инструменты Дуга и Отрезок или одной командой Непрерывный ввод объектов.

Рис. 2.114. Построение касательного отрезка

5. Создать бобышки и ребра жесткости на корпусе намного проще, чем на крышке. Выделите указанные геометрические объекты на крышке редуктора (для этого не обязательно переходить на слой с изображением крышки), нажмите кнопку Симметрия на панели Редактирование и выполните отображение относительно горизонтальной осевой. Как вы заметили, отображенное изображение осталось на том же слое, что и его прототип. В принципе, в этом нет ничего страшного. Однако если вы хотите, чтобы бобышки корпуса располагались на том же слое, что и сам корпус, вам следует выделить все отображенные объекты, вырезать их с чертежа (команда меню Редактор → Вырезать или сочетание клавиш Ctrl+X), после чего вставить на слой, на котором изображен корпус (команда меню Редактор → Вставить или сочетание клавиш Ctrl+V). Обязательно проследите, чтобы при удалении (вырезании) объектов чертежа и при их вставке вы указали в качестве базовой одну и ту же точку вида. Симметричное изображение необходимо будет немного отредактировать из-за того, что толщина фланца корпуса превышает толщину фланца крышки редуктора. Вам также придется вручную дорисовать ребро жесткости под крышкой ведущего вала. Завершив редактирование, удалите вспомогательную геометрию с чертежа (рис. 2.115).

Рис. 2.115. Чертеж корпуса редуктора

Выполнив все эти действия, вы можете свериться с чертежом Шаг 14.cdw, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический.

Однако это еще не все изображение корпуса редуктора. Чтобы можно было определять уровень масла без остановки и разборки редуктора, корпус должен содержать различные показывающие приспособления. Для нашего редуктора примем в качестве уровнемера маслоуказательный жезл (щуп), который вставляется в специальную нишу в корпусе редуктора. На чертеже эта ниша и сам жезл показываются в разрезе. Именно с выреза мы и начнем их создание.

1. Постройте три прямых: первую параллельно передней стенке редуктора, смещенной от нее внутрь корпуса на 8 мм, две последующие параллельно нижней границе опорного фланца, смещенные соответственно на 4 и 12 мм вверх от нее.

2. По построенным вспомогательным прямым начните создание выреза (рис. 2.116): дорисуйте внутреннюю поверхность стенки корпуса, удалите ненужные дуги и линии (при помощи команды Усечь кривую) и создайте линию-границу разреза (команда – Кивая Безье, стиль линии – Для линии обрыва).

Рис. 2.116. Начало построения выреза в корпусе

3. Теперь нужно создать изображение маслоуказательного жезла. Если вы имеете точные размеры этой детали (они приводятся в специальной литературе), можете выполнить ее на чертеже самостоятельно. На самом деле щуп, как и крышка смотрового отверстия, не является очень важной деталью в редукторе, поэтому его зачастую выполняют произвольно (в реальных условиях на производстве его иногда вообще заменяют куском проволоки или каким-либо другим подобным предметом). Поэтому я избавлю вас от необходимости тратить время на рисование этого элемента. Вы можете просто вставить маслоуказательный жезл из готового фрагмента в файле Щуп.frw (находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический), для чего следует выполнить команду контекстного меню Вставить внешний фрагмент. Появится окно выбора файла фрагмента. Указав файл,  определите точку вставки (фиксации изображения). После завершения выполнения команды отредактируйте угол поворота вставленного фрагмента относительно других объектов чертежа (поворачивание осуществляется при помощи характерных точек). Размеры ниши для размещения жезла принимаются конструктивно (желательно, чтобы жезл на 2/3 погружался в масло, залитое в корпус редуктора). Вставленное изображение жезла и вспомогательная геометрия для построения ниши показаны на рис. 2.117. Вспомогательные линии нужно создавать уже после вставки и поворота изображения жезла.

Рис. 2.117. Вставленное изображение маслоуказательного жезла

Примечание

Вставить внешний фрагмент можно тремя способами: Взять в документ (изображение фрагмента составляет единое целое, но не содержит ссылки на файл источник), Внешней ссылкой (помещенный фрагмент поддерживает связь с файлом, из которого был вставлен, и изменяется, если этот файл был изменен) и Рассыпать (фрагмент помещается как набор обычных геометрических примитивов). Выбор способа вставки осуществляется при помощи кнопокпереключателей на панели свойств или подменю Способ вставки контекстного меню. Рекомендую всегда использовать второй способ предусматривающий связь с файлом, поскольку вы всегда можете разрушить фрагмент на составляющие, тем самым разорвав связь с файлом-источником. При первых двух способах вставки фрагменты не могут быть отредактированы средствами КОМПАС-График без предварительного разрушения.

4. Для завершения вычерчивания разреза дорисуйте нишу, удалите ненужные линии в разрезе, создайте штриховку корпуса и обозначьте дугу линии вершин зубьев колеса (диаметр 415 мм), которая видима в разрезе (рис. 2.118).

Рис. 2.118. Маслоуказательный жезл

5. Завершающим штрихом создания слоя Корпус является выполнение изображения маслосливной пробки. Чаще всего ее размещают в нижней части задней стенки редуктора, а на главном виде показывают в разрезе, подобно маслоуказательному жезлу. Полагаю, в нашем примере еще один разрез будет лишним, поэтому построим изображение пробки в боковой стенке редуктора без разрезов. Полный чертеж корпуса находится в файле Шаг 15.cdw, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический.

Если сейчас внимательно посмотреть на выполненный чертеж главного вида, то, даже не имея большого опыта в конструировании, можно ощутить, что чего-то не хватает. Если после этого вы еще внимательнее рассмотрите вид сверху, то без труда поймете, чего именно: на фланцах и бобышках корпуса и крышки недостает крепежных элементов.

Для предотвращения отвинчивания болтов, соединяющих корпус с крышкой, при ударных или вибрационных нагрузках на редуктор под гайку перед закручиванием устанавливается упругая шайба. Изображения стандартных шайб, как и болтов и гаек, можно вставить из конструкторской библиотеки системы КОМПАС-График. Однако не спешите помещать в чертеж по отдельности все элементы, формирующие болтовое соединение (крепежный элемент). В той же конструкторской библиотеке есть специальная команда (не входящая ни в одну из групп) – Крепежный элемент. После ее выбора появится диалоговое окно, позволяющее настроить внешний вид и характеристики создаваемого крепежного элемента (рис. 2.119). На вкладке Все элементы вы можете выбирать любые стандартные элементы крепежа, после чего при помощи кнопки Добавить

(или простым перетаскиванием) добавлять их в состав свого крепежного элемента. Задайте такие настройки крепежного элемента: болт по ГОСТ 7798—70, шайба по ГОСТ 6402—70 и гайка по ГОСТ 5915—70. Обратите внимание, что шайба и гайка размещены в нижнем списке, что указывает системе на необходимость размещения этих элементов внизу болта, а не у его головки. Установите переключатель в положение Главный вид, а в области Рисовать участок снимите флажок Средний. Если этот флажок уставлен, значит, в изображении крепежного элемента болт будет отрисован от основания головки до шайбы. Поскольку на главном виде все крепежные элементы будут изображены без разреза, то нам эта часть изображения не нужна (ее все равно пришлось бы удалять вручную). Сняв данный флажок, вы автоматически избавитесь от части изображения болта, невидимой за фланцами крышки и корпуса.

Для построения крепежных элементов сделайте следующее.

1. Создайте новый слой, назовите его Крепеж и сделайте текущим.

2. Нажмите кнопку Вертикальная прямая на панели Геометрия. Постройте вертикальные прямые, проходящие через центры всех крепежных элементов (их сечений) на виде сверху. Таких прямых должно быть семь, четыре для болтов на бобышках и три для болтов на фланцах.

3. Выберите в конструкторской библиотеке объект Крепежный элемент. Появится диалоговое окно (см. рис. 2.119).

Рис. 2.119. Диалоговое окно Крепежный элемент

4. Выберите из раскрывающегося списка Диаметр d значение 10 (диаметр болтов, соединяющих фланцы), остальные параметры настройте, как было описано выше.

5. Нажмите OK, чтобы начать вставку. При этом помещаемый крепежный элемент свободно перемещается по чертежу и отрисовывается фантомом (напомню, фантом – это временное изображение объекта тонкими линиями в серых тонах). Щелкните кнопкой мыши на точке пересечения крайней левой вспомогательной прямой и верхней границы фланца крышки редуктора. После фиксации головки болта крепежного пакета отрегулируйте его длину (она свободно изменяется), зафиксировав вторую точку на той же вертикальной прямой, но на нижней границе фланца корпуса (рис. 2.120, а). Обратите внимание: несмотря на то что в фантоме крепежного элемента болт был отрисован полностью, после окончательной фиксации пакета в чертеже средний участок его пропадает (не изображается), как и было указано в окне настроек библиотеки (рис. 2.120, б).

Рис. 2.120. Крепежный элемент: размещение фантома на чертеже (а), зафиксированный элемент (б)

6. Не выходя из библиотечной команды (то есть не прерывая процесс вставки), постройте еще два таких же крепежных элемента. После перейдите к формированию крепежа на бобышках. По составу он ничем не отличается от крепежного пакета, соединяющего фланцы корпуса и крышки, только диаметр соединения (диаметр резьбы болта, гайки и диаметр шайбы) несколько больше – 14 мм. Для этой цели воспользуйтесь командой меню текущей операции библиотеки – Параметры. Если вы не завершили выполнение текущей библиотечной операции, то меню будет доступно в левом верхнем углу главного окна программы (рис. 2.121). Дважды щелкнув на пункте Параметры, вы вновь вызовете окно Крепежный элемент, в котором можно настроить параметры новых крепежных пакетов и продолжить их ввод. В нашем случае необходимо лишь изменить диаметр, выбрав из раскрывающегося списка значение 14. Нажмите OK и продолжите размещение крепежа на чертеже (убедитесь, что диаметр всех составляющих крепежного пакета изменился и стал равен 14 мм). Аналогично созданию соединений на фланцах, постройте четыре крепежных элемента на бобышках главного вида. Удалите часть контура крышки и корпуса, которая была перекрыта изображением болта крайней правой бобышки.

Рис. 2.121. Меню операции вставки крепежного элемента из библиотеки

Совет

Возможно, вы обращали внимание, что окно, похожее на показанное на рис. 2.121, появлялось при выполнении различных библиотечных команд. Советую чаще пользоваться присутствующими в нем командами. Например, при вставке одиночного болта или гайки в таком меню присутствуют команды для динамического переключения типа отображения (вид сбоку, вид сверху и т. п.), что позволяет вставить в чертеж несколько видов одного и того же объекта без вызова диалогового окна настроек элемента. Команды меню различаются для каждой конкретной библиотеки.

7. Удалите все вспомогательные прямые. Можете ознакомиться с текущим этапом выполнения чертежа редуктора, загрузив файла Шаг 16.cdw, который находится в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска. В этом файле для большей наглядности сохранена вся вспомогательная геометрия.

Иногда, согласно требованиям выполнения и оформления сборочных чертежей, один или несколько крепежных элементов необходимо показывать в разрезе. Вы можете вручную дорисовать отверстие болта, однако система КОМПАС-График предлагает более изящное решение.

Допустим, необходимо показать «открытым» первый слева болт, соединяющий фланцы корпуса и крышки. Дважды щелкните на нем, чтобы запустить его редактирование. Поскольку этот крепежный пакет является библиотечным элементом, то при двойном щелчке на нем будет вызвана библиотечная команда, при помощи которой этот элемент создавался, то есть диалоговое окно Крепежный элемент. В этом окне установите флажок Средний в области Рисовать участок и флажок Отверстие (он обеспечит создание линий отверстия в которое вставляется болт). Нажмите кнопку ОK и посмотрите на чертеж: большую часть из того, что необходимо для выреза, система сформировала самостоятельно! Вам остается только добавить кривую Безье (выполненную стилем линии Для линии обрыва), ограничивающую вырез, и создать штриховку (рис. 2.122).

Рис. 2.122. Крепежный элемент (показан в вырезе)

Мы успешно завершили рисование изображения главного вида (рис. 2.123), а значит, и всего достаточно сложного сборочного чертежа машиностроительного редуктора в системе КОМПАС-График. Перед нами на листе формата А2 размещены два ортогональных проекционных вида, связанных между собой и построенных точно по размерам, полученным в результате проектного расчета. Однако это еще не чертеж, а всего лишь рисунок. Чтобы созданное изображение стало настоящим чертежом, не хватает размеров, точно определяющих геометрию и взаимное положение деталей редуктора, а также пронумерованных позиций, которые позже будут связаны с соответствующими строками в спецификации, описывающими ту или иную деталь.

Рис. 2.123. Чертеж редуктора (главный вид)

Проставление размеров и позиций

На чертежах редукторов, как правило, проставляются такие основные типы размеров:

• габаритные;

• присоединительные (с указанием квалитетов, допусков и посадок, где необходимо);

• межосевое расстояние;

• размеры и размещение фундаментных болтов (в примере не создаются).

Иногда на чертежах размещают и другие размеры, например диаметры крепежных элементов или зубчатых колес, хотя это нежелательно. Перенасыщенность чертежа размерами только усложняет его чтение и понимание. Вообще, на сборочном чертеже должны быть только те размеры, которые необходимы при сборке механизма, а также монтаже редуктора на раме, а размеры для точного изготовления деталей проставляются на деталировочных чертежах.

Начнем с нанесения трех габаритных размеров: наибольшие габариты по длине, высоте и ширине редуктора.

Чтобы как-либо отделить размеры от остального изображения, создайте на главном виде новый слой Размеры (это последний слой, который мы создадим). Нажмите кнопку Линейный размер на панели Размеры. Укажите по очереди крайнюю левую и крайнюю правую точки главного вида (рис. 2.124). На панели свойств в группе кнопок Тип нажмите кнопку Горизонтальный

Переместите указатель мыши вверх и зафиксируйте третью точку, определяющую положение размерной линии. Значение размера будет определено автоматически (разумеется, с учетом масштаба текущего вида).

Рис. 2.124. Указание точек для нанесения габаритного размера

Внимание!

Всегда размещайте размеры, значение которых устанавливается по умолчанию, в том же виде, что и объект, для которого они размещаются! В противном случае вы рискуете получить неверное значение номинала в размерной надписи, если масштаб вида изображения и масштаб вида, где проставлены размеры, не совпадают.

По аналогии постройте габаритный размер по высоте редуктора (между самой высшей точкой крышки редуктора и опорной плоскостью лапы корпуса). В этом случае необходимо создавать вертикальный размер. Зафиксировать размерную линию желательно справа, где-то за пределами изображения.

Чтобы создать третий габаритный размер (по ширине), перейдите в вид сверху и создайте в нем новый слой также с названием Размеры. Сделайте этот слой текущим. С помощью инструмента Линейный размер постройте вертикальный размер между крайними точками тихоходного и быстроходного валов (рис. 2.125).

Рис. 2.125. Габаритный размер по ширине

Теперь расставим присоединительные размеры. Они включают диаметры сопрягаемых участков валов (с указанием допусков и квалитетов), длину выходных ступеней обоих валов, а также диаметры и привязки центров отверстий под фундаментные болты в лапах редуктора (эти размеры в примере пропущены).

Не выходя со слоя Размеры в виде сверху, опять используйте инструмент Линейный размер. Создайте вертикальный размер, обозначающий диаметр ступени под подшипник ведомого вала, но не спешите задавать третью точку для фиксации размерной надписи. Как вы понимаете, для этого размера обязательно нужно указать квалитет. Чтобы настроить размерную надпись, щелкните на поле Текст панели свойств, в результате чего появится диалоговое окно Задание размерной надписи (см. рис. 2.47). В этом окне установите переключатель Символ в положение Ж. После этого в поле предварительного просмотра в нижней части окна перед значением номинала должен отобразиться соответствующий значок. В поле размера номинала должно быть реальное значение размера – 80 мм, а флажок Авто должен быть установлен.

Щелкните на кнопке Квалитет для вызова окна выбора квалитета (рис. 2.126). Установите переключатель Показать квалитеты для в положение вала. В списке Предпочтительные выберите значение k6 и щелкните на кнопке OK. В окне Задание размерной надписи установите флажок Включить справа от поля со значением квалитета и нажмите ОK. После этого вы можете зафиксировать положение размерной надписи (рис. 2.127).

Рис. 2.126. Диалоговое окно Выбор квалитета

Рис. 2.127. Размер с квалитетом ступени вала под подшипник

Создавая предыдущий размер, мы выбирали квалитет только для вала, поскольку квалитет отверстия насаженного на него подшипника не указывается (подшипник – стандартная деталь). Однако, формируя размер для ступени вала, сопряженной с зубчатым колесом, квалитет нужно будет указывать и для колеса, и для вала. К сожалению, в этом случае размерную надпись придется дополнять нужной информацией вручную.

Соединение зубчатого колеса с валом, как правило, выполняется по посадке H7/p6. Для добавления такой надписи после значения номинала необходимо в окне Задание размерной надписи установить курсор в поле Текст после, далее выполнить команду меню данного окна Вставить → Дробь → Средней высоты и вручную набрать в числителе квалитет отверстия в колесе H7, а в знаменателе – квалитет вала p6. Не забудьте выбрать значок диаметра. После фиксации размерной надписи вы получите следующее изображение размера на чертеже (рис. 2.128).

Рис. 2.128. Размер посадки колеса на вал

Подобно размещению размера на участке вала под подшипник, проставьте диаметры всех остальных ступеней вала, а также длину последнего участка (рис. 2.129). Создайте такой же набор размеров для ведущего вала.

Рис. 2.129. Размеры ступеней ведомого вала

Теперь нужно проставить межосевое расстояние. Этот размер лучше всего разместить на главном виде, для чего перейдите в этот вид, сделайте текущим слой Размеры и постройте горизонтальный размер между двумя вертикальными осевыми. Чертеж с проставленными размерами вы можете изучить, загрузив файл Шаг 17.cdw из папки Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Мы подошли к завершающему этапу создания сборочного чертежа редуктора. Осталось лишь проставить обозначения позиций ко всем деталям, входящим в редуктор. В этом нет ничего сложного, особенно по сравнению с той работой, которую мы уже проделали. В КОМПАС-График разместить все позиции можно за один вызов команды Обозначение позиций (ее кнопка находится на панели Обозначения).

Перейдите в системный вид чертежа (он имеет нулевой номер). Масштаб вида здесь не имеет значения, поскольку позиционные линии-выноски лишь указывают на деталь, но не определяют ее геометрические размеры. Нажмите кнопку Обозначение позиций. Для размещения позиционной линии достаточно указать всего две точки на чертеже: первая – точка, в которую упирается линия-выноска (то есть любая точка на изображении детали, которой отвечает текущая позиция), вторая – опорная точка для размещения полки с номером позиции. После задания второй точки иногда еще приходится редактировать размещение полки – слева или справа от указанной точки. Для этого существуют две кнопки-переключателя на панели свойств. В принципе, это все. Следить за правильностью нумерации позиций не надо (система отслеживает это автоматически), поэтому вам не нужно будет вводить какие-либо значения вручную. Для объединения позиций (так иногда поступают при обозначении крепежного элемента, состоящего из нескольких стандартных деталей, чтобы не перенасыщать чертеж линиями-выносками) вы можете заполнить надпись позиционной линии выноски в окне Введите текст (рис. 2.130). Это окно вызывается щелчком кнопки мыши на поле Текст панели свойств.

Рис. 2.130. Объединение нескольких позиций

Проставив все позиции для стандартных и уникальных деталей (всего в редукторе их должно быть 31), вы можете выровнять положение полок, используя команды системного меню Инструменты → Выровнять позиции по горизонтали и Инструменты → Выровнять позиции по вертикали или кнопки Выровнять позиции по горизонтали и Выровнять позиции по вертикали, находящиеся в одной группе с кнопкой Обозначение позиций на панели Измерения. Для этого выделите позиции, которые собираетесь выравнивать, выполните соответствующую команду и укажите точку, по которой система выровняет полки с номерами позиций.

Чертеж одноступенчатого цилиндрического редуктора полностью готов (рис. 2.131).

Рис. 2.131. Цилиндрический одноступенчатый редуктор

Итоговый чертеж вы можете изучить, загрузив файл Шаг 18.cdw из папки Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Создание деталировочного чертежа зубчатого колеса

В начале этого раздела упоминалось еще об одном практическом примере, касающемся оформления чертежей в системе КОМПАС-График. Чтобы не отступать от логики изложения материала, в качестве этого примера выполним оформление конструкторского чертежа детали зубчатого колеса, входящей в только что спроектированный редуктор. Этот пример будет небольшим по сравнению с предыдущим. Тем не менее он содержит важную информацию по формированию деталировочных чертежей, занимающих значительную долю среди всей конструкторской документации, сопровождающей выпуск сложного изделия. Я не буду подробно описывать нюансы построения геометрии, так как полагаю, что всего приведенного выше достаточно для создания изображений любой сложности. Рисовать на новом чертеже нам придется очень мало, поскольку основное изображение колеса будет вставлено со сборочного чертежа редуктора.

Создадим чертеж колеса на новом документе (при желании вы можете разместить этот чертеж в одном документе с изображением редуктора, добавив к нему новый лист). Создайте новый документ и настройте его параметры следующим образом: формат – А3, ориентация – горизонтальная, стиль оформления оставьте заданным по умолчанию. Сформируйте в документе новый вид с масштабом 1:2 и назовите его Зубчатое колесо. Точку начала координат вида поместите посредине листа, немного ближе к его левой стороне. Теперь можно приступать к построению чертежа.

1. Откройте документ, содержащий сборочный чертеж редуктора. Нажмите кнопку Выделить слой указанием на панели Выделение. Щелчком кнопкой мыши на изображении колеса выделите слой с зубчатым колесом. При помощи сочетания клавиш Ctrl+C скопируйте выделенные элементы чертежа в буфер обмена. В качестве точки привязки укажите точку пересечения осей колеса (точка начала координат вида сверху).

2. Перейдите в окно представления только что созданного документа. Убедитесь, что текущим является вид Зубчатое колесо. Нажмите сочетание клавиш Ctrl+V и вставьте изображение колеса в чертеж, привязав его к точке начала координат вида. Выделите вставленное изображение, после чего, используя команду Поворот, расположите колесо вертикально, развернув его на 90° вокруг точки начала координат.

3. Немного правее от вставленного изображения постройте профиль отверстия в ступице, принимая, что глубина шпоночного паза при диаметре отверстия 85 мм равна 5, 4 мм, а ширина паза – 20 мм. Отталкиваясь от профиля отверстия, отредактируйте сечение колеса, дорисовав шпоночный паз в разрезе (рис. 2.132).

Рис. 2.132. Доработка чертежа зубчатого колеса

4. Удалите всю вспомогательную геометрию с чертежа. Больше редактировать само изображение колеса не придется.

Теперь можно приступать к оформлению деталировочного чертежа. Начнем с простановки размеров. Как уже отмечалось ранее, на деталировочном чертеже должны присутствовать все размеры изделия, необходимые и достаточные для его изготовления и обработки.

При помощи инструмента Линейный размер последовательно проставьте размеры следующих диаметров (рис. 2.133):

• ступицы колеса;

• размещения отверстий в дисках и диаметр одного такого отверстия;

• обода;

• выступов зубьев колеса;

• отверстия в ступице (отверстия под вал) с указанием квалитета.

Рис. 2.133. Проставление диаметральных размеров колеса

При формировании размерной надписи этих размеров следует установить флажок Авто в окне настроек размерной надписи (это говорит о необходимости автоматически определять значение номинала), а также указать значок Ж перед номиналом. Для размера отверстия в диске в поле Текст до введите текст 4отв., обозначающий, что отверстий такого диаметра в колесе должно быть четыре. Делительный диаметр на чертеже обозначать не нужно, так как он будет приведен в таблице характеристик зубчатого колеса.

Не совсем простой может оказаться задача построения размера отверстия в ступице (на рис. 2.133 показан справа). Этот размер не может быть привязан к двум точкам, так как в верхней части отверстия показан шпоночный паз в разрезе. На чертежах такой диаметральный размер обозначают, привязываясь только к одной выносной линии (эта линия указывает, к какому именно отверстию этот размер относится). Чтобы убрать верхнюю выносную линию, необходимо перед окончательной фиксацией размера на панели свойств перейти на вкладку Параметры и отжать кнопку Отрисовка второй выносной линии. Далее из раскрывающегося списка Стрелка (для второй выносной линии) выбрать пункт Без стрелки. Как указать квалитет, было рассказано выше (разумеется, этот квалитет должен совпадать с тем, который указан на сборочном чертеже). Не забудьте установить флажок Включить возле поля со значением квалитета, чтобы он отобразился в размерной надписи.

Следующая группа размеров также создается с применением команды Линейный размер, только это уже не диаметральные, а действительно линейные размеры. Все отличие в их построении состоит только в установке в окне Задание размерной надписи переключателя Символ в положение Нет. Эти размеры включают:

• ширину колеса;

• расстояние от боковой поверхности диска до торца обода (указываются два размера с обеих сторон);

• обозначение параметров фаски отверстия под вал и фаски на краях обода. Поскольку в нашем колесе все эти фаски имеют одинаковые параметры (2,5 · 45°), то фаска обозначается один раз, но при этом на размере указывается, что таких фасок на колесе предусмотрено четыре (рис. 2.134).

Рис. 2.134. Размер фаски

Чтобы создать такой размер (см. рис. 2.134), после вызова окна настроек размерной надписи необходимо выполнить следующее.

1. В окне настроек размерной надписи возле поля Текст после нажать кнопку ґ45° для добавления соответствующего знака после номинала.

2. Нажать кнопку >> в правом нижнем углу окна Задание размерной надписи. После этого диалоговое окно увеличится и в правом верхнем углу появится поле Текст под размерной надписью, где следует ввести текст 4 фаски.

3. Нажать кнопку ОK и зафиксировать положение размерной надписи.

На чертеже колеса еще необходимо проставить радиусы скруглений в местах перехода диска в обод и ступицу. Для этого используйте команду Радиальный размер панели Размеры. Чтобы сформировать этот размер, достаточно просто указать дугу, радиус которой необходимо проставить. Однако на нашем чертеже все эти дуги имеют слишком маленький радиус, и стрелка размера (соответственно, и размерная надпись) не помещается в промежутке между центром скругления и опорной точкой радиального размера. По умолчанию система КОМПАС размещает этот размер вне дуги окружности, при этом дорисовывая дугу тонкой линией (рис. 2.135, а). Согласитесь, это выглядит не совсем красиво. Чтобы настроить положение стрелки и размерной надписи во время ввода размера (точнее, после указания дуги, но до окончательной фиксации размера), на панели свойств перейдите на вкладку Параметры. Из раскрывающегося списка Размещение текста выберите пункт Ручное и нажмите кнопку Стрелки изнутри. Теперь вы можете построить нормальный радиальный размер даже для самых маленьких дуг (рис. 2.135, б).

Рис. 2.135. Радиальный размер для дуг небольшого радиуса: простановка, предлагаемая системой по умолчанию (а), и вид после настроек (б)

Следующим шагом при оформлении будет простановка шероховатостей на чертеже (то есть допустимых значений микронеровностей поверхности изделия). Обозначение шероховатости вводится на чертеже для указания требований к качеству обработки той или иной поверхности изготовляемого изделия.

Как и позиции на чертеже, все знаки шероховатости можно проставить за один вызов команды Шероховатость (она также находится на панели инструментов Обозначения). Для формирования знака шероховатости сделайте следующее.

1. Выберите тип знака в группе кнопок-переключателей Тип на панели свойств.

2. При необходимости в специальном окне введите текст, который будет отображен на знаке шероховатости (рис. 2.136). Это окно вызывается щелчком на поле Текст панели свойств. Как правило, в данном окне вводится максимально допустимое (после чистовой обработки) среднее арифметическое отклонение профиля выступов и впадин поверхности изделия Ra.

Рис. 2.136. Окно ввода надписей знака шероховатости

3. Завершив ввод текста, укажите линию на чертеже, к которой будет привязано изображение знака шероховатости, после чего зафиксируйте сам знак в любой точке на этой линии.

Совет

Вы можете ввести значение шероховатости (Ra, Rz или Rmax) без вызова окна Введите текст. Для этого щелкните правой кнопкой мыши на поле Текст панели свойств и из появившегося меню выберите необходимое значение. Это удобно еще и тем, что в меню присутствуют только нормализованные (допустимые) значения шероховатостей.

Используя команду Шероховатость, постройте знаки шероховатости следующим образом (рис. 2.137):

• по одному знаку шероховатости, указывающему, что поверхность не требует дополнительной обработки (кнопка Без удаления слоя материала

на панели свойств), на обеих сторонах диска;

Рис. 2.137. Простановка знаков шероховатости

• знак шероховатости Без указания вида обработки (кнопка

) со значением шероховатости 1,25 мкм (по шкале Ra) на линии зацепления;

• три знака шероховатости также без указания вида обработки, но с шероховатостью 3, 2 мкм на торцевых поверхностях колеса, а также на поверхности вершин зубьев;

• еще один знак шероховатости (1,25 мкм) на внутренней поверхности отверстия под вал в ступице колеса.

В деталировочных чертежах почти всегда обязательно должен быть знак неуказанной шероховатости. Он обозначает требуемую шероховатость для поверхностей изделия, для которых шероховатость не проставлена на самом чертеже. Знак неуказанной шероховатости размещается в правом верхнем углу чертежа.

Чтобы добавить этот знак на чертеж, выполните команду меню Вставка → Неуказанная шероховатость → Ввод. В появившемся окне Знак неуказанной шероховатости вы можете настроить внешний вид знака: выбрать его тип, ввести текст (значение шероховатости), а также добавить знак в скобках. Завершив настройку отображения знака неуказанной шероховатости, выполните команду меню Вставка → Неуказанная шероховатость → Размещение. По умолчанию знак размещается в верхнем правом углу листа чертежа (рис. 2.138), но при необходимости вы можете отредактировать его размещение, перетащив его за характерную точку.

Рис. 2.138. Знак неуказанной шероховатости

На чертеже колеса осталось проставить допуски форм и взаимного расположения поверхностей. Перед этим необходимо выбрать и обозначить базу на чертеже, поскольку все отклонения проставляются с привязкой к конкретной базе.

В качестве базовой поверхности выберем отверстия под вал в колесе. Нажмите кнопку База на панели Обозначения, щелкните на линии, обозначающей поверхность отверстия в разрезе, после чего зафиксируйте положение знака базы. Текст вводить не нужно, так как система автоматически установит буквенное обозначение базы (в нашем случае – А, поскольку никаких других баз, вырезов, разрезов или линий выносок на чертеже нет). Теперь можно проставлять допуски формы и расположения.

В качестве примера рассмотрим простановку допуска радиального биения поверхности зубьев колеса.

1. Нажмите кнопку Допуск формы на панели Обозначения. На панели свойств щелкните на кнопке Создание таблицы в полуавтоматическом режиме

Откроется окно, позволяющее сформировать и заполнить таблицу допуска (рис. 2.139).

Рис. 2.139. Диалоговое окно Обозначение допуска

2. Из раскрывающегося списка Знак окна Обозначение допуска выберите значок, обозначающий допуск на биение. В текстовом поле области Числовое значение введите величину допуска, а в области База 1 введите обозначение базы, относительно которой указывается допуск. При помощи кнопки, которая находится под текстовым полем с обозначением базы, вы можете вызвать окно со списком всех доступных баз в документе.

Совет

Величина допуска, которая задается в таблице, должна быть согласована со стандартами. Вместо того чтобы вводить ее вручную, вы можете вызвать меню с перечнем всех стандартных значений, дважды щелкнув кнопкой мыши на текстовом поле в области Числовое значение.

3. Сформировав таблицу допуска, укажите точку ее привязки на чертеже. После этого необходимо создать стрелку, указывающую на поверхность, к которой данный допуск относится. Для этого щелкните на кнопке Ответвление со стрелкой

на панели специального управления. Создайте стрелку, привязав ее начало к одной из точек на контуре таблицы, а указатель зафиксировав на поверхности, для которой проставляется допуск биения.

4. Для фиксации допуска нажмите кнопку Создать объект.

5. Аналогично выполните допуск торцевого биения колеса (обозначение и база те же, а величина допуска – 0,08).

Созданные обозначения допусков биения поверхностей показаны на рис. 2.140.

Рис. 2.140. Допуски форм и размещения поверхностей

Выполните еще один допуск формы, а именно допуск параллельности боковых поверхностей колеса. Он не требует привязки к базе, поэтому ее обозначения нет в таблице. Параллельность проверяется для двух поверхностей, так что таблица допуска привязывается к одной из них (рис. 2.141). Чтобы указать опорную (базовую) поверхность после создания ответвления со стрелкой, нажмите кнопку Ответвление с треугольником

и постройте его так же, как и стрелку.

Рис. 2.141. Допуск параллельности поверхностей

Используя полученные навыки, попробуйте самостоятельно проставить размеры, шероховатости, допуски форм и размещения поверхностей для профиля отверстия в колесе (рис. 2.142).

Рис. 2.142. Размеры, шероховатость и допуски профиля отверстия в ступице колеса

На деталировочных чертежах зубчатых колес всегда размещают таблицу параметров колеса. Создадим ее.

Нажмите кнопку Ввод таблицы на панели Обозначения. Укажите точку привязки верхнего левого угла таблицы на чертеже (сама таблица должна размещаться в правой части чертежа, прямо под знаком неуказанной шероховатости), задайте количество столбцов равным 3, а количество строк – 9. После этого, перетаскивая границы между столбцами, отрегулируйте ширину столбцов так, чтобы первый был самим широким, а другие два поменьше. Заполните таблицу различными расчетными данными (модуль, количество зубьев, делительный диаметр и пр.). Пример этой таблицы вы можете посмотреть в файле _ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО.cdw (находится в папке Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска), который содержит описанный деталировочный чертеж. Набор этих данных может отличаться от рассмотренного в примере. После окончательного заполнения таблицы параметров выделите ее и при помощи инструмента Сдвиг панели Редактирование отредактируйте ее размещение так, чтобы ее правая граница совпадала с правой границей листа чертежа.

И последнее, что осталось добавить в этот чертеж, – это технические требования.

Выполните команду меню Вставка → Технические требования → Ввод. Откроется окно нового текстового документа, где вы можете набрать текст технических требований. Например:

1. Формовочные уклоны 3°.

2. Радиусы округлений R2max.

3. Неуказанные предельные отклонения размеров: валов h14, отверстий H14, других IT14/2.

Набрав технические требования, сохраните их и закройте окно текстового редактора КОМПАС-График. Для редактирования размещения технических требований на чертеже воспользуйтесь командой Вставка → Технические требования → Размещение.

На этом все. Учебный пример создания деталировочного чертежа (рис. 2.143), а с ним и весь раздел, посвященный практическому черчению, окончен.

Рис. 2.143. Деталировочный чертеж зубчатого колеса

Построение графиков функций

В завершение практического раздела данной главы я решил добавить еще один параграф, описывающий способы построения графиков всевозможных функций в системе КОМПАС-График. Этот вопрос неоднократно поднимался пользователями во время работы с программой, причем многие из них даже не подозревали о заложенной в КОМПАС-График возможности построения функций по их уравнениям.

Специально для этой цели в системе есть отдельное приложение – библиотека FTDraw, которую вы можете найти в разделе Прочие менеджера библиотек. Библиотека позволяет выполнять следующие действия (рис. 2.144):

• строить графики функциональных зависимостей в декартовых координатах;

• строить графики функций в полярных координатах;

• строить графики по загруженным табличным данным (взятым, например, из табличного редактора Excel).

Рис. 2.144. Библиотека FTDraw

После запуска библиотеки в менеджере откроется ее меню, состоящее из двух команд: Библиотека построения графиков FTDraw и Простейший математический калькулятор. Нас, разумеется, больше интересует первая команда. После двойного щелчка на ней откроется главное окно данной библиотеки (см. рис. 2.144), в котором вы можете выбрать подходящий вам способ построения графиков.

Внимание!

Перед тем как запускать библиотеку, обязательно создайте (или сделайте активным) чертеж или фрагмент.

Давайте рассмотрим пример построения графика какой-либо сложной функции в декартовых координатах. Предположим, что рассматривается функция вида y(x) = 4√x + 3cos(x) + 2ln(x) в диапазоне от 0,1 до 100. Щелкните на первой из больших квадратных кнопок главного окна библиотеки, чтобы перейти в режим построения графиков в декартовых координатах. В результате перед вами откроется новое окно (рис. 2.145), в котором необходимо задать уравнение, по которому будет строиться график, а также параметры построения.

Рис. 2.145. Построение графиков функций в декартовых координатах

По умолчанию в поле для введения функции стоит Sqrt(x), что означает, что система настроена на построение графика y(x) = √x. Данная утилита имеет весьма несложный синтаксис, к тому же вы всегда можете воспользоваться подсказкой при выборе нужной функции, щелкнув правой кнопкой мыши в поле, где нужно вводить формулу (рис. 2.146).

Рис. 2.146. Подсказка для выбора и вставки функций

Пользуясь приведенными подсказками и клавиатурой, введите в поле для функций следующую строку: 4*Sqrt(x)+3*Cos(x)+2*Ln(x). После этого в полях Пределы изменения Х задайте нужный диапазон, а в поле Количество точек установите значение 50. Нажмите кнопку Указать положение базовой точки графика

после чего щелкните в точке, где планируете поместить начало координат создаваемого графика. После задания точки система вернется к окну задания функциональных зависимостей, в котором теперь должна активироваться кнопка Построить график

Щелкните на этой кнопке, затем нажмите OK, чтобы завершить построение. Если вы все сделали правильно, в результате должен получиться график, показанный на рис. 2.147.

Рис. 2.147. График функции в декартовых координатах

В качестве еще одного примера приведу порядок построения графика в полярных координатах. Для рассмотрения возьмем несложную и достаточно известную спираль Архимеда, уравнение которой в полярных координатах имеет вид r = kj, где k – произвольный коэффициент, отличный от 0.

Запустите вновь библиотеку FTDraw и нажмите вторую справа большую кнопку, запустив режим построения графиков в полярных координатах. В строке для формул введите значение 2*Х, диапазон задайте от 0 до 20*Pi, а количество точек установите равным 200 (рис. 2.148).

Рис. 2.148. Построение графика функции в полярных координатах

После того как вы укажете начальную точку для построения, нажмите по очереди кнопки Построить график и ОK. В результате вы получите архимедову спираль, построенную на фрагменте в системе КОМПАС-3D (рис. 2.149).

Рис. 2.149. Архимедова спираль

Резюме

Эта глава была полностью посвящена плоскому черчению в среде КОМПАС-3D. Ее условно можно разделить на две большие части: теоретическую и практическую.

Первая, теоретическая, начинается с описания инструментальных средств, предназначенных для создания и редактирования простейших геометрических объектов в графических документах системы. Часть команд и функций, которые наиболее часто применяются при практическом черчении, сопровождается небольшими примерами. Вкратце рассмотрены вопросы, касающиеся создания пользовательских стилей линий и штриховок.

В следующем разделе описаны возможности, предлагаемые системой для простановки размеров и обозначений на чертежах. Рассмотрены команды для построения всех типов размеров (линейного, диаметрального, радиального, размера высоты), а также для создания различных конструкторских обозначений (баз, шероховатости, отклонений и т. п.).

Завершает теоретическую часть раздел, посвященный общим вопросам работы с главным графическим документом КОМПАС-3D – чертежом. Приведена информация об оформлении чертежей (выборе, применении, редактировании основных надписей), работе с многолистовыми чертежами, а также более подробно рассказано о видах и слоях. В конце приведен пример создания ассоциативного чертежа с уже готовой 3D-модели.

Вторая часть главы демонстрирует приемы и секреты практического черчения. В ней приведены два примера, иллюстрирующие применение чертежно-графического редактора КОМПАС-График для создания и оформления конструкторской документации.

Первый пример – разработка сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора по реальным расчетным данным, состоящего из двух проекционных видов. Приведено достаточно подробное описание разработки, сопровождающееся большим количеством рисунков. Этот пример очень полезен для практического освоения работы со слоями и видами, в нем раскрываются особенности использования наиболее популярных команд. Кроме того, излагается методика построения сложных чертежей, включая организацию поддержки проекционной связи между всеми видами изображения, оптимальный выбор количества слоев и видов для удобства последующего редактирования. Достаточно подробно описывается использование вспомогательной геометрии.

Второй пример – построение чертежа детали зубчатого колеса, взятой из только что спроектированного редуктора. В этом примере детально рассказано об оформлении конструкторских чертежей, в частности, о создании всех обязательных элементов деталировочного чертежа (проставления шероховатостей, допусков формы, размещения поверхностей, заполнения технических требований и т. п.).

Файлы всех примеров главы находятся на компакт-диске, прилагаемом к книге, в папке Examples\Глава 2.

Глава 3

Трехмерное моделирование

• Твердотельное моделирование в КОМПАС-3D

• Практическое моделирование

• Интересные примеры

• Резюме

Любой человек, хоть немного работающий за компьютером, так или иначе сталкивается с трехмерной графикой. Многие просто не обращали на это внимания: наличие красивых элементов оформления, 3D-моделей и анимированных сцен давно считается нормой практически во всех коммерческих программных пакетах, приложениях Интернета, презентациях и рекламных роликах. Это неудивительно – ведь мы живем в мире, измеряемом тремя координатами. Нас окружают объемные объекты со свойственными им визуальными особенностями: цветом, прозрачностью, блеском и пр. Закономерно, что создатели компьютерных приложений стараются как можно больше приблизить элементы интерфейса и само изображение на экране к условиям реального мира – так оно и красивее, и привычнее для восприятия.

На сегодня использование трехмерной графики вышло далеко за пределы сферы информационных технологий. Кинематограф, компьютерные игры, машиностроение, архитектура и строительство – это далеко не полный перечень областей, в которых широко применяется 3D-графика. Некоторые отрасли человеческой деятельности (например, дизайн, инженерные расчеты, мультипликация, игры) уже просто невозможно представить без реалистичных 3D-изображений. Кажется, что так было всегда, но качественная графика, доступная широкому кругу пользователей ПК, появилась не так давно.

За кулисами 3D спрятан очень серьезный математический аппарат, реализованный в ядре графической системы и производящий трехмерные изображения. Математические зависимости, описывающие формирование цифровой модели реальных объектов, а также алгоритмы для просчета освещения трехмерных сцен (областей виртуального пространства, содержащих трехмерные объекты и источники света), были разработаны еще в 1960-х годах. Однако слабые возможности аппаратного обеспечения не позволяли в то время создавать даже совсем несложные 3D-изображения. Первые компьютерные программы, формирующие простые трехмерные модели на основе эскизов, были созданы в 1960-х годах в университете города Юты (США) Иваном Сазерлендом и Дэвидом Эвансом. Начиная с середины 1970-х годов их последователи Эд Катмулл, Джим Блинн, Би Тюн Фонг (все трое были студентами все той же кафедры компьютерной графики в Юте) продолжили развивать технологии работы с 3D-графикой и анимацией. Сначала мало кто воспринимал всерьез студенческие и аспирантские работы по формированию объемных изображений на экране компьютера. Однако фундаментальные исследования, проведенные в этот период, стали началом развития мощнейшей технологии, которая коренным образом изменила представление о возможностях применения компьютерной графики. До сих пор при визуализации используются материал Blinn, созданный Блинном, специальная модель освещения Phong Shading, основанная на расчете интенсивности света в каждой точке поверхности объекта и разработанная Фонгом, а также многое другое.

Со временем геометрические формы создаваемых на экране моделей усложнялись: наряду с простыми геометрическими примитивами и их комбинациями (куб, сфера, тор, различные тела, описываемые несложными алгебраическими уравнениями) появилась возможность поверхностного моделирования. При этом формируемая модель представляет собой поверхность, которая может состоять из множества полигонов (чаще всего треугольников). Развитие поверхностного моделирования стало большим шагом вперед и позволило создавать модели практически любой формы, включая модели живых организмов: людей, растений и т. п. Параллельно со сложностью форм 3D-моделей всегда стоял вопрос их реалистичности. Кроме собственно математического описания геометрии модели, которое бы максимально отвечало форме моделируемого и отображаемого объекта, требовалось его хорошее визуальное представление. Вот здесь очень кстати пришлись достижения ученых-физиков, изучающих оптику и различные формы излучения. Результаты их работ, касающиеся преломления, отражения, поглощения световых лучей, были положены в основу различных методов визуализации.

Стабильный рост производительности персональных компьютеров в начале 1990-х годов дал толчок развитию относительно недорогих приложений для трехмерного моделирования. Появление таких программных пакетов сделало 3D доступной для простых пользователей. При этом само моделирование перестало быть привилегией небольших групп ученых, занимающихся скучными исследованиями, или кинематографистов, имеющих доступ к мощным графическим станциям. Легкость в освоении, относительно небольшие требования к аппаратному обеспечению и поистине удивительные возможности таких систем обеспечили им быстрое распространение и большую популярность. Кроме того, развитие графических библиотек существенно способствовало популяризации программирования 3D-приложений, что еще более ускорило развитие и распространение трехмерной графики. В области дизайна и анимации вместе с производителями таких известных программ, как 3ds Max, Maya, SOFTIMAGE/XSI, LightWave 3D, на рынке появляются компании, занимающиеся разработкой узконаправленных специализированных модулей (плагинов) (Digimation, HABWare и пр.). В инженерном 3D-моделировании у «тяжелых» САПР-пакетов (CATIA, Unigraphics, Pro/ENGINEER) инициативу перехватывают более «легкие» и простые в освоении 3D-пакеты нового поколения: SolidWorks, Solid Edge, Inventor.

Следом за дизайном трехмерная графика незаметно проникла и в инженерное проектирование. Исторически сложилось так, что сфера промышленного проектирования жестко ограничена требованиями стандартов, которые касаются лишь плоского черчения. По этой причине переход на трехмерное моделирование в машиностроительном или архитектурном проектировании не был безболезненным. Однако богатство возможностей по созданию моделей сложных форм, легкость в проектировании и планировке, намного лучшие возможности для выявления ошибок на этапе проектирования и, самое главное, более наглядное представление объекта проектирования сделали свое дело. С середины 1990-х годов трехмерная графика стала широко применяться в инженерии.

Львиную долю среди программных средств для автоматизации инженерного проектирования занимают графические CAD-системы (Computer Aided Design – полуавтоматическое компьютерное проектирование). Они служат для создания трехмерных моделей машиностроительных агрегатов, изделий, зданий и т. п., формирования и оформления комплекта чертежей вместе с полным набором конструкторской документации, необходимой для выпуска изделия или построения объекта.

Помимо лучшего визуального представления (по сравнению с плоским изображением), трехмерные модели очень удобно использовать в инженерных расчетах. Для этого существует другой класс инженерных систем проектирования – CAE-системы (Computer Aided Engineering – автоматизированные инженерные расчеты). Расчет на прочность, кинематика и динамика, проливаемость пресс-форм, аэродинамические и гидравлические расчеты, имитация краш-тестов и многое другое стало простым и доступным с появлением программ такого класса. Инженер-конструктор получает просто фантастический инструмент: трехмерное представление напряжений в изделии, объемное распределение температур, пространственное моделирование потоков газов, смесей и жидкостей. И все это просто и наглядно – никаких «трехэтажных» формул, плоских графиков, диаграмм или приблизительных вычислений! Кроме того, любая трехмерная модель всегда точнее описывает объект, чем самое подробное двухмерное изображение. Да и формирование набора чертежей по построенной модели отнимет у вас не более двух-трех минут в любой современной CAD-системе (как это сделать в КОМПАС, было рассказано в гл. 2).

В этой главе речь пойдет о трехмерном твердотельном моделировании в системе КОМПАС-3D V10. Как и предыдущая, данная глава начнется с рассмотрения команд для работы в трехмерном редакторе КОМПАС-3D и приведения небольших и не очень сложных примеров, которые помогут вам освоиться в среде моделирования (если она еще не знакома вам). В завершении главы, когда вы уже освоите базовые принципы проектирования, будут приведены практические примеры. Мы рассмотрим разработку трехмерной модели знакомого вам одноступенчатого цилиндрического редуктора, а также некоторые необычные примеры разработок 3D-моделей с применением инструментария КОМПАС-3D из моей практики.

Твердотельное моделирование в КОМПАС-3D

Моделирование – сложный процесс, результатом которого является законченная трехмерная сцена (модель объекта) в памяти компьютера. Моделирование состоит из создания отдельных объектов сцены с их последующим размещением в пространстве. Для выполнения трехмерных моделей объектов существует множество подходов. Рассмотрим основные из них, предлагаемые в наиболее успешных на сегодня программах 3D-графики:

• создание твердых тел с помощью булевых операций – путем добавления, вычитания или пересечения материала моделей. Этот подход является главным в инженерных графических системах;

• формирование сложных полигональных поверхностей, так называемых мешей (от англ. mesh – сетка), путем полигонального или NURBS-моделирования;

• применение модификаторов геометрии (используются в основном в дизайнерских системах моделирования). Модификатором называется действие, назначаемое объекту, в результате чего свойства объекта и его внешний вид изменяются. Модификатором может быть вытягивание, изгиб, скручивание и т. п.

КОМПАС-3D – это система твердотельного моделирования. Это значит, что все ее операции по созданию и редактированию трехмерных моделей предназначены только для работы с твердыми телами.

Твердое тело – область трехмерного пространства, состоящая из однородного материала и ограниченная замкнутой поверхностью, которая сформирована из одной или нескольких стыкующихся граней. Любое твердое тело состоит из базовых трехмерных элементов: граней, ребер и вершин (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Твердые тела: призма (состоит из семи граней) и шар (из одной грани)

Грань – гладкая (не обязательно плоская) часть поверхности детали, ограниченная замкнутым контуром из ребер. Частный случай – шарообразные твердые тела и тела вращения с гладким профилем, состоящие из единой грани, которая, соответственно, не имеет ребер.

Ребро – пространственная кривая произвольной конфигурации, полученная на пересечении двух граней.

Вершина – точка в трехмерном пространстве. Для твердого тела это может быть одна из точек на конце ребра.

Твердые тела в системе КОМПАС-3D создаются путем выполнения булевых операций над отдельными объемными элементами детали (призмами, телами вращения и т. д.). Другими словами, процесс построения состоит из последовательного добавления и (или) удаления материала детали. Контур формы добавляемого или удаляемого слоя материала определяется плоской фигурой, называемой эскизом, а сама форма создается путем перемещения этого эскиза в пространстве (вращение вокруг оси, выдавливание перпендикулярно плоскости эскиза, перемещение по траектории и пр.). В общем случае любое изменение формы детали (твердого тела) называется трехмерной формообразующей операцией, или просто операцией.

Формировать твердотельные модели в КОМПАС-3D можно в двух типах документов: КОМПАС-Деталь и КОМПАС-Сборка. В отличие от графических документов (чертеж и фрагмент), оба типа трехмерных документов равноценны, среди них нет главного или вспомогательного.

Документ Деталь предназначен для создания с помощью формообразующих операций и хранения модели целостного объекта (чаще всего какого-либо простого изделия, отдельной детали, компонента). Хотя, как было отмечено в гл. 1, вовсе не обязательно, чтобы модель в документе КОМПАС-Деталь отвечала реальной единичной детали на производстве. Например, никто не мешает представить вам в качестве единой детали трехмерную модель подшипника (в действительности состоящего из нескольких деталей), если вам так удобнее использовать его в сборках, параметризировать или редактировать.

В документе Сборка собираются в единый агрегат смоделированные и сохраненные ранее детали: вы сначала размещаете их в пространстве, сопрягаете вместе и фиксируете. Более того, в десятой версии программы функционал по наполнению сборок заметно расширился: теперь вы можете создавать прямо в сборке тела, которые будут принадлежать сугубо сборке (храниться в файле сборки, а не в отдельном файле детали или библиотеке стандартных элементов). Грубо говоря, начиная с десятой версии приложения сборка стала чем-то наподобие документа-детали, в который можно вставлять другие детали из несвязанных документов.

Необходимо также отметить, что в ранних версиях КОМПАС-3D при создании детали существовало жесткое ограничение: в документе КОМПАС-Деталь может быть выполнено только одно твердое тело. Вся геометрия построенной модели детали основывалась на одной базовой формообразующей операции (например, операции вращения или выдавливания), называемой основанием детали. Перед началом формирования 3D-модели, чтобы получить нормальную модель, всегда нужно было выбрать какой-либо элемент в реальном объекте, который бы служил базой для всех построений. Это связано с тем, что все последующие формообразующие операции отталкивались от основания детали, как бы нанизывались на него, и не могли выполняться отдельно. При неудачном выборе базового элемента последующие доработка и редактирование модели оказывались иногда очень затруднительными.

Начиная с КОМПАС-3D V8 Plus это ограничение снято. Теперь в детали, как и в сборке, можно создавать несколько не связанных друг с другом твердых тел (в сборке именно создавать, вставлять и ранее можно было сколько угодно). Такой подход получил название многотельного моделирования. Оно значительно упрощает разработку сложных деталей, снимая ограничения на создание моделей, которые раньше можно было получить лишь в режиме редактирования детали в сборке. Это значит, что булевы операции, которые до этого выполнялись только в сборке, теперь доступны при создании детали.

Многотельность также позволяет создавать модель «с разных сторон». Конструктору теперь необязательно отталкиваться от одной базовой операции в детали или элементов, привязанных к ней (что было не всегда оправдано с точки зрения удобства моделирования и последующего редактирования модели). Сейчас можно формировать модель, начиная с любой ее части, создавая сначала сколь угодно много отдельных тел, свободно размещенных в пространстве, и постепенно объединяя их по мере проектирования (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Коленчатый вал: пример многотельного моделирования

При выполнении большинства операций в детали в связи с появлением многотельности добавился выбор нескольких вариантов (режимов) построения:

• при вырезании (удалении материала):

· вычитание элемента – удаление материала детали происходит внутри замкнутой поверхности, сформированной по заданному эскизу и типу операции (выдавливание, вращение и т. д.);

· пересечение элементов – удаление материала детали, находящегося снаружи поверхности, которая сформирована в результате операции;

• при «приклеивании» (добавлении материала):

· новое тело – добавляемый трехмерный элемент формирует в детали новое твердое тело, независимо от того, пересекается он с уже существующими телами или нет. Если создаваемый элемент не имеет пересечений или касаний с существующей геометрией детали, то эта функция включается автоматически;

· объединение – добавляемый элемент соединяется с твердым телом, с которым он пересекается;

· автообъединение – при этом система автоматически объединяет в одно тело существующий и новый элементы, если они пересекаются, или формирует новое тело, если они не пересекаются.

Результат формообразующей операции выбирается на вкладке Вырезание панели свойств при удалении или Результат операции – при добавлении материала (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Выбор результата операции при добавлении материала

Очень важное понятие при многотельном моделировании – область применения операции. Представьте себе ситуацию, когда вследствие выполнения той или иной команды создаваемый элемент пересекает несколько твердых тел в модели. Какие действия предпримет система и какой результат будет у этой операции? Чтобы пользователь мог дать конкретный ответ на эти вопросы, и была реализована область применения операции. Например, если элемент выдавливания пересекает два (или более) тела, вы можете указать, с каким из этих тел объединять добавляемый элемент, объединять ли вообще или же формировать изо всех пересекающихся объектов одно твердое тело. Точно так же и при вырезании: настроив область применения операции, вы укажете, какие тела нужно «резать» (удалять часть их материала), а какие оставить нетронутыми. Другими словами, область применения операции – это набор тел, на которые распространяется действие текущей операции. Данный набор формируется простым указанием тел в окне представления модели после нажатия кнопки Ручное указание тел

на панели свойств.

Примечание

При добавлении материала к детали настраивать область применения операции можно только в режиме объединения (это естественно, так как в противном случае создается набор отдельных тел). Для операций удаления материала задать область применения операции можно всегда (конечно, если формообразующий элемент операции пересекается с другими телами модели).

Количество тел в текущей детали отображается в дереве построения в скобках справа от названия детали (рис. 3.4). При структурном отображении состава модели в дереве построения формообразующие операции, относящиеся к разным телам, показываются в отдельных группах.

Рис. 3.4. Количество тел в детали

Однако, наряду со многими преимуществами многотельного моделирования, способы получения нескольких тел в модели ограничены следующим.

• Каждое тело в модели детали должно быть неразрывным, из чего следует, что не допускается выполнение таких формообразующих операций, которые разделяют одно или несколько тел на части. Например, нельзя с помощью операции вырезания (или какой-либо другой) разбить тело на несколько нестыкующихся частей. Если вы точно знаете, что в вашей детали будет несколько разрозненных частей, необходимо сразу создавать их как отдельные тела.

• Нельзя перемещать тела в модели (как, например, детали в сборке), кроме как изменяя положения их эскизов.

• Невозможно копировать тела с помощью команд создания массивов. Тело, полученное в результате булевой операции или операции Зеркально отразить тело, также нельзя использовать в массивах. Более того, любые элементы тела, участвовавшего в булевой операции, также не получится размножить.

• При применении массивов в деталях с несколькими твердыми телами копируемые элементы (приклеенные или вырезанные) размещаются на том же теле, что и исходный элемент.

• При наличии пересекающихся, но разных тел в одной детали ассоциативные чертежи могут быть неправильно построены.

Формообразующие операции (построение деталей)

Мы уже выяснили, что КОМПАС – система твердотельного моделирования и что большинство операций по созданию моделей в ней основываются на эскизах (исключение составляют операции по созданию фаски, скругления, оболочки и т. п.). Эскиз – это обычное двухмерное изображение, размещенное на плоскости в трехмерном пространстве. В эскизе могут присутствовать любые графические элементы (примитивы), за исключением элементов оформления (обозначений) конструкторского чертежа и штриховки. Эскизом может быть как замкнутый контур или несколько контуров, так и произвольная кривая. Каждая трехмерная операция предъявляет свои требования к эскизу (например, эскиз для операции выдавливания не должен иметь самопересечений и т. п.). Об этих требованиях будет рассказываться при рассмотрении каждой отдельной команды. В дальнейшем нам постоянно придется создавать эскизы, поэтому считаю необходимым подробно описать порядок выполнения эскиза, чтобы больше не возвращаться к этому вопросу.

Последовательность построения эскиза для формообразующей операции такова.

1. Выделите в дереве построения или в окне документа плоскость, на которой планируете разместить эскиз (плоскость может быть стандартной или вспомогательной). Если в модели уже есть какое-либо тело (или тела), вы можете в качестве опорной плоскости эскиза использовать любую из его плоских граней. Выделить плоскую грань можно только в окне представления документа.

2. Нажмите кнопку Эскиз

на панели инструментов Текущее состояние. Модель плавно изменит ориентацию таким образом, чтобы выбранная вами плоскость разместилась параллельно экрану (то есть по нормали к линии взгляда).

Внимание!

Возможность автоматического изменения ориентации модели при запуске команды создания эскиза появилась только в КОМПАС-3D V8. Это, конечно, маловероятно, но если у вас установлена более ранняя версия, то после нажатия кнопки Эскиз модель не сдвинется с места. В таком случае перед каждым созданием эскиза для операции вам необходимо будет вручную устанавливать ориентацию модели нормально к плоскости эскиза. Для этого выделите плоскость и воспользуйтесь командой Нормально к

которая находится в раскрывающемся меню кнопки Ориентация

на панели инструментов Вид.

3. После запуска процесса создания эскиза компактная панель изменит свой вид (см. рис. 1.38). На ней будут расположены панели инструментов, свойственные как трехмерным, так и графическим документам системы КОМПАС-3D. Пользуясь командами для двухмерных построений, создайте изображение в эскизе. Для завершения создания или редактирования эскиза отожмите кнопку Эскиз. Компактная панель при этом восстановит свой прежний вид, а модель примет ту же ориентацию в пространстве, которая была до построения эскиза.

4. Эскиз останется выделенным в окне документа (подсвечен зеленым цветом), поэтому вы сразу можете вызывать нужную команду и создавать или вносить изменения в геометрию модели.

Примечание

Можно запустить формирование трехмерной формообразующей операции, не выходя из режима построения эскиза. Для этого необходимо всего лишь вызвать нужную команду с компактной панели (или с помощью команды меню). Система самостоятельно завершит редактирование эскиза и запустит соответствующую команду, основываясь на текущем эскизе.

Все трехмерные операции в КОМПАС-3D делятся на основные (то есть собственно формообразующие) и дополнительные. Основные операции включают команды для добавления и удаления материала детали, булевы операции, команду создания листового тела, а также команду Деталь-заготовка. Дополнительные операции представляют собой команды для реализации тех или иных конструкторских элементов на теле детали (фаски, скругления, отверстия, уклона, ребра жесткости и т. д.). В отдельную группу можно отнести команды построения массивов трехмерных элементов как в детали, так и в сборке. Есть также некоторые специфические команды, доступные только для сборки.

В соответствии с изложенной классификацией мы будем дальше рассматривать инструменты трехмерного редактора КОМПАС-3D.

Существует четыре основных подхода к формированию трехмерных формообразующих элементов в твердотельном моделировании. Эти подходы практически идентичны во всех современных системах твердотельного 3D-моделирования (есть, конечно, небольшие различия в их программной реализации, но суть остается той же). Рассмотрим их.

• Выдавливание. Форма трехмерного элемента образуется путем смещения эскиза операции (рис. 3.5, а) строго по нормали к его плоскости (рис. 3.5, б). Во время выдавливания можно задать уклон внутрь или наружу (рис. 3.5, в и г). Контур эскиза выдавливания не должен иметь самопересечений. Эскизом могут быть: один замкнутый контур, один незамкнутый контур или несколько замкнутых контуров (они не должны пересекаться между собой). Если вы формируете основание твердого тела выдавливанием и используете в эскизе несколько замкнутых контуров, то все эти контуры должны размещаться внутри одного габаритного контура, иначе вы не сможете выполнить операцию. При вырезании или добавлении материала выдавливанием замкнутые контуры могут размещаться произвольно.

Рис. 3.5. Выдавливание: эскиз (а), сформированный трехмерный элемент (б), уклон внутрь (в) и уклон наружу (г)

• Вращение. Формообразующий элемент является результатом вращения эскиза (рис. 3.6, а) в пространстве вокруг произвольной оси (рис. 3.6, б). Вращение может происходить на угол 360° или меньше (рис. 3.6, в). Обратите внимание, ось вращения ни в коем случае не должна пересекать изображение эскиза!

Рис. 3.6. Вращение: эскиз (а), полное вращение (б), вращение на угол меньше 360° (в)

Если контур в эскизе незамкнут, то создание тела вращения возможно в двух различных режимах: сфероид или тороид (переключение производится с помощью одноименных кнопок панели свойств). При построении сфероида конечные точки контура соединяются с осью вращения отрезками, перпендикулярными к оси, а в результате вращения получается сплошное тело. В режиме тороида перпендикулярные отрезки не создаются, а построенный трехмерный элемент принимает вид тонкостенного тела с отверстием вдоль оси вращения.

• Кинематическая операция. Поверхность элемента формируется в результате перемещения эскиза операции вдоль произвольной трехмерной кривой (рис. 3.7). Эскиз должен содержать обязательно замкнутый контур, а траектория перемещения – брать начало в плоскости эскиза. Разумеется, траектория должна не иметь разрывов.

Рис. 3.7. Кинематическая операция: эскиз и траектория операции (а), трехмерный элемент (б)

• Операция по сечениям. Трехмерный элемент создается по нескольким сечениям-эскизам (рис. 3.8). Эскизов может быть сколько угодно, и они могут быть размещены в произвольно ориентированных плоскостях. Эскизы должны быть замкнутыми контурами или незамкнутыми кривыми. В последнем эскизе может размещаться точка.

Рис. 3.8. Операция по сечениям: набор эскизов в пространстве (а), сформированный трехмерный элемент (б)

Перечисленных четырех способов обычно хватает для формирования сколь угодно сложных форм неорганического мира. Иногда, правда, бывает значительно легче сформировать объект, используя другие методы моделирования в других графических системах (речь идет о полигональном или NURBS-моделировании). Однако в 90 % случаев твердотельного инструментария достаточно для построения неживых объектов.

Все команды для построения и редактирования детали расположены на панели инструментов Редактирование детали (рис. 3.9). Для перехода к этой панели щелкните на одноименной кнопке компактной панели (разумеется, активным должен быть документ КОМПАС-Деталь).

Рис. 3.9. Панель инструментов Редактирование детали

Подобно прочим панелям инструментов, панель Редактирование детали содержит как одиночные кнопки, так и группы кнопок.

Первой идет группа кнопок, позволяющих добавить материал детали (или создать основание). В нее входят следующие команды:

Операция выдавливания;

Операция вращения;

Кинематическая операция;

Операция по сечениям.

Как видите, все эти команды отвечают определенному способу построения формы твердого тела, которые были описаны выше. Как правило, с одной из этих команд начинается построение твердого тела (хоть наличие единого основания для всей детали необязательно, но для конкретного твердого тела в модели оно, конечно, должно быть).

После создания любой формообразующей операции в дереве построения добавляется новый узел со значком выполненной операции и с ее названием, а в подчиненной ветке этого узла содержится перечень эскизов, используемых в операции (рис. 3.10). Названия всех операций по умолчанию совпадают с названиями их команд, кроме того, после двоеточия к названию добавляется порядковый номер операции (операции каждого типа имеют свою нумерацию). Вы можете настроить на панели свойств имя, отображаемое в дереве, до завершения создания операции или прямо в дереве построения после того, как формообразующий элемент или эскиз создан.

Рис. 3.10. Отображение последовательности операций в дереве построения модели

Еще одной операцией, с которой нередко начинается построение детали, является Деталь-заготовка

(ее кнопка следует сразу за группой команд добавления материала). Эта команда позволяет использовать в качестве заготовки другую, ранее построенную и сохраненную деталь. После вставки детали-заготовки в новый документ вы можете продолжить построение или редактировать заготовку так же, как если бы создали основание, например, при помощи обычной операции выдавливания. Заготовка может вставляться как самостоятельный объект (кнопка Вставка без истории на панели свойств) или с поддержкой связи с файлом источником (Вставка внешней ссылкой). Во втором случае все изменения в детали-образце будут переноситься в файл на вставленную заготовку. При установленном флажке Зеркальная деталь на панели свойств деталь-заготовка будет вставлена в документ в зеркальном отображении. Кнопка Деталь-заготовка доступна, только если в детали не создано еще ни одного объекта.

За командой вставки заготовки идет группа команд удаления материала детали (команды вырезания):

Вырезать выдавливанием;

Вырезать вращением;

Вырезать кинематически;

Вырезать по сечениям.

Как и команды добавления материала, они реализуют четыре основных способа формирования геометрии твердотельных моделей. Требования к эскизам этих операций такие же, как и для добавления материала. Единственное отличие – все эти команды неактивны, если в детали нет хотя бы одной операции добавления материала (это логично – вырезать можно только из чего-то уже построенного).

Группа команд для вырезания присутствует также и в документе КОМПАС-Сборка. В сборке с их помощью можно делать сквозные вырезы, проходящие через несколько деталей сразу. Изменение в геометрии каждой из деталей в сам документ (файл) детали не передается.

Важной особенностью всех команд добавления и вырезания является возможность формирования не только сплошных трехмерных элементов, но и так называемой тонкой стенки (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Результат операции выдавливания в режиме построения тонкой стенки

Настройка параметров тонкой стенки осуществляется на вкладке Тонкая стенка панели свойств при выполнении любой из команд добавления или удаления материала. Раскрывающийся список Тип построения тонкой стенки содержит следующие варианты:

Нет – формообразующий элемент создается сплошным (нет тонкой стенки);

Наружу – тонкая стенка строится наружу от контура эскиза операции;

Внутрь – тонкая стенка строится внутрь от контура;

Два направления – тонкая стенка строится в обоих направлениях сразу, причем толщину стенки по каждому из направлений можно задавать различной;

Средняя плоскость – тонкая стенка строится на одинаковое расстояние (равное половине заданной толщины) в обе стороны от контура эскиза.

Примечание

Если в контуре эскиза для «приклеивания» или вырезания содержится незамкнутая кривая, то автоматически включается режим создания тонкой стенки, выдавленной наружу (при этом пункт Нет вообще недоступен в раскрывающемся списке Тип построения тонкой стенки).

При выполнении отдельных команд добавления или удаления материала (в частности, выдавливания и вращения) можно задавать направление операции. Оно указывает, в какую сторону относительно опорной плоскости эскиза будет происходить добавление или удаление материала. Можно выбрать одно из следующих направлений:

Прямое направление – эскиз формообразующей перемещается в направлении нормали к поверхности эскиза (это вариант задан по умолчанию);

Обратное направление – эскиз перемещается в противоположную от направления нормали сторону;

Два направления – эскиз смещается в обе стороны от опорной плоскости, при необходимости на различное расстояние или угол в каждую сторону;

Средняя плоскость – операция действует симметрично относительно плоскости эскиза, а смещение или поворот осуществляется на половину заданного расстояния или угла.

Направление выбирается (при запущенной команде выдавливания или вращения) из раскрывающегося списка Направление на вкладке Параметры панели свойств. Для удобства ориентации направление нормали к плоскости эскиза при выполнении операции указывается фантомной стрелкой. Как правило, нормаль всегда направлена наружу от тела детали. Для первого формообразующего элемента (основания) направление нормали совпадает с положительным направлением координатной оси глобальной системы координат, перпендикулярной к плоскости эскиза (то есть если эскиз лежит в плоскости XY, то направление нормали совпадет с направлением оси Z).

Примечание

Положение глобальной системы координат трехмерного документа вы всегда можете видеть в левом нижнем углу окна представления документа.

При выборе определенного направления в окне документа сразу изменяется фантом формообразующей операции. Фантом трехмерного элемента – это условное временное отображение изменений, которые коснутся детали при выполнении той или иной операции (рис. 3.12). Фантом трехмерного элемента всегда прозрачен, его контур отрисовывается серыми тонкими линиями. Отображение фантома всегда отвечает выбранным в данный момент настройкам текущей операции (направление и величина смещения, выполнение сплошным или тонкой стенкой и т. п.).

Рис. 3.12. Фантом операции выдавливания

Внимание!

Не путайте направление стрелки, отображаемой при выполнении формообразующей операции, с направлением операции или фантомом операции! Стрелка всегда показывает направление нормали к эскизу булевой операции (например, того же выдавливания). Направление операции определяет, в какую сторону относительно нормали будет происходить операция – по нормали, в противоположную или в обе стороны. Стрелка также не является фантомом операции или его частью. Фантом – это изменения в форме детали вследствие проведенной операции, зависящие от направления операции и не зависящие от направления нормали.

Для других команд добавления или удаления материала направление не задается, поскольку форма трехмерных элементов, полученных в результате выполнения этих команд, однозначно определяется формой и размещением эскизов, в них входящих.

Еще одной из главных формообразующих операций является Булева операция

Она доступна, только если в детали присутствует более одного тела. Данная операция предназначена для объединения, вычитания или пересечения указанных тел.

Эта операция очень полезна, хотя ее почему-то употребляют нечасто, а стараются получить модель с помощью других команд, зачастую ощутимо усложняя себе жизнь. Возможно, дело в привычке.

Рассмотрим действие данной операции на небольшом примере, заодно и закрепим все прочитанное до этого.

1. Создайте документ КОМПАС-Деталь. Вы уже знаете, что это можно сделать, вызвав окно Новый документ с помощью меню Файл → Создать или выбрав строку Деталь из раскрывающегося списка кнопки Создать на панели Стандартная.

2. Откроется пустой документ, в котором пока есть только три координатные плоскости. В окне дерева построения выделите плоскость XY и нажмите кнопку Эскиз на панели инструментов Текущее состояние.

3. В режиме построения эскиза перейдите на панель Геометрия компактной панели инструментов и нажмите кнопку Многоугольник (она находится в одной группе с кнопками команд построения прямоугольников). Создайте пятиугольник с центром в начале координат эскиза и радиусом вписанной окружности 20 мм (рис. 3.13). Завершите редактирование эскиза.

Рис. 3.13. Построение пятиугольника в эскизе

4. На компактной панели перейдите на панель Редактирование детали, на которой нажмите кнопку Операция выдавливания. Оставьте заданное по умолчанию направление операции в ту же сторону, что и направление нормали, а в поле Расстояние 1 введите значение 30. Нажмите кнопку Создать объект для формирования твердого тела выдавливанием. У вас должна получиться призма с равносторонним пятиугольником в основании.

Примечание

Можно не задавать параметры операций (расстояние или угол смещения, величину уклона и т. п.) в полях панели свойств. Есть другой способ, возможно, не такой удобный, но иногда более быстрый, – перетаскивание характерных точек трехмерного элемента. Как и в двухмерном изображении, в 3D-модели есть характерные точки, перетаскивая которые можно изменять тот или иной параметр так, как будто вы вводите его значение на панели свойств. Характерные точки отображаются на фантоме операции маленькими черными квадратами. При наведении указателя на точку возле нее всплывает подсказка с названием и текущим значением параметра (см. рис. 3.12). Нажмите кнопку мыши и перетаскивайте точку – соответствующий параметр будет изменяться, а его значение отображаться справа от указателя мыши.

5. Выделите верхнюю грань призмы в окне представления документа (то есть щелкнув на самой грани в модели). Грань должна подсветиться зеленым цветом. Опять нажмите кнопку для создания эскиза. Переключитесь на панель инструментов Геометрия и с помощью команды Дуга постройте дугу с центром в одной из вершин основания-пятиугольника и радиусом 20 мм. Поскольку этот эскиз предполагается использовать в операции вращения, обязательно создайте осевую линию (команда Отрезок, стиль линии Осевая) проходящую через конечные точки дуги (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Эскиз для будущей операции вращения

6. Теперь попробуем создать трехмерный элемент, не выходя из режима редактирования эскиза. Не отжимая кнопку Эскиз, перейдите на панель Редактирование детали и щелкните на кнопке Операция вращения. На основе текущего эскиза сразу должна запуститься операция создания тела вращения. Необходимо настроить параметры команды таким образом, чтобы в результате ее выполнения получить сплошной шар, как отдельное твердое тело (это нужно, чтобы потом можно было применить булеву операцию). Для этого выполните следующее:

1) в группе переключателей Способ на панели свойств нажмите кнопку Сфероид, направление оставьте заданным по умолчанию (прямое), но проследите, чтобы в поле Угол прямого направления было задано значение 360;

2) перейдите на вкладку Тонкая стенка и из раскрывающегося списка Тип построения тонкой стенки выберите пункт Нет, чтобы запретить создание тонкой стенки и получить сплошной шар;

3) перейдите на вкладку Результат операции и нажмите кнопку-переключатель Новое тело, чтобы формируемый шар не был объединен с призмой.

7. Нажмите кнопку Создать объект. В результате получится сплошной шар радиусом 20 мм (рис. 3.15). Несмотря на то, что созданные объекты пересекаются, это все равно два разных твердых тела (о чем свидетельствует то, что в местах входа шара в призму нет четко обозначенных ребер).

Рис. 3.15. Два созданных тела в модели

8. Теперь можно перейти к демонстрации возможностей команды Булева операция. Нажмите соответствующую кнопку на панели Редактирование модели. В строке подсказок появится текст Выберите объекты для булевой операции. По очереди щелкните на каждом из двух тел в окне модели (сначала на призме, потом на шаре). При этом ребра каждого выбранного тела (а также значки трехмерных операций, образующих тело в дереве построения) будут подсвечены красным цветом. Результатом этой операции могут быть четыре разных тела:

• тело, полученное объединением призмы и шара (рис. 3.16, а). Для этого на панели свойств в группе кнопок Результат операции нужно нажать кнопку Объединение

Обратите внимание: в местах пересечения шара призмы появились ребра нового тела;

• тело, сформированное в результате вычитания шара из призмы, то есть вычитанием второго тела из первого (рис. 3.16, б). Для этого на панели свойств должна быть нажата кнопка Вычитание

• тело, полученное вычитанием призмы из шара (рис. 3.16, в). Поскольку вычитается всегда второе тело, вам необходимо изменить порядок указания тел. Этого можно добиться двумя способами. Первый – снять выделение с обоих тел, щелкнув на свободном пространстве модели, а затем заново указать тела для булевой операции, сначала щелкнув на шаре, а потом на призме. Второй и более правильный метод – изменить порядок тел в списке Список объектов на панели свойств (в этом списке каждое тело обозначается названием последней выполненной над ним формообразующей операции). Чтобы изменить порядок, выделите одно из тел и переместите его в списке, используя кнопки со стрелками, размещенные в верхней части списка (рис. 3.17);

• тело, сформированное в результате пересечения двух указанных тел (рис. 3.16, г). Для этого на панели свойств должна быть нажата кнопка Пересечение

Рис. 3.16. Результат выполнения булевой операции: объединение (а), вычитание (б, в) и пересечение (г)

Рис. 3.17. Изменение порядка выбранных тел в списке объектов булевой операции

Вы можете самостоятельно попробовать все четыре варианта команды Булевой операции. Для этого после ее выполнения выделите ее в дереве построения и вызовите команду контекстного меню Редактировать (в более ранних версиях программы – Редактировать элемент) (рис. 3.18). Запустится процесс редактирования выбранной в дереве операции: трехмерный элемент опять перейдет в фантомное состояние, а на панели свойств отобразятся настройки данной операции. Изменив какие-либо из значений параметров (в нашем примере – результат булевой операции), вновь создайте трехмерный элемент, нажав кнопку Создать объект.

Рис. 3.18. Контекстное меню трехмерного элемента, вызванное из дерева построения

В контекстном меню для трехмерных элементов присутствует еще несколько очень полезных команд (см. рис. 3.18).

• Удалить (или Удалить элемент в предыдущих версиях КОМПАС-3D) – удаляет трехмерный элемент из модели и дерева построения. При удалении определенного элемента из детали его эскиз (или эскизы) не удаляются, но удаляются все зависящие от него (условно подчиненные) трехмерные элементы (операции). Под условно подчиненными следует понимать такие операции, которые, хоть и являются отдельными трехмерными объектами, формируются на базе уже существующей геометрии модели и напрямую зависят от нее (являются производными). Например, если вы выполнили операцию выдавливания, после чего на пересечении граней полученного объекта создали скругления, то после удаления операции выдавливания все скругления будут также удалены!

Внимание!

Будьте осторожны при удалении тех или иных элементов детали – восстановить их, кроме как создав заново, будет невозможно!

• Скрыть – управляет отображением элемента детали, выбранного в дереве построения. После ее выполнения элемент будет скрыт (спрятан) в модели. Если вызывать контекстное меню для уже скрытого элемента, на месте этой команды будет команда Показать, включающая отображение объекта. Если вы скрываете какую-то часть твердого тела (одну операцию), то в модели будет спрятано все тело, в состав которого входит выбранная операция. Режим скрытия очень полезен для сложных моделей, особенно больших сборок. Скрытие отдельных элементов значительно облегчает работу с такой моделью, ее становится проще приближать, отдалять или поворачивать в окне представления.

• Отношения в дополнительном окне – команда позволяет создать дополнительное окно дерева модели и отобразить в нем объекты, являющиеся исходными и производными для объекта, выделенного в дереве.

• Указатель под выделенный объект – автоматически перемещает и устанавливает указатель, отсекающий операции построения в дереве под выделенный трехмерный элемент. Подробнее о данном указателе читайте далее.

• Исключить из расчета – исключает из расчета выбранную операцию, вследствие чего модель перестраивается так, как будто исключенной операции вообще нет в модели. Если элемент исключен, то вместо этой команды будет отображена команда Включить в расчет. При исключении трехмерного элемента из модели исключаются все его условно подчиненные элементы, однако при включении этого же элемента в структуру модели все подчиненные объекты останутся исключенными. Их придется включать вручную. Исключенные элементы отображаются в дереве построения светло-голубым цветом и помечены крестиком в левом нижнем углу.

• Исключить из расчета следующие – новая команда, позволяющая исключить из расчета детали все трехмерные формообразующие элементы, которые следуют за выделенным элементом (для которого было вызвано контекстное меню).

• Включить в расчет последующие – эта функция активирует ранее исключенные из расчета формообразующие элементы (если такие есть, конечно) во всех элементах, следующих ниже выделенного.

Как вы наверняка успели заметить, контекстное меню, вызываемое на объекте дерева построения модели, динамически изменяется в зависимости от состояния объекта. Более того, состав меню меняется даже для каждого отдельного типа объектов модели. Например, контекстное меню для эскиза будет иметь другой вид (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Контекстное меню, вызванное в дереве построения для эскиза

Часть команд меню для эскиза имеет схожее назначение с командами трехмерных элементов (операций): Исключить из расчета, Исключить из расчета последующие, Включить в расчет последующие, Редактировать и Показать (эскиз после выполнения трехмерной операции сразу делается скрытым, исключение составляют эскизытраектории для кинематических операций, но они, если быть точным, и не входят в состав эскизов этой операции).

При редактировании эскиза трехмерная операция, в которую он входит, а также все операции в модели, следующие за этой операцией в дереве построения, блокируются (становятся недоступными). При этом в дереве модели возле их значков появляется изображение защелкнутого замка. Данные операции нельзя ни выделять, ни изменять до тех пор, пока не будет завершено редактирование эскиза. После выхода из режима редактирования эскиза все эти операции будут перестроены с учетом изменений в эскизе.

Есть в контекстном меню эскиза (см. рис. 3.19) и некоторые особенные команды:

• Изменить плоскость – позволяет переназначить опорную плоскость эскиза, правда, при этом могут быть утеряны все параметрические связи, наложенные на эскиз;

• Разместить эскиз – дает возможность изменять размещение всего изображения эскиза в пределах его базовой плоскости (подобно изменению точки привязки вида в чертеже).

Примечание

При запущенной на выполнение трехмерной операции контекстное меню в дереве построения нельзя вызвать.

Еще одной из основных формообразующих операций является создание листового тела. Функции для работы с листовыми моделями мы рассмотрим позже.

Перейдем к дополнительным командам, позволяющим легко реализовать различные конструкторские элементы на теле детали. Все эти команды доступны, только если в модели уже есть построенные тела, созданные с помощью одной или нескольких основных формообразующих команд. Трехмерные элементы, созданные с использованием дополнительных операций, находятся в зависимости от основных элементов. Эта зависимость строго однонаправленная, то есть редактирование производного элемента не влияет на состояние основного, но при изменении основного элемента дополнительный также изменит свою форму.

Одними из наиболее используемых дополнительных команд являются Фаска

и Скругление

(на панели Редактирование детали они объединены в одну группу). Для этих операций не требуется создавать эскиз. Вы лишь указываете радиус скругления или катет и угол фаски, а также ребра, на месте которых необходимо сформировать указанный конструкторский элемент. Для выделения ребра в 3D-модели подведите к нему указатель мыши и, когда справа внизу от указателя появится изображение маленького отрезка, щелкните на ребре кнопкой мыши. Ребро должно подсветиться красным цветом. За один вызов команды Фаска или Скругление можно создавать фаску или скруглить сколько угодно ребер (рис. 3.20).

Рис. 3.20. Результат выполнения команд Фаска и Скругление

Есть и другой способ выбора ребер для построения фаски или формирования скругления. В окне модели вы можете выбрать любую грань, тогда на всех ее ребрах будут созданы фаски или скругления указанных параметров. Выделить грань достаточно просто: подведите к ней указатель (возле указателя появится условное обозначение грани) и щелкните кнопкой мыши. Грань подсветится. Как и для большинства других трехмерных операций, создаваемые фаски или скругления сначала отображаются фантомами с характерной точкой, позволяющей прямо в окне модели редактировать их параметры.

При описании двух предыдущих команд был затронут вопрос выделения трехмерных элементов (ребер и граней) непосредственно на самой модели. Как вы уже заметили, система отслеживает, какой объект находится ближе всего к указателю мыши, и выдает своеобразную подсказку, что сейчас можно выделить. Иногда необходимо выделить объекты только какого-то одного конкретного типа, например только ребра или только вершины. В достаточно сложных моделях бывает нелегко выбрать нужный объект, так как мешают другие элементы, расположенные слишком близко. Например, при создании скругления необходимо выделять или снимать выделение только с ребер, а по короткому ребру очень сложно попасть щелчком кнопкой мыши в окне модели. Случайно щелкнув на грани (при запущенной команде Скругление), вы тем самым выделите все ее ребра, что только добавит вам лишних хлопот. Для решения этой проблемы в системе КОМПАС-3D есть возможность настройки фильтров выделения. Это можно сделать на панели инструментов Фильтры (рис. 3.21). С помощью кнопок на этой панели можно включить или выключить возможность выделения следующих объектов:

• граней;

• ребер;

• вершин;

• конструктивных плоскостей;

• конструктивных осей.

Рис. 3.21. Панель Фильтры

По умолчанию на этой панели нажата кнопка Фильтровать все, которая позволяет выделять все трехмерные элементы модели.

Продолжим рассмотрение дополнительных формообразующих операций для детали.

Команда Отверстие

очень удобна для быстрого создания различных отверстий со сложным профилем в теле детали. Эта команда доступна, если в модели выделена плоская грань, которая автоматически становится базовой для отверстия. Для формирования отверстия необходимо задать его координаты на базовой плоскости, а главное – выбрать тип (профиль) отверстия и определить его размеры. Тип отверстия можно указать на панели Выбор отверстия (рис. 3.22) вкладки Параметры панели свойств. В библиотеке отверстий содержатся как самые простые отверстия, например под ввинчиваемые болты, так и с очень сложным профилем, включающим всевозможные канавки, буртики и пр. Выбрав тип отверстия, задав координаты его центра и размеры, нажмите кнопку Создать объект – система выполнит все построение (то есть с помощью этой команды вы избавились от необходимости самостоятельно рисовать эскиз). Редактируется построенный объект не как обычная операция вырезания, а именно как отверстие. Вы можете изменить его профиль и построить заново, при этом вам не нужно будет перерисовывать эскиз.

Рис. 3.22. Выбор типа отверстия и задание его размеров

Примечание

У элемента, созданного с помощью команды Отверстие, все-таки есть эскиз (вы можете увидеть его в дереве построений, раскрыв узел операции отверстия). Однако этот эскиз содержит не изображение профиля отверстия, а всего лишь точку, обозначающую положение центра отверстия на опорной плоскости. Таким образом, редактируя этот эскиз (перемещая точку), вы изменяете положение отверстия на плоскости.

Команду Отверстие можно использовать и для сборки.

Команда Ребро жесткости

строит в детали одноименный элемент на основе эскиза, содержащего незамкнутый контур.

Еще одна из дополнительных команд – Уклон

– предназначена для придания уклона плоских граней, которые были перпендикулярны основанию (рис. 3.23). Эта команда отличается от уклона, придаваемого элементам выдавливания, следующими особенностями:

• уклон придается не всем граням относительно основания, а лишь выбранным пользователем;

• одновременно можно формировать уклон для граней, принадлежащих трехмерным элементам, которые сформированы разными формообразующими операциями;

• для операции не требуется эскиз.

Рис. 3.23. Две грани, наклоненные к основанию с помощью команды Уклон

Эта команда достаточно проста в применении. После ее вызова вы указываете плоскую грань – основание, после чего одну за другой – грани, которые нужно наклонить. Наконец, задаете угол уклона в поле Угол на панели свойств (выбранные грани отрисовываются фантомом в наклоненном состоянии) и подтверждаете создание уклона, нажав кнопку Создать объект.

Данная операция предназначена для придания небольших уклонов моделям деталей, которые предполагается изготовлять литьем. Таким образом, не редактируя эскизы и не искажая структуру модели, вы легко получаете нужные формовочные уклоны.

Совет

Если на ребрах наклоненных граней должно быть скругление, то его желательно делать уже после выполнения уклона. Операцию Уклон желательно применять на самом последнем этапе построения модели.

Используя команду Оболочка

вы сможете преобразовать твердотельную деталь в тонкостенную оболочку (рис. 3.24). При формировании оболочки вам следует лишь указать грань или грани, которые будут удалены с тела модели (на рис. 3.24 это нижняя опорная грань детали), а также задать толщину стенки.

Рис. 3.24. Сплошная деталь (а) и результат применения команды Оболочка (б)

Команда Оболочка очень полезна при проектировании различных корпусных деталей. Значительно проще сначала создать модель, полностью заполненную материалом, заботясь только о внешней форме, а не о внутренней полости, а затем с помощью одной команды превратить ее в тонкостенную деталь.

Совет

Если вы планируете применять операцию Оболочка, старайтесь не перегружать модель скруглениями.

Последними среди дополнительных операций являются команды создания сечений в модели: Сечение поверхностью

(рис. 3.25, а) и Сечение по эскизу

(рис. 3.25, б). Главное отличие этих команд в том, что для первой не требует создания эскиза, а для второй он обязателен (что и следует из названия команды).

Рис. 3.25. Результаты выполнения команд создания сечений: поверхностью (а) и по эскизу (б)

При выполнении сечения поверхностью вы указываете любую поверхность в модели (грань, вспомогательную плоскость) и направление операции (прямое или обратное). Поверхность не обязательно должна быть плоской. Направление в этой операции указывает, какую часть модели вырезать, другими словами, по какую сторону от указанной поверхности рассекать модель. Чаще всего эту команду используют для рассечения детали или сборки одной из ортогональных плоскостей, просто чтобы показать внутреннее строение модели.

Сечение по эскизу применяют, когда необходимо сформировать разрез более сложного профиля. Для этого выбирают какую-либо плоскость в модели, на которой создают эскиз профиля сечения. Затем, выделив эскиз, нажимают кнопку Сечение по эскизу и, задав направление (в модели оно будет показано стрелкой), создают вырез. Эскиз сечения должен содержать незамкнутый контур, концы которого желательно размещать за краями рассекаемой части детали. Эту команду применяют как для создания разреза в модели (то есть чтобы открыть ее внутреннее строение), так и как самостоятельный трехмерный элемент, формирующий какую-то часть геометрии модели.

Примечание

При выполнении команды Сечение по эскизу стрелка указывает направление вырезания материала при сечении, поскольку само вырезание происходит не перпендикулярно, а вдоль опорной плоскости эскиза. По этой причине направление нормали для команды Сечение по эскизу не имеет значения.

Как и команды вырезания и создания отверстий, обе команды построения сечений можно применять и для сборки.

Иногда после завершения редактирования эскиза или после включения в расчет ранее исключенных трехмерных операций модель отображается некорректно, а в дереве построений возле таких операций появляется восклицательный знак в красном кружке. Это свидетельствует об ошибках в трехмерных операциях. Их нельзя допускать в моделях. Ошибки бывают разными. Например, в результате перестроения одной из операций вы изменили форму модели так, что одно из отверстий (сформированных операцией вырезания) больше не пересекает тело детали, но ведь сама операция вырезания осталась в модели. Возникает ошибка, отверстие не вырезается, и вся последующая геометрия модели будет построена неправильно. Для устранения ошибок необходимо отредактировать эскиз или параметры неверной операции. Иногда достаточно изменить что-либо в построениях, предшествующих операции, в которой возникла ошибка.

Кроме того, иногда возникают диалоговые окна Что неверно?, которые говорят о невозможности выполнить ту или иную операцию (рис. 3.26). Появление этого окна означает, что один или несколько параметров на панели свойств заданы неверно. Такой ошибкой может быть, например, самопересечение контура операции выдавливания, отсутствие осевой линии в эскизе операции вращения, неверный эскиз операции вырезания, разделяющий тело на несколько частей, недопустимый радиус скругления и т. д. При появлении такого сообщения (в нем могут быть зафиксированы сразу несколько ошибок) завершение построения трехмерной операции невозможно.

Рис. 3.26. Сообщение об ошибке в эскизе

В отдельную группу следует отнести команды создания массивов элементов (хотя следует понимать, что эта классификация достаточно условна).

Для детали есть три разные команды создания массивов (на панели Редактирование детали их кнопки объединены в одну группу):

• Массив по сетке

– размещает копируемые элементы в узлах двухмерной сетки, количество копий по каждому из направлений задается отдельно. Сетка не обязательно должна быть ортогональной;

• Массив по концентрической сетке

– копии выбранных трехмерных элементов располагаются равномерно по концентрическим окружностям;

• Массив вдоль кривой

– создает одномерный массив трехмерных элементов, которые размещаются вдоль произвольной кривой.

Копировать с помощью этих команд можно не только один элемент (операцию), а сразу несколько (например, операцию выдавливания вместе со сформированными на ее гранях фасками или отверстиями). Выделять исходные объекты для копирования возможно как в окне модели, так и в дереве построения. Важно понимать, что операции создания массивов не предназначены для создания новых тел в модели, поэтому при задании параметров этих команд учитывайте, что копии трехмерного элемента должны быть приклеены (или вырезаны) к тому телу, которому принадлежит исходный элемент. Если хотя бы одна из копий выйдет за пределы своего тела, то система сообщит об ошибке и массив не будет создан.

Все три команды можно использовать и для сборки, но там они служат для копирования отдельных деталей, входящих в состав сборки.

Есть еще одна команда, предназначенная для копирования элементов модели, – Зеркальный массив

Она служит для создания зеркального отражения выбранных элементов модели относительно плоскости или плоской грани. Как и все прочие команды формирования массивов, Зеркальный массив не может создавать новые тела. А вот команда Зеркально отразить тело

(она находится в одной группе с командой зеркального массива) позволяет получить как одно целое тело, симметрично отразив созданную его часть относительно грани или плоскости, так и два отдельных, симметричных друг другу относительно выбранной плоскости.

Примечание

В версиях системы, предшествующих КОМПАС-3D V8 Plus (то есть до появления многотельного моделирования), команда Зеркально отразить тело называлась Зеркально отразить. Она предназначалась только для формирования целостной детали, имеющей плоскость симметрии, путем отображения части детали относительно одной из ее граней или плоскости, которая проходит через тело детали.

Мы рассмотрели практически все команды панели инструментов Редактирование детали (конечно, это не все, что есть в КОМПАС-3D: ведь существуют еще листовые детали, поверхности, вспомогательные объекты и пр.). Остались еще две операции, доступные только в режиме редактирования детали в сборке, но о них чуть позже.

При описании формообразующих команд я специально пропустил команды для создания листового тела. Листовое тело – это деталь КОМПАС-3D, представляющая собой трехмерную модель объекта (изделия), сформированного различными операциями над заготовкой из листового металла (гибка, ковка, штамповка и т. п.). Все команды для построения листовых деталей вынесены на отдельную панель инструментов – Элементы листового тела (рис. 3.27).

Рис. 3.27. Панель инструментов Элементы листового тела

Основной формообразующей командой для листовых моделей (рис. 3.28) является Листовое тело

Без выполнения этой команды любые другие операции по редактированию листовой детали будут недоступны. Процесс формирования листового тела подобен выполнению формообразующей операции выдавливания. Листовое тело создается путем перемещения эскиза листового тела в ортогональном направлении на некоторую величину (обычно небольшую – не более нескольких миллиметров).

Рис. 3.28. Листовое тело

После создания листового тела вы можете выполнять с ним различные операции, формируя деталь, которую весьма сложно было бы смоделировать с помощью только булевых операций (рис. 3.29).

Рис. 3.29. Пример листового моделирования

На листовом теле можно формировать следующие конструктивные элементы.

• Сгибы. Для создания этих трехмерных элементов на панели Элементы листового тела присутствуют следующие команды:

Сгиб;

Сгиб по линии;

Подсечка.

• Отверстия. Команды позволяют создавать отверстия как круглого, так и более сложного сечения:

Отверстие в листовом теле;

Вырез в листовом теле.

• Дополнительные конструктивные элементы (штамповка, жалюзи, буртик), которые представлены командами:

Открытая штамповка;

Закрытая штамповка;

Жалюзи;

Буртик.

• Замыкание углов, полученных при сгибах листового тела. Для этого существует специальная команда Замыкание углов

На данный момент в системе реализовано три способа замыкания: замыкание встык, замыкание с перекрытием и плотное замыкание. Для каждого способа можно выбрать различные виды обработки стыка: без обработки, стык по кромке (применим только для замыкания встык и плотного замыкания) и стык по хорде. Некоторые примеры замыкания углов показаны на рис. 3.30.

Рис. 3.30. Замыкание углов: плотное по кромке (а), встык без обработки (б), с перекрытием и обработкой стыка по хорде (в)

Кроме того, можно получить развертку листового тела (для этого есть специальная команда). В листовой модели вы также можете использовать любые булевы операции с панели Редактирование детали. Совместное применение команд листового и твердотельного моделирования предоставляет поистине колоссальные возможности проектировщику, что будет продемонстрировано на примерах.

В конце этого раздела несколько слов о способах редактирования трехмерных объектов в системе КОМПАС.

Во-первых, редактирование любого объекта можно запустить с помощью контекстного меню дерева построения.

Во-вторых, редактирование всех трехмерных операций (включая дополнительные операции, команды создания массивов и вспомогательных объектов) запускается двойным щелчком кнопкой мыши. Например, чтобы изменить настройки операции выдавливания, дважды щелкните на одной из граней, полученной в результате выполнения этой операции. Двойным щелчком можно также запустить редактирование эскизов, но поскольку в большинстве случаев они жестко привязаны к геометрии модели, по ним очень трудно попасть при двойном щелчке. Пытаясь щелкнуть на эскизе, вы, скорее всего, запустите процесс редактирования другого объекта. По этой причине эскизы лучше редактировать, используя команду Редактировать контекстного меню дерева построения.

Настройки операций можно изменять с помощью элементов управления на панели свойств или, в отдельных случаях, используя характерные точки фантомного изображения.

Вспомогательная геометрия и трехмерные кривые

Надеюсь, вы уже хорошо освоили принцип создания трехмерных моделей в КОМПАС: все построение детали состоит из последовательного рисования эскизов и выполнения над ними (или же без них) формообразующих операций. Все вроде бы понятно, но, возможно, вас уже посещала мысль о том, что использовать ортогональные плоскости в качестве опорных явно недостаточно, а грани самой детали лишь в редких случаях могут служить подходящими базовыми плоскостями. Если вы еще не задумывались над этим вопросом, то попробуйте представить себе разработку какого-либо сложного изделия с помощью всего лишь трех ортогональных плоскостей. Это просто невозможно!

Как угодно разместить в пространстве модель плоскости для эскиза можно, используя вспомогательные объекты.

В системе КОМПАС-3D предусмотрено несколько типов вспомогательных объектов. Основные из них – конструктивные плоскости и конструктивные оси.

Конструктивные плоскости, как было отмечено, служат для определенного размещения эскиза в пространстве. Например, при помощи операции вырезания необходимо создать отверстие с осью, которая не перпендикулярна грани элемента, «приклеенного» выдавливанием. В таком случае вы не сможете использовать грань этого элемента в качестве опорной плоскости под эскиз. Для создания такого отверстия вам придется строить вспомогательную конструктивную плоскость под определенным углом, в которой и разместить эскиз.

Конструктивные оси обычно используются при создании массивов элементов, например для указания геометрической оси массива по концентрической сетке или направления в массиве по параллелограммной сетке (команда Массив по сетке) и т. п.

Команды для создания перечисленных элементов находятся на панели инструментов Вспомогательная геометрия (рис. 3.31).

Рис. 3.31. Панель Вспомогательная геометрия

Кроме инструментов для построения плоскостей и осей на этой панели присутствует команда Линия разъема

предназначенная для разбиения одной грани на несколько путем добавления ребер, а также группа из двух команд для создания контрольных точек трубопроводов (в книге они не рассматриваются).

Команды для построения вспомогательных осей (первая группа кнопок на панели Вспомогательная геометрия) включают следующие инструменты.

Ось через две вершины – создает ось через две вершины, которые указываются прямо на модели (ими могут быть вершины тела модели или пространственные точки).

Ось на пересечении плоскостей – строит ось на пересечении двух непараллельных плоскостей или плоских граней. Для построения конструктивной оси достаточно просто указать эти плоскости в дереве построения или в окне представления модели.

Ось конической поверхности – создает ось автоматически после указания в окне модели конической или цилиндрической грани.

Ось через ребро – строит ось, совпадающую с указанным прямолинейным ребром в модели.

Примечание

Если при построении любой оси на специальной панели управления нажата кнопка Автосоздание, то для подтверждения формирования оси не нужно каждый раз нажимать кнопку Создать объект. Выполнив необходимые условия конкретной команды (например, указав две плоскости для команды Ось на пересечении плоскостей или щелкнув на цилиндрической поверхности для команды Ось конической поверхности), вы сразу получите вспомогательную ось (убедиться в этом можно, просмотрев дерево построений). Не забывайте об этом, иначе вы можете сделать несколько одинаковых осей сразу, поскольку после автоматического создания выполнение текущей команды не завершается.

Вспомогательных плоскостей в системе намного больше, чем вспомогательных осей.

Смещенная плоскость – наверное, одна из самых востребованных команд вспомогательной геометрии. Именно этим инструментом мы будем пользоваться чаще всего при построении моделей, рассматриваемых в примерах. Она предназначена для создания вспомогательной плоскости, смещенной от указанной плоскости или плоской грани на определенное расстояние. Для построения такой плоскости необходимо сначала указать базовую плоскость или грань, после чего задать величину и направление смещения (рис. 3.32). Величину и направление смещения можно указать на панели свойств или с помощью перетаскивания характерной точки.

Рис. 3.32. Создание смещенной плоскости (параллельно плоскости XY)

Плоскость через три вершины – строит плоскость по трем указанным в модели вершинам. Вершинами могут быть как концы ребер (вершины тела модели), так и трехмерные точки в пространстве.

Плоскость под углом к другой плоскости – также часто употребляемая команда. Она позволяет строить плоскость, проходящую через прямолинейное ребро под заданным углом к базовой (указанной пользователем) плоскости.

Плоскость через ребро и вершину – плоскость строится подобно выполненной по трем вершинам, только вместо двух вершин указывается прямолинейное ребро.

Плоскость через вершину параллельно другой плоскости – плоскость строится через любую указанную в пространстве модели точку (трехмерную точку, вершину) и параллельно любой другой плоскости либо плоской грани.

Плоскость через вершину перпендикулярно ребру – плоскость создается перпендикулярно прямолинейному ребру (или оси). Для ее фиксации вдоль ребра необходимо указать произвольную точку, не лежащую на ребре. Эта точка будет принадлежать создаваемой плоскости и тем самым определит ее точное размещение в пространстве.

Нормальная плоскость – создает одну или несколько плоскостей, нормальных к цилиндрической или конической поверхности детали.

Касательная плоскость – плоскость строится касательно к указанной цилиндрической или конической поверхности. Для точного позиционирования вспомогательной плоскости необходимо также задать плоскую грань или плоскость, нормальную к цилиндрической или конической поверхности (то есть проходящую через ее ось).

Плоскость через ребро параллельно/перпендикулярно другому ребру – формирует вспомогательную плоскость, проходящую через первое указанное в модели ребро параллельно или перпендикулярно другому ребру. На панели свойств с помощью переключателя Положение плоскости можно задать, параллельно или перпендикулярно будет проходить плоскость. Данная вспомогательная плоскость используется редко.

Плоскость через ребро параллельно/перпендикулярно грани – действие команды аналогично предыдущей, только плоскость размещается параллельно или перпендикулярно не ребру, а выделенной грани.

Средняя плоскость – позволяет построить вспомогательную плоскость-биссектрису двугранного угла и иногда бывает очень полезной (рис. 3.33). Для построения такой плоскости достаточно указать две плоские грани или плоскости. Если заданные грани непараллельны, то построенная плоскость пройдет через линию их пересечения и будет размещена под одинаковым углом к каждой из них (бисекторная плоскость). В противном случае построенная плоскость будет точно посредине между двумя параллельными гранями или плоскостями.

Рис. 3.33. Построение средней плоскости между двумя ортогональными плоскостями: XY и ZX

Чаще всего из приведенных команд используются первые две и последняя, другие – значительно реже. Однако вы должны хорошо представлять себе, что предлагает система в качестве вспомогательного инструментария, поскольку в непростых ситуациях это может подсказать вам тот или иной способ построения сложной модели.

Трехмерные кривые – это тоже своего рода вспомогательные объекты. Они редко применяются самостоятельно. Как правило, они являются направляющими траекториями для кинематических операций, конструктивными осями при копировании по массиву и пр. Команды для построения трехмерных кривых находятся на панели инструментов Пространственные кривые (рис. 3.34), входящей в состав компактной панели. Панель Пространственные кривые также содержит команду для построения точки в трехмерном пространстве модели (трехмерные точки могут использоваться при построении вспомогательных осей, плоскостей и трехмерных кривых).

Рис. 3.34. Панель инструментов Пространственные кривые

С помощью команд этой панели инструментов вы можете строить различные трехмерные кривые.

Спираль цилиндрическая – служит для создания пространственной цилиндрической спирали. Для построения объекта необходимо указать опорную плоскость спирали (плоскость, с которой начнется построение витков спирали), задать координаты центра спирали (точку пересечения оси спирали с опорной плоскостью), а также диаметр витков. После этого необходимо указать собственно характеристики спирали. Это можно сделать, выбрав один из трех способов построения: по количеству витков и шагу; по количеству витков и высоте; по шагу витков и высоте.

Кроме того, можно задать направление построения спирали (по какую сторону от опорной плоскости) и направление навивки витков (левое или правое).

Спираль коническая – эта кривая строится аналогично цилиндрической спирали, за исключением того, что при задании диаметра витков придется указывать или диаметр верхнего и нижнего витков, или диаметр нижнего витка и угол наклона (угла конусности) спирали.

Ломаная – создает пространственную ломаную по точкам в модели. Отдельные сегменты ломаной можно строить перпендикулярно или параллельно объекту, указанному в окне модели.

Сплайн – строит пространственный сплайн. Команда бывает очень полезна при моделировании прокладки трубопроводов, линий электропередач, электрических жгутов и пр.

На первый взгляд может показаться, что функций для создания пространственных кривых слишком мало, однако, поверьте, этих четырех команд достаточно, чтобы сформировать в модели даже самую сложную кривую.

Поскольку в сборке есть также формообразующие операции (вырезание, команда Отверстие, копирование по массиву), которые при выполнении также требуют применения различных вспомогательных объектов, то все перечисленные в этом разделе команды доступны и в документе КОМПАС-Сборка.

И последняя команда, о которой хочу упомянуть в этом разделе, хотя она не относится к вспомогательным, – Условное изображение резьбы

панели Элементы оформления. Она предназначается для создания условного обозначения резьбы на валах или в отверстиях. Почему условного? Все дело в том, что любые сложные трехмерные объекты с криволинейными гранями весьма существенно «утяжеляют» (то есть замедляют работу, просмотр, редактирование документа) модель, особенно многокомпонентную сборку. К таким объектам относятся 3D-модели пружин, спиралей, изделий из проволоки со сложной конфигурацией и т. п., а также изображение резьбы. Как правило, в любой сборке крепежных элементов (болтов, винтов, гаек и пр.) отверстий под них всегда больше, чем других деталей. Представьте себе, что было бы, если бы на каждом, даже самом маленьком, болтике было трехмерное изображение резьбы. Большую сборку невозможно было бы даже вращать, не то что редактировать! Кроме того, как известно, весь крепеж стандартизирован. Никто при проектировании не изобретает новые болты с нестандартными шапочками или параметрами резьбы. Исходя из этого, можно сделать вывод, что само изображение резьбы в модели не столь важно. Тем не менее, по требованию тех же стандартов, на чертеже обязательно должно быть обозначение резьбы.

Именно поэтому в программе КОМПАС-3D (да и в других системах проектирования) было введено условное изображение резьбы, которая при моделировании отображается цилиндрическим контуром (рис. 3.35), а на ассоциативном чертеже – по всем правилам ГОСТ.

Рис. 3.35. Условное изображение резьбы

Примечание

Другие команды панели Элементы оформления, касающиеся создания трехмерных размеров и обозначений, будут рассмотрены в конце главы на практическом примере.

Свойства трехмерных объектов

Все трехмерные объекты КОМПАС-3D наделены определенными свойствами. Общими для всех объектов, независимо от их типа, являются следующие свойства:

• наименование – это название трехмерного объекта (эскиза, операции, вспомогательной плоскости, детали, сборки и пр.). Наименование, которое система присваивает автоматически (например, Эскиз:1, Операция вращения:2), пользователь может изменить, обозначив принадлежность или назначение трехмерного элемента в модели. Наименование отображается в дереве построения модели возле значка каждой операции или элемента;

• видимость – это свойство управляет отображением трехмерного объекта в документе (скрытый или видимый). Переключение с невидимого на видимый режим осуществляется с помощью команд контекстного меню дерева построения: Показать и Скрыть соответственно;

• состояние – любой объект может быть включен или исключен из расчета. При исключенном из расчета элементе модель перестраивается так, как будто этого элемента вообще нет. Для управления состоянием также применяются команды контекстного меню дерева построения: Включить в расчет и Исключить из расчета;

• цвет – задает цвет объекта в модели. Это свойство недоступно только для значка начала системы координат, каждая стрелка которого имеет свой предустановленный цвет (ось X – красный, ось Y – зеленый, ось Z – синий). Цвет трехмерного объекта выбирается из раскрывающегося списка Цвет на вкладке Свойства панели свойств при создании каждого объекта. Если представленные в списке цвета вас не устраивают (в нем всего 40 цветов), вы можете воспользоваться стандартным диалоговым окном выбора цвета операционной системы Windows, в котором указать произвольный цвет. При задании цвета объекта вы также можете установить флажок Использовать цвет детали, в результате чего объект будет иметь тот же цвет, который задан для всей детали.

Полагаю, вы уже обращали внимание на еще одну команду контекстного меню, вызываемого в дереве построений, которая ранее не упоминалась в книге, – команда Свойства. С ее помощью вы получаете доступ ко всем свойствам данного объекта (как типичным – наименование, цвет и пр., так и специфическим).

У конструктивных плоскостей и осей обозначения начала системы координат модели и эскизов специфических свойств нет. У всех трехмерных операций, кроме перечисленных выше основных, есть еще особая группа свойств, существенно влияющих на отображение результатов этих операций в модели. Речь идет об оптических свойствах трехмерных элементов. Настраивать эти свойства можно на панели Оптические свойства (рис. 3.36) после выполнения команды Свойства контекстного меню (или прямо во время создания формообразующего элемента).

Рис. 3.36. Свойства трехмерного элемента на панели свойств

Примечание

Панель Оптические свойства и раскрывающийся список Цвет доступны, только если на панели свойств снят флажок Использовать цвет детали. В противном случае все настройки оптических свойств конкретного объекта (операции), как и его цвет, совпадают с соответствующими настройками всей детали.

Свойства материала детали настраиваются на панели Оптические свойства с помощью ползунков (значение каждого параметра задается в процентах). При изменении одного или нескольких свойств результат сразу будет отображен на демонстрационном шаре, размещенном в верхней части панели:

• Общий цвет – задает насыщенность цвета объекта;

• Диффузия – характеризует способность материала поглощать световые лучи;

• Зеркальность – управляет отражением света от поверхности объекта (0 – поверхность полностью матовая);

• Блеск – отвечает за размеры светового блика на поверхности детали (0 – размер светового пятна максимален);

• Прозрачность – задает прозрачность материала детали (0 – материал полностью непрозрачен, 100 – «идеальное» стекло). Управление этим свойством позволяет создавать материал наподобие стекла или полупрозрачного пластика;

• Излучение – характеризует способность собственного излучения материала (0 – материал не излучает свет). Этому параметру необходимо задавать максимальное значение при моделировании лампочек, светильников и т. д.

Используя цвет и оптические свойства, вы легко можете сделать деталь разноцветной, назначая отдельным операциям разные цвета и придавая им различные оптические свойства.

Кроме описанных свойств (оптические, наименование, видимость, состояние и цвет), деталь как целостный объект имеет еще несколько специфических.

• Обозначение – конструкторское обозначение конкретной детали, принятое на данном предприятии. Заполняется на панели свойств и позже может быть передано в ассоциативный чертеж модели.

• Наименование материала – название материала детали (марка стали, сплав, тип древесины и пр.). Название материала можно выбрать из небольшого списка, предоставляемого КОМПАС, или из огромного перечня библиотеки материалов и сортаментов (конечно, если она у вас установлена). По умолчанию в качестве материала детали используется Сталь 10 ГОСТ 1050—88.

• Плотность – плотность выбранного материала (г/см^3). Если вы вставляете материал из списка КОМПАС или выбираете из библиотеки материалов и сортаментов, то значение этого свойства устанавливается автоматически.

В режиме сборки (то есть после вхождения какой-либо детали в состав сборки) у детали появляются дополнительные свойства. Их можно настроить после выполнения команды Свойства контекстного меню, вызванной для компонента сборки.

• Использовать цвет сборки – этому свойству отвечает одноименный флажок на панели свойств. При установленном флажке вся деталь закрашивается цветом, заданным для всей сборки.

• Использовать цвет источника – компонент сборки получает все цветовые и оптические настройки детали-источника. Чтобы можно было использовать флажок Использовать цвет сборки, флажок Использовать цвет источника должен быть снят.

• Фиксация – данное свойство указывает, зафиксирован или нет компонент в пространстве сборки. Зафиксированный компонент прочно закреплен в пространстве: его нельзя ни переместить, ни повернуть без снятия фиксации.

Сборка имеет значительно меньше свойств: наименование, обозначение, цвет и оптические свойства. Цвет и оптические свойства сборки зачастую не имеют никакого значения, поскольку цвета компонентов сборки лучше брать с деталей-источников. Это позволит избежать лишней путаницы в многокомпонентных сборках.

Я думаю, описанного выше достаточно, чтобы иметь представление о свойствах трехмерных объектов КОМПАС-3D. Теперь рассмотрим процесс создания трехмерных сборок подробнее.

Создание сборок

Как уже неоднократно отмечалось, сборка – это трехмерная модель объекта, состоящая из нескольких деталей. Количество деталей в сборке не ограничено. Даже если в сборке всего одна деталь, она все равно считается сборкой. Известны трехмерные сборки, насчитывающие до нескольких тысяч компонентов. Компонентом сборки может быть твердотельная или листовая деталь КОМПАС-3D, вставленная в сборку или созданная прямо в ней, собственное тело или тела, принадлежащие документу сборки, трехмерный библиотечный элемент, деталь или поверхность, импортированные из другой системы трехмерного моделирования (с помощью одного из обменных форматов), а также другая сборка (в таком случае она называется подсборкой). В сборке, как вы поняли, также можно выполнять формообразующие операции, которые используются при построении деталей, и, самое главное, – формировать массивы компонентов.

Процесс формирования трехмерной сборки в системе КОМПАС-3D V10 состоит из нескольких этапов.

1. Вставка компонентов сборки (отдельных деталей из файлов или стандартных элементов из библиотек). Отдельные компоненты могут создаваться прямо в сборке.

2. Размещение каждого компонента определенным образом и задание нужной ориентации в пространстве сборки, а также при необходимости фиксация компонента.

3. Создание отдельных деталей прямо в сборке (не путать с созданием компонента в контексте сборки), то есть тел, которые будут сохранены вместе с файлом сборки.

4. Применение завершающих операций, таких как создание отверстий, фасок и пр., которые стали доступны для выполнения в документе сборки в десятой версии КОМПАС-3D.

Внимание!

Ни в коем случае не нужно путать процесс создания компонентов сборки в контексте сборки с построением тел прямо в сборке. Первая функциональная возможность существовала в программе уже достаточно давно и заключалась в построении отдельной детали в документе сборки в режиме так называемого контекстного редактирования (таким образом, пользователь имел возможность привязываться к уже существующим компонентам). Второй процесс стал возможен лишь в КОМПАС-3D V10. Суть его заключается в том, что в сборке создается отдельное тело или тела, которые не имеют собственных файлов, а хранятся непосредственно в документе сборки. Такие компоненты зафиксированы – их нельзя перемещать или сопрягать в пространстве с другими (вставленными) компонентами. Однако, с другой стороны, данный подход дает огромное преимущество в использовании формообразующих операций, которые ранее были возможны только в детали (например, создание фасок).

Чаще всего вставка и размещение компонента выполняются одновременно. Создание отдельных тел и доработка самой сборки выполняются при необходимости в отдельных случаях.

Основные команды для управления объектами сборки размещены на панели инструментов Редактирование сборки (рис. 3.37). По умолчанию эта панель расположена первой на компактной панели инструментов для активного документа КОМПАС-Сборка.

Рис. 3.37. Панель инструментов Редактирование сборки

Примечание

Состав компактной панели для документа КОМПАС-Сборка практически не отличается от состава компактной панели для документа КОМПАС-Деталь. Разница заключается в том, что на компактной панели для документа КОМПАС-Сборка есть панели инструментов Редактирование сборки и Сопряжения и нет панелей Условные обозначения и Элементы листового тела.

Первой на этой панели идет группа кнопок, содержащая всего две команды для создания компонентов сборки «на месте», то есть непосредственно в текущей сборке. Команда Создать деталь

служит для построения детали в так называемом режиме редактирования детали в сборке. Так называется процесс построения новой или изменения формы уже вставленной детали прямо в окне текущей сборки. При этом редактируемый компонент (активный) отображается синим цветом, а все остальные компоненты сборки (пассивные) – зеленым. Цвета контекстного редактирования детали в сборке можно настроить на вкладке Система окна Параметры (раздел Редактор моделей → Редактирование).

Кнопка Создать деталь активна, только если в сборке выделен хотя бы один плоский объект. После вызова этой команды появляется стандартное диалоговое окно сохранения файла, в котором вы должны указать имя и путь к файлу создаваемой детали. После этого система переходит в режим редактирования детали в сборке (при этом на панели Текущее состояние нажата кнопка Редактировать на месте

) и одновременно запускается команда создания эскиза на выбранной плоской грани или плоскости. Компактная панель принимает вид, свойственный документу КОМПАС-Деталь, после чего вы можете приступать к построению детали прямо в сборке. Для завершения построения детали и возвращения к нормальному режиму работы со сборкой отожмите кнопку Редактировать на месте.

Чтобы отредактировать уже существующую деталь, выделите ее в дереве построения или окне представления модели и нажмите кнопку Редактировать на месте. Запустится режим редактирования детали, в котором вы можете вносить в деталь любые изменения. Для завершения редактирования отожмите кнопку Редактировать на месте. Все изменения, выполненные в режиме редактирования детали в сборке, будут переданы в файл модели детали.

Вторая команда этой группы – Создать сборку

После нажатия данной кнопки, как и для детали, появится окно сохранения файла, в котором следует выбрать путь, по которому будет сохранен файл, и ввести имя создаваемой подсборки. Система перейдет в режим редактирования, только уже не детали в сборке, а подсборки в текущей сборке. Этот режим по внешним признакам ничем не отличается от такого же режима для создания или редактирования детали, однако компактная панель не изменит свой вид – ее состав останется типичным для документа КОМПАС-Сборка. В этом режиме вы можете наполнять подсборку любыми деталями точно так же, как и основную сборку, размещать и сопрягать добавленные компоненты. Для завершения редактирования опять же следует отжать кнопку Редактировать на месте. В дереве построения основной сборки появится новый узел, в состав которого будут входить все компоненты, добавленные в только что созданную сборку.

Вообще, оба описанных метода (создания детали или подсборки в контексте текущей сборки) применяются довольно редко. Немного чаще используется редактирование уже готовой детали в сборке. Однако главным способом формирования сборки является простое добавление полностью готовой детали из файла и ее размещение в трехмерной сцене. Для этой цели предназначена кнопка Добавить из файла

Перед окончательной фиксацией точки вставки компонента из файла он отображается в виде фантома, который можно свободно перемещать в пространстве модели. Причем при вставке детали фантом полностью отвечает форме добавляемой детали, а при вставке сборки фантом представляет собой лишь ее габаритный параллелепипед. Для вставки компонента достаточно просто щелкнуть в нужной точке окна документа. Первый компонент сборки после вставки всегда автоматически фиксируется, все последующие – нет.

Совет

Не старайтесь сразу точно попасть в нужную точку пространства сборки, где должен размещаться центр локальной системы координат добавляемого объекта. Как правило, точно попасть в эту точку просто невозможно (за исключением случаев, когда вам заранее известны ее координаты, и вы можете ввести их вручную или вы имеете возможность привязаться к какой-либо характерной точке сборки – вершине или началу координат). В большинстве случаев модель просто вставляется в любую точку пространства, после чего с помощью команд поворота, перемещения и наложения сопряжений должным образом размещается в сборке.

Для изменения положения компонента в сборке существуют команды перемещения и поворота.

Переместить компонент – предназначена для перемещения (без изменения ориентации) компонента сборки. Для перемещения достаточно щелкнуть на данной кнопке (при этом указатель примет форму четырехнаправленной стрелки), нажать кнопку мыши на нужном объекте и переместить его. Передвигать можно сразу несколько компонентов, предварительно выбрав их в окне модели или дереве построения. Во время перемещения можно включить режим контроля соударений, при котором система будет информировать вас о столкновении перемещаемой детали или подсборки с другими компонентами сборки. Точно разместить компонент в трехмерном пространстве с помощью перемещения невозможно, однако вы можете использовать автосопряжение (автоматическое наложение сопряжений между перемещаемым компонентом и близлежащими трехмерными объектами сборки). Переместить зафиксированный компонент нельзя.

Повернуть компонент – позволяет вращать (изменять ориентацию в пространстве) выбранный компонент вокруг центральной точки его габаритного параллелепипеда.

Повернуть компонент вокруг оси – дает возможность вращать выбранный компонент сборки вокруг оси или прямолинейного ребра (ребро может принадлежать вращаемому компоненту).

Повернуть компонент вокруг точки – служит для вращения компонента сборки вокруг вершины или трехмерной точки.

Все три кнопки, предназначенные для вращения, объединены в одну группу. При вращении компонентов, как и при их перемещении, можно включить режимы контроля соударений и автосопряжений.

Кнопки перемещения и вращения компонентов неактивны, если в сборке еще нет ни одного вставленного объекта. Кроме того, чтобы стали доступными команды вращения вокруг оси или точки, в модели должен быть выделен соответствующий трехмерный элемент.

Следующие группы кнопок реализуют формообразующие операции, доступные в сборке. Все эти команды полностью идентичны своим аналогам в документе КОМПАС-Деталь, за исключением команд создания массивов. Принцип работы данных команд тот же, но базовым элементом для копирования является не трехмерный элемент детали, а компонент (или компоненты) сборки.

Примечание

Все изменения в форме деталей, полученные вследствие применения формообразующих операций (например, вырезания) в сборке, не передаются в файлы моделей. Имеется в виду, что сами детали остаются такими же, какими были до выполнения операций.

Кроме того, в группе кнопок для создания массивов в сборке, по сравнению с деталью, добавилась одна команда – Массив по образцу

Она предназначается для построения массива компонентов сборки, который точно повторяет указанный массив-образец в детали, то есть копии базового компонента размещаются в узлах элементов массива-образца. Порядок работы с командой таков. Сначала вы указываете компоненты для копирования, затем выбираете в дереве модели в одном из узлов, отвечающем любой вставленной детали, массив, по подобию которого желаете разместить копии. Команда Массив по образцу очень полезна, когда вам необходимо разместить в сборке элементы крепежа в отверстиях, созданных с помощью одной из команд построения массивов в детали (например, крепежные винты в отверстиях фиксирующей крышки подшипника).

Последняя команда панели инструментов Редактирование сборки – Новый чертеж из модели

Она создает новый документ КОМПАС-Чертеж, содержащий ассоциативный вид с модели, для которой эта команда была вызвана. Перед вставкой вида в чертеж необходимо выбрать ориентацию модели, по которой будет сформирован вид, ввести имя и номер вида. При создании чертежа используются настройки по умолчанию (формат, ориентация и пр.). Но, как вы уже знаете, их совсем не сложно поменять с помощью Менеджера документа.

Удобным средством, позволяющим управлять состоянием компонентов сборки, является контекстное меню, которое можно вызвать в дереве построения (рис. 3.38). С помощью команд этого меню вы можете управлять видимостью компонента, устанавливать или снимать фиксацию с него, удалять компонент. Используя команду Редактировать на месте, вы можете запустить процесс контекстного редактирования выделенного компонента. Команда Редактировать в окне открывает новое окно (файл), в котором вы можете редактировать выбранную деталь или подсборку.

Рис. 3.38. Контекстное меню компонента сборки

Выше уже неоднократно упоминалось, что после размещения детали в сборке ее необходимо точно расположить относительно других компонентов сборки (например, привести зубчатые колеса передачи в зацепление, насадить колесо или подшипник на вал и т. п.). В автоматизированном проектировании это называется «наложить сопряжения на компоненты». На одну и ту же деталь можно наложить сразу несколько сопряжений. Иногда из-за ошибки проектировщика или при неправильном перестроении сборки действия некоторых сопряжений противоречат друг другу (то есть система не может разместить компонент таким образом, чтобы удовлетворить требованиям сразу нескольких сопряжений). При этом возникает ошибка – деталь не будет расположена должным образом, а в дереве построений соответствующая ветвь будет отмечена восклицательным знаком в красном кружке. Все сопряжения, наложенные на компоненты сборки, отображаются в дереве построения в одном узле под названием Группа сопряжений. Этот узел находится в самом низу дерева сборки.

Все функции для создания различных типов сопряжений представлены на панели инструментов Сопряжения (рис. 3.39).

Рис. 3.39. Панель инструментов Сопряжения

Параллельность – размещает деталь таким образом, чтобы ее выбранная грань (ребро) была параллельна плоской грани (ребру) другого компонента сборки. Порядок наложения сопряжения: вызываете команду и по очереди указываете элементы, которые необходимо разместить параллельно. Если элементы выбраны правильно и накладываемое сопряжение не конфликтует с другими сопряжениями, то сборка будет перестроена, а выбранные элементы окажутся параллельными друг другу.

Перпендикулярность – действие этого сопряжения подобно установлению параллельности, только выбранные элементы моделей (плоские грани или прямолинейные ребра) размещаются перпендикулярно.

На расстоянии – данный тип сопряжения употребляется чаще, чем два предыдущих, поскольку позволяет более точно задать относительное размещение компонентов. После вызова этой команды сначала указываются элементы двух компонентов, на которые накладывается сопряжение (плоские грани, ребра или вершины), после чего в поле Расстояние на панели свойств задается величина расстояния между компонентами. Если в качестве исходных элементов выбраны грани или ребра, то детали размещаются так, чтобы эти элементы оказались параллельны друг другу (и при этом удалены на заданное расстояние).

Под углом – позволяет разместить компоненты сборки таким образом, чтобы их элементы (грани или ребра), выбранные при вызове команды, находились под определенным углом. С помощью кнопок в группе Ориентация на панели свойств можно задавать направление отсчета угла.

Касание – устанавливает касание выбранных элементов. Следует отметить, что это не означает обязательный контакт двух тел. Например, если при вызове этой команды были указаны плоская и сферическая грани двух деталей, размещенных достаточно далеко одна от другой, то сборка перестроится так, что сферическая грань будет касаться плоскости (условной), в которой лежит плоская грань.

Соосность – одно из двух наиболее употребляемых сопряжений. Позволяет установить соосность выбранных элементов: осей, цилиндрических или конических граней. Эта команда применяется для посадки деталей на вал, центрирования отверстий в разных деталях, установки элементов крепежа (вставки болтов и винтов в отверстия, насадки шайб и гаек на болты и пр.).

Совпадение объектов – второе из наиболее используемых сопряжений. Служит для размещения деталей таким образом, чтобы они соприкасались по указанным при вызове команды граням или ребрам. Этот тип сопряжений позволяет установить, например, опорные поверхности шапочек болтов точно на поверхности одной из соединяемых деталей, упереть колесо, шкив или звездочку, посаженные на вал, в буртик вала и т. п.

Совет

При наложении сопряжений одна из деталей всегда остается недвижимой, а другая изменяет свое положение в процессе перестроения сборки. Иногда по ошибке или по невнимательности можно задать сопрягаемые компоненты в неправильной последовательности, что приведет к непредвиденному перестроению сборки. По этой причине перед наложением сопряжений всегда лучше фиксировать компоненты, которые должны оставаться неподвижными. Советую всегда фиксировать тот компонент, который вообще не предполагается больше перемещать в пространстве сборки.

Наложение слишком большого количества сопряжений на пару деталей чревато ошибками при перестроении сборки или при добавлении новых сопряжений. По данной причине лучше применять только самые необходимые сопряжения (обычно хватает сопряжений Соосность и Совпадение объектов). Для этого при вставке новой детали из файла в сборку следует стараться разместить ее как можно ближе к тому месту, где она должна быть зафиксирована в сборке. Используйте команды вращения и перемещения компонентов для того, чтобы придать как можно более точное положение в пространстве компоненту без применения сопряжений, и лишь после этого накладывайте сопряжения.

После того как детали зафиксированы и их взаимное размещение вас полностью устраивает, сопряжения можно удалить. Однако не слишком увлекайтесь удалением сопряжений. Конечно, если вы на 100 % уверены, что такая-то деталь будет находиться в определенной точке пространства и ее точно не придется перемещать, то удаление сопряжений только упростит сборку и наложение новых сопряжений на другие компоненты. Вместе с тем некоторые сборочные единицы часто уже после их сборки в модели приходится перемещать или сопрягать как один объект (например, зубчатое колесо всегда насажено на вал, венец червячного колеса – на обод и т. д.). Сопряжения между такими компонентами не рекомендуется удалять, поскольку вы никогда заранее не знаете, как их придется перемещать. Например, при наложении сопряжения Соосность и Совпадение между цилиндрическими поверхностями вала под колесо и отверстием в колесе вы можете перемещать (сопрягать с другими деталями) один вал. При перестроении сборки сработают сопряжения, наложенные на пару вал – колесо, и колесо останется насаженным на вал при любых его перемещениях или изменениях ориентации.

Использование переменных и выражений в моделях

Развитие технологий постоянно предъявляет все более жесткие требования к инженеру-конструктору. На первое место в современном конструировании выходят скорость и динамичность выполнения проектов (чертежей или моделей) в графическом редакторе, а также возможность быстрого внесения в них изменений при необходимости. Причем все это не должно отражаться на качестве выполняемых работ. Наверное, каждому инженеру приходилось не раз сталкиваться с задачей создания чертежа или модели на основе уже существующего, когда, казалось бы, детали не очень различаются, но перерисовывать нужно все заново. Для решения этой проблемы существуют специальные средства, с помощью которых можно задать определенные связи между отдельными компонентами графического элемента или модели, позволяющие при последующей разработке типовых конструкций не переделывать всю модель, а изменить лишь несколько параметров. Процесс задания таких зависимостей называется параметризацией объекта. Параметризация разрешает многократно использовать один раз построенную модель и значительно сокращает время на формирование новых ее модификаций.

Суть параметризации состоит в том, что пользователь может присваивать переменные состоянию трехмерных объектов, а также их характерным параметрам (например, величине выдавливания, уклона, угла вращения, размерам геометрических примитивов эскизов и т. п.). Эти переменные можно вводить в различные выражения в специальном редакторе формул, устанавливая определенные математические зависимости между ними так, чтобы при изменении одного (или нескольких) параметров автоматически изменялись все остальные переменные модели. В результате получится параметрическая модель, для создания типовых модификаций которой достаточно просто изменить значение одной или нескольких переменных.

Примечание

Здесь идет речь о параметризации трехмерных моделей, включая двухмерные изображения в эскизах операций. Параметризацию можно также использовать и в графических документах, однако такое встречается крайне редко.

Параметризация трехмерной модели начинается с параметризации эскизов трехмерных операций. Команды для наложения параметрических зависимостей между элементами плоского изображения находятся на панели инструментов Параметризация (рис. 3.40). Эта панель доступна на компактной панели инструментов при создании или редактировании эскиза.

Рис. 3.40. Панель инструментов Параметризация

Используя команды этой панели, на графические объекты можно накладывать ограничения по горизонтали, вертикали, устанавливать совпадение или выравнивание характерных точек, фиксировать положение точек, жестко задавать положение размера и пр. Мы не будем детально рассматривать эти команды, потому что при включенной параметризации эскиза ограничения на объекты накладываются автоматически. Установка ограничений, которые будут накладываться при вводе геометрических объектов, производится на вкладке Новые документы окна Параметры в разделе Модель → Эскиз → Параметризация (рис. 3.41).

Рис. 3.41. Установка ограничений, автоматически накладываемых на графические объекты эскиза

Автоматическая параметризация очень удобна. Фактически, система выполняет большую часть работы по наложению ограничений, вам же остается только нанести размеры на эскиз, назначить переменные и установить зависимости между ними. Однако при автоматической параметризации могут возникнуть непредвиденные проблемы. Например, после параметризации эскиза и попытки изменить один из размеров программа выдает сообщение, что система не имеет решений. Многих пользователей это приводит в тупик, поскольку далее они ничего не могут сделать с эскизом. На самом деле в этом сообщении нет ничего страшного: система просто уведомляет вас о том, что на параметризированный графический объект наложены лишние ограничения, которые и не позволяют изменить его размер. Достаточно просто удалить лишнее ограничение, и двухмерное изображение будет корректно перестраиваться. Просмотреть и удалить ограничения можно с помощью команды Показать/удалить ограничения

панели инструментов Параметризация. После нажатия данной кнопки выберите объект с наложенными ограничениями (щелкните на нем в документе), после чего на панели свойств должен отобразиться список его ограничений (рис. 3.42), в котором следует выделить и удалить все лишнее.

Рис. 3.42. Список ограничений графического объекта

Совет

Если после удаления ограничений графический объект все равно не желает перестраиваться, это значит, что на все изображение наложено слишком много ограничений. В таком случае их лучше удалить все сразу и заново параметризировать объект. Для удаления всех параметрических связей служит команда Удалить все ограничения

После нажатия данной кнопки, выделяя по очереди каждый объект и вызывая команду Параметризовать объекты

установите требуемые типы ограничений вручную. Точно так же (с помощью команды Параметризовать объекты) необходимо параметризировать эскиз, если во время его вычерчивания в настройках была полностью отключена параметризация.

Рассмотрим практический пример разработки несложной параметрической модели.

Создайте новый документ КОМПАС-Деталь и сразу сохраните его под именем Параметризация.m3d. Убедитесь в окне Параметры, что в системе включена полная параметризация эскизов, после чего можно приступать к построению.

1. Запустите создание эскиза, в качестве базовой плоскости которого выберите XY. Нажмите кнопку Прямоугольник по центру и вершине на панели инструментов Геометрия и постройте квадрат с центром в точке начала координат и длиной стороны 48 мм. Если у вас была включена параметризация, то система должна автоматически наложить на созданное изображение следующие ограничения:

· совпадение точек отрезков-сторон квадрата в его вершинах;

· горизонтальность – на горизонтальные отрезки (стороны) квадрата;

· вертикальность – на вертикальные отрезки.

Чтобы убедиться в этом, выделите любой отрезок и выполните команду Показать/удалить ограничения контекстного меню.

2. Теперь необходимо задать переменные для изображения эскиза так, чтобы при изменении одной из них квадрат перестраивался, сохраняя положение своего центра и равенство длин сторон. Для этого перейдите на панель инструментов Размеры и нажмите кнопку Линейный размер. На панели свойств в группе кнопок Тип нажмите кнопку Вертикальный, чтобы включить создание вертикального размера. Установите размер от центра квадрата, совместив первую точку размера с точкой начала координат, до его верхней горизонтальной стороны, привязав вторую точку к вершине квадрата (рис. 3.43).

Рис. 3.43. Простановка первого параметрического размера

Поскольку на геометрические объекты наложены ограничения, после фиксации размера система сразу предложит установить его значение и присвоить ему переменную (рис. 3.44). Назовите эту переменную b, а ее значение пока оставьте таким, какое есть (равное половине длины стороны квадрата). На размере немного ниже размерной надписи в скобках будет отображено имя, присвоенное размеру переменной.

Рис. 3.44. Присвоение значения и имени переменной параметризированного размера

Примечание

Отредактировать значение или имя переменной можно, дважды щелкнув на размерной надписи параметризированного размера или нажав кнопку Установить значение размера

на панели инструментов Параметризация.

Теперь немного отвлечемся от документа детали. Для задания параметрических зависимостей между переменными как чертежа, так и модели, в КОМПАС-3D существует специальное окно – редактор формул. Оно вызывается с помощью кнопки Переменные

панели инструментов Стандартная или команды меню Вид → Панели инструментов → Переменные. В этом окне отображаются все переменные, которые были присвоены параметризированным размерам графического документа, эскиза или модели. В нем также задаются значения этих переменных и вводятся формулы, по которым они будут рассчитываться. Окно редактора формул может быть зафиксировано у одной из сторон главного окна программы, отображаться в плавающем состоянии (то есть скрываться за границей окна, когда неактивно), размещаться свободно в пределах главного окна или вообще не отображаться на экране. По умолчанию окно переменных закрыто.

1. Не выходя из режима редактирования эскиза, вызовите окно Переменные и убедитесь, что в нем автоматически появилась добавленная в эскизе переменная b (рис. 3.45).

Рис. 3.45. Окно Переменные

2. Вернитесь в окно документа детали и добавьте еще один размер, фиксирующий расстояние от центра квадрата до его вертикальной стороны (назовите ее переменной b_), а также два линейных размера, обозначающих длину сторон квадрата (присвойте этим размерам переменные a и a_) (рис. 3.46). Новые переменные должны сразу появиться в списке переменных эскиза на вкладке Переменные окна редактора формул. В столбце Выражение редактора формул напротив переменных b_ и a_ введите имена переменных b и a, чтобы сделать их равными.

Рис. 3.46. Параметризированный эскиз

3. Если вы сейчас измените значения этих переменных, то объект перестроится, но не сохранит форму квадрата. Это объясняется тем, что переменные пока не связаны между собой. Чтобы задать определенную зависимость между ними, в столбце Выражение редактора формул напротив переменной a введите выражение 2*b (рис. 3.47). После этого можете изменять значение переменной b параметризированного эскиза, и при этом квадрат будет правильно перестраиваться.

Рис. 3.47. Задание выражения для переменной

В столбце Выражение можно вводить уравнения, неравенства (например, чтобы ограничить какой-либо параметр), а также логические выражения типа a ? b : c (если a – истина, то выполняется оператор b, иначе – c). Уравнения или неравенства могут содержать математические выражения неограниченной сложности, включающие любые математические функции. Синтаксис уравнений, неравенств и логических выражений подобен синтаксису языка программирования C (если вы с ним сталкивались, то у вас не возникнет сложностей при вводе формул). Подробно с требованиями к написанию формул вы можете ознакомиться в справочной документации к системе КОМПАС-3D.

4. Завершите редактирование эскиза, отжав кнопку Эскиз на панели инструментов Текущее состояние.

5. Щелкните на кнопке Операция выдавливания панели инструментов Редактирование детали и выдавите эскиз на 48 мм в прямом направлении. В результате вы должны получить куб.

6. Теперь посмотрите в окно Переменные. В нем значительно увеличилось количество переменных. Это переменные, позволяющие исключить из расчета тот или иной трехмерный элемент модели (плоскость, операцию, эскиз), переменные операций (в нашем случае – величина выдавливания и угол уклона), а также внешние переменные эскизов. Чтобы использовать все эти переменные в выражениях, им сначала лучше присвоить псевдонимы (в столбце Выражение таблицы переменных). Напротив переменной v29 (такое значение было по умолчанию присвоено величине выдавливания) операции выдавливания введите имя переменной h. Переменная автоматически добавится в верхнюю часть списка переменных (рис. 3.48). Переменной h сразу поставьте в соответствие переменную a (поставив переменную a в столбце Значение напротив переменной h). Обратите внимание, что при выполнении трехмерной операции все параметрические размеры эскиза отображаются на экране. Такое новшество стало доступно пользователям десятой версии программы.

Рис. 3.48. Переменные модели

Примечание

Переменные детали также можно сделать внешними. Тогда они будут видны в редакторе формул для сборки. Чтобы сделать переменную внешней, ее необходимо выделить и выполнить команду контекстного меню Внешняя.

7. В результате выполненных действий мы получили полностью параметризированную модель куба. Измените значение переменной b в списке переменных эскиза и нажмите кнопку Перестроить

на панели инструментов Вид. Модель куба перестроится, и при этом значения его параметров изменятся таким образом, чтобы ребро куба равнялось 2 · b.

8. Немного усложним модель и добавим на все грани куба скругления радиусом 5 мм (рис. 3.49).

Рис. 3.49. Скругление ребер параметрического куба

В окне Переменные появятся новые переменные операции скругления, среди которых и радиус скругления. Задайте этой переменной выражение b/4 (рис. 3.50).

Рис. 3.50. Добавление переменных и выражений в модели

9. Измените еще раз значение b и убедитесь, что модель перестраивается полностью, включая эскиз, операцию выдавливания и скругления. Не забывайте перестраивать модель после каждого изменения значения переменной. Вы можете изучить разработанную модель, открыв файл Параметризация.m3d, который находится в папке Examples\Глава 3 прилагаемого к книге компакт-диска.

Думаю, нет смысла дальше развивать пример. Аналогичным образом вы можете строить сколь угодно сложные трехмерные модели (как сборки, так и детали) и параметризировать их, начиная от изображения эскиза и заканчивая размещением компонентов сборки. Использование параметризации вместе со средствами создания ассоциативных чертежей позволяет в десятки раз сократить время подготовки конструкторской документации, особенно если вы часто сталкиваетесь с проектированием типовых изделий. Конечно, на создание сложного параметрического чертежа или модели уйдет намного больше времени, ведь реальные изделия гораздо сложнее кубов со скругленными ребрами, однако при последующей разработке типовых моделей вы сможете сэкономить очень много времени. Другими словами, если вы уверены, что ваша деталь уникальна, не будет видоизменяться, служить прототипом для других изделий или использоваться другими проектировщиками, параметризацию в модели лучше отключить, чтобы лишние ограничения не мешали работать. Однако если вы считаете, что деталь или сборка, которую вы выполняете, может эффективно использоваться в последующих разработках – не бойтесь потратить лишнее время на создание полной параметрической модели. Поверьте, это окупится с лихвой.

Однако перед тем, как перейти к практическому моделированию, справедливо будет отметить, что редактор формул версии V10, как и сам принцип работы с переменными, существенно отличается от предыдущих версий программы.

Во-первых, появилась возможность присваивать значение переменной в модели другой переменной, взятой с совершенно другой модели, таким образом, связывая эти переменные.

Во-вторых, состав колонок редактора формул данной версии программы КОМПАС-3D изменен, кроме того, теперь не обязательно присваивать переменным псевдонимы – все они участвуют в выражениях под своими именами (ранее в КОМПАС-3D необходимо было обязательно вводить псевдоним для переменных параметров модели).

В третьих, для работы с эскизом теперь используется тот же редактор формул, что и для работы с целой моделью (то есть все переменные эскиза сразу видны в модели). Ранее переменные из эскиза не отображались в редакторе формул после выхода из режима редактирования эскиза. Чтобы работать с такими переменными, их сначала нужно было объявить внешними в эскизе.

А самое главное – появилась возможность формирования таблиц переменных. Таблица переменных – это таблица предопределенных значений переменных модели, хранящаяся в отдельном файле. Ее можно открывать из редактора переменных, выбирать определенный ряд значений и присваивать его переменным модели. Данная возможность позволяет формировать различные конфигурации какого-либо изделия, если большинство его параметров изменяются дискретно и имеют строго нормированные значения.

Более подробно о работе с переменными в КОМПАС-3D V10 вы можете узнать, используя справку к программе.

Практическое моделирование

Разработка трехмерной модели – сложный творческий процесс, который предполагает у проектировщика не только знание предмета проектирования и программных средств, но и наличие неординарного и гибкого мышления. Почему это творческий процесс? Потому что одну и ту же модель, даже для уже полностью разработанного изделия, можно построить различными способами. В своей практике я неоднократно сталкивался со случаями, когда файл одной и той же детали, смоделированной разными людьми, различался в объеме в 2–3 раза! И это все из-за нерационально выбранного способа построения.

Чтобы было понятнее, о чем речь, приведу простой пример. На рис. 3.51 и рис. 3.52 показано одно и то же твердое тело, построенное двумя разными способами: на рис. 3.51 с помощью вращения, а на рис. 3.52 – используя выдавливание.

Рис. 3.51. Тело, полученное вращением

Рис. 3.52. Тело, полученное выдавливанием

Казалось бы, все нормально. Однако во втором случае мы имеем две формообразующие операции и, соответственно, два эскиза. Помимо того что на построение такой модели затрачивается больше времени, она и перестраивается медленнее по сравнению с первой моделью.

Примечание

Утверждение, что модель, созданная с использованием большего количества операций, перестраивается медленнее и «весит» больше, не всегда верно. Все зависит от типа трехмерной операции. Например, операция прямого выдавливания всегда перестраивается быстрее, чем операция кинематического выдавливания вдоль сложной направляющей (спирали, например). Однако для сложных по конфигурации деталей, которые имеют большое количество разноплановых операций в дереве модели, это утверждение справедливо. Чем меньше команд вы используете при построении такой детали, тем легче ее будет редактировать, вращать, приближать, отдалять и тем меньше места будет занимать ее файл на жестком диске.

Выбор рационального способа построения детали значительно влияет и на формирование сборки. Любую деталь желательно сразу строить так, чтобы ее как можно проще и легче можно было позиционировать в сборке. Позже будет показано, как разумно выбранный способ построения деталей значительно упрощает процесс сборки объекта.

Общие рекомендации по построению трехмерных моделей

Рассмотрим некоторые правила, которые помогут сделать проектируемые модели более изящными и рациональными. Их необязательно придерживаться, а в отдельных случаях даже эти рекомендации не действуют. Однако для тех, кто только учится трехмерному моделированию, полагаю, они будут весьма полезны.

• Старайтесь строить модель с использованием как можно меньшего количества трехмерных формообразующих операций. Один из способов достижения этого – рациональное построение эскизов.

• В КОМПАС-3D есть команды, которые за один вызов позволяют выполнять несколько формообразующих операций. В таком случае следует выполнять как можно больше операций за один сеанс работы с такой командой. Например, в детали необходимо сделать скругления радиусом 5 мм на нескольких ребрах. Вам следует сделать их за один вызов команды Скругление, даже если ребра не стыкуются между собой. Из этого правила следует, что такие операции, как Скругление, Фаска, Уклон и пр., желательно выполнять на завершающем этапе построения модели, когда вся основная геометрия уже построена.

• Перед началом формирования детали хорошо продумайте все этапы ее построения. Особое внимание уделите созданию основания. Если при доработке модели вы выполняете операцию сечения, которая удаляет из модели все основание, то возможно возникновение ошибок расчета модели. Этого следует избегать.

• Не перегружайте модель вспомогательной геометрией: используйте при возможности плоские грани модели в качестве опорных плоскостей, а в качестве осей или направляющих – ребра.

• Старайтесь строить деталь так, чтобы ее как можно проще было разместить в сборке. Например, вы можете не начинать построение, отталкиваясь от одной из базовой плоскостей, а создать смещенную плоскость, удалив таким образом деталь от точки начала координат. Или строить деталь так, как будто она наклонена под определенным углом, под которым она должна быть размещена в сборке.

• Как в детали, так и в сборке для копирования типовых элементов максимально используйте команды создания массивов.

• Если вы не создаете параметрическую модель, то:

· отключите параметризацию;

· зафиксируйте деталь после ее окончательного размещения в сборке и удалите ненужные сопряжения.

Если вы будете придерживаться этих правил, вам будет проще не только проектировать, но и редактировать или дорабатывать модель.

Скажу еще несколько слов о способах моделирования в КОМПАС-3D. Справочная документация к системе предлагает два основных способа построения: снизу вверх и сверху вниз. Способ проектирования снизу вверх подразумевает построения каждой детали отдельно с последующим их добавлением в сборку. Проектирование сверху вниз – это последовательное создание всех деталей прямо в сборке. Честно говоря, я очень редко сталкивался с проектированием моделей способом сверху вниз. Чаще всего применяется смешанный способ, при котором большая часть деталей проектируется и редактируется отдельно, а потом вставляется и размещается в сборке. Некоторые компоненты, которые при построении требуют привязки к тем или иным объектам сборки, можно создавать в режиме контекстного редактирования. Какой из предложенных способов удобнее – решать вам.

Построение трехмерной модели одноступенчатого цилиндрического редуктора

На этом большом практическом примере мы рассмотрим процесс построения трехмерной модели редуктора, вычерчивание которого было описано в гл. 2. Выбранный способ построения – снизу вверх, то есть сначала мы создадим по очереди все модели деталей, составляющих редуктор, после чего соберем их в сборку.

Перед началом работы рекомендую создать отдельную папку, в которую вы будете сохранять модели деталей редуктора (а их будет немало) и сам файл сборки. Кроме того, при построении эскизов мы часто будем использовать двухмерные изображения чертежа, созданного в примере гл. 2. По этой причине скопируйте этот чертеж в созданную папку. Вы можете также взять файл этого чертежа _РЕДУКТОР.cdw из папки Examples\Глава 2\Редуктор цилиндрический компакт-диска, прилагаемого к книге.

Как и при черчении, начнем моделирование с детали зубчатого колеса.

Зубчатое колесо

Поскольку наш пример учебный, при моделировании зубчатого колеса будут допущены некоторые упрощения. В частности, вместо эвольвент, формирующих профиль зуба, мы будем строить обычные дуги, максимально приближая их к эвольвенте и стараясь не нарушить зацепление. Это связано с тем, что построить эвольвенту вручную не так просто, кроме того, точно смоделированные эвольвентные зубья очень долго перестраиваются. Однако вам не стоит беспокоиться – сама модель от этого нисколько не пострадает.

Создайте новый документ КОМПАС-Деталь, сохраните его под именем Колесо зубчатое.m3d в директорию, отведенную для файлов редуктора. Установите в детали ориентацию Изометрия XYZ (с помощью раскрывающегося меню кнопки Ориентация на панели Стандартная). В принципе, это делать необязательно. Мне, например, так привычнее. Вы можете не устанавливать такую изометрию. Однако при этом учтите, что в качестве опорных у вас буду использоваться ортогональные плоскости, отличные от приведенных в примерах. Во всех моделях рассматриваемого в примере редуктора установлена именно такая ориентация.

В общих чертах порядок построения колеса следующий: сначала необходимо смоделировать заготовку колеса с помощью операции вращения, потом вырезать шпоночный паз и отверстия в дисках, и последнее – сформировать зубчатый венец.

Итак, приступим.

1. Выделите в дереве построения плоскость XY и нажмите кнопку Эскиз. Постройте в эскизе контур половины сечения зубчатого колеса. Можете вычерчивать его, как было описано в гл. 2 (главное, чтобы оно имело точные размеры), но значительно проще скопировать этот контур из чертежа редуктора (с верхнего вида). Не забывайте, что контур эскиза не должен содержать разрывов или пересекать сам себя. Кроме того, в эскизе обязательно должна быть одна ось – горизонтальный отрезок, выполненный стилем Осевая и проходящий через точку начала координат эскиза (рис. 3.53).

Рис. 3.53. Эскиз базовой операции вращения колеса

Обратите внимание, все фаски и скругления, которые должны быть на колесе, нарисованы уже в эскизе на углах контура. Тем самым вы избегаете необходимости создавать эти трехмерные элементы с помощью отдельных операций в модели.

Примечание

Модель редуктора не параметризируется, чтобы не усложнять пример, поэтому параметризацию эскизов на время построения можно отключить.

2. Выделите эскиз и нажмите кнопку Операция вращения на панели инструментов Редактирование детали. На вкладке Тонкая стенка панели свойств из раскрывающегося списка Тип построения тонкой стенки выберите значение Нет. Остальные настройки не изменяйте и нажмите кнопку Создать объект. В результате вы должны получить заготовку зубчатого колеса (рис. 3.54).

Рис. 3.54. Заготовка зубчатого колеса

3. Выделите всю деталь (самый верхний элемент дерева построения) и выполните команду Свойства детали контекстного меню. Назначьте детали какой-либо другой цвет, более напоминающий сталь, и установите следующие значения оптических свойств:

· Общий цвет – 25 %;

· Диффузия – 50 %;

· Зеркальность – 60 %;

· Блеск – 40 %;

· Излучение – 85 %.

4. Теперь приступим к созданию отверстий в диске колеса и шпоночного паза в ступице. Выделите в дереве построения плоскость ZY и запустите процесс построения эскиза. В этом эскизе разместите четыре отверстия диаметром 83, 7 мм. Центры отверстий должны лежать на окружности диаметром 258 мм (см. рис. 2.143). Профиль выреза шпоночного паза можно просто скопировать с деталировочного чертежа зубчатого колеса и немного дорисовать (рис. 3.55).

Рис. 3.55. Эскиз для вырезания отверстий в дисках и шпоночного паза в ступице

Примечание

На этом и последующих рисунках эскизов в модели отключен режим отображения Полутоновое. Это сделано для того, чтобы на рисунках в книге лучше были видны линии изображения эскиза (эскиз показан утолщенными линиями, а все остальное – каркасное отображение модели, если смотреть на нее по нормали к плоскости эскиза).

5. Завершите создание эскиза и выполните команду Вырезать выдавливанием, установив направление выдавливания – Два направления, и величину выдавливания – Через все для обоих направлений. Обратите внимание: такое же удаление материала можно было выполнить с помощью двух операций вырезания: сначала отверстий на толщину диска, а потом паза – на ширину ступицы. Однако более рациональным является приведенное здесь решение, когда профили всех вырезов собраны в одном эскизе, а вырезание осуществляется насквозь через всю модель (в оба направления от плоскости эскиза). Полученная модель показана на рис. 3.56.

Рис. 3.56. Модель колеса без зубчатого венца

Теперь перейдем к самому сложному – созданию зубчатого венца колеса. Формирование будет происходить следующим образом: сначала мы выполним один вырез между зубьями в заготовке колеса, потом построим конструктивную ось, совпадающую с геометрической осью колеса, и скопируем полученный вырез по кругу (количество копий будет равно количеству зубьев). На словах это кажется несложным, но выполнить это не очень просто.

Как сформировать собственно вырез между зубьями? Если бы мы создавали прямозубое колесо, то это было бы несложно. Достаточно было бы выполнить эскиз профиля выреза между зубьями колеса в торцевой плоскости колеса, после чего вырезать его выдавливанием через все колесо. Однако у нас косозубое колесо с углом наклона линии зуба 15°. В этом случае вырез пройдет вдоль криволинейной траектории, огибающей поверхность венца колеса, проекция которой на нормальную плоскость составит указанный угол с осью колеса.

Существует много способов построения такого выреза. Они существенно зависят от программных средств для моделирования, предлагаемых тем или иным графическим редактором. В КОМПАС-3D наиболее удобны и приемлемы в плане ресурсоемкости два метода построения вырезов косозубого колеса.

Первый вариант – выполнение выреза по сечениям. При этом в модели колеса строятся эскизы-сечения, плоскости которых удалены от боковой поверхности колеса на величину l = i · b / (nс – 1), где i – порядковый номер эскиза, b – ширина колеса, nс – количество сечений или эскизов. Первый эскиз лежит на торцевой плоскости зубчатого венца, последний – на противоположной торцевой плоскости, остальные равномерно размещены между ними. Каждая плоскость (сечение) содержит эскиз профиля выреза между зубьями, повернутый на угол α относительно изображения предыдущего эскиза. Этот угол определяется соотношением α = l · tg β / dк, где β – угол наклона линии зуба, dк – делительный диаметр зубчатого колеса (рис. 3.57).

Рис. 3.57. Зависимость угла поворота эскиза α от расстояния до плоскости эскиза l

Данный способ подходит для программной реализации зубчатого венца, когда можно создать цикл, в котором одна за другой будут строиться смещенные плоскости, а в них – эскизы сечений, смещаемые на угол α. Создав операцию вырезания по сечениям, вы получите достаточно точный вырез между зубьями, однако этому методу свойственны некоторые недостатки. Материал, который вырезается между двумя смежными эскизами, все равно вырезается по прямой. Из этого вывод – чем больше эскизов, тем точнее получатся зубья в колесе, но при слишком большом количестве зубьев существенно затрудняется их построение и замедляется перестроение зубчатого венца. Хотя, в принципе, для не слишком широких колес достаточно всего 3–5 эскизов.

Второй способ – выполнение выреза между зубьями кинематической операцией. Суть метода состоит в том, что в модели колеса строится сегмент пространственной кривой, имитирующий линию наклона зуба. Вдоль этой кривой «протягивается» профиль выреза, формируя таким образом идеально точный вырез между зубьями. Кривая – это фрагмент спирали, угол подъема витков которой равен углу 90° – β (как вы уже знаете, β – угол наклона линии зуба). Такая спираль должна иметь очень большой шаг и малое количество витков (намного меньше единицы). Как построить такую спираль, будет описано далее, поскольку именно этот способ (как более точный) мы выберем для формирования выреза между зубьями зубчатого колеса.

Продолжим работу над моделью.

1. Выделите торцевую поверхность (плоскую боковую грань) обода колеса и постройте параллельную ей вспомогательную плоскость на расстоянии 2,5 мм (это для того, чтобы эскиз выреза в колесе размещался в той же плоскости, что и в шестерне, поскольку ширина шестерни больше ширины колеса на 5 мм). Чтобы выполнить данную операцию, используйте инструмент Смещенная плоскость панели Вспомогательная геометрия. Запустите процесс построения эскиза. В принципе, эскиз можно размещать в любом месте вдоль делительной окружности на вспомогательной плоскости. Однако вспомните одну из рекомендаций по построению трехмерных моделей: детали желательно создавать так, чтобы их как можно легче было разместить в сборке. Зубчатое колесо при сборке редуктора придется сопрягать с шестерней, а поскольку зацепление в рассматриваемой детали косозубое, это сделать будет не так просто (если вырезать зубчатый венец неаккуратно). Решение напрашивается само собой: необходимо так создавать вырез зубьев на колесе и шестерне, чтобы сразу после вставки в сборку они вошли в зацепление. Этого можно достичь, вырезая первыми в колесе и шестерне именно ту пару зубьев, которая и будет находиться в зацеплении. По данной причине мы создавали смещенную плоскость, а не строили эскиз прямо на боковой поверхности обода.

2. Постройте в эскизе вспомогательные окружности, обозначающие делительный диаметр, а также линию выступов и впадин зубьев. Создайте горизонтальную вспомогательную прямую, проходящую через центр колеса (точка начала координат эскиза). С помощью инструмента Вспомогательная прямая панели Геометрия отложите вниз от этой горизонтальной прямой шесть вспомогательных линий так, чтобы все они проходили через точку начала координат и были смещены между собой на угол γ/8, где γ = 360° / zк (zк – количество зубьев колеса). В нашем случае этот угол будет равен 0,633° или 0°38'. Разделение угла профиля зуба γ на восемь частей условно и принято для облегчения построения (так будет проще сформировать зацепление). Не забывайте, что мы строим зубья упрощенно!

3. Привязываясь к сетке вспомогательных линий, постройте контур профиля выреза между зубьями (рис. 3.58). Вместо эвольвент создайте обычные дуги (команда Дуга по 3 точкам). Эти дуги обязательно должны проходить через точки зацепления, находящиеся на пересечении вспомогательной делительной окружности, а также первой и пятой вспомогательных прямых соответственно (учитывая только те прямые, которые откладывались под углом γ/8 от горизонтали). При желании вы можете также создать скругления на головках и ножках вырезаемых зубьев. Завершите редактирование эскиза.

Рис. 3.58. Эскиз профиля выреза между зубьями

4. Теперь самое интересное – формирование спирали-направляющей. Перейдите на панель инструментов Пространственные кривые. В окне модели выделите вспомогательную плоскость (плоскость, в которой лежит эскиз выреза) и нажмите кнопку Спираль цилиндрическая на панели Пространственные кривые. Используя элементы управления на вкладке Построение панели свойств, настройте параметры создаваемой спирали следующим образом:

· способ построения – По числу витков и шагу;

· количество витков – 0,04 (определяется конструктивно во время построения таким образом, чтобы виток спирали был чуть больше ширины колеса);

· шаг витков – 4721,8 мм (как определяется, рассказано ниже);

· направление построения – Обратное направление (обратное относительно нормали к базовой плоскости спирали);

· направление навивки – Правое;

· начальный угол спирали – 182°. Это угол, который задает начало первого витка на опорной плоскости спирали. Он определяется приблизительно при построении (необходимо, чтобы начало витка попало внутрь контура эскиза выреза между зубьями – точное значение не важно);

· начальная точка спирали – совпадает с точкой начала координат опорной плоскости (то есть лежит на оси колеса);

· диаметр витков спирали (задается на вкладке Диаметр панели свойств) – равный делительному диаметру колеса (404 мм).

Нажмите кнопку Создать объект для завершения формирования спирали (рис. 3.59). Полученный объект лишь отдаленно напоминает спираль вследствие большого заданного шага витков и чрезвычайно малого их количества. Однако с математической точки зрения – это именно спираль. Для нас же главное, что эта кривая идеально описывает пространственное положение линии наклона зуба в косозубом колесе.

Рис. 3.59. Построение спирали-направляющей для вырезания материала между зубьями (способ отображения модели – Без невидимых линий)

Наверняка все написанное выше вызвало у вас больше вопросов, чем дало ответов относительно того, как сформировать направляющую для построения косых зубьев. Пока еще не понятно, откуда взялась величина шага витков, столь огромная и вместе с тем столь точная, где в параметрах спирали указывается угол ее подъема (зависящий от угла наклона линии зуба) и почему можно утверждать, что данная спираль и есть линия наклона зубьев колеса.

На самом деле все просто. Угол подъема витков спирали (обозначим его φ) определяется из соотношения tg φ = h / l, где h – высота спирали, l – длина витков. Соответственно, длину и высоту витков можно определить из уравнений: h = t · n и l = π · d · n, где t – шаг спирали, n – количество витков спирали и d – диаметр спирали. Подставляя предыдущие два выражения в уравнение для определения tg φ, получим tg φ = t / (π · d). Зная, что угол φ = 90° – β, не составит особого труда определить из последнего уравнения требуемый шаг спирали: t = π · d · tg (90° – β). Подставив сюда значение диаметра спирали (404 мм) и угла наклона линии зуба (15°), вы получите величину шага спирали – 4721,8 мм.

Теперь все готово для кинематического вырезания.

1. Нажмите кнопку Вырезать кинематически панели инструментов Редактирование детали. Щелкните на кнопке Сечение на вкладке Параметры панели свойств, затем сразу выделите эскиз профиля выреза между зубьями в дереве построения. Эскиз в окне модели и в дереве построения должен подсветиться красным цветом, а в поле справа от кнопки Сечение должно отобразиться его наименование (у меня это Эскиз:3). Далее щелкните на кнопке Траектория и в дереве построения или прямо на модели выделите спираль. На модели сразу сформируется фантом операции вырезания. Проследите, чтобы в группе кнопок Движение сечения была нажата кнопка Сохранять угол наклона. Подтвердите выполнение операции, нажав кнопку Создать объект. Мы получили первый вырез в зубчатом венце колеса (рис. 3.60).

Рис. 3.60. Вырезание зубьев в колесе

2. Дальнейшая доработка модели не вызывает особенных трудностей, ведь нам осталось всего лишь размножить построенный вырез. Перейдите на панель Вспомогательная геометрия и нажмите кнопку Ось конической поверхности. После этого щелкните в модели на внутренней поверхности отверстия под вал. Если на панели специального построения нажата кнопка Автосоздание, то вы сразу получите нужную вспомогательную ось. В противном случае придется самостоятельно нажать кнопку Создать объект.

3. Вернитесь на панель Редактирование детали, где нажмите кнопку Массив по концентрической сетке. В дереве построения детали в качестве объекта для копирования выделите операцию кинематического вырезания. После этого щелкните на кнопке Ось массива панели свойств, а в дереве построения выделите строку, соответствующую созданной оси конической поверхности. В окне модели отрисуется предварительный фантом массива (по умолчанию в нем лишь четыре копии). В поле N 2 на панели свойств введите количество копий по кольцевому направлению, равное количеству зубьев колеса (71), и нажмите кнопку Создать объект. Трехмерная модель косозубого зубчатого колеса выполнена (рис. 3.61)! Для лучшего представления модели спрячьте спираль, вспомогательную ось и плоскость, воспользовавшись командой Скрыть контекстного меню дерева построений.

Рис. 3.61. 3D-модель косозубого зубчатого колеса

Можете ознакомиться с этой моделью, загрузив ее из файла Колесо зубчатое.m3d, который находится в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Если у вас возникли какие-либо трудности на любом этапе построения, не отчаивайтесь. Любую операцию или эскиз в модели можно просмотреть, запустив их редактирование. Кроме того, вы можете шаг за шагом повторить весь процесс построения модели, используя для этого дерево построения. В нижней части дерева всегда располагается горизонтальная черта или планка. Если подвести к ней указатель мыши, то он примет вид двунаправленной вертикальной стрелки. Щелкнув на данной планке, вы можете перетаскивать ее мышью вверх по дереву. При этом все операции, которые окажутся ниже планки, будут отменены для модели, то есть исключены из расчета. Данная функция предоставляет очень хорошую возможность по обучению моделированию в КОМПАС-3D: вы поднимаете планку на самый верх дерева, оставляя включенным в расчет только основание детали, а затем постепенно опускаете ее вниз, обращая внимание на те операции, которые вызвали у вас затруднения. По ходу опускания планки модель будет отстраиваться, полностью повторяя все этапы построения.

Примечание

Как вы помните, в КОМПАС-3D V10 появилась весьма удобная команда контекстного меню Указатель под выделенный объект, позволяющая перемещать планку прямо под выделенный элемент в дереве построения.

Дерево построений позволяет также изменить порядок формообразующих операций. Щелкнув кнопкой мыши на узле, обозначающем ту или иную трехмерную операцию, вы можете переместить ее в любое место дерева. Нажав кнопку Перестроить после этого, вы измените строение модели с учетом изменений в дереве. Однако редактирование детали с помощью перетаскивания операций чревато большим количеством ошибок после перестроения. Например, вы можете перетащить операцию Скругление выше формообразующей операции, в результате которой появились ребра, использованные затем для скругления. А если возникнет ошибка, то все настройки операции Скругление будут утеряны. Даже если после этого вы вернете операцию на место, ошибка не исчезнет, так как были утеряны все связи (грани и ребра, указанные при скруглении).

Ведомый вал

Следующей деталью, которую мы создадим, будет модель ведомого вала редуктора, то есть того вала, на котором будет размещаться смоделированное зубчатое колесо.

Создайте новый документ КОМПАС-Деталь, установите в нем ориентацию Изометрия XYZ и сохраните этот файл под именем Вал ведомый.m3d. Откройте файл сборочного чертежа редуктора – мы воспользуемся частью его изображения для формирования контура эскиза вала.

Любой вал (кроме коленчатых, конечно) – это тело вращения, поэтому очевидно, какую формообразующую операцию мы будем использовать в качестве базовой при моделировании.

1. Выделите в дереве построений плоскость XY и нажмите кнопку Эскиз. Перейдите в окно представления сборочного чертежа и скопируйте половину контура ведомого вала (выделите изображение вала на виде сверху, нажмите сочетание клавиш Ctrl+C и укажите точку привязки – точку начала координат вида). Вернитесь в окно модели и вставьте изображение вала, совместив точку привязки с началом координат эскиза. Поверните вставленное изображение вокруг начала координат на 90° против часовой стрелки. Отредактируйте контур, чтобы в нем не было самопересечений и постройте небольшие скругления (1–1,6 мм) в местах перехода одной ступени в другую. Это делается для того, чтобы позже не применять лишние операции для создания скруглений и фасок на теле модели (рис. 3.62). Не забудьте построить ось вращения, если вы не скопировали ее с чертежа.

Рис. 3.62. Эскиз вала (скругления показаны увеличенно)

2. Нажмите кнопку Операция вращения на панели Редактирование детали. Поскольку контур эскиза не замкнут, то операция автоматически будет настроена на создание тонкостенного тела. Чтобы этого избежать, на панели свойств обязательно нажмите кнопку Сфероид, после чего перейдите на вкладку Тонкая стенка и в списке Тип построения тонкой стенки выберите пункт Нет. Нажмите кнопку Создать объект для завершения выполнения операции вращения (рис. 3.63).

Рис. 3.63. Начало формирования модели вала

3. В свойствах детали выберите другой цвет вала, а также установите следующие значения оптических свойств:

· Общий цвет – 80 %;

· Диффузия – 80 %;

· Зеркальность – 70 %;

· Блеск – 10 %;

· Излучение – 20 %.

Осталось создать шпоночные пазы на выходном участке вала и ступени вала под колесо. Размеры шпонок приведены в гл. 2 (глубина паза на выходной ступени – 7, 5 мм, в ступени под колесо – 9 мм), но мы, как обычно, скопируем их изображения в эскиз со сборочного чертежа редуктора.

1. Активируйте панель инструментов Вспомогательная геометрия и в группе команд построения вспомогательных плоскостей нажмите кнопку Смещенная плоскость. В качестве базовой укажите плоскость ZX, щелкнув на ней в окне модели или дереве построения. Выберите прямое направление смещения создаваемой плоскости и введите значение величины смещения, равное половине диаметра ступени вала под колесо (42,5 мм). Нажмите кнопку Создать объект, после чего завершите выполнение команды.

2. Выделите вспомогательную плоскость и создайте на ней эскиз шпоночного паза. Перейдите на панель Редактирование детали и нажмите кнопку Вырезать выдавливанием. Установите прямое направление выдавливания и задайте величину (глубину) вырезания, равную 9 мм (рис. 3.64). Нажмите кнопку Создать объект для завершения построения шпоночного паза.

Рис. 3.64. Процесс вырезания шпоночного паза

Примечание

Если у вас вдруг нет под рукой сборочного чертежа редуктора, вы можете вставить контуры шпоночных пазов из библиотеки, как это было описано в гл. 2, или воспользовавшись командой Эскиз из библиотеки контекстного меню для выделенной плоскости или плоской грани. Эта команда позволяет сформировать в эскизе профиль того или иного конструктивного элемента, в частности и профиль сечения призматического шпоночного паза.

3. Повторите все указанные действия для выходного участка вала (вспомогательную плоскость сместите на 35, 5 мм в прямом направлении, а паз вырежьте на глубину 7, 5 мм). Создайте небольшое скругление (радиус 0,6 мм) на нижних гранях обоих пазов. Отключите видимость вспомогательных плоскостей, чтобы они не портили внешний вид вала.

Вот и все, модель ведомого вала редуктора готова (рис. 3.65). Не забудьте сохранить документ перед продолжением работы.

Рис. 3.65. 3D-модель ведомого вала редуктора

Вы можете изучить полученную деталь, открыв файл Вал ведомый.m3d из папки Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Ведущий вал-шестерня

Если вы помните, ведущий вал и зубчатая шестерня в нашем редукторе выполняются вместе. Создание этой детали во многом будет напоминать построение двух предыдущих, однако при моделировании вала-шестерни будет описано несколько неочевидных моментов. Во-первых, это положение эскиза выреза между зубьями (оно должно быть таким, чтобы после вставки шестерни в сборку зацепление получилось само собой), а во-вторых, это размещение самой модели в пространстве документа детали.

Поскольку в редукторе ось шестерни смещена от оси колеса по горизонтали на величину межосевого расстояния, предлагаю строить модель вала-шестерни не в начале координат, а сместив ее по оси Z на расстояние aω, что позволит при сборке вставить модель шестерни, привязываясь к точке начала координат, и ничего больше не подгонять. Если при этом будет правильно размещен эскиз выреза между зубьями, то сборка зубчатого зацепления произойдет автоматически и вам не нужно будет накладывать ни одного (!) сопряжения на зубчатую пару. Этот пример очень хорошо продемонстрирует, насколько может упроститься сборка агрегата благодаря разумному построению его отдельных деталей.

1. Нажмите кнопку Смещенная плоскость на панели Вспомогательная геометрия и постройте вспомогательную плоскость, удаленную относительно плоскости XY (базовой) на расстояние 259 мм в обратном направлении (против направления оси Z). Эта вспомогательная плоскость и будет теперь базовой для модели шестерни.

2. Выделите смещенную плоскость и запустите процесс построения эскиза на ней. Сформируйте контур вала-шестерни подобно тому, как мы формировали контур эскиза ведомого вала в предыдущем примере (рис. 3.66). Не забудьте создать скругления в эскизе в местах перехода одной ступени в другую, а также проследите, чтобы в контуре не было разрывов и самопересечений.

Рис. 3.66. Эскиз контура ведущего вала-шестерни

3. С помощью Операции вращения создайте основание модели вала-шестерни (вал необходимо выполнить сплошным сфероидом без тонкой стенки). На выходной ступени создайте шпоночный паз (эскиз можно скопировать с чертежа редуктора или построить самостоятельно по известным размерам) точно так же, как и для ведомого вала. Сначала создаем вспомогательную плоскость, а затем вырезаем паз выдавливанием на глубину 5, 5 мм (рис. 3.67). В свойствах детали настройте оптические свойства вала-шестерни по своему усмотрению.

Рис. 3.67. Начало формирования модели ведомого вала

Далее приступаем к построению зубчатого венца. Порядок его формирования не отличается от создания зубчатого колеса: сначала создаем один вырез, а затем копируем его по концентрической сетке. Сам вырез между зубьями будет сформирован с помощью кинематического вырезания.

1. Выделите правую боковую грань шестерни (правую, если смотреть на вал-шестерню с колеса). Запустите процесс создания эскиза, в котором создайте эскиз выреза между зубьями (рис. 3.68).

Рис. 3.68. Эскиз выреза между зубьями шестерни

Порядок построения эскиза следующий:

1) создайте вертикальную вспомогательную прямую, смещенную влево от начала координат эскиза на 259 мм;

2) постройте горизонтальную прямую, проходящую через центр начала координат. С помощью команды Вспомогательная прямая панели Геометрия постройте две линии, смещенные между собой на угол γ/8 вниз от горизонтальной прямой и четыре вспомогательных линии с таким же смещением вверх по горизонтали. Все эти линии должны проходить через точку начала координат. Угол γ равняется 360° / zш (zш – количество зубьев шестерни). Для нашей шестерни этот угол равен 2,25° (2°15');

3) создайте три окружности, выполненные стилем линии Вспомогательная, обозначающие делительную окружность, окружность впадин и выступов зубьев;

4) сформируйте изображение эскиза, как показано на рис. 3.68. Вместо эвольвент, как было сказано, постройте дуги по трем точкам. Создайте также небольшие скругления на ножке и головке зубьев. Верхнюю дугу немного выгните вверх, чтобы она прошла выше окружности вершин зубьев – при таком ее размещении вы можете быть уверены в том, что нужный шар материала будет вырезан полностью.

Примечание

Если вы совместите оба эскиза вырезов между зубьями колеса и шестерни в одной плоскости, то увидите, что вырезаемая пара зубьев соприкасается точно в точке зацепления. Зубья не очень точные, зато само зацепление выдержано достаточно четко.

2. Создадим направляющую для кинематического вырезания. Принцип построения повторяет процесс создания направляющей для вырезания первой пары зубьев колеса (команда Спираль цилиндрическая панели Пространственные кривые), поэтому далее приведены только параметры спирали:

· способ построения – По числу витков и шагу;

· количество витков – 0,125 (определяется конструктивно);

· шаг витков – 1332,4 мм (рассчитывается по формуле, выведенной ранее для угла наклона линии зубьев 15° и диаметра витков 114 мм);

· направление построения – обратное;

· направление навивки – левое;

· начальный угол спирали – 0° (по умолчанию витки должны начинаться непосредственно с эскиза, если вы разместили его, как показано на рис. 3.68);

· точка привязки – координаты в опорной плоскости спирали (–259;0);

· диаметр спирали – 114 мм.

Для подтверждения построения спирали нажмите кнопку Создать объект.

3. Все готово для кинематического вырезания. Нажмите кнопку Вырезать кинематически на панели инструментов Редактирование детали и укажите в качестве исходных объектов для операции эскиз профиля выреза и спираль-направляющую. Полученный вырез показан на рис. 3.69.

Рис. 3.69. Вырезание зубьев на шестерне

4. И наконец, размножим вырезы и сформируем зубчатый венец. С помощью команды Ось конической поверхности создайте конструктивную ось шестерни. Для этого после вызова команды укажите любую цилиндрическую поверхность вала-шестерни.

5. Нажмите кнопку Массив по концентрической сетке на панели Редактирование детали. В качестве оси для копирования укажите только что созданную конструктивную ось, а объектом копирования будет служить операция кинематического вырезания. Задайте количество копий по кругу равное 20 (количество зубьев шестерни) и нажмите кнопку Создать объект. Используйте команду Скрыть контекстного меню, чтобы убрать из модели вспомогательные элементы: две конструктивные плоскости, спираль и ось массива. 3D-модель вала-шестерни готова (рис. 3.70).

Рис. 3.70. 3D-модель ведущего вала-шестерни

Файл этой модели Ведущий вал-шестерня.m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический.

Корпус редуктора

Корпусные детали механизмов (у нас это корпус и крышка редуктора) весьма сложны для моделирования из-за наличия различных конструктивных элементов: опорных лап, фланцев, бобышек, отверстий под крепежные болты и т. п. Более того, любая такая деталь (неважно, это корпус редуктора или самолета) кроме технологических должна отвечать определенным эстетическим требованиям, что еще более усложняет проектирование и моделирование изделия.

Известно, что чем сложнее деталь, тем больше способов для ее создания можно придумать. Очевидно, что способ для построения корпуса редуктора, предложенный в этой книге, далеко не единственный и, возможно, не самый лучший. Однако я считаю его самым простым и наиболее подходящим для обучения разработке действительно сложных моделей. Можете быть уверены: если вы самостоятельно и, главное, досконально разберетесь в приведенном примере, вы сможете создать любые другие детали.

Начнем, как обычно, с создания документа КОМПАС-Деталь, установки ориентации Изометрия XYZ и сохранения пока еще пустого документа в файл под именем Корпус.m3d.

Очень важно для столь больших и сложных моделей правильно выбрать часть детали, которая будет служить основанием в модели. Предлагаю в качестве основания принять фланец корпуса, потому что именно его длина и ширина определяют габариты корпуса, что позволит нам при дальнейшей разработке модели так или иначе от него отталкиваться.

1. Выделите плоскость ZX и запустите процесс создания эскиза на ней. Размеры фланцев корпуса мы проработали при выполнении чертежа редуктора. Можете построить их снова в эскизе (в гл. 2 это было детально описано), а можете скопировать изображение из чертежа (вида сверху). Если вы решили копировать изображение, привязываться нужно к точке начала координат вида (пересечение осей), поскольку мы будем строить корпус, как и другие детали, таким образом, чтобы сразу вставить его в сборку и не спрягать.

2. Перед продолжением работы эскиз нужно немного подправить. Во-первых, следует убрать изображение опорных поверхностей бобышек и мест крепления крышек подшипников – они будут формироваться позже. Во-вторых, следует оставить на фланце все изображения отверстий (отверстий именно во фланцах, а не в бобышках). В-третьих, весь эскиз необходимо повернуть на 90° против часовой стрелки. Полученный эскиз должен выглядеть как на рис. 3.71.

Рис. 3.71. Эскиз для формирования фланца корпуса

3. После завершения редактирования эскиза создайте фланец, выдавив эскиз с помощью команды Операция выдавливания в сторону, противоположную нормали, на расстояние 13 мм (толщина фланца корпуса). Лучше в поле Расстояние 2 на панели свойств ввести значение 13, 01, а не ровно 13. Это связано с тем, что в дальнейшем мы будем «приклеивать» к фланцу стенки и другие элементы корпуса, и будет лучше, если они будут немного пересекаться (при «приклеивании» встык позже могут возникнуть ошибки расчета геометрии модели, не зависящие от пользователя).

4. Перейдем к созданию стенок корпуса. Начнем с передней стенки. Выделите нижнюю плоскую грань фланцев и вызовите команду Эскиз. Привязываясь к уже существующей геометрии 3D-модели, постройте эскиз, показанный на рис. 3.72. Расстояние между параллельными линиями контура равно толщине стенки корпуса, то есть 8 мм. Закончите построение эскиза, отжав кнопку Эскиз на панели Текущее состояние.

Рис. 3.72. Эскиз профиля передней стенки редуктора

5. Теперь начните создание эскиза в плоскости ZY. Нарисуйте в нем кривую, очерчивающую изгиб передней стенки редуктора (рис. 3.73). Ее также можно скопировать с главного вида чертежа редуктора (так будет даже точнее). При создании этого эскиза необходимо учесть, что система, устанавливая ориентацию по нормали к плоскости эскиза, разворачивает модель вверх дном. Это значит, что изображения всех эскизов, размещенных в плоскости ZY или параллельных ей плоскостях (которые отвечают изображениям главного вида), придется рисовать симметрично относительно горизонтальной оси. Проще говоря, «вверх ногами».

Рис. 3.73. Изгиб передней стенки редуктора: кривая на чертеже (а) и ее размещение в эскизе (б)

Внимание!

Начало траектории должно лежать точно в плоскости эскиза кинематической операции. Из этого следует, что если вы выдавили фланец на 13, 01 мм, то и ордината начала траектории во втором эскизе должна равняться 13, 01 мм. Не больше и не меньше (потому что эскиз лежит в нижней горизонтальной грани фланца). Иначе вы просто не сможете выполнить кинематическую операцию.

6. Создав эти два эскиза, нажмите кнопку Кинематическая операция панели Редактирование детали и постройте переднюю стенку редуктора. В качестве базового эскиза укажите профиль стенки, а в качестве траектории – только что созданную кривую-контур корпуса. В группе кнопок Движение сечения нажмите кнопку Параллельно самому себе. Создайте кинематическую операцию. В результате к фланцу редуктора будет «приклеена» его передняя стенка (рис. 3.74).

Рис. 3.74. Добавление передней стенки корпуса редуктора

7. Аналогично создайте и заднюю стенку корпуса редуктора. Эскиз кинематической операции будет иметь ту же форму, что и на рис. 3.72, только разместится на левой стороне фланца (в режиме редактирования эскиза – в нижней части эскиза). Направляющую можно скопировать с главного вида чертежа. Полученная стенка показана на рис. 3.75. Направляющие обеих операций кинематического «приклеивания» больше не будут использоваться, поэтому их можно спрятать.

Рис. 3.75. Добавление задней стенки корпуса редуктора

8. Теперь можно перейти к построению боковой стенки. Ее можно выполнить обычным выдавливанием на величину толщины стенок, просто заполнив материалом детали промежуток между задней и передней стенками корпуса. Эскиз операции выдавливания должен повторять контуры краев уже построенных стенок и фланца корпуса (рис. 3.76). Опорная плоскость эскиза – внутренняя торцевая грань фланца (вдоль его длинной стороны). Полагаю, вам будет несложно его построить.

Рис. 3.76. Эскиз для выдавливания боковой стенки корпуса редуктора

9. Завершив построение эскиза, выполните операцию выдавливания, установив обратное направление действия операции, а величину выдавливания равной 8 мм (рис. 3.77).

Рис. 3.77. Добавление боковой стенки корпуса редуктора

Вторую боковую стенку пока не создавайте, мы к ней приступим чуть позже.

10. Следующим шагом в построении модели корпуса будет создание мест крепления крышек подшипников. Вернитесь к чертежу редуктора и определите расстояние от внешней поверхности боковой стенки редуктора до опорной поверхности, на которую ложится торец крышки подшипника. Это расстояние составляет 40 мм. Создайте плоскость, смещенную наружу из корпуса редуктора, удаленную на указанное расстояние от внешней поверхности корпуса (напомню, для этого следует воспользоваться командой Смещенная плоскость).

Эту плоскость желательно сразу сделать невидимой. Создайте на этой плоскости эскиз, состоящий из полуокружности радиусом 100 мм (радиус крышки подшипника ведомого вала) с центром в точке начала координат и отрезка, соединяющего концы построенной дуги (рис. 3.78). Завершите создание эскиза.

Рис. 3.78. Эскиз для формирования мест крепления крышек подшипника

11. Теперь создайте точно такой же эскиз на внешней грани боковой стенки корпуса (на той грани, относительно которой и была смещена на 40 мм вспомогательная плоскость). Только радиус полуокружности сделайте немного больше, например 106 мм, чтобы место крепления крышки было сформировано с небольшим уклоном. Обязательно соедините концы построенной дуги отрезком.

12. Нажмите кнопку Операция по сечениям на панели Редактирование детали. В качестве исходных объектов для данной команды укажите два только что созданных эскиза. В модели сформируется место под крышку подшипника ведомого вала (рис. 3.79) с небольшим уклоном, поскольку радиус полуокружности второго эскиза мы принимали немного большим.

Рис. 3.79. Место крепления крышки подшипника

13. Аналогично постройте место крепления крышки подшипника ведущего вала. При этом используйте уже созданную смещенную плоскость и внешнюю грань стенки корпуса. Радиусы полуокружностей составляют 88 и 94 мм соответственно (размеры под крышку подшипника быстроходного вала). Кроме того, центры окружностей смещены в эскизах влево на величину межосевого расстояния передачи (259 мм). Материал, как и для тихоходного вала, добавьте с помощью операции по сечениям.

14. Как видите, на корпусе вокруг мест крепления крышек не хватает бобышек под болты, стягивающих корпус и крышку редуктора. Создадим их. Выделите плоскость ZX и постройте в ней эскиз первого сечения бобышки (рис. 3.80). Координаты центра полуокружности посмотрите на чертеже. Они должны совпадать с координатами центра отверстия под болт в бобышке, а радиус полуокружности задайте равным 25, 5 мм.

Рис. 3.80. Эскиз первого сечения бобышки

15. Наверное, вы уже поняли, что бобышки мы также будем создавать с помощью операции по сечениям. Из этого следует, что нам необходимо выполнить хотя бы еще одно сечение. Постройте вспомогательную плоскость, параллельную плоскости ZX и смещенную вниз от нее на величину 70 мм (высота бобышек, определенная с чертежа). Создайте на этой плоскости эскиз, в котором разместите окружность радиусом 16 мм. Центр окружности должен иметь те же координаты, что и центр дуги в эскизе первого сечения.

16. По двум построенным эскизам создайте операцию по сечениям, в результате получится первая бобышка со стороны ведомого вала. Чтобы создать вторую такую же бобышку (рис. 3.81), зеркально отобразите ее относительно плоскости XY. Для этого используйте команду Зеркальный массив панели Редактирование детали, после вызова которой сначала выделите в дереве построения плоскость симметрии, а затем объект для копирования – операцию по сечениям, сформировавшую первую бобышку. Для создания зеркальной копии нажмите кнопку Создать объект.

Рис. 3.81. Бобышки

17. По такому же принципу строятся бобышки на местах крепления крышек ведущего вала. Однако перед тем, как выполнить зеркальное отображение, необходимо будет создать вспомогательную плоскость, параллельную плоскости XY и смещенную от нее в обратном направлении на величину межосевого расстояния. Именно эту плоскость следует указать при следующем выполнении команды Зеркальный массив для создания копии бобышки справа от тихоходного вала.

18. Создадим отверстия под крепежные болты в местах крепления крышек подшипников. Выделите боковую плоскую грань, на которую будут устанавливаться крышки, и вызовите команду Отверстие на панели инструментов Редактирование детали. На панели Выбор отверстия укажите отверстие под именем Отверстие 04 и задайте для него следующие значения параметров: диаметр зенковки D – 13 мм, диаметр отверстия d – 12 мм (диаметр фиксирующих крышку винтов) и глубина отверстия H – 30 мм. Введите координаты точки привязки центра отверстия на опорной плоскости: абсцисса – 0, ордината – 85 (значение ординаты положительное, поскольку ось Y в эскизах на плоскостях, параллельных плоскости ZY, направлена вниз).

19. Выполните еще пять таких же отверстий на той же плоскости со следующими координатами: на ведомом валу – (–73, 61; 42,5) и (73, 61; 42,5), на ведущем валу – (–259; 75), (–194, 05; 37, 5) и (–323, 95; 37, 5). Координаты размещения отверстий можете рассчитать вручную, исходя из того, что радиусы размещения болтов на крышках ведомого вала – 85 мм, ведущего – 75, а болты смещены между собой на 60°. Однако значительно проще измерять эти координаты по центрам изображений шапочек фиксирующих винтов на главном виде чертежа редуктора. Отверстия под винты показаны на рис. 3.82.

Рис. 3.82. Отверстия под фиксирующие винты в местах крепления крышек подшипников

20. Добавим днище модели корпуса. Эскиз для этого элемента копировать неоткуда, поэтому придется использовать смекалку и пространственное мышление и выполнить его самостоятельно. Оптимальной плоскостью для размещения эскиза является XY. Начните создания эскиза и добавьте в него следующие вспомогательные прямые:

· четыре горизонтальных прямых. Первая из них должна быть смещена вниз от оси X на 262 мм (самая нижняя точка редуктора), две следующие обозначают толщину днища (они выше первой прямой соответственно на 4 и 12 мм), и последняя прямая обозначает толщину опорного фланца корпуса, равную 17 мм (то есть абсцисса этой прямой составляет –245 мм);

· три вертикальных прямых. Первая будет проходить через точку начала координат, а две другие должны быть смещены от нее на 77, 5 и 144, 75 мм вправо. Последние две вертикальные линии обозначают границы опорных лап корпуса.

21. Отталкиваясь от точек пересечения вспомогательных линий и используя команду Непрерывный ввод объектов панели Геометрия, постройте контур поперечного сечения днища (рис. 3.83).

Рис. 3.83. Эскиз сечения днища корпуса

Совет

Можно сначала выполнить лишь половину эскиза, а затем симметрично отобразить ее относительно вертикальной осевой.

22. Закончив построение эскиза, вызовите команду Операция выдавливания. Выберите направление выдавливания – Два направления, задайте величину выдавливания в прямом и противоположном направлениях по 129 и 273 мм соответственно (эти значения устанавливаются на главном виде чертежа). Выполните операцию.

23. Нам необходимо создать два ребра жесткости в модели: по одному под каждой крышкой подшипника. Начнем с ребра жесткости на месте крепления крышки ведомого вала. Выделите в дереве модели ортогональную плоскость XY и постройте в ней эскиз ребра (рис. 3.84). Размеры не имеют большого значения, главное, чтобы концы контура, который в данном случае состоит всего из одного отрезка, находились в теле детали.

Рис. 3.84. Эскиз ребра жесткости

24. Выйдите из режима редактирования эскиза и нажмите кнопку Ребро жесткости на панели Редактирование детали. Настройте параметры операции следующим образом:

· положение ребра – в плоскости эскиза;

· направление построения – обратное;

· угол наклона – 3°;

· способ построения тонкой стенки (настраивается на вкладке Толщина) – Средняя плоскость;

· толщина ребра (задается на вкладке Толщина) – 4 мм.

После этого нажимайте кнопку Следующий сегмент (она размещена на вкладке Параметры) до тех пор, пока стрелка, отображающая направление построения уклона на фантоме операции, не будет указывать в сторону боковой стенки редуктора. После этого можете завершить настройку параметров операции и создать ребро жесткости (рис. 3.85).

Рис. 3.85. Ребро жесткости: общий вид (а) и уклон в сторону корпуса (б)

25. Аналогично выполните второе ребро, размещаемое под местом крепления крышки быстроходного вала. В качестве базовой плоскости для его эскиза выберите плоскость, относительно которой выполнялось зеркальное копирование правой бобышки на быстроходном валу (напомню, эта плоскость параллельна плоскости XY и находится на расстоянии 259 мм от нее). Параметрам формообразующей операции Ребро жесткости задайте такие же настройки, как и при построении первого ребра.

26. Вас, несомненно, интересует, как долго в модели будет оставаться огромная дыра на месте второй боковой стенки и не пора ли выполнять все описанные выше действия (создание отверстий, бобышек, ребер и т.п.) с другой стороны корпуса редуктора. Поспешу вас обрадовать: ничего подобного делать не придется! Все указанные элементы можно просто зеркально отразить.

Нажмите кнопку Зеркальный массив на панели Редактирование детали. Укажите в качестве плоскости симметрии плоскость ZY, а в качестве объектов копирования следующие элементы детали (их лучше выделять в дереве построения):

· операция выдавливания боковой стенки;

· операции добавления материала по сечениям, формирующие места крепления крышек и бобышки на корпусе;

· все отверстия под фиксирующие винты;

· ребра жесткости.

Нажмите кнопку Создать объект, чтобы получить зеркальную копию выбранных элементов (рис. 3.86).

Рис. 3.86. Применение зеркального копирования при моделировании детали корпуса

27. Добавим в модели отверстия под болты в бобышках и отверстия в самом корпусе под подшипники обоих валов.

Для эскиза отверстий в бобышках выберите верхнюю плоскую грань фланцев, совпадающую с ортогональной плоскостью ZX. Само изображение эскиза скопируйте с вида сверху чертежа редуктора (при копировании в качестве базовой точки следует выбрать точку начала координат вида, а после вставки  изображение повернуть на 90° против часовой стрелки). Для формирования отверстий в бобышках воспользуйтесь инструментом Вырезать выдавливанием панели Редактирование детали. Следует выбрать прямое направление вырезания (то есть в направлении нормали к плоскости эскиза), а величину выдавливания задать равной 70 мм (высота бобышек).

Эскиз отверстий под подшипники будет содержать две окружности с диаметрами, равными диаметрам внешнего кольца подшипников ведущего и ведомого валов (соответственно 120 и 140 мм). Центр первой окружности (для ведомого вала) совпадает с точкой начала координат эскиза. Центр второй (меньшей) окружности смещен на 259 мм вправо по оси X (рис. 3.87). Сам эскиз должен быть размещен на плоскости ZY.

Рис. 3.87. Эскиз отверстий под подшипники в корпусе

28. Создайте отверстия с помощью вырезания выдавливанием. Направление вырезания – Два направления, способ выдавливания по каждому из направлений – До ближайшей поверхности. При выборе такого способа выдавливания нет необходимости указывать точное значение величины выдавливания – система определит его автоматически. Подтвердив выполнение операции вырезания, вы получите практически готовую модель корпуса редуктора (рис. 3.88).

Рис. 3.88. Вырезание отверстий под болты в бобышках и под подшипники в корпусе

29. Для большей реалистичности модели добавьте скругления внутри и снаружи корпуса, на кромках, фланцах и пр. (рис. 3.89). Радиусы скруглений определяйте конструктивно. Постарайтесь за один вызов команды Скругление выполнять как можно скруглений ребер с одним радиусом.

Рис. 3.89. Скругления в модели

Иногда при попытке скругления нескольких ребер сразу система выдает сообщение Невозможно выполнить операцию скругления. Это означает, что программе не удается корректно рассчитать скругление определенного радиуса на каком-либо из выделенных ребер. В таком случае придется методом последовательного исключения перебирать все ребра или изменять их радиус, пока скругление не выполнится.

Совет

При выполнении операции Скругление вам в основном придется работать только с ребрами в окне модели. Чтобы другие объекты при этом не мешали, настройте фильтр выделения таким образом, чтобы система «видела» только ребра. Для этого активируйте панель Фильтры компактной панели и нажмите кнопку Фильтровать ребра. После выполнения скруглений снимите действие фильтра, щелкнув на кнопке Фильтровать все.

Модель практически готова, за исключением одного маленького, но непростого элемента: в передней стенке редуктора необходимо сформировать нишу, куда будет вставлен маслоуказательный жезл.

1. Запустите процесс построения эскиза на плоскости ZY. Перенесите в него с чертежа контур выступа на корпусе, в который вставлен маслоуказательный жезл. Обратите внимание: простым вращением мы не сможем получить трехмерный элемент требуемой формы, поэтому пока скопировать необходимо только образующую конуса-ниши, а отрезок, обозначающий опорную поверхность ниши, не трогать. Не забудьте, что после копирования изображения в эскиз его нужно будет симметрично отобразить относительно оси X.

2. Постройте отрезок стиля Осевая, совпадающий с обводом корпуса (то есть с проекцией линии внешней поверхности передней стенки на плоскость эскиза). Создайте перпендикулярную вспомогательную прямую к этому отрезку (команда Перпендикулярная прямая панели Геометрия), проходящую через точку пересечения проекции опорной плоскости ниши для жезла и контура обвода корпуса. Создайте еще одну вспомогательную прямую так, чтобы она совпадала с первым (скопированным с чертежа) отрезком. Удлините этот отрезок вдоль построенной прямой до точки пересечения вспомогательных линий. Создайте еще один отрезок от точки пересечения прямых по нормали к осевой линии. Полученный эскиз показан на рис. 3.90.

Рис. 3.90. Контур ниши под маслоуказательный жезл

3. Выполните команду Операция вращения панели Редактирование детали для только что сформированного эскиза. Настройте ее на создание сфероида, после чего на вкладке Тонкая стенка запретите выполнение тонкой стенки. Из раскрывающегося списка Направление выберите пункт Средняя плоскость, а в поле Угол 1 введите значение 180 (в результате эскиз будет повернут на 90° в каждую сторону от плоскости эскиза). Завершите выполнение операции (рис. 3.91).

Рис 3.91. Начало формирования ниши в корпусе под маслоуказательный жезл

4. Создайте еще один эскиз в этой же плоскости. В нем разместите один отрезок, который обозначит опорную поверхность ниши. Скопируйте его из чертежа, но обязательно проследите, чтобы его первая точка не располагалась на передней стенке редуктора, а лишь максимально приближалась к ней. Вторая точка отрезка должна немного выступать за контур-образующую ниши (рис. 3.92).

Рис. 3.92. Эскиз для формирования опорной поверхности под жезл

4. Основываясь на последнем эскизе, выполните команду Сечение по эскизу панели Редактирование детали. Проследите, чтобы на панели свойств было выбрано прямое направление отсечения.

5. Создайте еще один эскиз на плоской грани, образованной сечением по эскизу. В нем прямо под ручкой постройте окружность с диаметром, равным диаметру ступени жезла (рис. 3.93). С помощью измерений на чертеже определяем этот диаметр (он составляет 16 мм). Для данного эскиза проделайте операцию вырезания выдавливанием на расстояние 12 мм в прямом направлении (глубину вырезания также получаем с чертежа).

Рис. 3.93. Эскиз первого отверстия в нише

6. Аналогично выполните еще одно вырезание, уже собственно отверстия в корпусе под жезл. Разместите окружность диаметром 9 мм на той же плоскости, что и предыдущий эскиз. Величину выдавливания определите произвольно, исходя из того, что отверстие должно насквозь проходить через переднюю стенку, но при этом не затронуть днище корпуса. Рекомендую принять расстояние вырезания равным 100 мм. Проследите также, чтобы центры окружностей двух последних эскизов точно совпадали (можно просто скопировать первую окружность во второй эскиз, привязываясь к началу координат, а потом уменьшить ее диаметр до 9 мм), иначе отверстия в нише будут несоосны. Полученное отверстие для маслоуказательного жезла показано на рис. 3.94.

Рис. 3.94. Ниша под маслоуказательный жезл

И последнее – вырежьте в опорных лапах отверстия под фундаментные болты.

Таким образом, мы завершили создание сложной модели корпуса одноступенчатого редуктора, для чего нам пришлось выполнить более трех десятков формообразующих операций и множество сложнейших эскизов (рис. 3.95).

Рис. 3.95. 3D-модель корпуса редуктора

Если у вас возникнут затруднения на любом этапе построения, загрузите и проанализируйте модель из файла Корпус.m3d, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический. При необходимости запустите редактирование любой трехмерной операции, чтобы ознакомиться с ее настройками, или редактирование эскиза, чтобы детально изучить находящееся в нем изображение.

Крышка редуктора

Еще одна корпусная деталь не менее сложной конфигурации, чем корпус, – это крышка редуктора. Несмотря на некоторые существенные отличия внешнего вида, порядок ее построения будет таким же, как и процесс создания корпуса. Более того, большинство конструктивных элементов (фланцы, места крепления крышек подшипников, бобышки) выполняются аналогично тем же элементам на корпусе редуктора. С учетом этого процесс формирования трехмерной модели крышки будет приведен в упрощенном виде.

Создайте новый документ, установите ориентацию Изометрия XYZ и сохраните его в папку проекта под именем Крышка редуктора.m3d.

1. Первым шагом, как и при выполнении модели корпуса, будет создание фланца крышки. Это просто сделать: выделите плоскость ZX, создайте в ней эскиз продольного сечения фланца, после чего выдавите его в прямом направлении на расстояние 10 мм (толщина фланца крышки редуктора). Эскиз фланца можете скопировать из модели корпуса – его при этом не придется как-либо редактировать или поворачивать, достаточно будет просто скопировать в буфер обмена из одного эскиза и вставить из буфера в другой.

2. Настройте оптические свойства детали, чтобы они отличались от предлагаемых по умолчанию.

3. В верхней плоской грани фланца постройте эскиз поперечного сечения стенки крышки редуктора. Изображение эскиза должно напоминать поперечное сечение стенки корпуса (см. рис. 3.72). Разница состоит лишь в том, что толщина стенки крышки меньше толщины стенки корпуса и составляет 7, 5 мм.

4. В крышке, в отличие от корпуса редуктора, нет передней и задней стенок, поэтому формирование стенки крышки мы выполним за один вызов команды Кинематическая операция. Направляющей будет служить контур крышки редуктора, взятый с главного вида чертежа и размещенный в эскизе на плоскости ZY. Обратите внимание: после копирования контура в эскиз его придется отобразить относительно оси X, поскольку система при создании эскиза в плоскости ZY (или параллельной ей) размещает модель таким образом, что она оказывается перевернутой (рис. 3.96).

Рис. 3.96. Эскиз → траектория для создания стенки крышки редуктора

5. Выполните кинематическую операцию. Убедитесь, что в группе кнопок Движение сечения нажата кнопка Сохранять угол наклона. Сразу сделайте невидимой эскиз-траекторию (команда контекстного меню Скрыть в дереве построений). В результате вы получите стенку крышки редуктора (рис. 3.97).

Рис. 3.97. Начало формирования крышки редуктора

6. Создайте боковую стенку крышки при помощи Операции выдавливания. Как и при построении боковой стенки корпуса, выполняя эскиз для выдавливания, пользуйтесь привязками к уже существующей геометрии детали. По сути, изображение в эскизе представляет собой эквидистанту к направляющей, использовавшейся в предыдущей операции. Контур в эскизе должен быть замкнут, то есть края эквидистанты следует соединить отрезком. Сам эскиз должен размещаться в плоскости, которая совпадает с внутренней боковой гранью фланца, размещенной вдоль длинной его стороны. При таком расположении эскиза выдавливание выполняется в противоположном к нормали направлении, а его величина равняется толщине стенки крышки (7, 5 мм). Формирование данного трехмерного элемента показано на рис. 3.98.

Рис. 3.98. Эскиз боковой стенки и сама стенка, «приклеенная» выдавливанием к модели

7. Далее одно за другим создайте места крепления крышек подшипников, а также бобышки на них. Порядок построений аналогичен созданию таких же элементов корпуса. Для мест крепления крышек подшипника сначала выполняем плоскость, смещенную относительно наружной поверхности боковой стенки. Смещение этой плоскости должно быть на 0,5 мм больше, чем аналогичной плоскости в модели корпуса, поскольку толщина стенки крышки на 0,5 мм меньше, чем стенки корпуса. Потом постройте два эскиза с полуокружностью и отрезком, соединяющим ее концы, в каждом. Один из эскизов расположите в смещенной вспомогательной плоскости, другой (который больше) – на внешней поверхности боковой стенки крышки редуктора. Выполните операцию по сечениям.

8. Бобышки создаются аналогично, только вспомогательную плоскость для эскиза верхней опорной площадки бобышек нужно смещать в прямом направлении (величину смещения оставить той же, что и в корпусе, – 70 мм). Эскизы основания и верхней площадки бобышек скопируйте из модели корпуса. Как и в корпусе, каждую правую бобышку получайте при помощи зеркального копирования (команда Зеркальный массив панели Редактирование детали). Не забудьте сразу скрыть все вспомогательные плоскости. После проведенных преобразований модель примет следующий вид (рис. 3.99). Обратите внимание, что все перечисленные трехмерные элементы добавлены только с одной стороны крышки, с другой стороны модели на месте боковой стенки пока остается дыра.

Рис. 3.99. Добавление мест крепления крышек подшипников и бобышек в модель крышки редуктора

9. С помощью последовательных вызовов команды Отверстие постройте шесть отверстий под винты, фиксирующие крышки подшипников. Отверстие настройте так, как описано в п. 18 и 19 при построении корпуса. Координаты отверстий те же, но ординату везде нужно брать со знаком «–».

10. Создайте ребро жесткости над местом крепления крышки подшипника тихоходного вала. Эскиз ребра разместите в плоскости XY приблизительно так, как показано на рис. 3.100.

Рис. 3.100. Эскиз ребра жесткости крышки редуктора

11. С помощью элементов управления панели свойств настройте параметры команды Ребро жесткости:

· положение ребра – в плоскости эскиза;

· направление построения – обратное;

· угол уклона ребра – 3°;

· толщина ребра (задается на вкладке Толщина) – 4 мм;

· тип построения тонкой стенки (выбирается из раскрывающегося списка на вкладке Толщина) – средняя плоскость.

12. Создайте ребро жесткости (рис. 3.101). Над местом крепления крышек подшипника ведущего вала ребро жесткости создавать не надо.

Рис. 3.101. Ребро жесткости

13. Вновь воспользуйтесь командой Зеркальный массив панели Редактирование детали и создайте копии боковой стенки бобышек и прочих элементов крышки, симметричных относительно плоскости ZY. Для этого после вызова команды и указания плоскости симметрии, выделите в дереве построения модели все формообразующие операции, кроме первых двух (выдавливания и кинематической), затем нажмите кнопку Создать объект.

14. Создайте отверстия под болты в бобышках и под подшипники в крышке способом, аналогичным описанному для корпуса. Чтобы упростить задачу, воспользуйтесь готовыми эскизами из модели корпуса редуктора.

15. Сформируйте скругления на фланцах, опорных площадках бобышек и прочих местах в модели крышки (рис. 3.102).

Рис. 3.102. Доработка крышки редуктора

16. Осталось сформировать отверстие, позволяющее осматривать внутренности редуктора без его остановки и разборки, а также четыре отверстия под болты, которые будут фиксировать крышку смотрового отверстия на крышке редуктора. Эти отверстия создадим при помощи команды Вырезать выдавливанием панели Редактирование детали, а эскиз для этой операции разместим на плоской грани верхней стенки редуктора. В эскизе необходимо построить прямоугольник размером 100 × 75, после чего создать скругления на его углах радиусом 10 мм каждое. Само размещение прямоугольника в эскизе не столь важно, главное, чтобы точка пересечения его диагоналей находилась на оси Y. Напротив середины каждой стороны прямоугольника создайте окружность радиусом 4, 5 мм. Центры верхней и нижней окружностей должны быть удалены от сторон прямоугольника на 12,5 мм, центры боковых окружностей – на расстояние вдвое меньшее (рис. 3.103).

Рис. 3.103. Эскиз для вырезания смотрового отверстия

Модель крышки редуктора готова (рис. 3.104).

Рис. 3.104. 3D-модель крышки редуктора

Файл этой модели Крышка редуктора.m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический.

Крышки подшипников, маслоудерживающие кольца и прочие детали

Все остальные детали редуктора (крышки подшипников, маслоудерживающие кольца, маслоуказательный жезл, крышка смотрового отверстия, ручка-отдушина, распорные кольца и пр.) совсем простые по сравнению с корпусом и крышкой. Большинство из них выполнены всего лишь одной или двумя формообразующими операциями (как правило, операцией вращения).

Для создания маслоудерживающих колец достаточно скопировать в эскиз их базовой (и одновременно единственной операции) контур профиля сечения половины кольца с чертежа, добавить ось и выполнить вращение (рис. 3.105). В модели редуктора есть два разных кольца: на ведомом и ведущем валах, поэтому создавать их придется отдельно (если быть точным, то маслоудерживающих колец четыре, но они попарно одинаковы, поэтому на каждый вал мы будем вставлять два кольца из одного файла).

Рис. 3.105. Построение 3D-модели маслоудерживающего кольца

Модели маслоудерживающих колец находятся в файлах Кольцо маслоудерживающее 1.m3d и Кольцо маслоудерживающее 2.m3d, которые находятся в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска (здесь и далее индекс 1 означает ведущий вал, 2 – ведомый).

Не намного сложнее построение сквозной крышки подшипника (их также должно быть две: на тихоходном и быстроходном валах). Сначала выполняется операция вращения эскиза, который содержит контур сечения половины крышки и ось вращения, а затем на фланцах крышки вырезаются отверстия диаметром 12 мм под фиксирующие винты (рис. 3.106). Эскиз скопируйте из верхнего вида чертежа редуктора (его даже не придется редактировать).

Рис. 3.106. Построение 3D-модели сквозной крышки подшипника

Файлы деталей сквозных подшипниковых крышек Крышка подшипника сквозная 1.m3d и Крышка подшипника сквозная 2.m3d находятся в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Глухие крышки строятся подобно сквозным (их также должно быть две). Отличие состоит только в том, что в глухих крышках нет отверстия для выхода вала, поэтому эскиз их базовой операции вращения незамкнут (его концы лежат на оси вращения). Это стоит учитывать при настройке параметров вращения: на панели свойств необходимо будет установить способ выполнения операции – сфероиди отключить создание тонкой стенки. В остальном порядок построения такой же, как и для сквозных крышек: скопировав в эскиз из чертежа контур половины сечения глухой крышки: выполняем команду Операция вращения, после чего на фланцах вырезаем шесть отверстий, размещенных на окружности соответствующего диаметра (рис. 3.107, а). Файлы деталей глухих крышек подшипника Крышка подшипника глухая 1.m3d и Крышка подшипника глухая 2.m3d находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический. Такие детали как маслоуказательный жезл (рис. 3.107, б) и кольцо распорное (рис. 3.107, в), вообще созданы одной операцией. Полагаю, имея под рукой чертеж редуктора, вам не составит особого труда взять из него нужные эскизы и самостоятельно создать данные детали. Соответствующие файлы Маслоуказательный жезл.m3d и Кольцо распорное.m3d находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический.

Рис. 3.107. Детали редуктора: глухая крышка подшипника (а), маслоуказательный жезл (б), кольцо распорное (в)

На этом первый этап создания трехмерной модели одноступенчатого цилиндрического редуктора (построение всех деталей, входящих в агрегат) можно считать завершенным. Наступило время перейти к сборке.

Сборка редуктора

Сборка является завершающим этапом разработки (проектирования) любого изделия. Как правило, процесс сборки намного проще процесса построения сложной 3D-модели. Однако это не означает, что при собирании механизма не возникает никаких проблем. Иногда правильно соединить два компонента очень сложно.

Именно поэтому ранее неоднократно акцентировалось внимание на том, что детали следует строить так, чтобы их как можно легче было помещать в сборку. Сейчас вы поймете, что наши усилия при размещении эскизов для вырезания первой пары зубьев на шестерне и колесе были не напрасны.

В этом разделе вы научитесь вставлять в сборку стандартные или библиотечные компоненты (болты, гайки, шайбы, подшипники), правильно сопрягать компоненты, а также копировать компоненты с помощью команд создания массивов.

Создайте документ КОМПАС-Сборка, установите в нем ориентацию Изометрия XYZ и сохраните его в папку проекта под именем _РЕДУКТОР.a3d. Закройте все лишние графические и трехмерные документы, чтобы не мешали работать, и приступайте к сборке.

1. Нажмите кнопку Добавить из файла на панели инструментов Редактирование сборки. Система выдаст стандартное окно открытия файла, в котором вам необходимо перейти в папку, в которой хранятся все файлы проекта. Проследите, чтобы в раскрывающемся списке Тип файла был выбран пункт КОМПАС-Детали (*.m3d). Выберите файл под названием Колесо зубчатое.m3d (в окне предварительного просмотра справа от списка файлов должна отобразиться содержащаяся в нем модель) и нажмите кнопку Открыть. Окно открытия файла исчезнет, а в сборке появится фантомное отображение модели зубчатого колеса, которое будет перемещаться по документу за указателем мыши (рис. 3.108). Фантом добавляемого компонента привязан к указателю в точке начала своей локальной системы координат (ЛСК).

Рис. 3.108. Вставка компонента в сборку (фантом)

2. Необходимо совместить начало локальной системы координат колеса с началом системы координат документа-сборки. Это можно выполнить двумя способами: подвести указатель к началу координат и, когда возле него возникнет условное изображение точки, щелкнуть кнопкой мыши или ввести в соответствующие поля на панели свойств нулевые координаты. Больше ничего с колесом делать не надо: сопрягать его пока не с чем, а фиксацию для первого компонента система устанавливает автоматически. Можете только поменять название вставленной детали в дереве сборки.

Примечание

Признаком того, что компонент зафиксирован, является буква (ф) перед названием компонента в дереве сборки.

3. Теперь вставим в сборку ведомый вал. Вновь воспользуйтесь командой Добавить из файла и выберите файл модели ведомого вала (Вал ведомый.m3d). Как и при вставке колеса, совместите центр ЛСК добавляемой модели с началом координат сборки, после чего вставьте компонент, щелкнув кнопкой мыши (рис. 3.109). Колесо и вал были созданы таким образом, что при вставке моделей в точку начала координат зубчатое колесо получилось насаженным на вал, и нам опять ничего не придется сопрягать. Просто зафиксируйте модель вала в пространстве сборки (команда контекстного меню Включить фиксацию в дереве построений) и измените имя компонента в дереве сборки.

Рис. 3.109. Вставка ведомого вала в сборку

4. Следом за ведомым валом добавим в сборку ведущий вал-шестерню. Действуйте так же, как и при вставке ведомого вала и зубчатого колеса: просто вставьте вал-шестерню в точку начала координат сборки. Поскольку при построении модели шестерни мы смещали ее вправо на величину межосевого расстояния, а при вырезании первой пары зубьев эскиз размещали так, чтобы он автоматически вошел в зацепление с аналогичным эскизом колеса, то зубья передачи сразу после вставки войдут в зацепление (рис. 3.110). Вам опять не придется ничего делать, кроме фиксации компонента.

Рис. 3.110. Зубчатое косозубое зацепление

Как видите, мы уже вставили в сборку третью деталь, а группа сопряжений все еще пуста! Обратите внимание: мы получили зубчатое косозубое зацепление без единого сопряжения. А если бы мы не предприняли определенные меры при моделировании зубчатых венцов деталей зацепления, правильно соединить колеса было бы совсем не просто. В нашем же случае и зубья корректно зацепились и шестерня удалена от колеса ровно на межосевое расстояние, притом без каких-либо дополнительных усилий с нашей стороны.

5. Перейдем к сборке подшипниковых узлов на валах. С помощью команды Повернуть панели Вид разверните сборку в окне представления так, чтобы внешняя ступень ведомого вала была направлена к вам. Вставьте модель из файла Кольцо распорное.m3d в произвольную точку сборку сборки, недалеко от ведомого вала (рис. 3.111, а). Сразу точно позиционировать кольцо не удастся, поэтому в данном случае не обойтись без сопряжений. Щелкните на кнопке Соосность панели инструментов Сопряжения. В качестве объектов для сопряжения по очереди укажите любую цилиндрическую поверхность сначала на распорном кольце, потом на ведомом валу. Задать объект для сопряжения можно только в окне модели, щелкнув на нем кнопкой мыши. При указании объект (грань, плоскость, ребро и пр.) подсвечивается красным цветом. Если вы ошиблись и неправильно выбрали объект, нажмите кнопку Указать заново на панели специального управления и вновь выберите объект. Если на панели специального управления нажата кнопка Автосоздание объекта, то сразу после задания цилиндрических граней на кольце и валу распорное кольцо переместится и примет такое положение, чтобы его ось и ось вала совпадали (рис. 3.111, б). Осталось только подвинуть кольцо вверх по валу и упереть его в торец зубчатого колеса. Для этого нажмите кнопку Совпадение объектов панели Сопряжения и по очереди укажите в окне сборки плоскую боковую грань ступицы колеса и боковую грань кольца, которой она должна прилегать к колесу. Распорное кольцо сразу займет свое место (рис. 3.111, в). Нажмите кнопку Перестроить, чтобы окончательно утвердить все изменения в положении объектов. Раскройте узел Группа сопряжений в дереве модели, чтобы убедиться, что в него добавлено два элемента, отвечающих каждому из добавленных в сборку сопряжений.

Рис. 3.111. Вставка и размещение распорного кольца: добавление компонента в сборку (а), наложение сопряжения Соосность (б), наложение сопряжения Совпадение объектов (в)

6. Добавьте в сборку из файла Кольцо маслоудерживающее 2.m3d соответствующий компонент. С помощью команды Соосность установите сопряжение этого кольца с валом подобно только что рассмотренному примеру с распорным кольцом. Однако не стоит спешить задавать совпадение боковой поверхности маслоудерживающего кольца и буртика ступени вала, в который оно должно упираться. Все дело в том, что кольцо из файла вставилось наружу боковой плоской гранью, которая должна упереться в буртик. Это значит, что если мы сейчас выполним операцию Совпадение объектов, то система разместит маслоудерживающее кольцо так, что оно войдет в тело распорного кольца. Чтобы избежать этого, после вызова команды Совпадение объектов отожмите кнопку Автосоздание объекта. Потом, как и обычно, укажите две плоских грани, которые необходимо сопрячь (одну на кольце, вторую на валу), после чего в группе кнопок Ориентация на панели свойств нажмите кнопку Обратная ориентация. В результате маслоудерживающее кольцо развернется на 180° (не отменяя действия сопряжения) и установится правильно (рис. 3.112). Для фиксации компонента обязательно нажмите кнопку Создать объект, поскольку автосоздание было отключено.

Рис. 3.112. Вставка маслоудерживающего кольца

Примечание

После того как на маслоудерживающее кольцо было наложено сопряжение Совпадение объектов, предыдущее сопряжение – Соосность – стало отображаться в дереве модели как неверное, несмотря на то, что сама по себе соосность вала и отверстия кольца не нарушено. Все дело в том, что последнее сопряжение развернуло кольцо, из-за чего система и посчитала это ошибкой. В принципе, маслоудерживающее кольцо уже размещено и сопряжения не так важны: можете просто зафиксировать его и удалить сопряжение Соосность из дерева сборки.

7. Теперь самое главное – вставка самого подшипника. Система КОМПАС-3D располагает обширной базой типовых трехмерных моделей, начиная от шайб и колец и заканчивая фланцами, ниппелями, тройниками и пр. Эти модели входят в состав библиотеки стандартных изделий. Безусловно, что в этой библиотеке присутствуют различные типоразмеры подшипников.

Внимание!

Если у вас версия КОМПАСа ниже V8 Plus или же у вас нет лицензии на использование библиотеки стандартных изделий, то воспользоваться данным приложением будет невозможно. В этом случае модели подшипников вам придется создавать самостоятельно.

Чтобы вызвать эту библиотеку, выполните команду меню Библиотеки → Стандартные изделия → Вставить элемент. В окне сборки появится окно библиотеки, в котором по разделам сгруппированы различные стандартные конструкторские элементы.

8. Раскройте раздел Подшипники качения → Тип 0. Радиальные шариковые (рис. 3.113). Дважды щелкните на пункте Подшипник ГОСТ 8338—75 (нужный нам типоразмер подшипника), после чего в окне библиотеки отобразится таблица всех параметров данного подшипника (рис. 3.114). Щелкните на любом из параметров в разделе Конструкция и размеры и в появившемся окне выберите требуемый типоразмер подшипника.

Рис. 3.113. Библиотека стандартных изделий

Рис. 3.114. Размеры подшипника

9. В раскрывающемся списке d, диаметр отверстия выберите значение 80, в списке D, наружный диаметр – 140. При задании каждого параметра система будет автоматически убирать из таблицы все размеры, которые не подходят для выбранных значений предыдущих параметров, поэтому в списке B, ширина останется только одно доступное значение – 26. Снимите флажок Создать объект спецификации – пока нам это не нужно. Выбрав все размеры, нажмите кнопку Применить. Окно библиотеки закроется, и подшипник можно будет вставить в любую точку сборки. Обратите внимание, в дереве сборки значок подшипника отличается от значков других деталей – таким значком обозначаются все стандартные (библиотечные) компоненты сборки.

10. После вставки подшипника создайте сопряжение Соосность цилиндрической поверхности его внутреннего кольца и поверхности участка вала под подшипник, а также сопряжение Совпадение объектов между боковой плоской гранью внутреннего кольца и поверхностью выступа на маслоудерживающей крышке, в которую должно упереться внутреннее кольцо подшипника. Первый подшипниковый узел успешно собран (рис. 3.115).

Рис. 3.115. Подшипниковый узел ведомого вала

Все остальные подшипниковые узлы собрать еще проще, поскольку ни в одном из них нет распорного кольца, а маслоудерживающие кольца упираются прямо в бурт вала. Подшипники ведущего вала-шестерни также вставьте из библиотеки стандартных изделий. Их размеры приведены в гл. 2.

11. В реальном производстве после запрессовки подшипников на вал весь комплекс (зубчатое зацепление) вставляется и фиксируется в корпусе редуктора. Поступим и мы таким же образом и добавим в сборку корпус. Для этого вставьте модель корпуса из файла в точку начала координат и зафиксируйте его (не забывайте давать понятные имена компонентам в дереве сборки). Подшипниковые узлы установятся точно в отведенные им места в корпусе редуктора (рис. 3.116).

Рис. 3.116. Сборка подшипниковых узлов и вставка зубчатой передачи в корпус

12. В отверстие на передней стенке редуктора можете сразу вставить маслоуказательный жезл. Сначала нужно будет выполнить сопряжение Соосность для цилиндрических поверхностей в отверстии корпуса и на самом жезле, после чего установить касание нижней грани ручки жезла и опорной поверхности ниши. Как обычно, зафиксируйте добавленный компонент и измените его название в дереве модели.

13. Установите крышку редуктора на корпус. Ее также достаточно просто вставить в точку начала координат сборки и зафиксировать (рис. 3.117).

Рис. 3.117. Добавление крышки редуктора

Следующим шагом в сборке редуктора будет фиксация подшипников от осевых смещений, то есть установка и привинчивание крышек подшипников. В качестве примера рассмотрим посадку и крепление глухой крышки подшипника ведомого вала, все остальные устанавливаются подобным образом.

Вставьте крышку из файла Крышка подшипника глухая 2.m3d и создайте сопряжение Соосность между отверстием под крышку (в корпусе или крышке редуктора – не имеет особого значения) и какой-либо цилиндрической поверхностью на самой крышке (рис. 3.118). Добавьте сопряжение Совпадение объектов, чтобы фланец крышки лег точно на поверхность мест крепления крышки. Проследите, чтобы отверстия под фиксирующие винты в крышке подшипника совпали с отверстиями на корпусе и крышке редуктора.

Рис. 3.118. Установка крышки подшипника

Откройте окно менеджера библиотек при помощи одноименной кнопки на панели инструментов Стандартная. В разделе Машиностроение запустите библиотеку крепежа, в ней перейдите в папку БОЛТЫ и дважды щелкните на строке Болты с шестигранной головкой. В результате появится диалоговое окно, в котором вам следует настроить требуемые параметры вставляемого крепежного элемента. Из раскрывающегося списка Диаметр выберите значение 12, а в списке Длина установите 35, все остальные настройки оставьте без изменений. Нажмите кнопку OK, чтобы начать вставку болта в сборку.

Теперь научимся пользоваться автосопряжениями при вставке моделей. Система КОМПАС-3D позволяет при вставке библиотечных деталей в сборку сразу накладывать на них определенные сопряжения, чтобы после завершения вставки компонент был расположен точно в нужном месте и принял необходимую ориентацию в пространстве.

Для этого после закрытия диалогового окна библиотеки подведите указатель к отверстию в крышке, в которое должен быть вставлен болт. Когда грани отверстия подсветятся голубоватой пунктирной линией, а около указателя появится условное изображение поверхности, щелкните в окне кнопкой мыши. Болт еще не зафиксирован, но теперь его фантом будет перемещаться только вдоль оси указанной цилиндрической поверхности (отверстия в крышке подшипника). Чтобы зафиксировать шапочку болта, подведите указатель к поверхности фланца крышки, с которой должна стыковаться опорная поверхность шапочки, и один раз щелкните кнопкой мыши. Болт будет установлен. Чтобы зафиксировать его, нажмите кнопку Создать объект или воспользуйтесь сочетанием клавиш Ctrl+Enter (рис. 3.119).

Рис. 3.119. Использование автосопряжений при вставке библиотечного элемента

В остальные отверстия вставлять винты не надо: мы заполним их с использованием команд создания массивов.

Перейдите на панель инструментов Вспомогательная геометрия и с помощью уже знакомой нам команды Ось конической поверхности постройте прямо в сборке вспомогательную ось. В качестве базовой поверхности для операции укажите боковую цилиндрическую грань крышки подшипника.

Нажмите кнопку Массив по концентрической сетке панели Редактирование сборки. Перейдите на вкладку Выбор объектов панели свойств и нажмите кнопку Компоненты. После этого в дереве сборки выделяйте компоненты, которые необходимо копировать. У нас всего один такой компонент – болт, фиксирующий подшипниковую крышку. Затем перейдите на вкладку Параметры, нажмите кнопку Ось массива и в дереве сборки или в окне модели выделите вспомогательную ось. В поле N 2 введите количество копий по кольцевому направлению равное 6. Для построения массива нажмите кнопку Создать объект (рис. 3.120).

Рис. 3.120. Размещение винтов на крышке подшипника с помощью копирования по массиву

Установите крышки и винты на оставшиеся три подшипниковых узла.

Примечание

Поскольку нам больше не придется вставлять в сборку компоненты, привязываясь к началу координат, можете отключить отображение начал координат всех компонентов, так как они только портят внешний вид сборки. Для этого воспользуйтесь командой меню Вид → Скрыть → Начала координат. С помощью других команд меню Вид можете скрыть и другие конструктивные элементы сборки (оси, плоскости, трехмерные кривые и пр.).

Закрыв крышками все подшипники, добавим в сборку элементы крепежа, стягивающие корпус и крышку у бобышек. Вообще говоря, при создании редуктора в реальных условиях сначала соединяются между собой корпус и крышка с помощью болтов на фланцах и бобышках и лишь после этого на подшипники ставятся крышки. Однако при построении модели сборки важен только конечный результат (то есть готовая модель сборки), а порядок добавления деталей в сборку и способы их сопряжения имеют второстепенное значение.

Раскройте в Менеджере библиотек библиотеку крепежа, перейдите в папку БОЛТЫ и выберите строку Болты с шестигранной головкой. Настройте параметры добавляемого в сборку библиотечного элемента следующим образом: диаметр – 14 мм, длина – 160 мм (длина болта определяется с учетом того, что суммарная длина обеих бобышек составляет 140 мм). Используя автосопряжения при вставке компонента из библиотеки, установите болт в отверстие одной из бобышек крышки редуктора (рис. 3.121, а). Перейдите в библиотеке крепежа в папку ШАЙБЫ и выберите строку Шайбы пружинные. Появится окно настройки параметров трехмерных моделей пружинных шайб. Из раскрывающегося списка Тип выберите пункт Нормальные, а из списка Диаметр стержня – значение 14. Запустите процесс построения и вставки шайбы в сборку, нажав кнопку OK. С помощью автоматического наложения сопряжений сразу поместите фантом шайбы на вставленный в бобышку болт, а затем совместите торцевую поверхность шайбы с нижней опорной поверхностью бобышки корпуса (рис. 3.121, б). Аналогично добавьте в сборку гайку, тем самым завершив формирование крепежного элемента. Для этого в библиотеке крепежа перейдите в папку ГАЙКИ и выберите строку Гайки шестигранные. В появившемся окне из раскрывающегося списка Тип выберите пункт Нормальные, а также задайте диаметр гайки равным 14 мм. Все остальные настройки можете не изменять. Нажмите кнопку ОK и совместите отверстие фантома гайки со стержнем болта, а ее торцевую поверхность – с нижней торцевой поверхностью шайбы. Зафиксируйте компонент, нажав кнопку Создать объект. Получится готовое болтовое соединение бобышек корпуса и крышки редуктора (рис. 3.121, в).

Рис. 3.121. Формирование болтового соединения с помощью библиотечных элементов: добавление болта (а), шайбы (б) и гайки (в)

Теперь необходимо создать такие же крепежные элементы на всех бобышках в редукторе. Можно, конечно, один за другим добавлять элементы из библиотеки крепежа, сопрягая их при вставке в сборку, и потратить на это большое количество времени. А можно применить команду построения массива и получить все крепежные элементы сразу.

Перейдите на панель Редактирование сборки и нажмите кнопку Массив по сетке. На вкладке Выбор объектов на панели свойств щелкните на кнопке Компоненты. Система перейдет в режим, при котором будет ожидать указания компонентов для копирования. Это означает, что вам необходимо выделить в дереве сборки или прямо в окне представления модели базовые компоненты для массива: болт, шайбу и гайку на бобышке. При выделении не нужно удерживать нажатой клавишу Shift или Ctrl, поскольку все объекты, на которых вы будете щелкать кнопкой мыши после нажатия кнопки Компоненты, автоматически добавляются в список компонентов для копирования. Чтобы снять выделение с какого-либо компонента, необходимо либо щелкнуть на нем еще раз, либо удалить его из списка компонентов на панели свойств.

Перейдите на вкладку Параметры панели свойств и нажмите кнопку Первая ось. Система перейдет в режим ожидания указания первой оси двумерного массива. Вам следует задать любое прямолинейное ребро в сборке, параллельное оси Z. Это может быть, например, одно из ребер с длиной стороны фланца корпуса или крышки редуктора. В поле N 1 введите количество копий массива вдоль первой оси, равное 2. Настройте направление смещения копий при помощи кнопок-переключателей группы Направление 1. Это направление может быть разным в зависимости от того, какое ребро вы указали в качестве первой оси, но главное, чтобы копии двумерного массива смещались вправо от оригинала. Нажмите кнопку Вторая ось и укажите еще одно ребро, определяющее второе направление в двумерном массиве. Разумеется, оно должно быть прямолинейным и перпендикулярным первой оси. В качестве второй оси также можете выбрать одно из ребер фланца корпуса или крышки редуктора, находящееся на короткой стороне фланца. Выделив ребро, в текстовое поле N 2 задайте количество копий вдоль второй оси также равное 2. Сделайте так, чтобы копии смещались вглубь редуктора. В полях Шаг 1 и Шаг 2 введите величину шага между копиями элементов вдоль первой и второй осей массива. Значения этих величин легко определить на чертеже редуктора, измерив расстояние между центрами отверстий под болты в бобышках (значения шагов равны соответственно 192 и 221 мм).

Если вы все правильно настроили, то фантомы копий крепежных элементов (элементов массива) должны разместиться точно в предназначаемых для них отверстиях бобышек. Нажмите кнопку Создать объект для подтверждения создания массива.

Аналогично описанному выше создайте болтовые соединения на бобышках мест крепления крышек быстроходного вала (то есть сначала вам необходимо вставить болт, шайбу и гайку в одну из бобышек около крышки ведомого вала, а затем создать их копии, используя операцию Массив по сетке). При копировании следует задать значения параметров, указанные выше, кроме шага копирования вдоль первой оси: для ведущего вала он будет равняться 167, 75 мм. Полученный всего за два вызова команды Массив по сетке крепеж на бобышках показан на рис. 3.122.

Рис. 3.122. Соединение болтами бобышек крышки и корпуса редуктора с помощью команды Массив по сетке

Пользуясь методикой, изложенной выше, постройте массив из крепежных соединений на левом и правом краях фланцев корпуса и крышки. Для этого сначала соберите один крепежный пакет (болт – шайба – гайка) в одном из отверстий краев фланцев (рис. 3.123), а затем создайте массив по сетке из четырех элементов.

Рис. 3.123. Болтовое соединение фланцев корпуса и крышки

Параметры крепежных деталей, вставляемых из библиотеки, должны быть следующими:

• болт с шестигранной головкой: диаметр – 10 мм, длина – 38 мм, тип – нормальный;

• шайба пружинная: диаметр – 10 мм;

• гайка шестигранная: диаметр – 10 мм, тип – нормальная.

Разумеется, при вставке библиотечных моделей применяйте автосопряжения, как это было показано на предыдущем примере.

При настройке параметров команды Массив по сетке в качестве направляющих (осей) можете выбирать любые из прямолинейных ребер на гранях фланцев или корпуса, или крышки. Шаг по каждому из направлений определите на чертеже. Вдоль длинной стороны фланца шаг сетки массива составляет 618, 475 мм, а вдоль короткой – 89 мм. Не удивляйтесь, что значения приведены с такой точностью. Это объясняется тем, что если вы зададите неправильный шаг, копии крепежных элементов не попадут точно в предназначаемые для них отверстия (это особенно ощутимо для больших массивов). Возможно, на глаз это не будет заметно, но сборка получится неточной, и раньше или позже эти ошибки все равно проявятся.

Оставшиеся два отверстия во фланцах по боках редуктора придется заполнить вручную, поскольку создавать массив из двух компонентов нецелесообразно.

Для завершения нажмите кнопку Перестроить и сохраните сборку.

Мы подошли к завершающему этапу построения сборки. Нам осталось только закрыть смотровое отверстие крышкой, вставить в эту крышку ручку-отдушину, позволяющую выходить наружу нагретым газам при интенсивной работе редуктора, и закрепить данную крышку болтами.

Уверен, что самостоятельно создать модели крышки смотрового отверстия и ручки-отдушины для вас уже не проблема. Эскиз операции вращения для получения модели ручки отдушины можете скопировать из чертежа. Крышку смотрового отверстия постройте, используя эскиз смотрового отверстия в крышке редуктора (габаритные размеры крышки 150 × 100 мм, диаметр отверстия под ручку – 12 мм). Эти модели вы также можете просто скопировать в папку своего проекта из файлов Крышка смотрового отверстия.m3d и Ручка-отдушина.m3d, которые находятся в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический компакт-диска, прилагаемого к книге.

Вернемся к сборке. Вызовите команду Добавить из файла, выберите файл модели крышки смотрового отверстия и вставьте ее в любой точке над крышкой редуктора. Установите сопряжение Совпадение объектов между нижней гранью крышки смотрового отверстия и верхней плоской гранью крышки редуктора (плоскостью, на которой должна лежать крышка). После этого вызовите команду Соосность и задайте сопряжение между цилиндрическими поверхностями отверстия под болт, фиксирующий крышку смотрового отверстия, в самой крышке и в крышке редуктора (рис. 3.125). Если сопряжения наложены правильно, то все отверстия в крышке должны совпасть с отверстиями в корпусной детали. Зафиксируйте крышку и назначьте ей какое-нибудь значимое имя в дереве построений.

Рис. 3.124. Модели крышки смотрового отверстия и ручки-отдушины

Рис. 3.125. Сопряжение крышки смотрового отверстия

Добавьте в сборку из файла модель ручки-отдушины и сопрягите ее с центральным отверстием в крышке смотрового отверстия. Для этого, как обычно, хватит последовательного применения двух сопряжений – Соосность и Совпадение объектов. После этого разместите в отверстиях крышки четыре болта (из библиотеки крепежа) диаметром 8 мм и длиной 22 мм.

Последнее, что необходимо доработать в модели редуктора, – это шпонки на валах. Я специально не описывал процесс моделирования этих деталей (хотя, в принципе, их очень просто моделировать и описывать много бы не пришлось) и не упоминал об их вставке в сборку, чтобы на их примере продемонстрировать процесс создания детали в сборке.

На некоторое время сделайте невидимыми (с помощью команды Скрыть контекстного меню каждого компонента в дереве сборки) крышку редуктора и зубчатое колесо. Это сделано для того, чтобы они не мешали нам во время построения. Выделите плоскую грань в шпоночном пазу под колесом на ведомом валу (рис. 3.126) и нажмите кнопку Создать деталь. Система предложит ввести имя создаваемого компонента и указать путь, куда сохранять файл новой детали. Назовите файл Шпонка 22.m3d (первый индекс – это номер вала, второй – номер шпонки на валу) и сохраните его в одну папку со всеми файлами редуктора.

Рис. 3.126. Выделение опорной плоскости для создания детали в контексте сборки

После сохранения файла сборка перейдет в режим контекстного редактирования, все пассивные детали будут отображены зеленым цветом, а на выбранной плоскости сразу запустится процесс формирования эскиза первой (базовой) формообразующей операции новой детали. Перенесите в этот эскиз изображение профиля паза под шпонку (с чертежа или с эскиза выреза шпоночного паза в модели тихоходного вала). Создайте элемент выдавливания на построенном эскизе, величину выдавливания установите равной 14 мм (высота шпонки берется из справочной литературы), направление – прямое.

После выдавливания, не выходя из режима редактирования детали, отключите видимость ведомого вала, чтобы иметь доступ к нижней грани шпонки. С помощью операции Скругление создайте скругления радиусом 1 мм на верхней и нижней гранях шпонки. Завершите процесс контекстного редактирования детали, для чего следует отжать кнопку Редактировать на месте на панели инструментов Текущее состояние. Модель призматической шпонки, соединяющей ведомый вал с зубчатым колесом, готова, причем сразу размещена в нужном месте сборки (рис. 3.127).

Рис. 3.127. Деталь шпонки, смоделированная прямо в сборке (крышка редуктора, зубчатое колесо и ведомый вал скрыты)

После завершения моделирования возобновите видимость ранее спрятанных компонентов.

Таким же способом постройте еще две шпонки на выходных участках обоих валов. Высоту шпонок примите равной 9 мм на быстроходном валу и 12 мм на тихоходном. При желании вы можете добавить шпонки в сборку обычным образом, то есть просто загрузив их из файлов. Файлы шпонок Шпонка 11.m3d, Шпонка 21.m3d и Шпонка 22.m3d находятся в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Полная 3D-модель одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора готова (рис. 3.128). Можете создать с нее ассоциативный чертеж и сравнить его с чертежом, выполненным вручную, чтобы проконтролировать, насколько точно была сделана трехмерная модель. Итоговый файл модели _РЕДУКТОР.a3d находится в папке Examlpes\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Рис. 3.128. 3D-модель цилиндрического одноступенчатого редуктора

Есть, правда, один нюанс. Модель хороша, вполне реалистична, точно собрана, но не демонстрирует внутреннее строение механизма. На рис. 3.128 видны лишь корпусные детали и крепеж и больше ничего. Не разбирая такую модель, вы даже не сможете с уверенностью сказать, какой тип зацепления реализован в этом цилиндрическом редукторе: прямозубое, косозубое или шевронное. Поэтому на практике в трехмерных моделях больших сборок весьма часто применяют всевозможные вырезы и сечения, чтобы максимально открыть и отобразить внутреннее строение агрегата. Попробуем выполнить разрез-сечение нашей модели.

Самый простой вариант – создать сечение при помощи одной из плоскостей (ортогональной, например). Однако в этом случае модель теряет реалистичность, становится сложно представить себе реальные габариты объекта, к тому же при сечении плоскостью могут быть отсечены важные конструктивные элементы и даже целые детали. По данной причине рекомендую выполнить сечение по эскизу, подобрав его таким образом, чтобы не нарушить реалистичное представление модели и, вместе с тем, максимально показать ее «внутренности».

Выделите в дереве сборки плоскость ZX (в модели вы уже просто не сможете добраться до этой плоскости) и нажмите кнопку Эскиз. Создайте в эскизе изображение из трех отрезков (рис. 3.129). Вертикальный отрезок должен начинаться в точке начала координат эскиза, а длина его должна равняться 259 мм (межосевому расстоянию). Начальные точки двух горизонтальных отрезков совпадают с конечными точками горизонтального отрезка. Длина этих двух отрезков не столь важна, главное, чтобы их концы (края построенного контура) выходили за пределы тел сборки.

Рис. 3.129. Эскиз для сечения

Выйдите из режима редактирования эскиза и, не снимая с него выделения, нажмите кнопку Сечение по эскизу на панели инструментов Редактирование сборки. Установите прямое направление отсечения, но не спешите создавать операцию. Если мы сейчас выполним сечение, то из сборки будет удален весь материал, который попадает в зону отсечения. При этом, кроме корпусных деталей и крышек подшипников, будет удалена часть материала валов, зубчатых колес и пр., то есть как раз часть того, что мы собрались показывать. В настройках операции Сечение по эскизу предусмотрена возможность установления ограниченного набора тел, на которые эта операция будет распространяться.

Нажмите кнопку Область применения

на панели специального управления, после чего на панели свойств появится группа кнопок Применение и список компонентов, для которых будет применяться данная операция (пока еще пустой). Нажмите кнопку-переключатель Выбранные компоненты и в дереве сборки или же окне модели укажите те компоненты, которые необходимо рассекать. К этим компонентам следует отнести: корпус и крышку редуктора, крышки подшипников со стороны отсечения, все крепежные элементы, которые полностью попали в зону отсечения (включая копии массивов), крышка смотрового отверстия, а также по два фиксирующих винта на каждой крышке подшипника, также попавшие в область сечения. Нажмите кнопку Создать объект, чтобы подтвердить завершение выбора компонентов. Чтобы как-то выделить вырез в модели, снимите флажок Использовать цвет детали на вкладке Свойства и установите свой цвет, резко контрастирующий с цветами деталей сборки (например, светло-голубой), после чего подтвердите выполнение операции (рис. 3.130). Теперь хорошо видна структура редуктора, включая зацепление, компоновку подшипниковых узлов, фиксацию крышек и т. п., при этом сама модель не искажена.

Рис. 3.130. Вырез в модели редуктора

Эта модель находится в файле _РЕДУКТОР (сечение).a3d, который находится в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Интересные примеры

На практике нередко возникают неординарные задачи, которые очень непросто решить в системе твердотельного моделирования, но которые, в силу определенных обстоятельств, приходится выполнять именно в таких системах. Причин тому может быть много. Возможно, под рукой нет другого CAD-редактора с развитым поверхностным моделированием, или он есть, но вы недостаточно разбираетесь в нем, а времени на рассматривание примеров и изучение справки катастрофически не хватает. А может быть, вы просто не желаете изменять своим привычкам и расставаться со своей любимой графической системой. В любом случае задача сводится к выполнению в трехмерном редакторе моделей, которые очень непросто, на первый взгляд даже невозможно, выполнить. В этом разделе рассмотрим примеры создания в КОМПАС-3D объектов, которые очень сложно выполнить средствами твердотельного моделирования.

Пружины

Любая пружина доставляет немало хлопот любому проектировщику независимо от того, создает он ее чертеж или трехмерную модель. К счастью, на больших сборочных чертежах пружины отрисовываются условно, но в модели (сборке) приходится выполнять полноценную модель. Вместе с КОМПАС-3D поставляется библиотека КОМПАС-Spring, специально предназначенная для расчета и проектирования различных типов пружин (сжатия, растяжения, тарельчатых), а также для автоматической генерации их чертежей или трехмерных моделей. Однако очень часто приходится моделировать какие-то особые разновидности пружин, которые не содержатся в библиотеке. К тому же, научиться самому разрабатывать различные модели пружин очень полезно, поскольку при их построении используются различные интересные подходы.

В качестве первого примера рассмотрим процесс создания трехмерной модели обычной пружины растяжения с двумя боковыми зацепами. Размеры пружины будем брать произвольными, поскольку в данном случае нам значительно важнее сам процесс моделирования, а не характеристики готовой модели.

Создайте документ КОМПАС-Деталь и сразу сохраните его на диск под именем Пружина растяжения.m3d, после чего можете приступать к построению.

1. Выделите в дереве детали ортогональную плоскость XY, перейдите на панель инструментов Пространственные кривые и нажмите кнопку Спираль цилиндрическая. На вкладках панели свойств установите параметры спирали:

· способ построения спирали – По числу витков и шагу;

· количество витков – 10 шт.;

· шаг витков – 6 мм;

· направление построения – прямое;

· направление навивки – правое;

· диаметр витков – 30 мм.

Нажмите кнопку Создать объект, чтобы завершить построение трехмерной кривой.

2. Выделите плоскость ZX и запустите процесс создания эскиза. Постройте окружность с центром в точке с координатами (15; 0) и радиусом 2,99 мм. Эта окружность будет служить эскизом сечения витка пружины. Координаты центра в плоскости эскиза выбраны с таким расчетом, чтобы начало витков спирали лежало точно в центре окружности. Радиус (чуть менее половины шага спирали) выбран с расчетом того, чтобы витки пружины плотно прилегали друг к другу, но не касались (напомню, мы моделируем пружину растяжения). Хотя можно задавать окружности немного меньший радиус.

3. Завершив построение эскиза, вызовите команду Кинематическая операция. В качестве эскиза для нее укажите эскиз с окружностью, а в качестве направляющей – цилиндрическую спираль. Создайте операцию и отключите видимость спирали-направляющей (рис. 3.131).

Рис. 3.131. Формирование витков пружины

Теперь необходимо «приклеить» с обеих сторон витков зацепы. Для этого необходимо будет сформировать трехмерную кривую, которая бы повторяла изгиб зацепа и брала начало на плоскости, где закончились (оборвались) витки. Я говорю об одной кривой, поскольку второй зацеп полностью симметричен, и если мы сможем выполнить его с одной стороны витков, то его создание на другой стороне не должно вызвать никаких затруднений.

1. Сделайте активной плоскость XY. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние. С помощью команды Дуга панели Геометрия создайте в эскизе сегмент окружности радиусом 15 мм, начальным углом 0° и конечным углом 90°. Активизируйте панель инструментов Поверхности, нажав одноименную кнопку на компактной панели. Вызовите команду Поверхность выдавливания, которая создаст криволинейную поверхность, выдавив эскиз в прямом направлении. Величину выдавливания задайте не меньше 100 мм (рис. 3.132).

Рис. 3.132. Поверхность выдавливания

2. Постройте еще один эскиз на плоскости ZX. В нем поместите полуокружность радиусом 15 мм, с координатами центра (15; –75) и выпуклой частью вверх. Завершите редактирование эскиза. Перейдите на панель Вспомогательная геометрия и нажмите кнопку Линия разъема. На панели свойств выберите прямое направление проецирования линий эскиза и укажите внутреннюю грань поверхности, после чего создайте операцию. В результате на криволинейной поверхности (указанной грани) вы получите ребро, которое является результатом проецирования полуокружности на поверхность выдавливания (рис. 3.133).

Рис. 3.133. Полуокружность в эскизе и ребро на поверхности, полученное с помощью команды Линия разъема

3. Сразу создайте еще один эскиз с полуокружностью, но на этот раз в плоскости ZY. Центр полуокружности должен иметь координаты (-75; 0), а радиус, как обычно, 15 мм. Выпуклость дуги должна быть направлена в сторону, противоположную положительному направлению оси X эскиза. Как видите, окончание ребра-проекции на поверхности выдавливания точно совпадает с началом полуокружности в последнем эскизе.

4. Создайте еще один эскиз на плоской грани среза витка пружины (эта грань лежит в плоскости ZX и совпадает с плоскостью эскиза полуокружности, на основе которого была сформирована линия разъема). В эскизе должна быть окружность, точно очерчивающая контуры разреза витка (координаты центра – (15; –60), радиус – 2,99 мм).

5. Вызовите команду Кинематическая операция, для которой в качестве формообразующего эскиза укажите окружность на срезе витка (последний созданный нами эскиз), а в качестве направляющих – ребро, полученное проекцией полуокружности на поверхность выдавливания, и эскиз полуокружности в плоскости ZY. Очень важно, чтобы эскиз полуокружности и ребро, рассекающее поверхность, были созданы правильно (то есть чтобы их концы совпадали), иначе вы не сможете выполнить кинематическое добавление материала. Обратите внимание также на порядок указания кривых в окне модели: сначала ребро, за ним кривую в эскизе. Это также имеет очень большое значение для кинематических операций, направляющая которых состоит из нескольких трехмерных кривых. В результате создания операции вы получите зацеп на одном из концов пружины (рис. 3.134).

Рис. 3.134. Выполнение зацепа в пружине растяжения

6. Постройте такой же зацеп на другом конце витков пружины (вам придется создать еще одну поверхность, потом линию разъема на ней и т. д.) и, главное, – не забудьте отключить видимость (скрыть) поверхность выдавливания и эскизы полуокружностей верхнего и нижнего зацепов. Полученная модель пружины показана на рис. 3.135.

Рис. 3.135. 3D-модель пружины растяжения

Файл этой модели Пружина растяжения.m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Пружины.

Во втором примере рассмотрим разработку более сложной модели. Это будет пружина, продольная ось которой имеет форму кольца (рис. 3.136). Это именно тот случай, когда при виде чертежа возникают мысли о том, что инструментарий КОМПАС-3D здесь бессилен. Однако, как вы увидите, с помощью гибкого воображения и знания инструментария КОМПАС-3D такую деталь можно смоделировать и в этой программе, причем затратив на это даже меньше операций, чем в предыдущем примере.

Рис. 3.136. Кольцевая пружина

Создайте новый документ-деталь и сохраните его на жесткий диск под именем Кольцевая пружина.m3d.

1. Начните создание эскиза на плоскости XY. Сначала постройте вспомогательную окружность (инструмент Окружность панели Геометрия, стиль линии – Вспомогательная) диаметром 50 мм и с центром в начале локальной системы координат эскиза. На этой окружности создайте еще одну окружность стилем линии Основная с координатами центра (0; 25) и диаметром 2 мм (это будет сечение витка на внешнем диаметре пружины). Имя этого эскиза – Эскиз:1. Он показан на рис. 3.137, а.

Выйдите из режима редактирования эскиза и сразу снова запустите процесс создания эскиза на этой же плоскости. Как и в предыдущем эскизе, постройте вспомогательную окружность, только уже диаметром 40 мм (таким примем диаметр размещения сечений внутренних витков кольцевой пружины). Теперь предположим, что наша пружина будет состоять из 40 витков. Напомню, размеры сейчас не столь важны, поэтому вы можете принять любое другое значение. При этом угловой шаг витка спирали будет равен 360 : 40 = 9°, из чего следует, что сечение витка на внутренней окружности должно быть смещено относительно первого сечения на угол 4, 5° (между сечениями полвитка). Исходя из приведенных соображений, построим две вспомогательных прямых: первую с помощью команды Вертикальная прямая, привязываясь к началу координат эскиза, вторую – с помощью команды Вспомогательная прямая, проложив ее через начало координат под углом 4, 5° к вертикальной прямой. Для создания второй линии достаточно будет указать одну ее точку (начало координат), после чего задать угол смещения 85, 5° в поле Угол на панели свойств, и зафиксировать прямую. Постройте эскиз витка (окружность диаметром 2 мм) с центром в точке пересечения второй вспомогательной линии и окружности (рис. 3.137, б). Завершите построение эскиза, отжав кнопку Эскиз. Теперь создайте еще один точно такой же эскиз в модели. Эти эскизы имеют имена Эскиз:2 и Эскиз:3.

Выполните третий эскиз на плоскости XY. В нем постройте вспомогательную окружность диаметром 50 мм и две вспомогательные линии: одну вертикальную, а вторую под углом 9° к ней (то есть под углом 81° к горизонтали). На пересечении вспомогательной окружности и наклонной прямой постройте еще одно сечение витка (рис. 3.137, в). Этому эскизу система присвоила имя Эскиз:4.

Рис. 3.137. Эскизы сечений кольцевой пружины

2. Создайте еще два эскиза в плоскости ZY. Оба должны содержать полуокружность, выполненную с помощью команды Дуга панели Геометрия. Координаты центра дуги – (0; –22,5), радиус – 2,5 мм, начальный угол 90°, конечный угол 270°. Различие в эскизах заключается только в направлении построений дуг (по или против часовой стрелки), то есть в эскизах должно быть различное направление выпуклостей дуг. Пусть эскиз с направлением построения дуги по часовой стрелке имеет имя Эскиз:5, а с направлением против часовой стрелки, соответственно, Эскиз:6.

3. С эскизами мы, наконец, покончили, пора перейти к собственно построению тела модели. Вызовите команду Операция по сечениям панели Редактирование детали. На панели свойств нажмите кнопку Сечения, после чего в дереве построения щелкните на первом и втором эскизах (Эскиз:1 и Эскиз:2), содержащих сечения витков пружины. Если сейчас создать операцию, то вы получите абсолютно плоский элемент, поскольку оба эскиза лежат в одной плоскости. Однако для операции по сечениям можно указывать траекторию, как и для кинематических операций (просто при формировании тела по эскизам траектория не всегда обязательна). Для этого щелкните на кнопке Осевая линия на панели свойств и укажите в дереве модели Эскиз:6. Теперь можно создать операцию (рис. 3.138, а).

Вызовите еще раз команду Операция по сечениям, в качестве сечений для которой задайте Эскиз:3 и Эскиз:4, а в качестве траектории – Эскиз:5. Выполните операцию, и вы получите вторую половину витка пружины (рис. 3.138, б). Сразу спрячьте оба эскиза-направляющих.

Рис. 3.138. Виток кольцевой пружины: полувиток-основание (а), приклеивание второй половины витка (б)

4. Создайте вспомогательную ось на пересечении плоскостей ZX и ZY (команда Ось на пересечении плоскостей панели Вспомогательная геометрия) – эта ось будет перпендикулярна плоскости XY и проходить будет через начало координат модели. Выполните команду Массив по концентрической сетке панели Редактирование детали. В качестве оси массива задайте конструктивную ось на пересечении плоскостей, а объектами для копирования будут служить две операции по сечениям, формирующие виток пружины. Количество копий по окружности, как вы уже догадались, должно равняться 40. Задав все параметры, нажмите кнопку Создать объект и получите готовую пружину (рис. 3.139). Осталось только спрятать конструктивную ось и сохранить изменения в документе.

Рис. 3.139. 3D-модель кольцевой пружины

Примечание

Данная модель является объектом сложной геометрии, поэтому формирование массива по концентрической сетке на компьютерах с низкой производительностью может занять очень много времени.

Файл модели кольцевой пружины Кольцевая пружина.m3d находится в папке Examples\Глава 3\Пружины компакт-диска, прилагаемого к книге.

Червячное зацепление

Червячное зацепление – это один из тех типов механических передач, трехмерную модель которых выполнить совсем не просто даже опытному конструктору. В отличие от зубчатого цилиндрического зацепления, где хоть и были некоторые проблемы, но в целом принцип построения был очевиден, в червячном зацеплении все далеко не так просто. Более того, большинство конструкторских приложений (плагинов) к CAD-системам реализуют построение только цилиндрического зацепления. Я встречал очень мало программных продуктов, которые автоматически рассчитывают и строят модель червячной передачи. По этой причине данный пример, в котором описано, как правильно строить модели деталей, входящих в червячное зацепление, очень важен для любого инженера.

Предположим, необходимо спроектировать модель червячного зацепления со следующими параметрами:

• передаваемый вращающий момент – 2200 Н · м;

• угловая скорость червяного колеса – 2,5 с-1;

• передаточное число передачи u – 25;

• степень точности передачи nст – 8;

• количество заходов червяка zч – 2;

• коэффициент диаметра червяка q – 10;

• модуль зацепления m – 8 мм;

• размещение червяка – верхнее.

В результате проектных расчетов были получены следующие значения параметров и характеристики передачи (как и в примере с редуктором, все исходные и расчетные данные абсолютно достоверны):

• количество зубьев колеса zк – 50;

• межосевое расстояние передачи aω – 240 мм;

• делительный диаметр колеса dк – 400 мм;

• делительный диаметр червяка dч – 80 мм;

• ширина зубчатого венца колеса bк – 72 мм;

• длина нарезной части червяка bч – 112 мм;

• угол подъема линии витка γ – 11,31°.

Моделирование начнем с червяка, так как это более простая деталь.

Создайте документ КОМПАС-Деталь, установите ориентацию Изометрия XYZ и сохраните документ на жесткий диск под именем Вал-червяк.m3d.

Основание вала-червяка будет выполнено вращением эскиза половины контура сечения. Для удобства последующей сборки этот эскиз следует разместить так, чтобы вал был смещен вверх по оси Y на величину межосевого расстояния. Диаметр и длину ступеней вала можете задать произвольными, важно лишь выдержать размеры нарезной части червяка: ее ширина 112 мм, а внешний диаметр 96 мм (dч + 2 · m). Эскиз должен размещаться в плоскости ZY.

Порядок построения эскиза контура вала-червяка:

1. Постройте две вспомогательных вертикальных линии, равноудаленных в обе стороны от начала координат на расстояние 56 мм (bч/2).

2. С помощью кнопки Осевая линия по двум точкам панели Обозначения постройте горизонтальную осевую операции вращения. Ординаты обоих концов отрезка осевой должны быть равны –240 мм (поскольку при установлении ориентации по нормали к плоскости эскиза КОМПАС переворачивает модель, то смещение эскиза должно осуществляться вниз по оси Y в эскизе).

3. Вызовите команду Параллельная прямая панели Геометрия и создайте вспомогательную горизонтальную линию выше осевой на 40 мм (половина внешнего диаметра витков червяка). Через точки пересечения этой прямой и двух вертикальных прямых постройте еще две вспомогательных линии, наклоненные к вертикали под углом 20° (половина угла профиля витка червяка).

4. Постройте еще 3–4 горизонтальных прямых, смещенных вверх от осевой. Они будут обозначать контуры ступеней вала. Рекомендую принять следующие значения диаметров: 32,36, 40 и 45 мм (смещать линии нужно на половину величины приведенных значений).

Сетка вспомогательных линий на эскизе должна выглядеть, как на рис. 3.140.

Рис. 3.140. Вспомогательная геометрия при построении эскиза контура вала-червяка

Привязываясь к узлам этой сетки, постройте контур вала-червяка (рис. 3.141) и выполните команду Операция вращения панели Редактирование детали. На эскизе лучше сразу выполнить все скругления и фаски, а в параметрах трехмерной операции не забудьте отключить создание тонкой стенки.

Рис. 3.141. Эскиз контура вала-червяка

Витки вала-червяка можно сформировать с помощью кинематического вырезания. В качестве траектории вырезания следует взять цилиндрическую спираль и так подобрать значения ее параметров, чтобы угол подъема спирали был равен углу подъема витков червяка, а ее диаметр – делительному диаметру червяка. Суть сборки заключается в определении такого положения эскиза для кинематической операции, чтобы после вырезания витки червяка вошли точно между зубьями червячного колеса (считаем, что на вертикальной оси червячного колеса мы построим вырез между зубьями). В этом случае не нужно изощряться и придумывать, где его разместить, как это было при построении зубчатого колеса, – смещение эскиза несложно рассчитать аналитически. Расстояние, на которое необходимо сместить эскиз от вертикальной осевой (линии, соединяющей центр колеса с центром червяка), можно принимать равным 2,5 · P или 3, 5 · P, где P – шаг витков червяка (P = π · m, где m – модуль червячного зацепления). Желательно использовать значение с запасом (3, 5 · P), чтобы эскиз точно вышел за пределы нарезной части червяка.

Выполните создание в плоскости ZY эскиза выреза между витками вала-червяка (рис. 3.142).

Рис. 3.142. Эскиз выреза между витками червяка

Для этого выполните следующее:

1. Постройте две вертикальных вспомогательных прямых: первую через точку начала локальной системы координат эскиза, вторую (линия симметрии будущего смещенного эскиза выреза между витками) – левее первой прямой на 87, 92 мм (3, 5 · P).

2. Создайте четыре горизонтальных вспомогательных прямых: первая должна совпадать с осью вала-червяка (ордината – –240), остальные три обозначают диаметр впадин, вершин и делительный диаметр витков червяка (соответственно выше первой прямой на 30,40 и 48 мм).

3. Постройте вспомогательную линию, пересекающую горизонтальную прямую, которая обозначает делительный диаметр. Эту линию нужно создать в точке, которая лежит левее на 6, 28 мм (P/4) от линии симметрии выреза между витками, и наклонить под углом 70° к горизонтали (см. рис. 3.142). Для этого вы можете воспользоваться командой Вспомогательная прямая панели Геометрия, предварительно создав на делительном диаметре точку, через которую должна пройти прямая. Смещение вспомогательной точки определено исходя из того, что расстояние вдоль оси червяка между точками пересечения делительного цилиндра и поверхностей выреза между витками равняется половине шага витков. Отсюда расстояние до точки, через которую должна пройти прямая, обозначающая контур выреза, до линии симметрии равно P/4.

4. Постройте отрезок от точки пересечения наклонной вспомогательной линии и диаметра впадин до точки пересечения этой же линии с диаметром вершин. Симметрично отобразите отрезок (выделите его и выполните команду Симметрия панели Редактирование) относительно линии симметрии эскиза. Соедините концы получившихся отрезков двумя вертикальными отрезками.

Выйдите из режима редактирования эскиза.

Эскиз для кинематического сечения мы уже выполнили. Теперь нужно создать траекторию, в качестве которой следует выполнить цилиндрическую спираль с углом подъема витков равным углу подъема витков червяка.

Для начала создадим вспомогательную плоскость (команда Смещенная плоскость панели Вспомогательная геометрия), удаленную на 87, 92 мм в обратном направлении от плоскости XY. Созданная плоскость будет опорной для спирали-направляющей и, как вы заметили, она проходит точно посередине изображения в эскизе выреза между витками червяка.

Перейдите на панель Пространственные кривые, выделите смещенную плоскость и нажмите кнопку Спираль цилиндрическая. Настройте следующие параметры спирали:

• способ построения – По шагу витков и высоте;

• шаг витков – 25, 12 мм (P = π · m);

• высота витков (задается параметром Высота спирали) – 176 мм (значение произвольно, оно определяется конструктивно с таким расчетом, чтобы витки спирали прошли через всю нарезную часть червяка);

• направление построения – прямое;

• направление навивки – правое;

• начальный угол – 270 (при таком угле первый виток начинается точно на плоскости эскиза выреза, что является обязательным условием для корректного выполнения кинематического вырезания);

• точка привязки спирали – имеет координаты (240; 0);

• диаметр спирали (задается на вкладке Диаметр) – равняется делительному диаметру червяка (80 мм).

Завершив построения спирали, выполните операцию Вырезать кинематически панели Редактирование детали. Думаю, не стоит расписывать, какие объекты указывать в качестве формообразующего эскиза и траектории. Не забудьте спрятать в модели спираль, поскольку она является лишь вспомогательным объектом, а также сохранить построенную модель. При желании на внешней ступени вала можете выполнить шпоночный паз (рис. 3.143).

Рис. 3.143. 3D-модель вала-червяка

Файл этой модели Вал-червяк.m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Червячное зацепление.

Перейдем к выполнению модели червячного колеса. Колесо в червяном зацеплении очень редко представляет собой единую деталь. Причина заключается в том, что из-за большого трения в точке зацепления материал колеса должен иметь хорошие антизадирные и антифрикционные свойства. Чаще всего в качестве такого материала используют безоловянистую и оловянистую бронзы. Однако изготовление целого колеса из такого дорогостоящего материала очень невыгодно, поэтому червячные колеса, как правило, выполняют составными: обод выполняют из бронзы, а ступицу – из более дешевого материала (чугун, конструкционные стали). Обод со ступицей соединяют с помощью напресовки, фиксируют винтами и пр. В связи с этим модель червячного колеса будет выполнена как сборка, а входящие в нее ступица и обод выполнены отдельными деталями.

Самая большая проблема при формировании венца червячного колеса – это сложность точного размещения эскиза выреза, так как в отличие от цилиндрических зубчатых колес, в которых эскиз всегда перпендикулярен оси колеса (даже в косозубых колесах), плоскость этого эскиза для червячного колеса «вращается» по спирали вокруг оси колеса. По этой причине единственное место, где можно без особого труда разместить эскиз выреза, – это средняя плоскость колеса, перпендикулярная его оси. Есть, конечно, один минус: вырезать теперь придется дважды – по одному разу в каждую сторону от колеса. Эскиз должен быть выполнен, как и для обычного зубчатого колеса (две эвольвенты или дуги, если мы создаем эскиз выреза упрощенно, и соединяющие их сверху и снизу дуги), при условии, что червячное колесо не имеет смещения. По своему опыту скажу, что верхнюю дугу лучше значительно выгнуть («поднять») вверх, чтоб в модели при вырезании не образовались ненужные кромки.

Вырезать нужно кинематически. Поскольку червячное колесо входит в зацепление с червяком, то вырезы в венце колеса будут формироваться по той же траектории, что и витки червяка, то есть угол наклона линии зуба венца равен углу подъема винтовой линии червяка.

Для построения модели обода необходимо дополнительно определить некоторые параметры червячного колеса. Я не буду акцентировать внимание на расчетных формулах и методиках расчета, типичных для университетского курса деталей машин, а приведу лишь конечные результаты:

• диаметр вершин зубьев колеса – 416 мм;

• диаметр впадин – 380 мм;

• наибольший диаметр колеса – 428 мм;

• толщина обода (расстояние от линии впадин зубьев до края обода в диаметральном направлении) – 15, 6 мм.

Создайте новый документ, установите в нем ориентацию Изометрия XYZ и запустите процесс выполнения эскиза в плоскости XY. В эскизе нужно будет выполнить контур профиля поперечного сечения обода червячного колеса (рис. 3.144).

Рис. 3.144. Эскиз контура сечения обода червячного колеса

Чтобы создать контур, постройте пять горизонтальных вспомогательных прямых: первые четыре должны быть смещены относительно оси X на величину половины наибольшего диаметра, диаметра вершин, делительного и диаметра впадин, последняя прямая – размещена ниже линии, обозначающей диаметр впадин на величину толщины обода. Создайте также три вертикальные линии: две равноудаленные от оси Y на расстояние 36 мм (bк/2) и одну, проходящую через начало координат эскиза. Проточку в ободе, в которую будет упираться выступ на диске ступицы, выполните конструктивно. Для построения дуги предварительно создайте вспомогательную окружность радиусом 32 мм и координатами центра (0; 240). С помощью команды Непрерывный ввод объектов панели Геометрия постройте контур обода (см. рис. 3.144). Выполните в контуре две фаски (4 x 45°) или во время выполнения команды Непрерывный ввод объектов, или с помощью операции Фаска панели Геометрия после создания контура. Добавьте в эскиз горизонтальный отрезок, выполненным стилем линии Осевая и проходящий через начало координат.

Основываясь на данном эскизе, выполните операцию вращения. Поскольку контур эскиза замкнут, то система по умолчанию предложит создавать сплошное твердое тело и вам не придется менять что-либо в настройках.

Теперь в плоскости ZY (средней продольной плоскости колеса) сформируем эскиз выреза между зубьями. Будем чертить эскиз немного упрощенно, заменяя эвольвенты дугами по трем точкам. Изображение профиля выреза создается аналогично выполнению эскизов зубчатого колеса и вала-шестерни.

Рисунок профиля выреза должен быть размещен в нижней части эскиза по следующей причине. Вы еще помните, что мы моделировали витки червяка таким образом, чтобы на оси, соединяющей центры колеса и червяка, в продольной плоскости сбоку червяка размещался виток, а в колесе, соответственно, вырез. Червяк в нашей модели устанавливается над колесом, это значит, что вырез между зубьями колеса, который будет в зацеплении с витком червяка и который мы позже будем копировать по окружности, должен располагаться сверху обода. Однако, поскольку при построении эскиза в плоскости ZY или параллельных ей плоскостях система переворачивает модель, то в самом эскизе изображение профиля должно находиться ниже оси абсцисс.

Перед вычерчиванием эскиза создайте три вспомогательных окружности, обозначающие диаметры впадин, выступов и делительный диаметр зубьев колеса. После этого с помощью команды Вспомогательная прямая панели Геометрия постройте набор линий, проходящих через центр локальной системы координат эскиза: одну – вертикальную и по три с каждой стороны от нее, смещенных между собой на угол γ /8, где γ = 360° / zк (напомню, что zк – количество зубьев червячного колеса). Используя команду Дуга по 3 точкам панели Геометрия, постройте контур выреза на пересечениях вспомогательных окружностей и линий (рис. 3.145, а).

Чтобы после кинематического вырезания эскиз срезал кромку зубьев при выходе из тела колеса, необходимо вместо верхней замыкающей окружности построить фигуру, показанную на рис. 3.145, б. Размеры отрезков произвольны, главное, чтобы оба боковые отрезка были касательными к дугам, заменяющим эвольвенты профиля зуба. Проследите, чтобы в сформированном контуре не было разрывов, и завершите редактирование эскиза.

Рис. 3.145. Построение эскиза профиля выреза между зубьями червячного колеса: контур выреза (а) и надстройка для удаления лишнего материала с краев зубьев (б)

Сейчас нам нужно построить направляющую для кинематического вырезания. Как было сказано ранее, их будет две, поскольку эскиз операции лежит в средней плоскости колеса, и вырезать будем два раза в обе стороны от эскиза.

В качестве направляющей снова возьмем спираль с такими параметрами:

• способ построения – По числу витков и высоте;

• базовая плоскость спирали – проходит через ось колеса, перпендикулярно оси червяка (в модели это плоскость XY);

• центр спирали (точка привязки) – точка пересечения оси червяка и базовой плоскости, то есть точка, лежащая на оси червяка и имеющая координаты (0; 240);

• начало витков – в плоскости эскиза, то есть в средней плоскости колеса, для каждой спирали определяется отдельно;

• диаметр спирали – делительный диаметр червяка (80 мм);

• угол подъема спирали – угол подъема винтовой линии червяка (из него вычисляется шаг);

• количество витков – 0,25.

Это настройки первой спирали. Точно такую же кривую надо построить по другую сторону от базовой плоскости (направление витков противоположное).

Однако, это все в идеале. В случае построения по описанному выше алгоритму, поднимаясь по спирали, эскиз «выходит» из тела венца, что приводит к тому, что вырезы сужаются на торцах колеса (зубья, соответственно, расширяются). При сборке такого колеса с червяком эти зубья врезаются в витки червяка на краях его нарезной части. Я решил эту проблему следующим образом: центр спирали необходимо немного сместить на величину x вверх от оси червяка, при этом диаметр спирали увеличить на 2x. Таким образом, зацепление не нарушается, а вырезание витков проходит по дугам чуть большего радиуса, чем прежде. Это приводит к тому, что эскиз не так резко будет подниматься вверх и сам подрежет кромки на торцах зубьев колеса. Описанную выше проблему можно было бы также решить, если бы во время кинематической операции можно было задавать уклон, как при операции выдавливания, но такой возможности пока в КОПМАС-3D, к сожалению, нет.

Исходя из всего вышеизложенного, попробуем построить спирали.

Выделите плоскость XY и запустите команду Спираль цилиндрическая панели Пространственные кривые. Выберите соответствующий способ построения и задайте количество витков равное 0,25. Ординату базовой точки увеличьте на 15 мм от требуемой (с 240 до 255 мм), а диаметр задайте равным 110 мм (на 30 мм больше делительного диаметра червяка), чтобы не нарушить зацепление. Для вычисления высоты спирали воспользуемся зависимостью h = P · n = π · m · n, где n – количество витков. Подставляя имеющиеся у нас значения, мы получим высоту спирали – 6, 283 мм. Все остальные настройки оставьте заданными по умолчанию и создайте спираль.

Постройте еще одну спираль на этой же плоскости. Точку привязки, количество витков, высоту, направление навивки витков и диаметр установите такими же, как и у предыдущего объекта, измените только направление построения с прямого на обратное. Если вы все правильно настроили, обе спирали должны сходиться в одной точке на плоскости эскиза профиля выреза между зубьями (рис. 3.146).

Рис. 3.146. Направляющая (две стыкующиеся дуги спиралей) для вырезания зубьев червячного колеса

Теперь дважды выполните операцию Вырезать кинематически панели Редактирование детали, используя эскиз профиля выреза и спирали-направляющие. Несмотря на то, что эскиз после выполнения первого выреза войдет в состав операции (в дереве модели будет дочерним узлом узла Вырезать кинематический элемент:1), вы можете использовать его повторно для формирования второго полувыреза. Постройте также четыре отверстия диаметром 10 мм в нижней части обода так, чтобы их центры лежали точно на окружности края обода (рис. 3.147). Отверстия создайте с помощью вырезания выдавливанием, эскиз операции разместите на торцевой поверхности колеса, а глубину выдавливания установите равной 25 мм.

Рис. 3.147. Первый вырез между зубьями червячного колеса и отверстие под фиксирующий винт

Создайте конструктивную ось конической поверхности (совпадающую с осью колеса), после чего с помощью операции Массив по концентрической сетке панели Редактирование детали сформируйте венец червячного колеса (рис. 3.148). Копировать необходимо обе кинематические операции, составляющие вырез между зубьями, количество копий в кольцевом направлении установить равным 50. Не забудьте скрыть все вспомогательные объекты в модели: обе спирали и конструктивную ось.

Рис. 3.148. 3D-модель обода червячного колеса

Теперь постройте модель ступицы и фиксирующего винта. Винт мы не вставляем из библиотеки, потому что после привинчивания обода к ступице головки винтов спиливаются, а сами винты после этого еще нужно и раскернить. По этой причине мы сразу смоделируем винт в спиленном состоянии.

Модель ступицы вы можете выполнить произвольно, не ограничивая себя какими-либо точными размерами, за исключением того, что верхняя часть эскиза вращения основания ступицы должна точно дополнять нижнюю часть аналогичного эскиза обода (рис. 3.149). Кроме того, выступ на диске ступицы, который входит в паз на ободе, должен быть чуть ниже, чем высота этого паза.

Рис. 3.149. Эскиз для создания основания ступицы червячного колеса

Добавьте в модель круглые вырезы в диске, шпоночный паз и отверстия под винты (их эскиз должен быть точно таким, как и в ободе), после чего сохраните модель на жесткий диск (рис. 3.150).

Рис. 3.150. 3D-модель ступицы червячного колеса

Все детали готовы, и вы можете приступить к сборке. Несмотря на то, что червячное колесо – это составная единица, очень редко в сборке приходится разбирать или перемещать входящие в него компоненты по отдельности. По этой причине советую сначала создать сборку Червячное колесо.a3d, в которой соединить обод и ступицу, а также создать массив по кругу из четырех винтов. Винт необходимо вставить так, чтобы он немного торчал над диском.

После этого создайте новую сборку под именем Червячное зацепление.a3d и соберите в ней червячное колесо с валом-червяком. Как и при сборке зубчатого зацепления, вам достаточно будет вставить модель червяка и сборку колеса в точку начала координат и зафиксировать их, поскольку мы изначально проектировали все детали передачи таким образом, чтобы зацепление получилось автоматически (рис. 3.151).

Рис. 3.151. 3D-модель червячной передачи с верхним размещением червяка

Файлы всех моделей, входящих в сборку червячного колеса, находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Червячное зацепление\Червячное колесо. Сам файл Червячное колесо.a3d и сборка всей передачи (файл Червячное зацепление.a3d) размещены в папке Examples\Глава 3\Червячное зацепление.

Модель из листового металла

Деталь, рассмотренная в данном примере, не обладает какими-либо особенностями. Этот пример приведен для того, чтобы продемонстрировать основные принципы и возможности модуля проектирования изделий из листового металла. Функционал этого модуля хоть и предназначен для построения твердых тел, но существенно отличается от прочих трехмерных формообразующих операций трехмерного редактора КОМПАС-3D. С его помощью можно получать модели, которые в реальном производстве изготавливаются с помощью гибки, ковки, штамповки и пр. Конечно, эти же модели можно выполнить и с помощью обычных трехмерных операций, однако команды панели Элементы листового тела позволяют строить их значительно быстрее, имитируя перечисленные выше процессы деформирования заготовок из листового металла.

Попробуем выполнить корпусную деталь какого-либо электроприбора или другого механизма. Точное назначение этой детали, как и ее размеры, нам сейчас не столь важны, главное – это научиться на практике применять функционал команд для создания листовых элементов.

1. Создайте новый документ КОМПАС-Деталь, сохраните его под именем Корпус (листовой металл).m3d, а на компактной панели активизируйте панель Элементы листового тела (мы будем работать с командами этой панели).

2. Создайте в эскизе на плоскости XY изображение прямоугольника, точка пересечения диагоналей которого должна совпадать с центром эскиза и размерами 120 × 60. Для этого можете воспользоваться командой Прямоугольник по центру и вершине на панели инструментов Геометрия. Выйдите из режима редактирования эскиза и нажмите кнопку Листовое тело, пока единственную активную на панели Элементы листового тела. На панели свойств ничего менять не надо, просто нажмите кнопку Создать объект – и вы получите листовую заготовку толщиной 1 мм.

3. Нажмите кнопку Сгиб, при этом в строке подсказок отобразится текст Укажите прямолинейное ребро. Щелкните на одном из ребер верхней грани листового тела. В окне представления появится фантом будущего сгиба.

Примечание

Операция Сгиб имеет большое количество настроек, позволяющих создавать разные и весьма оригинальные трехмерные элементы. Все параметры рассмотреть практически невозможно, поэтому по ходу выполнения примера будем ограничиваться лишь теми параметрами, которые нужны нам для построения. Если вы желаете самостоятельно разобраться в возможностях этой команды, можете сами попробовать изменять различные настройки.

Задайте радиус сгиба в одноименном поле равным 1 мм, а длину сгиба – 40 мм (рис. 3.152) и создайте элемент.

Рис. 3.152. Фантом трехмерного элемента при выполнении операции Сгиб

4. Постройте еще три таких же сгиба на оставшихся ребрах верхней грани плоского тела. Соответствующие параметры каждой операции (радиус и длина сгиба) устанавливайте одинаковыми для всех операций.

5. Нажмите кнопку Замыкание углов. В окне модели по очереди укажите стыки в верхней части сгибов, которые нужно замыкать. Обратите внимание, задать стык для замыкания можно, щелкнув кнопкой мышью только на цилиндрической части сгибов стыкуемых граней или на их общем ребре. Из раскрывающегося списка Способ замыкания на панели свойств выберите пункт Замыкание встык, а в списке Обработка угла – вариант Без обработки. Создайте операцию (рис. 3.153).

Рис. 3.153. Модель после замыкания углов на сгибах

6. Снова выполните команду Сгиб. В качестве опорного задайте верхнее ребро внутренней грани одного из сгибов (любого). На этот раз настройте параметры операции следующим образом. Из раскрывающегося списка Размещение выберите пункт По центру. После указания данного пункта справа от раскрывающегося списка появится поле Ширина сгиба. Задайте этому параметру значение 120 мм (то есть ширина сгиба – на 2 мм уже текущей ширины грани; до этого торец сгиба стал шире на 2 мм после замыкания углов). Длину и радиус сгиба установите равными 10 и 1 мм соответственно. Перейдите на вкладку Боковые стороны панели свойств. Нажмите кнопку Уклон и угол слева и в поле Уклон1 введите значение 45. Аналогичные действия выполните для правой стороны сгиба (кнопка Уклон и угол справа и поле Уклон2 ).

Создайте операцию. В результате вы должны получить следующий трехмерный элемент (рис. 3.154).

Рис. 3.154. Сгиб с особыми настройками

Создайте еще три таких сгиба на каждой из боковых стенок корпуса. Если вы все правильно настроили, то боковые стороны смежных сгибов у вас должны соприкасаться (рис. 3.155).

Рис. 3.155. Добавление сгибов в листовую деталь

7. Постройте еще один сгиб радиусом 1 мм и длиной 4, 5 мм на кромке загнутого листа корпуса вдоль длинной его стороны. В качестве способа размещения выберите По центру, а ширину сгиба установите равной 96 мм. Завершите выполнение операции. На ребре верхней грани сформированного элемента продолжите добавление сгибов таким образом, чтобы лист загибался наружу из корпуса. Установите размещение нового сгиба По всей длине, радиус сгиба – 0,5 мм, длину – 5 мм, а угол сгиба измените с 90° (по умолчанию) на 180°. Создайте операцию. В результате вы должны получить следующий трехмерный элемент в модели (рис. 3.156).

Рис. 3.156. Формирование сгиба материала под углом 180°

8. Теперь создайте сгиб на кромке корпуса вдоль короткой его стороны. Радиус сгиба задайте равным 0,5 мм, длину – 5 мм, а ширину (при выбранном способе построения По центру) – 36 мм.

9. На вертикальном ребре левой грани последнего сгиба постройте еще один сгиб длиной 4 мм и радиусом 1 мм. Если вы правильно задали все размеры, то последний добавленный элемент должен войти точно в щель между стенками сгиба на 180° вдоль длинной стороны корпусной детали (рис. 3.157, а). Создайте на внешней боковой грани эскиз сгиба на 180° небольшого отверстия (диаметр 1 мм) и выполните над ним операцию Вырез в листовом теле так, чтобы вследствие выреза образовалось сквозное отверстие в загнутых элементах детали (рис. 3.157, б). Для этого после вызова команды в группе кнопок переключателей нажмите кнопку До грани, после чего укажите в модели плоскую грань, до которой должен выполняться вырез. Расстояние вырезания установится автоматически (3 мм).

Рис. 3.157. Добавление новых сгибов (а) и сквозного отверстия (б)

10. Самостоятельно постройте аналогичные зацепы (см. рис. 3.157, б) на всех углах листовой детали.

11. Создайте очередной эскиз на внешней плоской грани нижней стенки корпуса (эта грань совпадает с плоскостью XY, с нее мы начинали построение детали). В эскизе постройте обычный прямоугольник и разместите его так, как показано на рис. 3.158, сверху. Повторюсь, размеры, как и точное положение данного эскиза, нам сейчас совсем не важны. Завершив построение изображения в эскизе, вызовите команду Закрытая штамповка. На панели свойств установите следующие значения параметров:

· высота штамповки – 2 мм;

· минимальный радиус скругления боковых ребер – 1 мм;

· радиус скругления основания – 1 мм;

· радиус скругления дна – 1 мм (чтобы был доступен соответствующий параметр, нужно установить флажок Скругление дна).

Создайте операцию (рис. 3.158, снизу).

Рис. 3.158. Эскиз (сверху) и результат выполнения операции Закрытая штамповка (снизу)

12. На этой же грани постройте еще два элемента штамповки чуть меньшего размера, симметричные относительно продольной оси детали. Для этого по очереди создайте два эскиза операции (контур обязательно должен быть замкнут) и дважды выполните команду Закрытая штамповка. Задайте такие же настройки операции, как и для первого элемента.

Примечание

На трехмерные элементы, сформированные при помощи команд создания и редактирования листовых деталей, не распространяются команды формирования массивов. По этой причине штамповку и прочие листовые элементы приходится формировать каждый отдельно.

13. Самостоятельно освойте команду Открытая штамповка, похожую на рассмотренную выше операцию Закрытая штамповка. Для этого на внешней грани нижней стенки детали создайте два эскиза, содержащих каждый по окружности (окружности должны быть симметричны относительно продольной оси). Затем, основываясь на каждом эскизе, выполните команду Открытая штамповка (рис. 3.159). Настройки операции можете оставить по умолчанию, а можете изменить по своему усмотрению. В основном они повторяют настройки команды Закрытая штамповка.

Рис. 3.159. Результат выполнения команды Открытая штамповка

Еще один интересный элемент, который можно выполнять в листовых деталях, – это жалюзи. Запустите процесс создания эскиза на внешней грани боковой стенки. В эскизе постройте 15–20 небольших вертикальных отрезков одинаковой длины, равноудаленных друг от друга. Вызовите команду Жалюзи и настройте ее следующим образом (точно следовать приведенными указаниями не обязательно, настройки будут зависеть от количества, длины и интервала между отрезками эскиза):

· направление построения – обратное;

· положение жалюзи – справа;

· высота и ширина – по 3 мм;

· радиус скругления основания – 2 мм;

· способ построения – вытяжка.

Для подтверждения создания трехмерного элемента нажмите кнопку Создать объект (рис. 3.160). Самостоятельно постройте такие же жалюзи на противоположной стенке корпуса (настройки те же, кроме положения жалюзи – они должны размещаться слева).

Рис. 3.160. Элемент листового тела – жалюзи

По своему усмотрению можете добавить на модель различные конструктивные элементы (отверстия, буртики и т. п.).

У листовых моделей есть одна очень интересная возможность: поскольку большинство элементов модели получено с помощью гибки, то саму деталь можно разогнуть, то есть получить модель листа, из которого деталь изготовлялась (так называемую развертку).

Предварительно необходимо задать параметры развертки: грань, которая будет оставаться неподвижной при развертывании детали, а также сгибы, которые следует разгибать (по умолчанию разгибаются все сгибы в модели). Для этого нажмите кнопку Параметры развертки на панели инструментов Элементы листового тела, а затем укажите неподвижную грань. В качестве этой грани следует принять одну из граней первой операции листового тела (ту, с которой начиналось построение). Сгибы выбирать не надо, так как нам необходима полная развертка, а именно ее система и предлагает по умолчанию. Нажмите кнопку Создать объект, чтобы окончательно установить параметры развертки.

После этого на панели Элементы листового тела станет доступной кнопка Развертка. Нажмите ее, и вы получите лист металла, из которого была сделана корпусная деталь (рис. 3.161).

Рис. 3.161. Листовая модель и ее развертка

Примечание

В развернутом состоянии с листовой моделью нельзя выполнять формообразующие операции или создавать на ней вспомогательные объекты.

Файл данной модели Корпус (листовой металл).m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3. Однако учтите, что этот файл можно будет открыть только в КОМПАС-3D не ниже версии V8, поскольку в более ранних версиях функционал редактора листовых моделей был значительно слабее.

Текст на цилиндре

Этот пример не имеет никакого отношения к машиностроению, но создание такого объекта часто обсуждалось на различных интернет-форумах, посвященных САПР и моделированию в машиностроении. Вообще, вопрос создания всевозможных декоративных элементов, в частности объемного текста, остро стоит для всех систем твердотельного моделирования, не только для КОМПАС-3D.

Пример специально размещен в конце главы, поскольку в нем показан принцип комбинирования абсолютно разных по назначению команд, а именно совместного использования команд построения листовых элементов и базовых формообразующих операций.

Итак, рассмотрим, как средствами только твердотельного моделирования построить выпуклый текст на цилиндрической поверхности.

1. Откройте новый документ-деталь и сразу сохраните его на диск под именем Текст на цилиндре.m3d.

2. На плоскости XY постройте эскиз, содержащий прямоугольник размером 100 × 336 мм, левый нижний угол которого разместите в точке начала координат эскиза. Перейдите на панель Элементы листового тела и нажмите кнопку Листовое тело. Толщину листа задайте равной 1 мм и создайте объект.

3. Выделите в модели верхнюю грань листового тела и запустите процесс построения эскиза. Активизируйте панель Обозначения и нажмите единственную активную на ней команду Текст. Укажите точку привязки текста ближе к левой вертикальной стороне прямоугольника и приблизительно посредине между верхней и нижней сторонами. В параметрах текста выберите шрифт Times New Roman, отмените курсивное отображение символов, щелкнув на нажатой кнопке Курсив, и установите размер шрифта с помощью параметра Высота символов равным 10 пт. В текстовом поле введите фразу КОМПАС-3D, после чего создайте текст (кнопка Создать объект на панели специального управления).

4. Нажмите кнопку Преобразовать в NURBS на панели Редактирование. Щелкните на тексте, чтобы преобразовать его в набор NURBS-кривых. Завершите выполнение команды.

5. Поскольку над эскизом предполагается выполнять вырезание выдавливанием, необходимо, чтобы в результате операции листовое тело не было разделено на несколько частей (а такое может быть, например, на буквах О, А, D и пр.). По этой причине изображение эскиза следует отредактировать так, чтобы «проблемные» места в буквах были соединены с остальной частью листа маленькой перемычкой. Готовый эскиз после редактирования показан на рис. 3.162.

Рис. 3.162. Эскиз текста для вырезания после редактирования «проблемных» букв

6. Примените к данному эскизу команду Вырезать выдавливанием. Установите прямое направление вырезания, а способ выдавливания – Через все.

7. Теперь создайте эскиз на нижней грани листового тела. В эскизе постройте единственный вертикальный отрезок так, чтобы его концы выходили за пределы листового тела, а сам он размещался перед началом вырезанной надписи.

8. Завершите редактирование эскиза и вызовите команду Сгиб по линии панели инструментов Элементы листового тела. По очереди в модели укажите ребро (отрезок в только что построенном эскизе) и грань для сгиба (грань, в котором лежит эскиз ребра). Остальные параметры настройте следующим образом:

· направление сгиба – прямое;

· неподвижная сторона – Сторона 1;

· угол сгиба – 180°;

· радиус сгиба – 50 мм;

· способ сгиба – по линии сгиба.

Создайте операцию. В результате получится объект, показанный на рис. 3.163. Отключите видимость эскиза, содержащего отрезок-ребро операции сгиба.

Рис. 3.163. Выполнение операции Сгиб по линии

9. В плоскости ZX сформируйте эскиз, содержащий окружность с центром, совпадающим с осью полученной цилиндрической поверхности сгиба и радиусом 51 мм (1 мм добавляется с учетом толщины листовой детали, чтобы полностью закрыть вырезы букв). Выдавите этот эскиз в прямом направлении на величину 100 мм. Обратите внимание: при выдавливании на вкладке Результат операции панели свойств необходимо нажать кнопку Новое тело! В результате вы получите в модели два пересекающихся тела: выдавленный цилиндр и согнутый лист с вырезом надписи.

10. Вызовите команду Булева операция. В качестве исходных тел по очереди укажите в окне модели цилиндр и листовое тело (не изменяйте порядок!). В группе кнопок Результат операции нажмите кнопку-переключатель Вычитание. Из тела цилиндра будет вычтено листовое тело (рис. 3.164).

Рис. 3.164. Результат выполнения булевой операции

11. Пока цилиндр имеет не совсем правильную форму, потому что его радиус 51 мм, а радиус внутренней поверхности согнутого листа был 50 мм. Чтобы выровнять радиус, постройте эскиз на верхней плоской грани полученного объекта. В эскизе необходимо создать две дуги радиусом 50 и 60 мм каждая, с начальным углом 90° и конечным углом 270°, а также два отрезка, соединяющих ближайшие концы дуг (рис. 3.165).

Рис. 3.165. Эскиз для выравнивания радиуса цилиндра

12. Выполните команду Вырезать выдавливанием в прямом направлении через всю модель. Можете сформировать скругления на верхней и нижней гранях объекта. Текст на цилиндрической поверхности создан (рис. 3.166).

Рис. 3.166. Текст на цилиндрической поверхности

Файл данной модели Текст на цилиндре.m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3.

Проставление трехмерных размеров и обозначений

Возможность проставления размеров и обозначений в трехмерной модели является новой для КОМПАС, поэтому мы обязательно должны уделить ей внимание. Рассмотрим процесс добавления различных размеров на типичном примере – трехмерной модели детали ведомого вала, которую мы ранее создали при разработке модели редуктора. При желании вы также можете загрузить эту модель из папки Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический прилагаемого к книге компакт-диска.

Команды для построения размеров и обозначений собраны на панели инструментов Элементы оформления (рис. 3.167), которая находится на компактной панели инструментов.

Рис. 3.167. Панель инструментов Элементы оформления

Начнем с того, что поставим диаметральные размеры всех участков вала.

1. Загрузите ранее созданную модель вала, сделайте активной панель Элементы оформления на компактной панели инструментов и вызовите команду Диаметральный размер

2. Щелкните на цилиндрическом участке выходной части вала. На панели свойств вы можете настроить текст размерной надписи, форму и размещение стрелок точно так же, как это делается при создании размеров на чертеже. Перейдите на вкладку Параметры, после чего в раскрывающемся списке Размещение текста выберите пункт Ручное. Теперь вручную отредактируйте размещение размерной надписи так, чтобы ее было видно (ее необходимо вытащить из тела вала). После этого достаточно щелкнуть на кнопке Создать объект (рис. 2.168). Обратите внимание, что после выполнения операции в дереве построения появился новый элемент, отвечающий только что созданному размеру.

Рис. 3.168. Проставление диаметрального размера на модели вала

3. Используя ту же команду и описанный порядок действий, создайте аналогичные размеры для остальных участков вала (рис. 3.169).

Рис. 3.169. Диаметральные размеры на валу

Совет

Вы можете создавать несколько размеров одного типа за один вызов соответствующей команды. Для завершения работы команды вы можете воспользоваться кнопкой Прервать команду или клавишей Esc.

4. Далее приступим к указанию длин каждой из ступеней вала. Для этого вызовите команду Линейный размер

Затем щелкните кнопкой мыши сначала на внешнем ребре фаски крайнего участка вала, а потом на ребре над выступом следующего участка. Таким образом вы зададите расстояние, для которого будет проставлен размер.

5. После этого необходимо указать плоскость для простановки размера. Проще всего это сделать в дереве построения. Если у вас такая же ориентация вала в пространстве, как и та, которая была изначально выбрана при выполнении модели вала, то это будет ортогональная плоскость XOY (рис. 3.170).

Рис. 3.170. Выбор плоскости для простановки линейного размера

6. При желании можете отредактировать состав размерной надписи, добавив в нее квалитет или допуски. Для завершения построения воспользуйтесь кнопкой Создать объект (рис. 3.171).

Рис. 3.171. Линейный размер на трехмерной модели вала

7. Самостоятельно постройте размеры для остальных участков. Как и в случае с диаметральным размером, для этого достаточно всего один раз вызвать команду Линейный размер, после чего лишь указывать размеры отдельных участков (рис. 3.172).

Рис. 3.172. Линейные 3D-размеры всех участков вала

Примечание

При работе в одном сеансе вызова команды построения трехмерного размера есть одно большое преимущество: отдельные параметры не приходится задавать дважды. Например, при построении ряда линейных размеров один раз заданная плоскость размещения размера будет автоматически устанавливаться для всех последующих размеров в этом сеансе работы с командой. При желании вы, конечно, сможете изменить плоскость.

Файл данной модели Вал ведомый (размеры).m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3.

Резюме

В данной главе мы рассмотрели трехмерное моделирование в среде КОМПАС-3D V10. Как и в предыдущей главе, сначала были приведен теоретический материал, после которого было описано большое количество практических примеров, позволяющих основательно закрепить теоретический материал и получить хорошие навыки проектирования.

В теоретическом разделе были освещены характерные аспекты твердотельного моделирования, а также особенности их реализации в трехмерном редакторе КОМПАС. Особенное внимание было уделено отличиям последней версии программы от более ранних. В этом разделе кратко описаны большинство команд для построения формообразующих операций и вспомогательных объектов, рассказано о свойствах трехмерных объектов и методах управления ими, достаточно подробно описаны принципы построения деталей и сборок (использование сопряжений), а также вкратце затронуто параметрическое моделирование и использование переменных в моделях системы КОМПАС.

Практическая часть данной главы состоит из двух разделов. В первом из них описано построение полной трехмерной модели (сборки) одноступенчатого цилиндрического редуктора, который мы вычертили в гл. 2. Сначала рассматривается процесс построения каждой отдельной детали (при этом излагается методика построения венцов зубчатых колес, которая очень важна на практике, а также описывается весь процесс разработки 3D-моделей сложных корпусных деталей), затем – порядок создания сборки и размещения в ней отдельных деталей. Второй практический раздел содержит интересные примеры, с которыми я сталкивался в своей практике. В частности, рассмотрен процесс создания трехмерных моделей пружины растяжения и кольцевой пружины, червяка, червячного колеса и сборки их в червячную передачу, построение корпусной детали средствами только редактора листовых моделей и оригинальный пример размещения выпуклого текста на цилиндрической поверхности. Перед началом практической части также изложены общие рекомендации по построению трехмерных моделей, которые помогут сделать ваше проектирование в КОМПАС-3D более легким, быстрым и точным.

Глава 4

Проектирование спецификаций

• Общие принципы работы со спецификациями

• Разработка спецификации к сборочному чертежу редуктора

• Разработка спецификации для трехмерной сборки редуктора

• Разработка спецификации к ассоциативному чертежу

• Специальные возможности редактора спецификаций КОМПАС-3D

• Резюме

Любое проектирование технического объекта немыслимо без сопровождающего его пакета документации (спецификаций, ведомостей, технических требований, инструкций по эксплуатации и т. п.). Вполне очевидно, что автоматизация процесса конструирования была бы неполной и малоэффективной без наличия в графическом редакторе инструментальных средств, обеспечивающих быструю подготовку и оформление различной конструкторской документации. Ведь известно, что доля времени, уделяемая проектировщиком на подготовку документации, не намного уступает времени, затрачиваемому на собственно проектирование. К слову, на сегодня именно функционал по подготовке технической документации является принципиальным отличием CAD-систем от других программ для трехмерного моделирования (используемых, например, для дизайна или анимации).

Главным документом, сопровождающим то или иное изделие (не считая чертежа), является спецификация.

Спецификация – это текстовый документ, оформленный согласно стандартам в виде таблицы и содержащий сведения о составе изделия, а также отдельные характеристики его составляющих (количество, масса, материал, размеры и пр.). Спецификация, как правило, прилагается к сборочному чертежу. При этом по номеру позиции элемента (детали) в спецификации легко отыскать его на чертеже, а по обозначению – найти деталировочный чертеж, содержащий подробное проработанное изображение данного элемента. Однако в последнее время спецификации все чаще применяют напрямую с трехмерными сборками.

Редактор спецификаций (или модуль проектирования спецификаций) – это специальная подсистема, входящая в программный комплекс КОМПАС-3D, предназначенная для проектирования электронных спецификаций на базе графических или трехмерных документов КОМПАС-3D. Редактор спецификаций позволяет устанавливать ассоциативную связь между спецификацией и объектами сборочного чертежа или компонентами сборки. Это значит, что каждая запись в документе-спецификации может динамически изменяться при изменении атрибутов (обозначение, наименование) связанного с нею объекта (документа-детали или деталировочного чертежа), отслеживать удаление связанного объекта, изменение геометрических размеров (для стандартных элементов) и т. д., что избавляет конструктора от необходимости искать и вручную редактировать нужную строку. Все это делает проектирование и, что самое главное, редактирование спецификаций легким и быстрым и к тому же исключает ошибки заполнения спецификаций.

В этой главе будут рассмотрены три примера построения спецификаций. Первый – создание документа-спецификации, ассоциативно связанного со сборочным чертежом редуктора, который мы разработали во второй главе. Второй пример – построение спецификации для трехмерной сборки редуктора, смоделированного в третьей главе. Разумеется, и эту спецификацию также предполагается сделать ассоциативной. Последний пример, который наиболее часто применяется проектировщиками на практике, – это разработка спецификации к чертежу, ассоциативно связанному с моделью.

Общие принципы работы со спецификациями

При работе с документом-спецификацией в КОМПАС-3D обычно пользуются таким понятием, как объект спецификации.

Объект спецификации – это строка или несколько текстовых строк в документеспецификации, характеризующих (описывающих) один материальный объект: деталь, подсборку, узел и т. п. (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Объекты спецификации (выделены рамкой)

Объект спецификации является основной структурной единицей спецификации. Подобно тому, как чертеж состоит из отдельных графических элементов, а сборка из деталей и подсборок, спецификация состоит из объектов спецификации. Объекты спецификации в системе разработки спецификаций КОМПАС-3D делятся на базовые и вспомогательные.

Кроме основных атрибутов изделия (наименование и обозначения), количества и некоторых вспомогательных сведений (материал, зона, формат графического документа), базовый объект электронной спецификации может содержать информацию о геометрии объекта. Другими словами, к базовому объекту можно подключать часть геометрических объектов сборочного чертежа, составляющих материальный объект, которому соответствует данный объект спецификации. Если для данного материального объекта существует отдельный деталировочный чертеж, то файл чертежа также можно присоединить к объекту спецификации. Для трехмерных сборок все еще проще – сама спецификация строится на основе базовых объектов спецификации, связанных с деталями (компонентами) сборки. Кроме того, базовые объекты можно сортировать, отключать от показа внутри таблицы спецификации и т. д.

Вспомогательные объекты спецификации не подлежат сортировке, не учитываются при суммировании значений колонок, простановке позиций и т. п. Основное их назначение – ввод в таблицу спецификации произвольного текста, который невозможно создать, используя базовые объекты. Вспомогательным объектом могут быть разнообразные комментарии или строка Болты по ГОСТ 7798—70, за которой будут следовать базовые объекты с наименованием всех болтов данного ГОСТ.

Справочная документация по КОМПАС-3D рекомендует по возможности при заполнении спецификации все объекты делать базовыми.

Объект или объекты спецификации являются неотъемлемой частью документа системы КОМПАС-3D, как графического, так и трехмерного. Это значит, что, например, документ детали содержит внутри свой объект спецификации. Этот объект, естественно, будет базовым и может содержать наименование и обозначение, ассоциативно связанные с соответствующими свойствами детали. Такой объект автоматически будет включать в себя информацию о файле своей детали как о геометрии описываемого материального объекта. При вставке таких деталей в сборку в нее передаются объекты спецификации, созданные в деталях. Аналогично для документа КОМПАС-Чертеж, который может включать несколько объектов спецификации. Каждый из этих объектов, помимо графических элементов, изображающих материальный объект на чертеже, может содержать подключенный деталировочный графический файл.

Все эти объекты можно лишь просматривать в так называемом подчиненном режиме, который предназначен для просмотра и редактирования объектов спецификации в самом документе. Для запуска данного режима служит кнопка Редактировать объекты спецификации

на панели инструментов Спецификация (рис. 4.2). Эта кнопка неактивна, если в документе не создано ни одного объекта спецификации. После нажатия данной кнопки откроется окно спецификации в подчиненном режиме. Оно практически ничем не отличается от окна документа-спецификации, однако в этом окне вы не сможете подключить к спецификации какой-либо документ. Кроме того, в подчиненном режиме запрещено выводить спецификацию на печать.

Рис. 4.2. Панель Спецификация

Для того чтобы собрать воедино все объекты спецификации, оформить их соответствующим образом и вывести на печать, и предназначен документ КОМПАС-Спецификация. При подключении документа-спецификации к чертежу или сборке (или наоборот), все объекты спецификации, которые до этого были созданы в них, автоматически будут переданы в документ-спецификацию. Затем между документом КОМПАС-Спецификация и соответствующим ему графическим или трехмерным документом устанавливается двунаправленная ассоциативная связь – любые изменения, произведенные в конструкторском документе, будут немедленно переданы в спецификацию, и наоборот.

Для создания объекта спецификации предназначена кнопка Добавить объект спецификации

расположенная на панели Спецификация. Если к объекту спецификации была подключена часть геометрии чертежа, то при просмотре уже сформированной спецификации вы сможете легко определить, к какому элементу чертежа относится такой-то объект спецификации. Это возможно в режиме просмотра состава объектов. Если в данном режиме выделить строку в документе-спецификации, то в связанном с ней чертеже подсветится состав (геометрия) выделенного объекта спецификации. Такая возможность чрезвычайно удобна для просмотра и редактирования больших и насыщенных сборочных чертежей.

Разработка спецификации к сборочному чертежу редуктора

Чтобы создать объект спецификации для определенного объекта (детали) сборочного чертежа, выполните следующие действия.

1. Выделите в окне документа графические примитивы (отрезки, дуги, сплайны), изображающие объект, для которого создается запись в спецификации. Добавьте к выделенным объектам линию-выноску, указывающую на данный материальный объект на чертеже.

Примечание

Объект спецификации на сборочном чертеже может быть создан и без подключения к нему какой-либо геометрии чертежа.

2. Нажмите кнопку Добавить объект спецификации. В открывшемся окне Выберите раздел и тип объекта (рис. 4.3) укажите раздел, в который будет добавлен создаваемый объект спецификации, а также укажите тип объекта (базовый или вспомогательный). Нажмите кнопку Создать.

Рис. 4.3. Выбор раздела и типа объекта спецификации

3. Появится окно редактирования объекта спецификации (рис. 4.4), в котором следует заполнить обозначение и наименование детали (номер позиции будет присвоен автоматически). В этом окне содержится заголовок таблицы спецификации, а также строка, которая будет соответствовать строке данного объекта спецификации в документе КОМПАС-Спецификация.

Рис. 4.4. Окно редактирования объекта спецификации

После заполнения текста строки спецификации вы можете подключить к данному объекту спецификации любой документ системы КОМПАС, например деталировочный чертеж или модель (как деталь, так и сборку) узла. Это можно сделать на вкладке Документы панели свойств. Если документ не был подключен к объекту спецификации во время его создания, это можно будет выполнить позже, в окне подчиненного режима, выделив строку с соответствующей записью (при этом на панели свойств вновь станет доступной вкладка Документы, на которой и производится подключение).

3. Повторяя п. 1–3, создайте столько объектов спецификации, сколько вам нужно для сборочного чертежа.

А теперь закрепим все вышеизложенное на практике.

Предварительно необходимо определиться с шаблоном обозначений деталей редуктора. Поскольку наш пример учебный, то следовать каким-либо реальным требованиям производства не имеет смысла – они отличаются почти на каждом предприятии или в любом учебном заведении. По этой причине примем следующий формат обозначения детали – РЦО.01.00.00.XX. РЦО – это аббревиатура словосочетания «редуктор цилиндрический одноступенчатый». Следующие три пары цифр в примере смыслового значения не имеют. Последние две цифры (XX) являются номером уникальной детали в сборке редуктора. Этот номер должен совпадать с номером позиции на линии-выноске сборочного чертежа.

Откройте сборочный чертеж, который мы создали в гл. 2. При разработке спецификации сначала будем создавать объекты спецификации только для уникальных деталей, после чего – для стандартных. По этой причине нумерация позиционных линий-выносок будет отличаться от той, которая сейчас имеется на чертеже. Однако вам не стоит беспокоиться: редактор спецификаций системы КОМПАС автоматически отслеживает нумерацию, вам необходимо лишь в нужном порядке создавать объекты спецификации.

Примечание

Уникальными следует считать детали, которые не описываются стандартами. Их разрабатывает конструктор, и для каждой такой детали должен существовать деталировочный чертеж, по которому эта деталь будет изготавливаться. В узком смысле (в системе КОМПАС-3D), уникальные – это детали (графические элементы чертежа или компоненты сборки), которые не были созданы с помощью прикладных библиотек и для которых не предусмотрено автоматическое создание объекта спецификации.

Скопируйте сборочный чертеж редуктора на жесткий диск и откройте его. Выделите на чертеже геометрические объекты, изображающие маслоуказательный жезл. Не забудьте добавить в группу выделения позиционную линию-выноску. Перейдите на панель Спецификация компактной панели инструментов и создайте объект спецификации, как это было описано выше. В списке окна Выберите раздел и тип объекта необходимо выбрать раздел Детали, тип создаваемых объектов – базовый. В соответствующих ячейках окна редактирования объекта спецификации введите обозначение и наименование объекта: РЦО.01.00.00.01 и Жезл маслоуказательный (рис. 4.5). Выделенные объекты на чертеже будут автоматически подключены в качестве геометрии данного объекта спецификации.

Рис. 4.5. Создание объекта спецификации для сборочного чертежа

Один за другим создайте объекты спецификации для всех оставшихся уникальных деталей (подчеркиваю – именно уникальных, но не стандартных), с каждым разом увеличивая номер детали в обозначении на единицу. Например, обозначение и наименование в объекте спецификации для детали корпус будет выглядеть как РЦО.01.00.00.02, Корпус, для детали крышка редуктора – РЦО.01.00.00.03, Крышка редуктора и т. д.

Перед формированием каждого объекта спецификации не забывайте выделять на чертеже соответствующую ему геометрию. Для этого удобно пользоваться кнопкой Выделить слой указанием на панели инструментов Выделение, поскольку почти каждую деталь чертежа мы создавали на отдельном слое.

Отдельно хочу остановиться на создании объекта спецификации для зубчатого колеса. Как вы помните, для этой детали в примере гл. 2 был разработан деталировочный чертеж. Теперь этот документ необходимо подключить к соответствующей записи в спецификации. Для этого при создании объекта спецификации детали зубчатое колесо следует перейти на вкладку Документы панели свойств, где нажать кнопку Добавить документ

В появившемся окне открытия файла необходимо найти и выбрать файл чертежа зубчатого колеса (в примере он был назван _ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО.cdw), после чего нажать кнопку Открыть. В результате деталировочный чертеж будет подключен к объекту спецификации, а в окне предварительного просмотра панели Документы будет показано изображение чертежа (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Документ, подключенный к объекту спецификации

Создав все объекты спецификации для уникальных деталей, нажмите кнопку Редактировать объекты спецификации на панели Спецификация, чтобы в окне спецификации в подчиненном режиме просмотреть все добавленные записи (рис. 4.7). Обратите внимание, что система разработки спецификаций самостоятельно отслеживает и синхронизирует нумерацию в окне спецификации и нумерацию позиционных линий-выносок сборочного чертежа.

Рис. 4.7. Окно спецификации в подчиненном режиме

Теперь перейдем к созданию объектов спецификации для стандартных (библиотечных) элементов. При вставке элемента из библиотеки в чертеж для автоматического формирования объекта спецификации достаточно установить флажок Создавать объект спецификации. Поскольку в нашем случае все элементы уже созданы в чертеже, необходимо запустить редактирование каждого из них, в появившемся окне библиотеки установить флажок Создавать объект спецификации и, не изменяя никаких других параметров, заново создать графический элемент.

Рассмотрим пример формирования объектов спецификаций для крепежа, соединяющего фланцы корпуса и крышки. Дважды щелкните кнопкой мыши на изображении соединения чертежа, после чего перед вами возникнет диалоговое окно (см. рис. 2.119) настроек параметров крепежного элемента. Установите флажок Создать объект спецификации и нажмите кнопку OK. Элемент на чертеже не изменится (поскольку геометрические характеристики не изменялись), но сразу запустится процесс создания трех объектов спецификации: для болта, гайки и шайбы. Их наименование система заполнит автоматически, согласно требованиям стандартов (с учетом ГОСТ и типоразмера элемента), однако при необходимости вы можете поменять его вручную. После подтверждения создания объекта спецификации вам будет предложено создать или указать существующую линию-выноску для данного элемента (рис. 4.8). Поскольку все линии-выноски на нашем чертеже уже проставлены, нажмите кнопку Указать существующую, после чего щелкните кнопкой мыши в окне документа на нужной линии-выноске. Нумерация, как и при формировании объектов спецификации для уникальных элементов, будет строиться автоматически.

Рис. 4.8. Простановка линии-выноски к библиотечному элементу

Примечание

Количество как стандартных, так и уникальных элементов в соответствующей колонке спецификации заполняется вручную.

Повторите все указанные действия для других крепежных элементов, фиксирующих винтов на крышках подшипников и для самих подшипников. Просмотрите окно спецификации в подчиненном режиме и убедитесь, что в раздел Стандартные изделия были добавлены записи, отвечающие стандартным элементам в редукторе.

Как было сказано, окно просмотра объектов спецификации в подчиненном режиме еще не является полноценной спецификацией. Однако у нас уже все готово, чтобы перейти к работе с настоящим документом-спецификацией.

Выполните команду меню Файл → Создать, в появившемся окне выберите пункт Спецификация, а затем нажмите кнопку OK. Откроется пустой документ КОМПАС-Спецификация, а системное меню и панели инструментов примут вид, соответствующий этому типу документов.

На компактной панели сделайте активной панель Спецификация, на которой нажмите кнопку Управление сборкой

Появится окно Управление сборкой, позволяющее подключать документы системы КОМПАС (сборки или чертежи) к текущей спецификации, а также управлять ими. Нажмите кнопку Подключить документ в верхнем левом углу этого окна, после чего выберите и подключите к спецификации файл сборочного чертежа редуктора. Автоматически в документ-спецификацию добавятся все объекты спецификации, присутствующие в документе сборочного чертежа редуктора. Вам лишь останется добавить объект спецификации, отвечающий самому сборочному чертежу. Для этого воспользуйтесь кнопкой Добавить раздел

на панели инструментов Спецификация. В появившемся окне (см. рис. 4.3) выберите раздел Документация и нажмите кнопку Создать. Прямо в окне спецификации заполните обозначение (в строке, которая появилась в только что созданном разделе) и наименование сборочного чертежа: РЦО.01.00.00 СБ, Редуктор цилиндрический одноступенчатый. На вкладке Документы панели свойств подключите к объекту спецификации сам файл сборочного чертежа. Если вы все сделали правильно, в колонке Формат строки спецификации раздела Документация должен появиться формат графического документа сборочного чертежа – А2.

Спецификация, ассоциативно связанная со сборочным чертежом, готова – можете сохранить ее на жесткий диск или распечатать.

Примечание

При внесении каких-либо изменений в спецификацию или связанный с ней чертеж, для передачи этих изменений в связанный документ необходимо воспользоваться кнопкой Синхронизировать данные с документами сборки

панели инструментов Спецификация или выполнить команду меню Спецификация-Синхронизировать данные. Для передачи изменений вы можете просто нажать кнопку Сохранить или выполнить команду Файл → Сохранить.

На компакт-диске, прилагаемом к книге, файлы сборочного чертежа с добавленными объектами спецификации _РЕДУКТОР.cdw, а также сам файл документа-спецификации Спецификация.spw хранятся в папке Examples\Глава 4.

Перед тем как перейти к описанию разработки спецификации для трехмерной модели (сборки) редуктора, следует продемонстрировать возможность просмотра состава объектов спецификации – главной причины, по которой в этом разделе акцентировалось внимание на необходимости подключения геометрии к объекту спецификации.

Закройте все документы в системе, кроме файла сборочного чертежа и файла документа спецификации. Выполните команду главного меню Окно → Мозаика вертикально, после чего окна обоих документов должны разместиться рядом друг с другом (симметрично), заняв все свободное пространство клиентской части главного окна программы. Сделайте активным окно документа спецификации, щелкнув кнопкой мыши на его заголовке. На панели Спецификация нажмите кнопку Показать состав объекта

Выделите какую-либо строку в документе спецификации и вы увидите, что в окне ассоциативного документа КОМПАС-Чертеж сразу подсветится связанная с объектом спецификации геометрия – набор примитивов и линия-выноска (рис. 4.9). Пройдитесь по строкам спецификации и воочию убедитесь, насколько мощными и удобными возможностями владеет редактор спецификаций системы КОМПАС-3D.

Рис. 4.9. Просмотр состава объектов электронной спецификации: спецификация с выделенной строкой (справа) и чертеж с подсвеченной геометрией (слева)

Одновременно с просмотром примитивов, составляющих объект, на сборочном чертеже, вы можете просмотреть деталировочный чертеж, связанный с данным объектом спецификации (конечно, если он имеется), и даже загрузить его.

Разработка спецификации для трехмерной сборки редуктора

Разработка спецификации для трехмерной сборки системы КОМПАС немного отличается от построения спецификации для сборочного чертежа. В общих чертах порядок действий следующий.

1. Для каждой детали, из которых предполагается делать сборку, необходимо создать объект спецификации. Это значит, что в каждом документе КОМПАС-Деталь должен быть собственный подчиненный объект спецификации, содержащий единственную строку, описывающую данную деталь.

2. Создайте документ → сборку и разместите в нем все детали моделируемого объекта. Если при вставке уникальной детали на вкладке Свойства панели свойств был установлен флажок Создавать объекты спецификации, то все объекты спецификаций каждого компонента будут автоматически подгружены в сборку.

3. При использовании элементов из библиотеки не забудьте установить флажок Создать объект спецификации. Для деталей или подсборок, создаваемых в контексте сборки, непосредственно в режиме редактирования сформируйте соответствующие им объекты спецификации: для детали – обычный, для подсборки – внешний.

4. Спецификация документа сборки формируется автоматически на основании объектов спецификаций компонентов, входящих в нее. Чтобы убедиться в этом, вызовите окно просмотра спецификации в подчиненном режиме (команда Редактировать объекты спецификации).

Теперь перейдем к практическому применению полученных знаний.

Внимание!

Проектируемая здесь спецификация никак не связана с ранее разработанной спецификацией к чертежу, поскольку сам чертеж не связан с трехмерной моделью (несмотря на то, что они изображают один и тот же объект). В связи с этим нумерация позиций, а значит и обозначения деталей будут различаться. Кроме того, в трехмерной модели редуктора присутствуют все шпонки (на чертеже только одна), зато нет маслосливной пробки. По этой причине следует рассматривать описываемый в этом разделе пример как самостоятельный.

Исходя из первого пункта инструкции по построению спецификации к сборке, сначала нужно сформировать объекты спецификаций отдельно для каждой детали. Это можно сделать одним из следующих способов:

• вручную заполнить обозначение и наименование объекта спецификации каждой детали;

• сначала заполнить обозначение и наименование в свойствах каждой детали (то есть для каждого документа КОМПАС-Деталь), после чего при создании объекта спецификации соответствующие поля будут заполнены автоматически.

Мы будем использовать второй способ, как более общий и правильный. Это объясняется тем, что наименование из свойств детали автоматически передается в соответствующий узел дерева сборки при вставке детали из файла. Кроме того, наименование вместе с обозначением может передаваться в спецификацию ассоциативно связанного со сборкой чертежа.

Рассмотрим пример создания объекта спецификации для ведомого вала редуктора.

1. Откройте файл Вал ведомый.m3d из папки Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический. В любом месте окна представления модели вызовите контекстное меню и выполните команду Свойства.

2. На вкладке Свойства панели свойств в соответствующих текстовых полях введите обозначение и наименование данной детали: РЦО.01.00.00.01 и Вал ведомый. Нажмите кнопку Создать объект на панели специального управления для того, чтобы сохранить введенные атрибуты.

3. Теперь выделите в дереве построения корневой элемент (это является обязательным условием для автоматического заполнения колонок строки спецификации), переключитесь на панель инструментов Спецификация и нажмите кнопку Добавить объект спецификации

В появившемся окне выберите раздел Детали и нажмите кнопку Создать.

4. Если все было сделано правильно, то обозначение и наименование объекта спецификации должны заполниться автоматически, а на вкладке Документы панели свойств к объекту спецификации должен подключиться сам документ-деталь (рис. 4.10). При необходимости вы можете отредактировать запись в объекте спецификации вручную.

Рис. 4.10. Создание объекта спецификации для документа-детали

5. Нажмите кнопку Создать объект, чтобы завершить формирование объекта спецификации. Сохраните и закройте документ.

Повторите вышеописанные действия для всех деталей редуктора. Порядок возрастания нумерации в обозначении может быть произвольным. В примере на компакт-диске нумерация отвечает алфавитному порядку имен файлов деталей. Однако, повторюсь, это не имеет большого значения, поскольку пример учебный: нам важнее сейчас именно принцип создания объектов спецификации, а не их конкретное наполнение.

Альтернативный вариант заполнения объектов спецификации – это ввод наименования и обозначения вручную. При этом привязку документа-детали к данному объекту также должен выполнять сам пользователь.

Создав таким образом объекты спецификации для всех деталей, вы можете открыть сборку редуктора (она ведь у нас уже существует, в противном случае необходимо собирать сборку заново). Система выдаст запрос на перестроение сборки в связи с тем, что много деталей (а если точнее, то все) изменились после последнего перестроения. На данный вопрос следует ответить утвердительно. Затем вы можете вызвать окно спецификации в подчиненном режиме и убедиться, что все объекты спецификации отдельных деталей собраны и отсортированы в документе-сборке.

Далее необходимо сформировать объекты спецификации для стандартных (библиотечных) деталей. Способ создания таких объектов не отличается от разработки спецификации для сборочного чертежа. Вам необходимо лишь вызвать соответствующую команду библиотеки, с помощью которой создавался такой-то элемент, и в появившемся окне установить флажок Создать объект спецификации (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Диалог настроек параметров болта с заданным созданием объекта спецификации

Чтобы запустить соответствующую команду библиотеки, можно дважды щелкнуть в окне сборки на самом элементе или выполнить команду контекстного меню Редактировать для значка элемента в дереве построений. При формировании объектов спецификации библиотечных элементов в сборке есть одна особенность: в колонке Количество строки спецификации система самостоятельно указывает количество копий данного объекта в сборке (имеется в виду количество копий в массивах). По этой причине предпочтительно использовать второй вариант создания объектов спецификации стандартных элементов в уже готовой сборке, а именно: необходимо для каждого библиотечного элемента в дереве сборки вызвать команду Редактировать и создать для него объект спецификации. При этом количество копий данного элемента будет подсчитано автоматически. Если вы создаете сборку «с нуля», просто не забывайте устанавливать флажок Создать объект спецификации для каждого добавляемого в сборку элемента библиотеки, при этом их общая сумма будет увеличиваться автоматически.

Сохраните сборку и нажмите кнопку Редактировать объекты спецификации на панели Спецификация, чтобы просмотреть состав спецификации в окне подчиненного режима (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Спецификация сборки редуктора (окно просмотра в подчиненном режиме)

Осталось сформировать полноценный документ-спецификацию.

1. Выполните команду Файл → Создать. В появившемся окне Новый документ выберите пункт Спецификация и нажмите кнопку OK.

2. Откроется пустой документ КОМПАС-Спецификация. На компактной панели инструментов активируйте панель Спецификация и нажмите кнопку Управление сборкой. Появится одноименное диалоговое окно, служащее для подключения к текущей спецификации документа сборки. Нажмите кнопку Подключить документ в верхнем левом углу этого окна, после чего в диалоге открытия файла выберите файл сборки редуктора (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Подключение документа-сборки к спецификации

3. Закройте окно Управление сборкой. В результате в документ-спецификацию будут переданы все объекты спецификации из подключенной сборки.

4. Воспользуйтесь кнопкой Расставить позиции

панели Спецификация для автоматической расстановки позиций в документе-спецификации.

5. Сохраните спецификацию. Спецификация к трехмерной сборке редуктора выполнена.

Поскольку к каждому объекту спецификации была изначально привязана какая-либо геометрия (для всех уникальных деталей – это сама деталь, ее файл), то для полученной спецификации также возможно применение режима просмотра состава объектов. Напомню, при этом режиме при выделении в окне спецификации объекта спецификации в ассоциативно связанном документе подсвечивается геометрия, соответствующая выделенному объекту спецификации.

Разместите рядом окно представления сборки и окно спецификации (команда меню Окно → Мозаика вертикально), сделайте активным окно спецификации. На панели Спецификация нажмите кнопку Показать состав объекта, чтобы войти в режим просмотра геометрии объектов спецификации. Теперь, выделяя в спецификации любую строку, в окне сборки вы сразу сможете увидеть деталь редуктора, отвечающую данной записи в спецификации (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Режим просмотра состава объектов спецификации

Файлы деталей редуктора с измененными свойствами (наименование и обозначение) и добавленными объектами спецификации находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 4\Редуктор (спецификация). В этой папке также размещается файл сборки редуктора (_РЕДУКТОР (сечение).a3d), в котором вы можете ознакомиться с составом спецификации в подчиненном режиме, а также файл самой спецификации (Спецификация.spw).

Разработка спецификации к ассоциативному чертежу

На практике чаще всего с трехмерной модели сразу создается чертеж, который потом оформляется соответствующим образом. К этому чертежу и создается спецификация. В этом разделе на примере будет показано, как именно в таком случае в системе КОМПАС формируется спецификация.

Давайте начнем с того, что откроем и перестроим ранее созданную сборку из файла _РЕДУКТОР.a3d. В этой сборке представлена модель редуктора без выреза (разреза корпусных деталей). После перестроения в окне спецификации в подчиненном режиме должны появиться все объекты спецификации для уникальных деталей (не забывайте, что оба файла сборок, как с вырезом, так и без него, ссылаются на одни и те же файлы). Добавьте объекты спецификаций для стандартных изделий, как это было описано в предыдущем примере, и сохраните сборку.

Можно было поступить немного иначе: сохранить файл модели редуктора с вырезом (для которого спецификация уже полностью сформирована) под другим именем и уже в этом файле удалить эскиз выреза вместе с самим вырезом (сечением по эскизу). В любом случае вы должны получить целостную модель с полным набором объектов спецификации, отображающей состав сборки.

Теперь с трехмерной модели редуктора необходимо создать ассоциативный чертеж. Порядок построения ассоциативных чертежей был подробно описан в гл. 2, поэтому здесь ограничимся лишь общей последовательностью действий.

1. Создайте документ КОМПАС-Чертеж, установите для него формат А1 и горизонтальную ориентацию.

2. Нажмите кнопку Произвольный вид на панели инструментов Ассоциативные виды, выберите в качестве исходной модель сборки редуктора и создайте ассоциативный вид. Масштаб вида примите 1:2, ориентацию – Вид справа, а точку привязки вида установите ближе к верхнему левому краю листа чертежа.

3. Перейдите на панель инструментов Обозначения и с помощью команды Линия разреза постройте линию разреза, совпадающую с горизонтальной осью ассоциативного вида. Стрелка взгляда должна быть направлена вниз (рис. 4.15).

Рис. 4.15. Нанесение линии разреза

4. Вернитесь на панель Ассоциативные виды и нажмите кнопку Разрез/сечение. Щелкните кнопкой мыши на линии разреза, после чего опустите указатель вниз и зафиксируйте вид разреза под главным видом чертежа.

На этом виде изображено сечение редуктора горизонтальной плоскостью, причем сечение затрагивает все детали (рис. 4.16).

Рис. 4.16. Вид-разрез редуктора: рассечены все детали

Однако на видах-сечениях принято изображать некоторые детали (в нашем случае – валы) нерассеченными. Чтобы указать системе на необходимость не рассекать ту или иную деталь, следует выполнить некоторые действия. Раскройте узел дерева построения чертежа, который отвечает виду-сечению (его имя Разрез А–А). Дочерним узлом этой ветки дерева является узел Редуктор цилиндрический, обозначающий сборку, с которой установлена ассоциативная связь данного вида. Раскройте и этот узел. Выделите в нем элемент Вал ведомый и выполните команду контекстного меню Не разрезать (рис. 4.17). После этого обязательно нажмите кнопку Перестроить на панели Стандартная.

Рис. 4.17. Указание элемента, который не будет рассечен на виде-разрезе

Вид перестроится, и ведомый вал будет изображен полностью (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Вид-разрез редуктора: рассечены все детали, кроме ведомого вала

Совет

Чтобы отобразить окно дерева построений чертежа, воспользуйтесь командой контекстного меню Дерево построения.

5. С помощью кнопки Проекционный вид панели Ассоциативные виды постройте вид сбоку на чертеже. Для этого после вызова команды щелкните на главном ассоциативном виде, отведите указатель вправо и зафиксируйте точку привязки вида. Полученный чертеж должен быть подобен изображенному на рис. 4.19.

Рис. 4.19. Ассоциативный чертеж редуктора

6. Сохраните чертеж.

Если вы сейчас откроете окно спецификации данного чертежа в подчиненном режиме, то увидите, что без каких-либо дополнительных действий с вашей стороны из трехмерной модели были подгружены все объекты спецификации, включая объекты спецификации для стандартных изделий.

Следующий наш шаг, полагаю, вполне очевиден. Создайте пустой документ КОМПАС-Спецификация и подключите к нему ассоциативный чертеж редуктора (для этого откройте окно Управление сборкой и выберите сохраненный файл чертежа). Строки спецификации сразу же заполнятся, при этом нумерация позиций будет соответствовать нумерации, которая была задана еще в подчиненной спецификации модели редуктора.

Запустите режим просмотра состава объектов (кнопка Показать состав объекта панели Спецификация) и пощелкайте на строках объектов. Как видите, в окне представления чертежа подсвечивается изображение тех или иных деталей редуктора, причем на всех трех проекционных видах сразу (конечно, если деталь видна на всех трех видах). И все это, заметьте, без каких бы то ни было усилий с вашей стороны – основную работу система КОМПАС проделала самостоятельно.

Наша работа еще не закончена. На чертеже явно не хватает линий-выносок с обозначением позиций. Более того, простого проставления обозначений недостаточно. Желательно, чтобы при выделении объекта спецификации в режиме просмотра состава объектов в окне графического документа вместе с геометрией подсвечивалась и линия-выноска. Это значит, что в состав геометрии уже сформированных ассоциативных объектов спецификации необходимо добавить еще по одному графическому элементу – линии-выноске. К счастью, редактор спецификаций системы КОМПАС-3D располагает и такими возможностями.

Добавление геометрических объектов чертежа в состав объекта спецификации продемонстрируем на примере. Все остальные линии-выноски подключаются к соответствующим объектам спецификации аналогично.

1. На компактной панели инструментов активируйте панель Обозначения. Нажмите кнопку Обозначение позиций и создайте линию-выноску с позицией номер 1, указывающую на ведомый вал на виде-разрезе.

2. Выделите построенную линию-выноску и, не снимая выделения, переключитесь в окно документа-спецификации. В спецификации выделите строку (объект), к геометрии которого вы собираетесь добавить обозначение позиции.

3. Нажмите кнопку Редактировать состав объекта

на панели инструментов Спецификация. На экране появится диалоговое окно (рис. 4.20), в котором следует нажать кнопку Добавить, чтобы подтвердить добавление линии-выноски в состав геометрии объекта спецификации.

Рис. 4.20. Добавление геометрических объектов в состав объекта спецификации

Самостоятельно добавьте в состав геометрии оставшихся объектов спецификации позиционные линии-выноски (их, конечно, сначала придется создать на чертеже). О нумерации не беспокойтесь, поскольку при добавлении линии-выноски в состав геометрии номер ее позиции автоматически синхронизируется с номером позиции объекта спецификации, в который эта выноска добавляется.

Включив режим просмотра состава объектов (рис. 4.21), вы получите очень удобное представление графических данных: при выделении строки спецификации на чертеже хорошо просматривается как сам объект, так и его линия-выноска.

Рис. 4.21. Режим просмотра состава объектов для ассоциативного чертежа и его спецификации

Однако главное не в этом. Сам сборочный чертеж, как и его спецификация, ассоциативно связаны с трехмерной моделью редуктора. Это означает, что при внесении каких-либо изменений в структуру или состав модели (будь то добавление или удаление компонентов, редактирование обозначений или наименований деталей), все эти изменения будут автоматически переданы в чертеж и спецификацию. Можете себе представить, сколько времени сэкономит инженеру использование такой модели представления инженерных данных – «трехмерная модель – чертеж – спецификация»!

В папке Examples\Глава 4\Ассоциативный чертеж (спецификация) прилагаемого к книге компакт-диска находятся файлы ассоциативного чертежа (Чертеж.cdw) и его спецификации (Спецификация.spw), а в папке Examples\Глава 4\Редуктор (спецификация) – файл трехмерной сборки редуктора, с которого формировался ассоциативный чертеж (_РЕДУКТОР.a3d).

Специальные возможности редактора спецификаций КОМПАС-3D

В последних версиях системы КОМПАС-3D появилась очень удобная возможность копирования объектов спецификации при копировании графических элементов чертежа. Чтобы включить эту функцию, необходимо в окне настроек нужного вам стиля спецификации установить соответствующий флажок. Для открытия этого диалога выполните команду меню Сервис → Библиотеки стилей → Стили спецификаций. В появившемся окне выберите требуемый стиль, например Простая спецификация ГОСТ 2.106—96, после чего нажмите кнопку Редактировать стиль.

На экране появится еще одно окно – Стиль спецификации (рис. 4.22). На первой вкладке данного окна и находится упомянутый выше флажок – Копировать объекты спецификации при копировании геометрии.

Рис. 4.22. Окно для включения функции копирования объектов спецификации

Добавилась возможность для раздела или блока разделов спецификации задавать однотипную марку – текст, который автоматически будет вставляться перед номерами позиций базовых объектов раздела. Чтобы задать марку, необходимо перейти на вкладку Разделы окна Стиль спецификации, в котором выделить один из разделов (например, Детали) и нажать кнопку Редактировать. В открывшемся окне необходимо установить флажок Марка, после чего, в размещенном рядом текстовом поле ввести требуемую марку (рис. 4.23).

Рис. 4.23. Добавление марки в раздел спецификации

Кроме того, есть возможность формировать название спецификации на листе. Название спецификации – это текст, который отображается над спецификацией, размещенной на листе чертежа. Название создается с помощью команды Название контекстного меню спецификации, размещенной на листе.

В десятой версии программы КОМПАС-3D появилась очень удобная функция, позволяющая сохранять документ-спецификацию в виде файла Excel. Для этого откройте одну из ранее сформированных спецификаций, например для трехмерной модели редуктора, и выполните команду меню Файл → Сохранить как. В появившемся окне (рис. 4.24) в списке Тип файла выберите пункт Excel (*.xls) и нажмите кнопку Сохранить.

Рис. 4.24. Сохранение документа спецификации в виде Excel-файла

В результате все данные из документа будут перенесены в таблицу Excel (рис. 4.25).

Рис. 4.25. Спецификация, сохраненная в Excel

В папке Examples\Глава 4\Редуктор (спецификация) прилагаемого к книге компакт-диска находится данный Excel-файл (Спецификация.xls).

Резюме

Данная глава посвящена проектированию спецификаций в системе КОМПАС-3D.

В начале главы рассказывается о принципах работы с редактором спецификаций. Затем последовательно изложены три примера разработки спецификаций: отдельно для сборочного чертежа, отдельно для трехмерной модели и на основе ассоциативного чертежа, созданного с трехмерной модели. Глава не содержит почти никакой теоретической информации – акцент делается на практических примерах разработки спецификаций.

Все примеры основываются на материалах, разработка которых описана в гл. 2 и 3. Однако при желании вы можете использовать готовые файлы, размещенные на прилагаемом к книге компакт-диске.

Цель этой главы – показать, насколько упрощается процесс выпуска конструкторской документации и уменьшается объем рутинной работы при использовании ассоциативных связей с применением редактора спецификаций КОМПАС-3D V10.

Глава будет полезна всем, кто в своей работе сталкивается с созданием сборочных чертежей, а также с подготовкой к ним различной сопровождающей документации.

Глава 5

Прикладные библиотеки

• Конструкторские приложения

• Бесплатные библиотеки

• Резюме

Нередко между пользователями различных отечественных и зарубежных программных пакетов для трехмерного моделирования возникают споры, какая же система лучше и удобнее. Каждый пытается доказать, что именно та, с которой он работает, предоставляет проектировщику наибольший выбор функций и методов для скорейшего достижения поставленной цели. Как правило, такие споры ограничиваются попытками убедить оппонента, что с помощью такой-то системы можно построить такую-то деталь проще, быстрее, применяя меньшее количество операций и т. д. Однако ведь дело не только в скорости построения отдельного компонента (детали).

Сегодня класс современного редактора трехмерной графики определяется не только предложенным пользователю набором команд для создания и редактирования трехмерных моделей или чертежей, и даже не возможностями и функционалом каждой отдельно взятой такой команды. Ведь базовые подходы к созданию моделей (выдавливание, вращение, операция по сечениям и пр.), как и их реализация, практически не отличаются в большинстве нынешних инженерных систем моделирования. Да, где-то какие-то операции реализованы лучше, интерфейс приятней, но в целом спорить о каких-либо значимых преимуществах среди программ одного уровня не имеет смысла. Можно, конечно, придумать большое количество модификаторов геометрии, таких как в программах 3ds Max или Maya, которые дадут возможность создавать модели немыслимых форм, но для инженера это все будет бесполезно.

По этой причине важнейшей характеристикой любой современной CAD-системы, наряду с инструментальными средствами моделирования, является возможность автоматизации различными вспомогательными средствами процессов создания типовых элементов и их последующего использования. Другими словами, это, во-первых, наличие подсистем, расширяющих стандартные возможности программы, которые позволяют ускорить проектирование собственно объекта (агрегата, механизма, здания), а не отдельно взятой его детали или составляющей. Чаще всего такие подсистемы представляют собой подключаемые модули (библиотеки), функционирующие только в среде «родительского» графического редактора и позволяющие на основе его базовых функций быстро создавать и использовать различные стандартные элементы. Во-вторых, это возможность реализации таких подсистем самим пользователем с учетом специфики конкретной отрасли промышленности. Ведь какой бы многочисленной и профессиональной ни была команда разработчиков программного обеспечения, все равно им не под силу охватить все существующие направления в машиностроении, строительстве, энергетике и удовлетворить запросы всех покупателей. Всегда найдутся недовольные потребители, требующие большего от системы. Но ведь возможности разработчиков не безграничны, поэтому они формируют архитектуру приложения таким образом, чтобы любой пользователь мог без труда максимально приблизить ее к своим требованиям. Во многом именно этот вопрос, касающийся настройки и расширения функционала системы моделирования с учетом особенностей конкретного производства, и определяет популярность системы на рынке.

Возьмем, например, моделирование обычного редуктора. В среднем, в одноступенчатом редукторе 12–15 уникальных деталей и около 30–40 стандартных крепежных элементов (болтов, винтов, шайб и гаек). Сколько было бы потрачено времени на создание трехмерной сборки, если бы каждый болт или гайку приходилось создавать и размещать вручную и если бы не было под рукой библиотеки крепежа? А такое возможно, если бы вы взялись проектировать редуктор, допустим, в 3ds Max. Хотя в этой программе и можно создать модель болта всего за одну операцию! Теперь, думаю, становится очевидным, что не только базовые инструментальные средства определяют качество любого приложения, предназначенного для трехмерного инженерного моделирования. Зачастую как раз наоборот – чем больше дополнительных разноплановых программ, предназначенных для данного приложения и ускоряющих разработку чертежей и документации, тем выше котируется среди предприятий-заказчиков такая система.

Цель этой главы – познакомить вас с широким набором таких утилит для системы КОМПАС-3D, позволяющих решать самые разные задачи. Мы рассмотрим многие библиотеки КОМПАС, а также выясним, чем они помогают конструктору в повседневной работе и как могут облегчить проектирование.

Конструкторские приложения

Многие из конструкторских приложений мы уже неоднократно использовали в практических примерах второй и третьей глав. Это, в частности, конструкторская библиотека, которая содержит более 200 параметрических двухмерных изображений различных типовых машиностроительных элементов – болтов, винтов, гаек, заклепок и другого крепежа, подшипников, профилей, конструктивных мест, элементов соединений трубопроводов, манжет и т. д. В данном приложении предусмотрено также создание и размещение на листе готовых крепежных соединений (пакетов), состоящих из болтов (винтов или шпилек), гаек и шайб, что еще более ускоряет создание сборочных чертежей (такой крепежный элемент использовался для создания на чертеже редуктора изображения болтов, гаек и шайб, соединяющих корпус и крышку на фланцах и бобышках). Библиотечный элемент легко редактировать, а также с помощью характерных точек перемещать по чертежу или изменять угол его наклона, его не нужно удалять с листа или фрагмента, если вы желаете заменить его другим (так называемое редактирование по двойному щелчку).

На рис. 5.1 показан пример размещения характерных точек на изображении болта, вставленного из конструкторской библиотеки (напомню, что характерные точки появляются после одинарного щелчка кнопкой мыши на графическом объекте). Точка 0 отвечает за размещение графического объекта на чертеже (точка вставки или привязки); точка A – при ее перетаскивании изображение библиотечного элемента будет поворачиваться вокруг точки O; точка Dr – с ее помощью вы можете изменять диаметр болта, не вызывая окно настройки элемента (диаметр изменяется дискретно); точка L – характерная точка, которая позволяет изменять длину болта.

Рис. 5.1. Характерные точки библиотечного элемента

Для различных других стандартных элементов набор характерных точек может быть другим.

Важно то, что любые детали, создаваемые с помощью конструкторской библиотеки, тесно связаны с модулем проектирования спецификаций. Следовательно, вам не нужно будет вручную заполнять несчетное количество граф, содержащих информацию о крепеже сборки, – библиотека все проделает за вас сама.

Часть задач, которые при двухмерном рисовании можно выполнить с помощью конструкторской библиотеки, при трехмерном моделировании решаются с использованием библиотеки крепежа (мы уже знакомы с ней). Она содержит трехмерные параметрические модели всех основных крепежных элементов: болтов, винтов, гаек и шайб, охватывая при этом более шестидесяти ГОСТ.

Начиная с КОМПАС-3D V8 Plus конструкторская библиотека и библиотека крепежа хоть и не исключены из стандартной поставки, но заменены новым, более мощным по функционалу приложением – библиотекой стандартных изделий (ее мы также использовали в примерах предыдущих глав). Эта библиотека содержит обширную базу моделей и графических изображений подшипников, крепежа, осей, трубопроводной арматуры, элементов трубопроводов и пр.

Однако кроме вышеперечисленных система КОМПАС-3D располагает еще целым рядом библиотек, помогающих инженеру при создании моделей или чертежей. Некоторые из них рассмотрены ниже.

КОМПАС-SHAFT 3D

Система проектирования и трехмерного твердотельного моделирования тел вращения и механических передач КОМПАС-SHAFT 3D – без сомнения, самый мощный вспомогательный модуль, предоставленный компанией «АСКОН» для работы с трехмерными моделями. Простой и удобный интерфейс, богатый функционал, позволяющий строить ступени вала различной конфигурации (конические, цилиндрические, многогранные), встроенный модуль расчета зубчатых передач внешнего и внутреннего зацепления, по результатам которого нажатием всего одной кнопки можно получить готовую 3D-модель прямозубого колеса, – все это делает библиотеку КОМПАС-SHAFT 3D незаменимой при создании машиностроительных сборок любой сложности и назначения. Все модели, рассчитанные и выполненные с помощью этого модуля, доступны для редактирования стандартными средствами КОМПАС.

Познакомимся с этим приложением подробнее.

Откройте менеджер библиотек, в котором найдите и запустите библиотеку КОМПАС-SHAFT 3D (она находится в разделе Расчет и построение). В правой части окна менеджера появится список команд библиотеки (рис. 5.2).

Рис. 5.2. КОМПАС-SHAFT 3D (режим отображения – Большие значки)

Построим с помощью этой библиотеки трехмерную модель какого-нибудь вала.

Примечание

Библиотека КОМПАС-SHAFT 3D позволяет также рассчитывать зубчатые колеса (специально для этого в нее встроен модуль расчета механических передач КОМПАС-GEARS) и даже строить трехмерную модель прямозубых зубчатых колес.

Для начала следует создать документ КОМПАС-Деталь, после чего можно перейти к построению.

1. Выполните команду библиотеки Внешняя цилиндрическая ступень. В строке состояния при этом должна отобразиться подсказка: Укажите плоскость или плоскую грань. В дереве построения выделите плоскость ZX. Появится диалог параметров цилиндрической ступени (рис. 5.3). В соответствующие текстовые поля введите величину диаметра ступени – 50 мм, ее длину – 100 мм и нажмите кнопку OK. В результате библиотека построит цилиндр с указанными параметрами с основанием на плоскости ZX.

Рис. 5.3. Диалог параметров цилиндрической ступени вала

2. Пользуясь этой же командой, добавьте еще по две внешние цилиндрические ступени с каждой стороны от уже созданной, выбирая в качестве опорной для каждой новой ступени верхнюю плоскую грань предыдущей. Диаметры и длины ступеней примите равными:

· справа от первой ступени: диаметр – 45 мм, длина – 40 мм для первой и диаметр – 40 мм, длина – 90 мм для второй;

· слева от первой ступени: диаметр – 56 мм, длина – 5 мм для первой и диаметр – 45 мм и длина 40 мм для второй.

В результате вы должны получить следующую модель (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Результат применения команды Внешняя цилиндрическая ступень

3. Активизируйте панель инструментов Редактирование детали и с помощью команды Фаска постройте две фаски 2,5 x 45° на плоских гранях крайних ступеней вала.

4. Вернитесь к менеджеру библиотек и вызовите команду Шлицы прямобочные. Система запросит указать цилиндрическую поверхность, поэтому вам следует щелкнуть кнопкой мыши на крайней ступени вала справа (той, что длиннее). На экране появится диалог настройки параметров шлицев (рис. 5.5). Оставьте все параметры заданными по умолчанию, кроме длины шлицев. Уставите ее равной 75 мм.

Рис. 5.5. Диалог Шлицы прямобочные

5. Задав длину шлицев, нажмите кнопку Указать грань. Диалоговое окно исчезнет,  система перейдет в режим ожидания действий от пользователя, в котором нам необходимо в окне представления модели выделить плоскую торцевую грань крайней правой ступени. После этого окно Шлицы прямобочные должно вновь появиться, на этот раз с активной кнопкой OK. Нажмите эту кнопку, чтобы создать шлицы.

6. Выполните команду Шпоночный паз под призматическую шпонку, чтобы добавить в модель вала этот конструктивный элемент. В качестве опорной укажите цилиндрическую поверхность средней ступени (той, с которой начиналось построение). После щелчка на поверхности появится окно настроек параметров шпоночного паза (рис. 5.6). Установите длину паза равной 80 мм, а расстояние от края ступени – 10 мм. Нажмите кнопку Указать грань и выделите в модели правую боковую грань средней ступени. После этого можете сформировать шпоночный паз.

Рис. 5.6. Диалог настроек параметров шпоночного паза

7. С помощью команды Скругление постройте скругления во всех местах перехода одной ступени в другую. В результате вы должны получить вал, как на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Вал, сформированный только с помощью библиотеки КОМПАС-SHAFT 3D

В арсенале системы КОМПАС есть еще одна интересная библиотека, существенно упрощающая построение различных конструктивных элементов на валах. Эта библиотека размещена в разделе Машиностроение менеджера библиотек и называется Библиотека канавок для КОМПАС-3D.

Откройте эту библиотеку и запустите, например, команду Канавка трапециевидная. В качестве базовой укажите цилиндрическую поверхность крайней левой ступени вала. Настройте произвольным образом параметры канавки и создайте ее (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Канавка на валу

Данная библиотека позволяет строить на телах вращения конструктивные канавки самых разнообразных форм: прямоугольные, сферические, для выхода долбяка или шлифовального круга и т. п.

Примечание

Все модели, выполненные с помощью двух названных библиотек, ничем не отличаются от любых других трехмерных моделей системы КОМПАС-3D. Имеется в виду, что эти модели или их составляющие можно редактировать и с помощью библиотеки, и используя обычные трехмерные элементы, созданные вручную.

Модель спроектированного вала находится в файле Shaft3D.m3d, который располагается в папке Examples\Глава 5.

КОМПАС-SHAFT 2D

Аналогом КОМПАС-SHAFT 3D для двухмерного проектирования служит библиотека КОМПАС-SHAFT 2D (хотя не совсем двухмерного – с помощью КОМПАС-SHAFT 2D также можно генерировать и трехмерные модели). Модуль КОМПАС-SHAFT 2D обеспечивает параметрическое построение чертежей шлицевых, резьбовых и шпоночных участков на ступенях моделей, построение валов и втулок, цилиндрических и конических колес, червячных колес и червяков. С помощью данной библиотеки могут быть созданы и другие конструктивные элементы – канавки, проточки, пазы, лыски и пр. Эта библиотека, как и КОМПАС-SHAFT 3D, включает в себя модуль расчета механических передач КОМПАС-GEARS, который позволяет провести геометрические и проверочные расчеты всех известных механических передач (цилиндрических и конических зубчатых, цепных, червячных, ременных). И что самое главное – КОМПАС-SHAFT 2D поддерживает связь с КОМПАС-3D, предоставляя возможность по построенным чертежам автоматически создавать трехмерные модели. Таким образом, без каких-либо особых усилий со стороны пользователя можно получить, например, модели шкивов для ременных передач или звездочек для приводных цепных передач по их плоскому чертежу (сам чертеж, разумеется, тоже создается с помощью инструментов КОМПАС-SHAFT 2D). Хорошо продуманный способ общения с пользователем посредством коротких диалогов и отлично развитая система помощи обеспечивают быстрое освоение пользователем библиотеки КОМПАС-SHAFT 2D.

Запустите библиотеку (она, как и КОМПАС-SHAFT 3D, находится в разделе Расчет и построение). В ней содержатся всего три команды: Настройка, Построение модели и Расчеты механических передач. Рассмотрим небольшой пример построения чертежа вала с использованием этой библиотеки.

Сначала создайте новый документ КОМПАС-Чертеж, измените его формат на А3, а ориентацию на горизонтальную. Сохраните чертеж на жесткий диск и перейдите к построению.

1. Выполните команду Построение модели, в результате чего на экране появится диалоговое окно, разделенное на две части: в верхней будет отображаться процесс построения внешних ступеней тела вращения, в нижней – внутренних ступеней (то есть полостей). Нажмите кнопку Новая модель

чтобы начать построение вала. Возникнет окно (рис. 5.9), в котором необходимо выбрать тип отрисовки вала. Поскольку в нашем примере на валу не предполагается делать шестерни или внутренние участки, то разрезы нам ни к чему. По этой причине установите переключатель в положение Без разреза и нажмите кнопку OK.

Рис. 5.9. Диалог Выбор типа отрисовки модели

2. Нажмите кнопку Простые ступени на панели инструментов в левой части главного окна библиотеки. Возле кнопки раскроется меню со списком возможных вариантов построения ступеней (рис. 5.10). Выберите пункт Цилиндрическая ступень.

Рис. 5.10. Начало построения ступени вала в КОМПАС-SHAFT 2D

3. Появится окно с параметрами цилиндрической ступени (рис. 5.11), в котором кроме длины и диаметра ступени можно задать параметры различных конструктивных элементов на краях ступени (фаски или галтели). Установите длину и диаметр ступени равными 40 и 50 мм соответственно, слева ступени задайте фаску с катетом 2 мм и углом 45°, а справа – галтель наружу, радиусом также 2 мм. Нажмите кнопку OK, чтобы построить ступень (рис. 5.12).

Рис. 5.11. Настройка параметров цилиндрической ступени

Рис. 5.12. Первая цилиндрическая ступень вала

Примечание

Вы можете не вводить значение диаметров, радиусов скруглений или катетов фасок, а выбирать из стандартного ряда (в котором, как правило, сразу выделяется рекомендуемое значение). Список этих значений вызывается щелчком на кнопке Выбрать значение из базы

которая расположена справа от каждого текстового поля, отвечающего тому или иному параметру.

4. Самостоятельно постройте еще несколько ступеней вала, произвольно выбирая их размеры.

5. С помощью команд группы меню Дополнительные элементы ступеней (рис. 5.13) добавьте на различные ступени те или иные конструктивные элементы. Порядок добавления следующий:

1) выделите в дереве модели (в окне библиотеки) нужную ступень;

2) выполните команду библиотеки (например, Дополнительные элементы ступеней → Канавки → Канавка под стопорное кольцо или Дополнительные элементы ступеней → Шпоночные пазы → Под призматическую шпонку ГОСТ 23360—78);

3) в появившемся окне настройте параметры конструктивного элемента;

4) создайте элемент.

Рис. 5.13. Дополнительные элементы ступеней

На чертеже вала (рис. 5.14) в данном примере были добавлены канавка под стопорное кольцо и два шпоночных паза.

Рис. 5.14. Чертеж вала и его дерево построения в библиотеке

Саму модель (чертеж) можно загрузить из файла Shaft2D.cdw, расположенного на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 5. Ее легко отредактировать средствами библиотеки (для чего достаточно дважды щелкнуть на изображении). Каждую из ступеней можно отредактировать (или просто просмотреть параметры, с какими она создавалась) с помощью команд контекстного меню дерева построений.

Но это еще далеко не все возможности КОМПАС-SHAFT 2D. Закройте окно библиотеки (на запрос о сохранении модели, разумеется, следует ответить утвердительно) и создайте линию разреза (команда Линия разреза на панели инструментов Обозначения). После этого запустите редактирование вала двойным щелчком и выполните команду меню библиотеки Дополнительные построения → Генерация сечений. В результате КОМПАС-SHAFT 2D автоматически создаст сечение вала в указанном месте (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Сечение вала, сгенерированное библиотекой КОМПАС-SHAFT 2D

Кроме того, самым главным достоинством этой замечательной библиотеки является возможность по построенному чертежу тела вращения создавать трехмерную модель. Для этого предназначена специальная команда Дополнительные построения → Генерация твердотельной модели. Сгенерированная модель показана на рис. 5.16.

Рис. 5.16. Трехмерная модель вала, построенная библиотекой КОМПАС-SHAFT 2D

Трехмерная модель этого вала Shaft2D.m3d находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 5.

КОМПАС-SPRING

Еще одним мощным и многофункциональным расчетным приложением системы КОМПАС-3D является модуль проектирования пружин КОМПАС-SPRING (рис. 5.17).

Рис. 5.17. Библиотека КОМПАС-SPRING

Согласитесь, что создание сборочных чертежей или трехмерных сборок высокой сложности, которые имеют большое количество пружин, доставляет немало хлопот проектировщику. При этом сами пружины могут быть и не очень значимыми элементами сборки или сборочного чертежа, однако и без них не обойтись. Очень остро этот вопрос встает при формировании именно трехмерных моделей винтовых пружин. Мало того, что создание такой, казалось бы, невзрачной детали отнимает много времени (особенно когда количество рабочих витков не целое число, из-за чего придется подгонять размещение цилиндрических спиралей для опорных (поджатых) витков с обеих сторон пружины), так еще есть такие модификации пружин, которые не сразу-то и придумаешь, как смоделировать. Вы уже имели возможность убедиться в этом на собственном опыте при разработке трехмерных моделей различных пружин в гл. 3.

Библиотека КОМПАС-SPRING легко решает все эти проблемы. Она обеспечивает проектный и прочностной расчеты пружин растяжения и сжатия, конических и фасонных, тарельчатых и пружин кручения. Расчеты производятся согласно ГОСТ 13764—86, ГОСТ 13765—86 и ГОСТ 3057—90. Их результаты можно записать в файл и использовать для последующего построения чертежей или моделей. Отличительной особенностью библиотеки является возможность варьировать параметры пружины для получения наилучшего результата, а также есть гарантия того, что при проектном расчете вы получите несколько вариантов пружин с наименьшим весом и наилучшими критериями прочности для введенных вами исходных данных. Кроме двухмерных чертежей, в которых можно автоматически проставлять размеры, строить выносные виды и создавать диаграммы деформаций или усилий, почти для всех типов пружин КОМПАС-SPRING может генерировать трехмерные модели.

Система распознавания 3D-моделей

Огромное значение для любой системы трехмерного твердотельного моделирования имеет возможность обмена данными с другими САПР, используемыми предприятиями-заказчиками. Некоторые машиностроительные компании при проектировании и расчете особо сложных и больших объектов (транспортных средств, энергетических агрегатов) иногда применяют сразу несколько программных пакетов для моделирования. По этой причине, какой бы развитой и мощной ни была внутренняя структура отдельной программы, без возможности передачи данных в другие системы и чтения данных извне она обречена. Использовать ее будут разве что в узком кругу самих разработчиков и в таком же узком кругу предприятий, имевших неосторожность приобрести и установить такую систему.

Компания «АСКОН» уделяет немалое внимание обеспечению такого обмена данными. В КОМПАС возможно чтение графических файлов форматов DXF, DWG и IGES; можно открывать и записывать файлы моделей форматов STEP, IGES, Parasolid; есть отдельное приложение – Библиотека поддержки формата model (CATIA), обеспечивающее чтение файлов model системы CATIA 4 в КОМПАС-График. Например, вы легко можете импортировать модель или поверхность, созданную в Solid Edge или Unigraphics, и использовать ее в своей сборке. Однако этого бывает недостаточно. Всегда ли модели, созданные другими конструкторами в других системах, неизвестно как давно и кем после того измененные, подходят для вашей сборки? Скорее всего, нет, и перед использованием их часто приходится редактировать. Как это сделать? Можно отредактировать модель в «родительском» редакторе, заново сохранить и потом перенести в КОМПАС. А если на рабочем месте проектировщика в данный момент нет того графического редактора, в котором эта модель создавалась? Тогда можно редактировать средствами КОМПАС, но, так как модель не имеет базовой операции, эскизов и пр., эта задача становится нелегкой и наверняка отнимет много времени. Вот в этом случае значительную помощь конструктору может оказать еще один подключаемый модуль для КОМПАС-3D —Система распознавания 3D-моделей.

Главное назначение этого приложения состоит в том, чтобы распознать элементы детали, импортируемой в среду КОМПАС-3D, на основе чего создать ее трехмерный аналог, сформированный инструментами моделирования КОМПАС. Проще говоря – отобразить дерево построения для импортированной детали. Система ориентирована на распознавание деталей средней сложности с учетом определенных ограничений (не распознаются тела с гранями, образованными NURBS-поверхностями, тела вращения должны иметь угол 360°, операции выдавливания не должны иметь уклона и пр.). Однако даже если система не может корректно отобразить все операции, то эскизы, параметры которых не удалось определить до конца, все равно будут отображены. Это позволит без проблем доработать деталь вручную.

Рассмотрим работу данной библиотеки на примере.

Предположим, что у нас имеется трехмерная модель ступицы роликовой обгонной муфты, созданная в каком-нибудь графическом редакторе и сохраненная в формат STEP (файл этой ступицы Nave.stp вы можете взять из папки Examples\Глава 5\Распознавание компакт-диска, прилагаемого к книге). Чтобы загрузить ее в КОМПАС, необходимо выполнить команду меню Файл → Открыть, после чего в диалоговом окне открытия файла в раскрывающемся списке Тип файла выбрать пункт STEP AP203 (*.stp, *.step). Система автоматически создаст новый документ-деталь, в который и будет помещена импортируемая деталь (рис. 5.18). Обратите внимание: модель в окне представления документа прочитана полностью, но в дереве построения нет ни одной операции – модель импортируется целиком, другими словами, без истории.

Рис. 5.18. Трехмерная модель ступицы, импортированная в систему КОМПАС через обменный формат STEP

Теперь зайдите в менеджер библиотек, раскройте раздел Прочие и щелкните на строке Система распознавания 3D-моделей.

Выполните команду Параметры, дважды щелкнув на соответствующей строке. В появившемся окне настроек библиотеки установите переключатель Документ модели в положение создать новую деталь/сборку (рис. 5.19). Нажмите OK для подтверждения внесенных изменений.

Рис. 5.19. Диалоговое окно Параметры распознавания

Проследите, чтобы документ с импортированной деталью был активен, и запустите команду Распознавание элементов. За считанные секунды библиотека проведет распознавание трехмерных элементов и по возможности подберет им замену среди формообразующих операций системы КОМПАС-3D. Конечно, сами операции и их порядок в дереве далеки от оптимального (рис. 5.20). Распознанная модель состоит из 24 формообразующих операций, 18 конструктивных плоскостей и 10 вспомогательных осей, тогда как точно такую же модель вручную можно создать, применив лишь 5 операций и 1 конструктивную ось. Однако распознать такую деталь всего за 3–4 секунды значительно проще, нежели создавать ее самому «с нуля». Более того, при распознавании все эскизы параметризируются, и вы теперь легко можете изменять и редактировать конфигурацию детали.

Рис. 5.20. Распознанная модель с полностью сформированным деревом построения

Примечание

Для данного примера специально выбрана деталь, которая была распознана полностью. Как правило, очень сложные детали не распознаются до конца. Однако, как уже было отмечено выше, вы можете без труда доработать их самостоятельно – это все равно сэкономит вам время.

Файлы ступицы, загруженной в КОМПАС (Ступица.m3d), и распознанной ступицы (Ступица (распознана).m3d) находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 5\Распознавание.

Библиотека муфт

Ускорение процесса трехмерного проектирования и конструирования всегда является основной проблемой для разработчиков любой CAD-системы. Однако, несмотря на это, количество узконаправленных прикладных 3D-библиотек не так уж велико (их значительно меньше, чем аналогичных библиотек для двухмерного проектирования). В основном это приложения для автоматизированного моделирования тел вращения (валов, зубчатых колес) или технологической оснастки. И это учитывая тот факт, что 3D-моделирование при проектных работах на промышленных предприятиях с каждым годом используется все больше и больше.

Ни для кого не секрет, что построить большую трехмерную сборку определенного объекта часто бывает сложнее, чем создать сборочный чертеж того же объекта. При этом многие компоненты, входящие в сборку, не являются уникальными деталями, а их создание лишь отнимает время, замедляя проектирование. Такими компонентами могут быть пружины, болты, гайки, шпонки, словом, все, что уже давно описано в стандартах. Однако согласитесь, не только элементы крепежа или другие простенькие детали являются стандартизованными. Многие значительно более сложные механизмы изготовляются и собираются согласно требованиям ГОСТ, ОСТ, нормалей и т. п. Моделирование таких механизмов вручную всегда доставляет проектировщику немало хлопот, зачастую отнимая намного больше времени, чем разработка и построение моделей уникальных деталей. Описываемая здесь Библиотека муфт является приложением, позволяющим быстро создавать достаточно сложные модели машиностроительных муфт и использовать их в разрабатываемых сборках для соединения валов.

С помощью этого приложения можно создавать муфты следующих типов (рис. 5.21):

• глухие муфты:

· фланцевые по ГОСТ 20761—96;

· продольно-свертные по ГОСТ 23106—78 (ред. 1990 г.);

• муфты жесткие компенсирующие:

· зубчатые по ГОСТ Р 50895—96;

· с промежуточным подвижным элементом (со скользящим сухарем (крестовые) и кулачково-дисковые по ГОСТ 20720—93);

· шарнирные малогабаритные по ГОСТ 5147—80;

• муфты упругие компенсирующие:

· упругие втулочно-пальцевые по ГОСТ 21424—93;

· с резиновой звездочкой по ГОСТ 14084—93;

· с торообразной резиновой оболочкой по нормали МН 5809—65;

• другие конструкции:

· муфта роликовая обгонная (свободного хода) по ОСТ 27-60-721—84;

· предохранительная со срезным штифтом.

Рис. 5.21. Различные типы машиностроительных муфт, созданные с помощью библиотеки

Библиотека муфт может также оказать существенную помощь и для инженеров, работающих в КОМПАС-График. В этом случае проектировщику доступны все те же типоразмеры и конфигурации муфт, что и при трехмерном моделировании, но в чертеж или фрагмент муфта может вставляться в любом из трех видов (главный, сбоку, сверху). В библиотеке предусмотрена возможность автоматического создания вырезов на главном виде или на виде слева почти для всех типов муфт. При вставке чертежа муфты в графический документ можно выбирать точку привязки (точку, к которой будет привязано изображение в момент перемещения и вставки), а также запрещать или разрешать автоматическую простановку характерных размеров муфты на чертеже. Как и трехмерную модель, изображение муфты можно редактировать с помощью библиотеки вручную, а также используя перетаскивание за характерные точки (таких точек может быть от 1 до 4, в зависимости от типа муфты).

В обоих случаях (как для трехмерного моделирования, так и для плоского черчения) Библиотека муфт позволяет автоматически создавать объект спецификации.

Бесплатные библиотеки

Перечисленные выше библиотеки и приложения – это далеко не все, с помощью чего система КОМПАС-3D облегчает жизнь инженеру. Есть еще много других утилит, которые входят в стандартную поставку или распространяются отдельно и предназначены для применения в различных сферах промышленности. Это, в частности, библиотеки трубопроводной арматуры, проектирования систем вентиляции, энергетического оборудования, контрольно-измерительных приборов и автоматики, архитектурных элементов, элементов электротехнических устройств, система проектирования металлоконструкций и пр.

Кроме того, «АСКОН» предлагает обширный комплект библиотек для КОМПАС, которые распространяются бесплатно и решают большой круг различных по структуре задач: от рисования осевых линий до моделирования сложнейших 3D-сборок. Это модули, созданные пользователями системы, которые разрабатывали их для своих нужд, а потом решили сделать свои творения достоянием общественности. Скачать эти библиотеки можно с сайта технической поддержки http://support.ascon.ru/download.php?act=cat&cat=3.

На сайте представлены различные библиотеки. Их можно условно разделить на две группы:

• библиотеки фрагментов (как параметризированных, так и нет), содержащие изображения разных приспособлений и техники;

• конструкторские библиотеки, как правило, небольшие по объему и выполняющие ограниченное количество операций с чертежами или моделями, но зачастую очень полезные.

Самыми интересными и полезными из бесплатных приложений, выложенных на сайте, являются библиотеки второй группы. Созданные простыми пользователями, они автоматизируют или расширяют стандартные инструменты графического редактора, удобно подстраивая их под потребности проектировщика. Один раз попробовав эти небольшие модули в работе, вам будет непросто отказаться от их использования. Рассмотрим некоторые из них.

Неплохие возможности предоставляет библиотека Текст на кривой, которая позволяет создавать текст в КОМПАС-График, используя в качестве направляющих любые кривые. Ее можно применять при оформлении архитектурных чертежей или при нанесении текстовых логотипов произвольной формы на стенку спроектированной детали.

Неоценимую помощь конструктору при работе с КОМПАС-График окажет Библиотека для вставки выносных элементов. Она очень проста в использовании и позволяет быстро создавать и размещать на листе часть чертежа, охваченную выносным элементом, с учетом выбранного масштаба. Схожая с ней по назначению Библиотека для вставки выносных элементов, ограниченных сплайнами позволяет проделать то же самое, но только для выносного элемента, ограниченного не стандартным кружком, а произвольной замкнутой кривой, созданной пользователем.

Не менее полезной может быть небольшая утилита Размер для справок, которая позволяет добавить символ * после размерных надписей для группы выделенных размеров, вследствие чего вам не придется редактировать каждый размер отдельно. Значительно сэкономить время при оформлении чертежей помогут утилиты Изменение высоты текста, с помощью которой можно за один раз изменить высоту шрифта для нескольких выделенных текстовых объектов, и Выравнивание, позволяющая выравнивать по вертикали и горизонтали позиционные выноски с заданием определенного интервала.

Библиотека Сплайн по таблице дает возможность строить в чертежах и фрагментах сплайн (ломаную, кривую Безье или NURBS-кривую) по данным из таблицы, загруженной из файла формата XLS или TXT. Иногда набрать такую таблицу в редакторе Excel и потом сразу получить требуемую кривую, загрузив файл, бывает удобнее, чем вводить координаты каждой точки при создании сплайна вручную.

Одной из самых полезных библиотек, доступных для неограниченного использования, является модуль Test Clos. Это совсем маленькая библиотека, которая ничего не рассчитывает и не строит, а просто находит в графических документах свободные концы объектов (отрезков, дуг, NURBS, кривых Безье, ломаных) и ставит в них точки. Что тут такого, спросите вы? Вот и я так подумал сначала, а сейчас использую эту библиотечку чаще других. Представьте себе ситуацию, когда вы чертите сложнейший агрегат на формате А1 с большим количеством не ассоциативных разрезов, сечений, выносок и пр. и при попытке в одном из разрезов создать штриховку система или вообще ее не создает, или штрихует площадь раз в двадцать большую, чем вам нужно. Конечно, если ничего уже не помогает, эту проблему можно решить, задав вручную границы области штриховки, потратив на это много времени. Рассмотрим еще одну ситуацию. При попытке создать деталь с помощью операции по сечениям (или кинематической операции), КОМПАС упрямо отказывается что-нибудь делать и все время выдает сообщение о том, что все контуры должны быть замкнуты. Или при вызове операции выдавливания для определенного эскиза на панели инструментов доступны (активны) только те элементы интерфейса, которые предназначаются для создания тонкой стенки. Можно привести очень много таких примеров. Причина данных проблем проста: контур, который заштриховывается, или эскиз, по которому формируется геометрия 3D-модели, разомкнут. Хорошо еще, если этот контур состоит из четырех-пяти, максимум десяти дуг или отрезков и вы, увеличивая масштаб до астрономического, сможете обнаружить точку разрыва. А если эскиз своей конфигурацией ни в чем не уступает какому-нибудь сборочному чертежу, как тогда найти концы разорванной кривой? Я думаю, нет необходимости продолжать объяснять, зачем нужна библиотека Test Clos.

Кроме описанных, на сайте вы можете найти еще большое количество разнобразных приложений для расчета состава сборки, центра масс, выполнения резьбовых отверстий, определения радиусов в моделях и т. п.

Примечание

Часть конструкторских библиотек с сайта технической поддержки создавались еще для более старых версий КОМПАС (некоторые даже для версии КОМПАС 5.11). Естественно, что при попытке подключить их в более поздних версиях система сообщит об ошибке – некорректной структуре файла библиотеки. К сожалению, в таком случае ничего не поделаешь, так как библиотеки не коммерческие и появление их обновлений для каждой новой версии системы зависит только от желания их создателей. Если такого желания у них нет, приходится довольствоваться тем, что есть.

Хочу остановиться подробнее на двух достаточно больших проектах, которые выложены на сайте «АСКОН» и которые написал я. Эти программы, кроме своего значительного практического значения (особенно для студентов), весьма органично вписываются в тему данной книги, поскольку они автоматизируют построение сборочного чертежа или трехмерной модели одноступенчатых редукторов различных типов.

Редуктор-2D V1.7

Проект Редуктор-2D (рис. 5.22) предназначен для проектного расчета приводов машин, состоящих из двигателя, муфты, передачи гибкой связью и одноступенчатого редуктора, и построения в КОМПАС-График чертежа общего вида редуктора, который входит в рассчитанный привод. Программа позволяет рассчитывать 35 различных схем приводов, которые представляют собой всевозможные комбинации передач гибкой связью (ременной, клиноременной или цепной) с одноступенчатым редуктором (цилиндрическим, коническим или червячным).

Рис. 5.22. Главное окно программы Редуктор-2D V1.7

Проект состоит из двух частей: расчетной – исполняемый файл REDUCTOR.exe и графической, выполненной в виде подключаемой библиотеки к системе КОМПАС, – файл REDUCTOR.rtw.

Примечание

Дистрибутив этого проекта находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Programs\Редуктор 2D V1.7 (rus). После подключения библиотеки REDUCTOR.rtw к КОМПАС вы можете свободно использовать этот проект в своих целях.

В расчетной части выполняется кинематический и силовой расчет всего привода, проектный расчет выбранной передачи гибкой связью, проектный расчет передачи зацеплением (редуктора), расчет валов и подбор подшипников. Для этого нужно запустить файл REDUCTOR.exe. Сам расчет практически полностью автоматизирован, проектировщик при необходимости может лишь подкорректировать некоторые параметры. Детальное описание, как работать с этой частью проекта, приведено в небольших справках, которые доступны в каждом расчетном разделе. Каждый раздел расчета представлен вкладкой (рис. 5.23): первая вкладка – это кинематический и силовой расчет привода, последняя – расчет валов и подшипников, промежуточные две – расчет механических передач, входящих в привод. Результирующие данные расчетов каждой предыдущей вкладки являются исходными данными для расчетов следующей, из чего следует, что вкладки отображают схему привода.

Рис. 5.23. Вкладка, на которой производится расчет цилиндрической зубчатой передачи

После завершения проектного расчета привода можно переходить к графической части проекта (обязательным условием завершения считается выполнение расчета валов, то есть вам необходимо заполнить все вкладки расчетной части). Для этого сначала следует подключить библиотеку REDUCTOR.rtw к КОМПАС. В окне менеджера библиотек выполните команду контекстного меню Добавить описание → прикладной библиотеки, в открывшемся окне выберите файл библиотеки (REDUCTOR.rtw). В появившемся диалоге Свойства библиотеки вы можете задать имя, которое будет отображено в окне менеджера библиотек, а также выбрать режим открытия (запуска) библиотеки. После подключения библиотека появится в окне менеджера и будет готова к работе.

Примечание

Для данной прикладной библиотеки размещение самого файла REDUCTOR.rtw не имеет значения.

После запуска библиотеки, если окно расчетной части проекта (REDUCTOR.exe) не было закрыто, в окно графической библиотеки будет автоматически загружен редуктор, который был только что спроектирован в расчетной части (рис. 5.24). В противном случае вам придется или заново произвести расчет всего привода, или загрузить данные о рассчитанном приводе, если они, конечно, были сохранены из расчетной части.

Рис. 5.24. Окно графической части проекта Редуктор-2D V1.7

Все, что остается для построения чертежа редуктора, входящего в привод, – нажать кнопку Чертить лист. Программа самостоятельно создаст лист формата А1 и разместит на нем три проекционных вида редуктора со всеми необходимыми сечениями и размерами.

Пример чертежа редуктора, построенного с помощью этой библиотеки, изображен на рис. 5.25. Кроме цилиндрического косозубого редуктора, в привод входит ременная передача. Привод рассчитывался для следующих исходных данных: вращающий момент выходного вала – 1200 Н · м, угловая скорость – 12 с-1, режим работы – средний.

Рис. 5.25. Чертеж цилиндрического редуктора, сгенерированный прикладной библиотекой Редуктор-2D V1.7

Чертежи редукторов двух других типов приведены ниже. Конический редуктор (рис. 5.26) составляет привод вместе с клиноременной передачей и был рассчитан для следующих параметров: вращающий момент – 700 Н · м, угловая скорость – 15 с-1, режим работы – средний.

Рис. 5.26. Редуктор конический одноступенчатый

Червячный редуктор, также созданный при помощи этой библиотеки (рис. 5.27), рассчитывался в приводе совместно с цепной передачей для таких параметров: вращающий момент – 2000 Н · м, угловая скорость – 3 с-1, режим работы – тяжелый.

Рис. 5.27. Редуктор червячный одноступенчатый

Файлы этих чертежей находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 5\Редуктор (примеры)\2D.

На создание каждого чертежа затрачивалось не более 1–2 секунд! С учетом того, что некоторое время тратится на проведение проектных расчетов, можно с уверенностью утверждать, что с помощью библиотеки Редуктор-2D V1.7 проектирование привода и построение сборочного чертежа не занимает более 5 минут. Вы можете убедиться в этом сами, попробовав проект в действии.

Редуктор-3D V2.3

Программа Редуктор-3D также является подключаемым модулем к системе КОМПАС-3D. Приложение Редуктор-3D V2.3 используется для проектного расчета и построения трехмерной модели одноступенчатых редукторов общего назначения трех видов: конического, цилиндрического или червячного.

Примечание

Дистрибутив этой библиотеки находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Programs\Редуктор-3D V2.3 (rus). Для установки модуля необходимо запустить файл инсталляции install.exe. После установки библиотеки подключите сам файл библиотеки к КОМПАС так, как было описано выше.

После запуска библиотеки появится главное окно программы (рис. 5.28), в левой части которого находится панель выбора типа проектируемого изделия (текущий отображается в цвете, два другие – черно-белые), а в правой – область для ввода исходных данных и области результатов расчета.

Рис. 5.28. Главное окно библиотеки Редуктор-3D V2.3

Исходные данные включают в себя всего четыре параметра (вводятся в области Исходные данные):

• вращающий момент на ведомом валу редуктора;

• угловая скорость ведомого вала;

• передаточное число редуктора;

• режим работы редуктора.

Далее для каждого возможного типа одноступенчатых редукторов вы можете установить (выбрать) некоторые специфические параметры по своему усмотрению (КПД передачи, количество зубьев шестерни, материалы зубчатой или червячной пары и т. п.).

В качестве примера попробуем создать с помощью этой библиотеки цилиндрический редуктор по исходным данным, которые мы использовали при разработке чертежа редуктора в гл. 2 и его трехмерной модели в гл. 3:

• вращающий момент на выходном валу редуктора – 1200 Н · м;

• необходимая частота вращения вала – 15 рад/с;

• режим загруженности агрегата – средний;

• передаточное число редуктора U (выбирается из раскрывающегося списка в области Исходные данные) – 3, 55;

• коэффициент полезного действия цилиндрического косозубого зацепления – 0,97;

• коэффициент ширины зубчатого венца ?ba – 0,6;

• количество зубьев шестерни zш – 20 шт.;

• угол наклона линии зуба ? – 15°;

• материал шестерни – сталь 40, нормализация;

• материал колеса – сталь 50, нормализация.

Тип зацепления (косозубое) устанавливается нажатием соответствующей кнопки в группе кнопок-переключателей Тип зацепления. Значения КПД зацепления, коэффициента ширины зубчатого венца, угла наклона линии зуба задаются путем перетаскивания соответствующих каждому параметру ползунков в области Расчет параметров зубчатого зацепления. Пределы прокрутки ползунков (то есть их диапазон) отвечают граничным или рекомендуемым значениям того или иного параметра. Таким образом, пользователь защищен от ошибок при расчете, обусловленных неверно введенным значением.

Фактически, после задания передаточного числа редуктора программа уже произвела расчет механизма. При изменении какого-либо параметра (с помощью ползунков или раскрывающихся списков) библиотека тут же пересчитает все остальные параметры редуктора. Валы и подшипники рассчитываются и подбираются автоматически.

Задав исходные данные и отредактировав характерные параметры для данного типа редукторов, можно приступать к построению (кнопка Начать построение). После начала построения на экране появится мастер Параметры построения и сборки (рис. 5.29). На вкладках данного окна необходимо указать директорию для сохранения файлов сборки редуктора, определить, нужно ли создавать текстовый файл с информацией о спроектированном редукторе, а также задать параметры сборки (состав сборки: полная или нет, с разрезами, ортогональными плоскостями или вырезами).

Рис. 5.29. Окно мастера Параметры построения и сборки,  в котором можно задавать состав, разрезы или сечения

Завершающим этапом работы мастера является построение трехмерной модели рассчитанного редуктора: сначала одна за другой строятся модели всех деталей редуктора, потом они собираются в сборку.

Все построение в зависимости от мощности компьютера, сложности редуктора (тип, количество зубьев на колесе и т. п.) занимает от 2 до 4 минут. Сколько бы вы потратили на формирование такой сборки вручную (рис. 5.30), даже имея достаточный опыт работы в КОМПАС? Наверное, не меньше двух дней. Это еще не учитывая проектного и проверочного расчетов, которые программа выполняет за считанные секунды.

Рис. 5.30. Трехмерная модель одноступенчатого редуктора, созданная с помощью библиотеки Редуктор-3D V2.3

Сравните модель, сгенерированную библиотекой Редуктор-3D, и созданную нами в гл. 3 и убедитесь, что существенных различий нет. Файл сборки и всех деталей редуктора, созданного прикладной библиотекой, размещены в папке Examples\Глава 5\Редуктор (примеры)\3D\1 прилагаемого к книге компакт-диска.

В заключение приведу примеры сборок еще двух редукторов, смоделированные с помощью этой библиотеки.

• Редуктор конический (рис. 5.31). Спроектирован для исходных данных:

· вращающий момент на выходном валу – 800 Н · м;

· частота вращения выходного вала – 25 рад/с;

· режим загруженности – средний;

· передаточное число редуктора – 2,8;

· коэффициент передачи – 0,96;

· количество зубьев шестерни – 24 шт.;

· материал шестерни – сталь 40, нормализация;

· материал колеса – сталь 45, нормализация;

· полная сборка, разрез №1.

Рис. 5.31. Редуктор конический одноступенчатый

• Редуктор червячный (рис. 5.32). Спроектирован для таких исходных данных:

· вращающий момент на выходном валу – 2000 Н · м;

· частота вращения выходного вала – 2,5 рад/с;

· режим загруженности – тяжелый;

· передаточное число редуктора – 20;

· размещение червяка – верхнее;

· коэффициент передачи – 0,82;

· количество заходов червяка – 2;

· степень точности передачи – 8;

· коэффициент диаметра червяка – 8;

· материал венца червячного колеса – БрО10Ф1;

· полная сборка, разрез №1.

Рис. 5.32. Редуктор червячный одноступенчатый

Файлы обоих редукторов вы можете загрузить с прилагаемого к книге компакт-диска. Они находятся в папке Examples\Глава 5\Редуктор (примеры)\3D.

С помощью библиотеки Редуктор-3D и Библиотеки муфт можно очень легко создавать сборки различных приводов, состоящих из одноступенчатого редуктора и муфт на его валах (рис. 5.33).

Рис. 5.33. Машиностроительный привод, состоящий из цилиндрического редуктора, упругой втулочно-пальцевой муфты и муфты с торообразной резиновой оболочкой

Модель редуктора с муфтами, показанная на рис. 5.33, находится в папке Examples\Глава 5\-REDUCER прилагаемого к книге компакт-диска.

При создании такой модели намного больше времени ушло на наложение сопряжений между муфтами и соответствующими им валами, чем на само построение механизмов с помощью прикладных библиотек. В целом выполнение сборки такого привода не превысило 5 минут. Подумайте, сколько бы вы потратили времени, рассчитывая и моделируя редуктор, отыскивая в ГОСТ размеры нужных муфт и создавая по отдельности каждую деталь. В КОМПАС-3D вы избавлены от этой рутинной работы.

Резюме

В этой главе описаны разнообразные приложения к системе КОМПАС-3D, коротко рассказано об их применении и возможностях.

Главная цель такого обзора библиотек – показать значение применения прикладных утилит для улучшения качества и ускорения автоматизированного проектирования. В начале главы было рассказано о работе с несколькими конструкторскими приложениями (КОМПАС-SHAFT 3D, КОМПАС-SHAFT 2D, КОМПАС-SPRING, Система распознавания 3D-моделей), с которыми читатель не сталкивался в предыдущих главах. Далее с учетом того, что не всегда стандартные библиотеки могут удовлетворить запросы всех пользователей, были рассмотрены некоторые пользовательские библиотеки, распространяемые бесплатно. Более подробно описаны проекты (прикладные библиотеки), которые разработал я, – Редуктор-2D и Редуктор-3D. Эти утилиты позволяют легко и быстро рассчитывать одноступенчатые редукторы и строить их чертеж или трехмерную модель.

Полагаю, что после прочтения главы можно с уверенностью утверждать, что любая система проектирования и моделирования, претендующая на титул современной, не может считаться системой высокого уровня, если она не имеет солидного багажа подключаемых модулей, всесторонне расширяющих ее стандартный инструментарий. КОМПАС-3D предоставляет большое количество способов для расширения своих возможностей за счет как стандартных приложений, так и модулей, созданных пользователями.

Глава 6

Расширение возможностей системы

• Создание библиотек фрагментов и моделей

• Создание библиотек шаблонов

• Создание библиотек с помощью КОМПАС-Макро

• КОМПАС-Мастер

• Резюме

Каким бы большим ни был набор библиотек к графической системе, он все равно не сможет охватить все множество различных отраслей промышленности и в полной мере удовлетворить требованиям всех категорий пользователей. Это характерно не только для инженерной графики, моделирования или автоматизации производства. В наше время, когда стало нормой внедрять информационные технологии везде, сфера их использования бывает иногда значительно шире их же возможностей. Спектр задач конструирования стал настолько обширным, что решение некоторых из них как стандартными, так и прикладными средствами, предоставленными компанией-разработчиком программного обеспечения, может отнимать много времени и быть нерациональным, а иногда даже невозможным.

Огромное количество различных по своей сути технологий, использующих САПР, – это первая причина, почему любая из современных CAD-систем должна быть максимально открытой и обязательно включать в себя инструменты для создания пакета пользовательских библиотек. Еще одним фактором является ориентация на спрос на рынке. Если 90 из 100 предприятий, использующих, например, КОМПАС, заняты тяжелым машиностроением, а остальные 10 – выпуском медицинского оборудования, то разработчики прикладных библиотек для КОМПАС (как и самого КОМПАС) в первую очередь ориентируются на тех, кто проектирует машиностроительные агрегаты.

Возникает вопрос: а что же делать тем предприятиям и проектным организациям, которые со своими специфическими требованиями не попадают под большинство, и их не устраивают стандартные библиотеки КОМПАС? На самом деле проблемы нет – они могут делать библиотеки сами!

Создать собственную библиотеку можно одним из четырех способов:

• организовать библиотеку параметризированных фрагментов (эскизов) или моделей на основе базовых возможностей системы КОМПАС-3D;

• создать библиотеку шаблонов с помощью специального приложения – Менеджера шаблонов;

• использовать специальную макросреду КОМПАС-Макро для подготовки пользовательского приложения;

• применить инструментальные средства КОМПАС-Мастер, то есть собственно написать (создать при помощи программирования) библиотеку неограниченной сложности. С использованием КОМПАС-Мастер были разработаны библиотеки Редуктор-2D и Редуктор-3D, описанные в предыдущей главе.

Выбор подходящего варианта зависит, в первую очередь, от поставленных целей и от вашего представления о будущей библиотеке: какая она должна быть, что будет делать (создавать, редактировать, выполнять какие-либо другие действия), насколько мощными и гибкими должны быть ее функции. Имеет немалое значение и уровень вашей подготовки как разработчика. Несложные библиотеки не требуют почти никаких специальных знаний, но и функционал у них будет простой. Он ограничится лишь вставкой заранее подготовленных типовых моделей или чертежей в сборку или на лист. Создание более сложных пользовательских библиотек уже будет требовать определенных навыков (иногда из совсем другой предметной области, в частности, программирования), причем чем сложнее будет проектируемая библиотека, тем более глубокие знания вам понадобятся.

Под сложностью библиотеки следует понимать уровень автоматизации тех конструкторских решений, которые будут реализованы в создаваемом приложении. Однако не стоит думать, что чем более автоматизированной получится библиотека, тем она будет лучше. Это не всегда так, особенно если ваше творение будут применять на практике другие люди. Слишком автоматизированные библиотеки не оставляют места инициативе и не дают возможность варьировать решения, а это очень плохо – не нужно, чтобы ваш модуль старался быть умнее конструктора, его использующего.

Создание библиотек фрагментов и моделей

Для создания этого типа библиотек вам не потребуется никаких специальных навыков, кроме умения работать в КОМПАС-График или КОМПАС-3D. Библиотеки фрагментов или моделей формируются с помощью стандартных инструментов, предназначенных для работы с подключаемыми модулями, и могут содержать в себе как простые изображения, так и сложные параметрические эскизы и модели.

Суть разработки таких библиотек состоит в том, чтобы дать возможность каждому проектировщику сформировать свой набор наиболее используемых типовых элементов, чтобы облегчить к ним доступ при разработке новых чертежей или моделей. Однажды построенное и сохраненное изображение можно будет многократно использовать в каждом новом чертеже или эскизе, что избавит вас от необходимости тратить время на частое рисование типовых элементов.

Библиотека фрагментов (файл с расширением LFR) или библиотека моделей (файл L3D) могут включать в себя неограниченное количество подразделов, а каждый раздел может вмещать сколько угодно эскизов или деталей.

Создать свою библиотеку фрагментов совсем несложно. Для этого в окне менеджера библиотек нужно воспользоваться командой контекстного меню Добавить описание → библиотеки документов. В появившемся диалоговом окне открытия библиотеки следует выбрать тип файла: КОМПАС-Библиотеки фрагментов (*.lfr), если вы создаете хранилище для чертежей или эскизов, или КОМПАС-Библиотеки моделей (*.l3d), для наполнения будущей библиотеки 3D-моделями. Далее в поле Имя файла необходимо набрать название вашей библиотеки и нажать кнопку Открыть. Поскольку самого файла библиотеки фрагментов еще не существует, система выдаст запрос, создавать ли его, на который следует ответить утвердительно. В результате в окне менеджера библиотек должна появиться ваша библиотека, пока еще пустая. После ее запуска в ней можно помещать новые разделы, добавлять или формировать фрагменты и модели с помощью команд контекстного меню.

Создадим небольшую библиотеку параметризированных фрагментов. Пусть она будет содержать всего один, но весьма полезный и часто используемый в чертежах элемент, – профиль шпоночного паза.

Разумеется, сначала необходимо вычертить и параметризировать само изображение паза. Для этого создайте документ КОМПАС-Фрагмент, сохраните его куда-нибудь на жесткий диск. Включите в этом документе параметризацию ввода графических объектов (если вы помните, по умолчанию при вводе объектов в графических документах параметризация отключена). Чтобы включить автоматическую параметризацию при вводе, выполните команду Сервис → Параметры, после чего на вкладке Текущий фрагмент появившегося диалогового окна в разделе Параметризация установите флажки для всех типов объектов и операций (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Включение автоматической параметризации для текущего фрагмента

Далее, пользуясь вспомогательной геометрией, самостоятельно вычертите изображение шпоночного паза так, чтобы его геометрический центр совпадал с началом координат фрагмента (рис. 6.2). В начале координат установите графический объект точка (команда Точка) и зафиксируйте ее. Чтобы зафиксировать точку, нажмите кнопку Зафиксировать точку

на панели инструментов Параметризация. В результате к началу координат можно будет привязывать размеры (чтобы после любых их изменений и перестроений изображения центр паза всегда совпадал с центром координат фрагмента).

Рис. 6.2. Параметрическое изображение профиля шпоночного паза

Примечание

Если после параметризации у вас на чертеже не отображаются ограничения, наложенные на графические объекты (вертикальность, совпадение точек), выполните команду Отображать ограничения

(кнопка находится на панели Параметризация).

Теперь необходимо установить размеры паза и переменные, соответствующие каждому размеру.

1. Перейдите на панель инструментов Размеры и с помощью команды Линейный размер постройте четыре размера: первые два обозначающие ширину и рабочую длину паза, остальные два – расстояние от начала координат до крайней точки по ширине и крайней точки по длине (до скругления). Очевидно, что последние два размера равны половине соответствующих им первых двух размеров. После этого вызовите команду Радиальный размер и установите размеры радиусов закругления краев шпонки.

2. Вернитесь на панель инструментов Параметризация и нажмите кнопку Установить значение размера

По очереди щелкайте на каждом созданном размере и в окне Установить значение размера (рис. 6.3) вводите имена переменных фрагмента: для ширины и длины паза задайте переменные b и l, для двух других линейных размеров – b_2 и l_2, переменные, отвечающие радиусам скругления, установите равными b_2. Кроме того, все размеры, кроме длины и ширины паза, должны отмечаться как информационные (то есть их нельзя будет поменять вручную – изменяются они только в результате перестроения паза при изменении одной или нескольких неинформационных переменных).

Рис. 6.3. Установка значения размера и имени переменной

3. Вызовите окно редактора формул (кнопка Переменные на панели инструментов Стандартная). На вкладке Переменные появившегося окна в столбцах напротив переменных, отвечающих рабочей длине и ширине паза, установите флажок Внешняя (рис. 6.4), а на вкладке Уравнения задайте соотношения между параметрическими переменными: b=b_2*2 и l=l_2*2.

Рис. 6.4. Завершение выполнения параметрического чертежа шпоночного паза

Примечание

Вкладка (панель) Уравнения вызывается щелчком на одноименной кнопке панели инструментов редактора формул.

Формирование параметрического фрагмента закончено. Теперь можно приступить к созданию библиотеки.

1. Выполните команду Добавить описание → библиотеки документов, в появившемся окне введите имя библиотеки – Шпоночный паз. После утвердительного ответа на запрос о создании библиотеки (рис. 6.5) вам будет предложено задать имя библиотеки, которое будет отображаться в менеджере библиотек. Введите, например, Профиль шпоночного паза и нажмите OK для подтверждения создания библиотеки.

Рис. 6.5. Запрос подтверждения создания библиотеки фрагментов

2. В менеджере библиотек появится новая, пока еще пустая библиотека. Чтобы добавить в нее фрагмент, выполните команду контекстного меню Добавить фрагмент в библиотеку (рис. 6.6). В появившемся окне открытия файла следует выбрать сохраненный фрагмент с параметрическим изображением шпоночного паза.

Рис. 6.6. Добавление фрагмента в библиотеку

Примечание

Вы можете создать фрагмент прямо в библиотеке. Для этого служит команда контекстного меню Новый фрагмент.

После добавления фрагмента библиотека будет выглядеть следующим образом (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Фрагмент добавлен в библиотеку

Теперь вы можете вставлять изображения профиле шпоночного паза из новой библиотеки в любой графический документ системы КОМПАС или в эскиз трехмерной операции. Для этого достаточно дважды щелкнуть на элементе в окне менеджера библиотек. При вставке элемента на вкладке Переменные панели свойств (рис. 6.8) вы можете изменять параметры фрагмента (те, которые были объявлены внешними в исходном документе).

Рис. 6.8. Изменение значения внешних переменных фрагмента из библиотеки

Файлы параметризированного фрагмента (Шпоночный паз.frw) и самой библиотеки фрагментов (Шпоночный паз.lfr) находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 6.

Аналогично создаются библиотеки моделей. Рассмотрим небольшой пример.

Создавать параметрический трехмерный элемент нет необходимости, вы можете воспользоваться готовым, который был разработан в примерах к третьей главе (файл Параметризация.m3d в папке Examples\Глава 3). Как вы помните, в этом примере была выполнена параметрическая модель куба со скругленными ребрами, перестраивающаяся при изменении длины ребра. Однако перед дальнейшим использованием этой модели в библиотеке необходимо ее немного доработать.

Откройте файл модели в КОМПАС-3D и вызовите редактор формул. Как вы видите, в данном элементе несколько характерных переменных, но только одна независимая. Переменную h необходимо объявить внешней, чтобы пользователи библиотеки моделей могли изменять ее значение при вставке.

Для этого измените формулы в редакторе формул для файла Параметризация.m3d так, как это показано на рис. 6.9 (необходимо, чтобы значением внешней переменной в строке уравнений было число, а не ссылка на другую переменную). После этого выделите переменную h в списке переменных и выполните команду Внешняя контекстного меню. При этом ячейка в столбце Имя напротив переменной должна стать синей.

Рис. 6.9. Объявление переменной модели внешней

Далее порядок действий такой же, как и при формировании библиотеки фрагментов. Выполняем команду контекстного меню Добавить описание → библиотеки документов, только в списке Тип файла выбираем КОМПАС-Библиотеки моделей (*.l3d) и создаем библиотеку. Имя можете присвоить произвольное, например Куб.l3d.

В библиотеку моделей вы можете добавлять как сборки, так и модели. Предусмотрена возможность создавать сборку или модель непосредственно в библиотеке. Элемент в состав библиотеки добавляется так же, как и для библиотек фрагментов, – с помощью контекстного меню. После добавления модели куба в библиотеку она будет выглядеть следующим образом (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Простая пользовательская библиотека моделей

Вставка объектов из библиотеки моделей допускается только в документ КОМПАС-Сборка. При вставке элемент отрисовывается в виде трехмерного фантома (прозрачного изображения с серыми контурными линиями), который можно зафиксировать в любой точке сборки. Во время вставки, еще до фиксации компонента, вы можете изменить значение его переменных (у нашего куба всего лишь одна).

Список переменных с их текущими значениями размещается на вкладке Параметры панели свойств (рис. 6.11).

Рис. 6.11. Настройки вставки параметрического элемента из библиотеки моделей

Изменить значения переменных можно также и после вставки элемента в сборку. Для этого следует воспользоваться командой Редактировать контекстного меню, которое появляется при щелчке правой кнопкой мыши на узле данного элемента в дереве построений.

Файл библиотеки моделей Куб.l3d, а также измененный файл параметрического куба Параметризация.m3d находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 6.

Главное преимущество библиотек фрагментов и моделей – простота создания и применения. Несомненно, эти приложения – наиболее используемые на практике пользовательские модули. Наверняка те, кто постоянно работает с системой КОМПАС, имеют целые комплекты таких библиотек-хранилищ, накопленные за годы проектирования.

Еще одним плюсом библиотек фрагментов является то, что при появлении новых версий КОМПАС вам не нужно будет подгонять или изменять структуру библиотек под новую версию программы. Достаточно будет просто загрузить старый файл библиотеки в менеджере библиотек, и, можете не сомневаться, все будет работать.

Недостатком такого типа приложений следует считать ограниченность их функциональных возможностей. Собственно автоматизация достигается только за счет параметризации чертежей или моделей, которыми вы наполняете приложение, а сама библиотека лишь ускоряет процесс поиска и вставки нужного графического элемента в документ и обеспечивает лучшие условия для хранения типовых конструкторских элементов (не нужно искать их по всему жесткому диску, так как они хранятся упорядочено в одном файле-библиотеке).

Более широкими возможностями, по сравнению с библиотеками фрагментов, обладают библиотеки шаблонов КОМПАС-3D.

Создание библиотек шаблонов

Приложение для создания библиотек шаблонов (по своей сути также прикладная библиотека к КОМПАС-3D, названная Менеджером шаблонов) позволяет создавать особый вид пользовательских прикладных библиотек. Эти библиотеки состоят из базового параметризированного чертежа или трехмерной модели, таблицы переменных, набранной в соответствии с некоторыми правилами в табличном редакторе Excel, и схемы – документа КОМПАС-3D или рисунка, содержащего имена переменных. Сама библиотека – это файл с расширением TLM, с помощью которого переменным параметризированного фрагмента или детали ставятся в соответствие значения, набранные в Excel-таблице.

Разработку шаблона следует начинать с создания фрагмента (для двухмерного шаблона) или детали (для трехмерного), пользуясь стандартными средствами КОМПАС-График или КОМПАС-3D соответственно. После этого необходимо параметризировать вычерченный фрагмент или эскизы модели и определить как внешние все переменные, которые вы планируете вводить в таблице Excel. Если вы хотите, чтобы отдельные составляющие фрагмента-шаблона вставлялись в документ в различных комбинациях, их следует поместить на отдельные слои. С помощью менеджера создаваемый шаблон можно настроить таким образом, чтобы при вставке, в зависимости от названия, отдельные слои чертежа-заготовки удалялись из графического документа или удалялись все объекты, ограниченные графическими компонентами, которые входят в слои.

Следующим шагом является создание таблицы Excel. В ней необходимо ввести названия переменных (при этом важно проследить, чтобы их имена и количество точно совпадали с именами и количеством внешних переменных фрагмента или модели); установить видимость колонок значений в менеджере шаблонов. Можно задать интервал значений, которые будет принимать переменная (в том числе сформировать раскрывающийся список ее дискретных значений, который будет отображен в соответствующей ячейке в таблице менеджера). И, наконец, заполнить таблицу необходимыми данными. Подробно о правилах заполнения таблиц для шаблонов вы можете узнать из файла-справки и примеров, поставляемых вместе с менеджером шаблонов.

Формирование еще одной составной части шаблона – схемы параметров – не вызовет особых затруднений. Схема – это заставка, изображение конструктивного элемента, которое будет показано на одной из панелей менеджера шаблонов. Схемой может быть любой графический файл системы КОМПАС-3D (чертеж, фрагмент, деталь или сборка) или файл-рисунок в формате BMP, GIF, JPG и JPEG.

Когда все три описанных компонента подготовлены, их следует собрать в одно приложение. Сначала с помощью команды Библиотека → Создать менеджера шаблонов нужно указать название будущей библиотеки и папку, где будет размещен файл библиотеки (рис. 6.12). Здесь можно также задать файл-заставку, которая будет отображаться в библиотеке шаблонов в виде фоновой картинки.

Рис. 6.12. Начало создания библиотеки шаблонов

Далее необходимо оформить древовидную структуру библиотеки, то есть разделы и подразделы, в которых будут размещены подготовленные вами шаблоны. Для этой цели на панели инструментов и в меню менеджера шаблонов есть команда Создать раздел. Завершающий этап подготовки библиотеки – наполнение разделов соответствующими шаблонами, для чего нужно воспользоваться командой Редактор → Создать шаблон. После ее выполнения появится окно, в котором для каждого шаблона нужно будет ввести имя, указать файл с параметризированным фрагментом или моделью, файл таблицы параметров Excel и заставку (необязательно).

В результате библиотека шаблонов будет полностью готова к работе (рис. 6.13).

Рис. 6.13. Пример библиотеки шаблонов сварных швов

Все значения переменных, набранные в редакторе электронных таблиц Excel (рис. 6.14), будут ассоциированы с соответствующими им переменными шаблона. Теперь в окне менеджера шаблонов можно выбирать определенный шаблон, вводить значения переменных и вставлять его в документ.

Рис. 6.14. Таблица параметров для одного из шаблонов библиотеки сварных швов

Чем же существенно отличаются библиотеки шаблонов от библиотек фрагментов? Как уже говорилось, возможностью вставки в документ не всего фрагмента, а отдельных слоев и возможностью задавать список четко определенных значений для переменной, из которых пользователь может выбирать необходимую (например, стандартные модули зубчатых колес, диаметры резьбы, длину шпоночного паза и пр.). Кроме того, в шаблонах можно использовать различные типы переменных, среди которых логические и строковые, а в размерных надписях фрагмента-заготовки можно резервировать переменные для текстовых подстановок (они должны выделяться с обеих сторон знаком #). Однако самым главным преимуществом библиотек шаблонов перед библиотеками фрагментов является то, что при выборе и вставке шаблона вам не нужно будет изменять вручную параметризованные переменные, как это делалось бы при вставке фрагмента или модели из библиотеки фрагментов. Значения всех переменных будут автоматически выбраны из соответствующей шаблону таблицы.

Безусловно, на разработку шаблонов уходит больше времени, а при создании и работе с библиотекой уже не обойтись одними навыками работы с КОМПАС-3D – нужно изучить принципы работы менеджера библиотек (для чего изрядно попотеть над справкой). Зато библиотека шаблонов дает возможность широко автоматизировать создание типовых элементов и, вместе с тем, не запрещает динамично управлять процессом формирования и вставки библиотечного элемента в графический или трехмерный документы.

Создание библиотек с помощью КОМПАС-Макро

КОМПАС-Макро – это интегрированная в систему КОМПАС-3D среда разработки конструкторских приложений на основе языка программирования Python. Почему за основу взят именно Python? Во-первых, Python распространяется бесплатно и, как следствие, нет никаких ограничений на использование программ, написанных на нем. И, во-вторых, на сегодняшний день Python – один из самых простых и понятных языков программирования. И при всей своей простоте он мало в чем уступает таким китам объектно-ориентированного программирования, как C++ или Delphi.

По сути, КОМПАС-Макро является обычной библиотекой, подключаемой к КОМПАС, только с очень большими возможностями. После установки среды Python и КОМПАС-Макро (их дистрибутивы входят в установочный комплект системы КОМПАС) библиотеку можно подключить к системе как обычный прикладной модуль – с помощью менеджера библиотек.

При создании приложений в КОМПАС-Макро можно пользоваться как функциями КОМПАС-Мастер (о них будет рассказано ниже), так и специальными функциями макросреды, облегчающими разработку прикладных библиотек. Среди специальных функций КОМПАС-Макро следует отметить возможности простановки угловых, линейных и радиальных размеров, функцию вставки в документ фрагмента, рисования линии-выноски и пр. Синтаксис перечисленных методов значительно проще их аналогов, реализованных в КОМПАС-Мастер (например, вместо вызова одной функции создания линейного размера, при работе с API-функциями в КОМПАС-Мастер приходится объявлять и инициализировать три интерфейса).

Чтобы использовать библиотеку КОМПАС-Макро, нужно обладать знаниями лексики и приемов работы с языком Python.

Если же вы не понаслышке знакомы с основами объектно-ориентированного программирования и у вас есть желание разрабатывать настоящие библиотеки на базе КОМПАС-3D, то для вас есть один путь – использование инструментальных средств разработки прикладных библиотек КОМПАС-Мастер.

КОМПАС-Мастер

Во многих случаях одних средств параметризации для автоматизации тех или иных действий в процессе проектирования недостаточно, и новые проектируемые 3D-модели или чертежи хоть и схожи с эталоном, но имеют различия, не позволяющие использовать параметрические зависимости при построении. Например, когда какие-либо значения принимаются конструктивно или выбираются из справочников в зависимости от третьих величин. Иногда расчетные параметры модели изменяются дискретно (например, модуль зубчатых колес всегда согласовывается со стандартными значениями и не может принимать значений, отличных от приведенных в ГОСТ) или не связаны аналитически с любым другим параметром. Для определения таких параметров в библиотеку необходимо заложить достаточно сложный и гибкий алгоритм. Он может включать расчеты любой сложности, условия определения параметров, различные ограничения, связь с файлами данных и т. п. В таком случае никак не обойтись без программирования.

Для этой цели программный пакет КОМПАС-3D располагает очень мощными инструментальными средствами разработки дополнительных модулей (прикладных 500 библиотек) – КОМПАС-Мастер, которые позволяют использовать всю силу современного объектно-ориентированного программирования совместно с функциями КОМПАС для создания очень гибких и функциональных приложений. Хорошо владея одним из языков программирования и основами трехмерного моделирования в КОМПАС-3D, можно научиться самостоятельно разрабатывать различные по структуре программные модули для решения узко-профильных задач конструирования. Такие приложения смогут производить сложные вычисления, самостоятельно выбирать необходимые параметры из баз данных, обмениваться данными с внешними приложениями и, в конце концов, построить 3D-модель или чертеж неограниченной сложности с учетом всех параметров (вспомните хотя бы Редуктор3D, описанный в гл. 5).

Выбор того, что применять (параметризацию или программирование), зависит от поставленных перед вами задач. Если вам необходим просто набор надежно хранимых и удобных в использовании параметрических элементов, а главное – если с созданием самих этих элементов нет никаких проблем, конечно, лучше прибегнуть к параметризации и создавать простые библиотеки типовых элементов. Однако если вы планируете вводить в проектируемый модуль сложные аналитические расчеты, предполагаете, что модуль будет принимать решения вместо проектировщика, взаимодействовать с внешними приложениями, считывать или сохранять данные, то этот модуль должен быть полноценной программой. Другими словами, к средствам программирования следует прибегать лишь тогда, когда вам необходимо создавать мини-САПР.

Конечно, практика разработки подключаемых модулей на языках Delphi, C++ и др. далеко не нова. Очень много известных приложений трехмерной графики формируют свою архитектуру открытой, предоставляя пользователям возможность расширять функциональность программ. Такими приложениями являются AutoCAD, Adobe Photoshop, 3ds Max (некоторые плагины для 3ds Max значительно расширяют функционал программы) и др. В этом разделе будет рассказано о создании пользовательских приложений на базе КОМПАС-3D в одной из самых популярных на сегодня сред программирования – Borland Delphi 7.

Внимание!

Данный раздел рассчитан на читателей как минимум знакомых с основами объектно-ориентированного программирования и имеющих представление о работе в программной среде Delphi 7. Вы должны знать основополагающие понятия программирования, такие как класс, объект, интерфейс, метод и пр. В противном случае рекомендую вам изучить какую-либо книгу о программировании в Delphi.

КОМПАС-Мастер предоставляет доступ как к функциям КОМПАС-График, так и к функциям трехмерного моделирования в КОМПАС-3D. Сам доступ может реализоваться двумя путями:

• с использованием экспортных функций, оформленных в виде DLL-модулей, которые разработчик подключает к своей программе при создании плоских чертежей, и с применением СОМ-объектов – при программном формировании твердотельных моделей;

• при помощи технологии Automation (автоматизации). Эта технология реализована через API (Application Programming Interface, интерфейс прикладного программирования) системы КОМПАС. Управление и взаимодействие с системой при этом оформлено через интерфейсы IDispatch.

Далее в этом разделе пойдет речь о программировании прикладных библиотек, работающих именно с трехмерным редактором КОМПАС-3D. По этой причине необходимо сказать о том, благодаря чему возможно создание таких прикладных модулей.

Технология COM, автоматизация и интерфейсы IDispatch

Поскольку программирование не является темой данной книги, мы не будем углубляться в суть понятий технологии COM и автоматизации. Я опишу эти вопросы вкратце, чтобы вы имели некоторое представление.

С начала 1990 годов корпорация Microsoft разрабатывает технологию, позволяющую создавать гибкие модульные программы таким образом, чтобы отдельные модули можно было писать на разных языках программирования, но чтобы при этом обеспечивалась их полная взаимозаменяемость при использовании в различных программных пакетах. На сегодня эта технология полностью сформирована и называется COM (Component Object Model, модель компонентных объектов).

Технология COM описывает методологию реализации компонентов программного обеспечения: объектов, которые могут повторно использоваться, могут быть неоднократно подключены к разным приложениям. Повторное использование компонентов стало логическим следствием эволюции объектно-ориентированного программирования и получило название компонентно-ориентированного подхода. Концепция компонентно-ориентированного программирования предусматривает полное отделение внутренних функций компонента от функций доступа к нему извне. Теперь, обращаясь к компоненту, необязательно знать его внутреннее устройство, для этого достаточно лишь иметь информацию о том, как вызывать его функции. Другими словами, необходимо знать, как взаимодействовать с компонентом и какой у него интерфейс. Такая функциональность в COM достигается за счет поддержки одного или нескольких интерфейсов, которые используются другими программами для доступа к внутренним членам и методам компонента.

Таким образом, интерфейс – это то, что размещено между двумя объектами и обеспечивает связь между ними. Интерфейс-ориентированное программирование представляет собой технологию разработки программного обеспечения, жестко нацеленную на использование интерфейсов. Интерфейс является своего рода связующим звеном, предоставленным управляющей программе для доступа к COM-объекту.

Объект COM – конкретный экземпляр COM-класса, завершенный объект с собственными членами данных и методами, который может легко встраиваться в программы или распространяться как отдельный программный продукт. COM-объект представляет собой или DLL-библиотеку или ЕХЕ-программу для Wіndows, которые можно создавать в любой среде программирования, способной поддерживать нужный формат представления. COM-объект может иметь много функций, доступ к которым происходит через его интерфейсы. Любой COM-объект должен иметь по крайней мере одни интерфейс ІUnknown, хотя на самом деле имеет их значительно больше.

В свое время разработчики технологии COM пришли к заключению, что должен существовать некоторый механизм запроса интерфейса для определения его возможностей. Этот запрос также должен существовать для того, чтобы обеспечить обновление клиентскими программами значения счетчика ссылок на данный интерфейс. Данный счетчик определяет, как долго интерфейс будет оставаться доступным, прежде чем он будет удален из памяти. Именно для этой цели существует специальный интерфейс, который называется ІUnknown. Он имеет настолько важное значение, что основной принцип спецификации СОМ требует, чтобы все СОМ-объекты кроме своих специализированных интерфейсов поддерживали интерфейс ІUnknown. Причем каждый определенный для объекта интерфейс должен происходить от ІUnknown или от интерфейса, который в свою очередь сам происходит от ІUnknown. Данный принцип называется наследованием интерфейсов. В интерфейсе ІUnknown реализовано лишь три метода: Queryіnterface(), AddRef() и Release(). Метод Queryіnterface() определяет, является ли полученный интерфейс нужным. Методы AddRef() и Release() используются для подсчета ссылок на данный интерфейс при его применении многими программами. Перед началом использования COM-объекта клиент вызывает метод СОМ, тем самым увеличивая количество ссылок на интерфейс на единицу. После окончания работы с интерфейсом клиент должен вызвать функцию Release(), чтобы уменьшить количество ссылок на единицу. Когда счетчик ссылок для всех интерфейсов станет равным нулю, значит, объект больше никем не используется и его можно выгружать из памяти.

На сегодняшний день технология СОМ используется практически во всех серьезных программах. Приведу один пример. Предположим, что пользователю в каком-нибудь отчете нужно поместить электронную таблицу с расчетами, которые ссылаются на определенные параметры в тексте. Чтобы выполнить любые вычисления без использования технологии СОМ, пришлось бы постоянно переключаться между двумя программами (Word и Excel), а информацию копировать (вырезать и вставлять). При помощи технологии COM можно применять функции электронной таблицы прямо в текстовом редакторе и автоматически форматировать полученный результат. Возможность реализовать операции такого рода называется автоматизацией.

Цель автоматизации состоит в том, чтобы дать возможность программе предоставлять в использование сервисы, которые в ней присутствуют. Основной особенностью автоматизации является возможность комбинировать функции различных специализированных приложений в одном модуле. СОМ дает возможность программам передавать свою информацию в другие приложения и модули. Если бы каждая программа или приложение-сценарий могли бы поддерживать указатели и процедуру обхода указателей, то проблема была бы решена. Однако в некоторых языках программирования есть определенная трудность с процедурой обхода таблицы указателей. Некоторые из них, например Vіsual Basіc, не поддерживают указатели напрямую. Для решения этой проблемы был разработан специальный интерфейс, который разрешает любым языкам программирования, в том числе таким, как Vіsual Basіc, обращаться к методам COM-компонентов. Этот интерфейс получил название ІDіspatch.

Итак, любая программа, которая предоставляет свои возможности другим приложениям (поддерживает автоматизацию), может делать это через интерфейс ІDіspatch. Интерфейс ІDіspatch происходит от базового интерфейса модели СОМ ІUnknown, тем не менее, в отличие от других COM-интерфейсов, ІDіspatch содержит метод Іnvoke(). Его можно использовать для действительного выполнения методов, которые поддерживает COM-объект. Клиент может выполнить любой метод COM-объекта, вызвав метод Іnvoke() интерфейса ІDіspatch. Этот механизм работает при помощи диспинтерфейса (интерфейса диспетчеризации). Диспинтерфейс определяет методы, которые будут доступны благодаря использованию метода Іnvoke() интерфейса ІDіspatch.

Интерфейсы IDispatch можно применять в любой из наиболее распространенных сегодня сред программирования (Visual C++ Studio, Borland Delphi, Borland C++Builder, Visual Basic). Именно этим КОМПАС-Мастер выгодно отличается от КОМПАС-Макро: вам не придется изучать малознакомый язык программирования, вы можете создавать свои приложения в той среде, к которой привыкли.

Базовые интерфейсы API системы КОМПАС

Как вы уже поняли, взаимодействие внешнего приложения или подключаемого модуля с системой КОМПАС (с функциями моделирования, математическими функциями ядра системы и пр.) осуществляется посредством программных интерфейсов, называемых API. В КОМПАС на данный момент существуют API двух версий: API 5 и API 7. Сразу предостерегаю вас от ошибочного мнения, что API 7 – это усовершенствованный и более новый вариант программных интерфейсов пятой версии. На самом деле обе версии реализуют различные функции системы и взаимно дополняют друг друга. Отсюда, полагаю, очевидно, что обе версии программных интерфейсов в равной мере поддерживаются и развиваются с учетом самих изменений в системе.

В основном, для создания полноценных подключаемых модулей достаточно методов и свойств интерфейсов API 5.

Примечание

В этом разделе рассмотрены главные интерфейсы и их методы, касающиеся только работы в трехмерном редакторе КОМПАС-3D.

Главным интерфейсом API системы КОМПАС является KompasObject. Получить указатель на этот интерфейс (если быть точным, на интерфейс приложения API 5) можно с помощью экспортной функции CreateKompasObject(). Методы этого интерфейса, главные из которых представлены в табл. 6.1, реализуют наиболее общие функции работы с документами системы, системными настройками, файлами, а также дают возможность получить указатели на другие интерфейсы (интерфейсы динамического массива, работы с математическими функциями, библиотек моделей или фрагментов и различных структур параметров определенного типа).

Таблица 6.1. Методы интерфейса KompasObject

Описание прототипов всех приведенных функций, а также других методов, составляющих интерфейс KompasObject, вы найдете в справке по API КОМПАС. Файл этой справки размещается в каталоге SDK, находящейся в папке, в которой установлен КОМПАС (например, по умолчанию это C:\Program Files\ASCON\KOMPAS-3D V10\SDK).

Другой важный интерфейс API 5 – интерфейс документа модели ksDocument3D.

Получить его можно с помощью методов интерфейса KompasObject:

• ActiveDocument3D – для уже существующего и активного в данный момент документа;

• Document3D – если вы планируете создавать новый трехмерный документ.

Примечание

Графические документы имеют собственный интерфейс – ksDocument2D, со своими специфическими свойствами и методами. Этот интерфейс здесь не описывается, но нам не раз придется с ним сталкиваться даже при трехмерном программировании, поскольку изображения в эскизах трехмерных операций создаются именно с помощью функций, присутствующих в ksDocument2D.

Свойства (члены данных) этого интерфейса позволяют динамически управлять настройками любого трехмерного документа системы из вашего модуля. Наиболее используемые из них приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2. Свойства интерфейса ksDocument3D

Методы этого интерфейса позволяют программно управлять трехмерным документом, как сборкой и ее компонентами, так и отдельной деталью. Обратите внимание: именно управлять самим документом, но не выполнять в нем трехмерные операции! Методы, которые могут пригодиться вам при программировании подключаемых модулей, собраны в табл. 6.3.

Таблица 6.3. Методы интерфейса ksDocument3D

Важнейший из перечисленных в табл. 6.3 методов – ksDocument3D::GetPart. Входящим параметром этой функции является целочисленная переменная type_, которая определяет, интерфейс какого именно компонента сборки возвращать. Данная переменная имеет несколько предопределенных значений (констант):

• plnPlace_Part (равняется –4) – метод возвращает указатель на компонент, который находится в режиме контекстного редактирования (то есть редактирования «на месте»);

• pNew_Part (–3) – создает в модели новый компонент и возвращает указатель на него;

• pEdit_Part (–2) – возвращает указатель на редактируемый компонент (с помощью библиотеки);

• pTop_Part (–1) – верхний компонент, в состав которого входит или новый, или редактируемый, или указанный компонент;

• все остальные значения (от 0 и выше) отвечают номеру компонента в дереве построения, то есть возвращается указатель на существующий в сборке компонент.

Метод ksDocument3D::GetPart возвращает указатель на интерфейс детали или компонента сборки – ksPart. Свойства и методы этого интерфейса (часть из которых приведена в табл. 6.4 и табл. 6.5) управляют состоянием компонентов сборки, они почти полностью дублируют команды контекстного меню и панели свойств, доступные пользователю при работе с тем или иным компонентом.

Таблица 6.4. Свойства интерфейса ksPart

Как видите, все эти методы лишь управляют состоянием компонента (задают видимость, размещение, определяют, запущено ли редактирование компонента), но не дают возможность ничего создавать (выполнять операции).

Для программной реализации всех трехмерных операций, которые пользователи выполняют в трехмерных документах системы КОМПАС-3D, в API реализован единый интерфейс ksEntity – интерфейс элемента модели. Этот интерфейс можно получить с помощью метода ksPart::NewEntity, которому необходимо передать тип создаваемого элемента. Типов элементов в системе, как и в API системы, большое множество. Каждому из них отвечает своя целочисленная константа и свой собственный интерфейс параметров. Именно с помощью настроек (свойств и методов) этих интерфейсов и создаются любые возможные объекты в деталях и сборках КОМПАС-3D. Некоторые константы с описанием типа элемента и интерфейса, к которому они относятся, приведены в табл. 6.6. Сведения об остальных вы можете почерпнуть из файла справки SDK.hlp, поставляемого вместе с системой КОМПАС.

Таблица 6.5. Методы интерфейса ksPart

Таблица 6.6. Типы объектов трехмерного документа

Члены данных интерфейса ksEntity соответствуют свойствам трехмерных элементов модели (о свойствах трехмерной модели читайте в подразд. «Свойства трехмерных объектов» разд. «Твердотельное моделирование в КОМПАС-3D» гл. 3).

Среди методов наиболее важными являются три следующих:

• Create – создает трехмерную операцию или объект вспомогательной геометрии по заданным настройкам;

• ColorParam – возвращает указатель на интерфейс настроек цвета и оптических свойств элемента;

• GetDefinition – получает указатель на интерфейс параметров объекта определенного типа (параметры данного трехмерного элемента). Именно с помощью этого метода можно получить указатель на любой интерфейс, приведенный в столбце «Интерфейс параметров» табл. 6.6.

Таким образом, создание какой-либо трехмерной операции пользовательской программой сводится к такой последовательности шагов.

1. Инициализация главного интерфейса приложения API – KompasObject. Он инициализируется один раз для всего сеанса работы программы.

2. Инициализация интерфейса трехмерного документ ksDocument3D, с последующим созданием нового документа или получением указателя на активный документ.

3. Создание компонента и получение на него указателя (интерфейс ksPart). Для сборки это может быть готовый компонент, компонент, вставленный из файла или созданный «на месте». Для детали необходимо получить указатель на компонент типа pTop_Part.

4. Создание с помощью метода ksPart::NewEntity интерфейса нужной нам операции. При этом в метод передается соответствующий идентификатор (например, для выдавливания – o3d_bossExtrusion).

5. Получение с помощью метода ksEntity::GetDefinition указателя на интерфейс параметров конкретной операции (для выдавливания этим интерфейсом является ksBossExtrusionDefinition). Настройка этих параметров необходимым пользователю образом.

6. Создание операции с помощью метода ksEntity::Create.

Кроме перечисленных, в API системы КОМПАС существует еще большое множество различных интерфейсов, отвечающих за тот или иной аспект работы с программой. Небольшая их часть описана в табл. 6.7.

Таблица 6.7. Некоторые дополнительные интерфейсы API КОМПАС

Пример программной реализации трехмерной операции

Рассмотрим выполнение трехмерной формообразующей операции вручную (то есть в самом КОМПАС) и с помощью воображаемого подключаемого модуля. В качестве примера выберем обычную операцию выдавливания на основе несложного эскиза, содержащего изображение окружности. Раздел var функции, реализующей выполнение операции, должен выглядеть подобно листингу 6.1.

Листинг 6.1. Раздел объявлений функции построения операции выдавливания

var

doc3 : ksDocument3D;

// интерфейс трехмерного документа

doc2 : ksDocument2D;

// интерфейс графического документа

// используется для создания изображения в эскизе

iPart : ksPart;

// интерфейс детали

planeXOY : ksEntity;

// интерфейс плоскости, на которой будет размещен эскиз

iSketch : ksEntity;

// интерфейс эскиза

iSketchDef : ksSketchDefinition;

// интерфейс параметров эскиза

iBossExtrusion : ksEntity;

// интерфейс операции выдавливания

iBossDef : ksCutExtrusionDefinition;

// интерфейс параметров операции выдавливания

color : ksColorParam;

// интерфейс параметров цвета операции выдавливания

Предположим, что документ-деталь и эскиз с окружностью радиусом 40 мм на плоскости XY уже созданы (это значит, что объекты doc3, doc2, planeXOY, iSketch, iSketchDef уже созданы и проинициализированы).

Для выполнения операции выдавливания пользователь на панели инструментов Редактирование детали нажимает кнопку Операция выдавливания. При этом на панели свойств, которая по умолчанию закреплена в нижней части окна программы, отображаются вкладки с настройками данной операции (некоторые значения установлены по умолчанию), в результате чего пользователь получает возможность изменять эти настройки (рис. 6.15).

Рис. 6.15. Настройки операции выдавливания на панели свойств

Программно это все реализуется следующим образом (листинг 6.2).

Листинг 6.2. Получение интерфейсов операции выдавливания и ее параметров

// iPart – указатель на объект класса ksPart,

// верхний элемент дерева построения детали

// создание интерфейса операции выдавливания

// с помощью метода ksPart::NewEntity,

// которому передаем идентификатор o3d_bossExtrusion

iBossExtrusion := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_bossExtrusion));

if (iBossExtrusion <> nil) then

begin

// если создание прошло успешно

// инициализируем интерфейс настроек операции выдавливания

iBossDef := ksBossExtrusionDefinition(iBossExtrusion.GetDefinition);

if (iBossDef <> nil) then

begin

end;

end;

Несколько замечаний. Данный фрагмент кода будет работать лишь в версиях КОМПАС-3D V8 Plus или выше, поскольку в этих версиях появилась возможность многотельного моделирования. При написании программ для более ранних версий КОМПАС, в качестве первой (подчеркиваю – лишь первой) операции выдавливания вместо константы типа o3d_bossExtrusіon следует использовать o3d_baseExtrusіon, то есть базовую операцию выдавливания (так как в КОМПАС-3D V8 и более ранних версиях в детали могло быть лишь одно тело, имеющее общую базовую формообразующую операцию). Для всех следующих операций нужно применять o3d_bossExtrusіon, как и в КОМПАС-3D V8 Plus и более поздних версиях. Еще одно отличие версии КОМПАС-3D V8 Plus от предыдущих состоит в названии класса для получения определения интерфейса (параметров операции). При многотельном моделировании можно сразу использовать ksBossExtrusіonDefіnіtіon, в более ранних версиях КОМПАС первым всегда должен применяться интерфейс ksBaseExtrusіonDefіnіtіon, а все следующие за ним – ksBossExtrusіonDefіnіtіon. Это, тем не менее, не приводит к серьезным усложнениям, так как методы и свойства этих двух классов идентичны.

Все сказанное касается и других формообразующих операций (за исключением вырезания, которое по определению не может быть базовой операцией). Из чего следует, что в более ранних версиях КОМПАС и для кинематической операции, и для операции по сечениям первой всегда следует реализовать базовую операцию.

Совет

Даже если вы создаете плагин для версии КОМПАС-3D V8 Plus или выше, все равно желательно не забывать о первой операции, как о базовой. Мало ли в какой версии КОМПАС будут работать пользователи с вашей программой.

Теперь рассмотрим параметры операции выдавливания и способы их настройки.

1. Направление выдавливания в КОМПАС выбирается из раскрывающегося списка Направление на панели свойств (рис. 6.16).

Рис. 6.16. Выбор направления операции выдавливания

Программным аналогом направления является свойство directionType (тип – SmallInt) интерфейса ksBossExtrusіonDefіnіtіon (или ksBaseExtrusіonDefіnіtіon). Для него предопределены четыре значения:

• dtNormal (прямое направление) – направление добавления материала совпадает с направлением нормали к базовой плоскости (то есть плоскости, в которой размещается эскиз выдавливания);

• dtReverse (обратное направление) – направление выдавливания противоположно направлению нормали;

• dtBoth (в оба направления) – величина выдавливания задается отдельно для каждого направления;

• dtMіddlePlane (средняя плоскость) – выдавливание происходит в обе стороны от базовой плоскости на одинаковое расстояние, равное половине от указанной пользователем величины выдавливания.

Направление выдавливания устанавливается очень просто (листинг 6.3).

Листинг 6.3. Задание направления выдавливания

iBossExtrusion := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_bossExtrusion));

if (iBossExtrusion <> nil) then

begin

iBossDef := ksBossExtrusionDefinition(iBossExtrusion.GetDefinition);

if (iBossDef <> nil) then

begin

// задаем направление выдавливания

iBossDef.directionType := dtNormal;

end;

end;

2. Способ выдавливания (рис. 6.17).

Рис. 6.17. Выбор способа выдавливания

Для этого типа настроек в API системы также предусмотрены константы:

• etBlіnd (на расстояние) – проводит выдавливание на величину, заданную в поле Расстояние 1 (или Расстояние 2, если задано направление dtReverse или dtBoth);

• etThroughAll (через все) – при наличии другой геометрии (других формообразующих операций) выдавливание происходит через все тело детали; значение величины выдавливания игнорируется;

• etUpToVertexTo, etUpToVertexFrom (до вершины) – система переходит в режим ожидания указания пользователем вершины, до которой будет осуществлено выдавливание. Введенное значение величины выдавливания игнорируется. В программе эту вершину следует задать явно еще на этапе разработки проекта;

• etUpToSurfaceTo, etUpToSurfaceFrom (до поверхности) – аналогично режиму построения до вершины, в данном режиме система ожидает выбора пользователем трехмерной поверхности. Значение величины выдавливания также игнорируется. Как и для вершины, плоскость в программе следует указывать явно;

• etUpToNearSurface (к ближайшей поверхности) – выдавливание проводится к ближайшей поверхности, которую система автоматически определяет в направлении выдавливания.

3. Расстояние выдавливания – вводится пользователем в соответствующем текстовом поле (полях).

4. Угол наклона операции выдавливания. На панели свойств задается направление наклона (внутрь или наружу), а также сам угол наклона.

Параметры операции, описанные в пп. 2–4, устанавливаются с помощью единого метода интерфейса ksBossExtrusіonDefіnіtіon::SetSideParam (листинг 6.4).

Листинг 6.4. Задание способа, величины выдавливания, а также угла наклона

iBossExtrusion := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_bossExtrusion));

if (iBossExtrusion <> nil) then

begin

iBossDef := ksBossExtrusionDefinition(iBossExtrusion.GetDefinition);

if (iBossDef <> nil) then

begin

iBossDef.directionType := dtNormal;

// Если первый параметр имеет значение true,

// это значит, что все следующие параметры

// задаются для направления выдавливания dtNormal.

// Если установить значение параметра равным false,

// значит все следующие параметры

// определяются для обратного направления.

// Второй параметр задает способ выдавливания (etBlind);

// третий параметр – величина выдавливания (25 мм);

// четвертый параметр false – уклон вглубь (true – наружу)

// последний параметр – величина уклона в градусах

iBossDef.SetSideParam(true, etBlind, 25, false, 10);

end;

end;

5. На вкладке Тонкая стенка пользователь может управлять параметрами толщины и способа формирования тонкой стенки или установить режим выдавливания сплошного тела (рис. 6.18).

Рис. 6.18. Выбор режима построения тонкой стенки

В программе это задается следующим образом (листинг 6.5). В примере выполняется операция выдавливания без тонкой стенки.

Листинг 6.5. Задание параметров тонкой стенки

iBossExtrusion := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_bossExtrusion));

if (iBossExtrusion <> nil) then

begin

iBossDef := ksBossExtrusionDefinition(iBossExtrusion.GetDefinition);

if (iBossDef <> nil) then

begin

iBossDef.directionType := dtNormal;

iBossDef.SetSideParam(true, etBlind, 25, false, 10);

// первый параметр false указывает на то,

// надо ли строить тонкую стенку

// второй параметр задает направление выдавливания

// третий и четвертый параметры определяют толщину стенки

// в прямом и обратном направлениях соответственно

iBossDef.SetThinParam(false, dtNormal, 0, 0);

// устанавливаем эскиз операции

iBossDef.SetSketch(iSketch);

end;

end;

В этом фрагменте кода также был задан эскиз операции с помощью метода ksBossExtrusіonDefіnіtіon::SetSketch. Мы приняли, что сам эскиз, как и упоминалось ранее, был создан до начала выполнения операции выдавливания.

На вкладке Свойства можно также настроить цвет и оптические свойства создаваемого элемента. При программном построении элемента для этого сначала необходимо инициализировать еще один дополнительный интерфейс – ksColorParam. С помощью его свойств можно управлять визуальными характеристиками трехмерного элемента. Внесенные в функцию построения изменения показаны в листинге 6.6.

Листинг 6.6. Установка визуальных свойств

iBossExtrusion := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_bossExtrusion));

if (iBossExtrusion <> nil) then

begin

// присваиваем имя трехмерной операции,

// которое будет отображено в дереве построения

iBossExtrusion.name := “Программная операция выдавливания”;

// получаем указатель на интерфейс параметров цвета

// и оптических свойств

color := ksColorParam(iBossExtrusion.ColorParam);

// с помощью макроса RGB задаем цвет – красный

color.color := RGB(255, 0, 0);

// задаем уровень зеркальности (в долях единицы)

color.specularity := 0.8;

// и блеск

color.shininess := 1;

iBossDef := ksBossExtrusionDefinition(iBossExtrusion.GetDefinition);

if (iBossDef <> nil) then

begin

iBossDef.directionType := dtNormal;

iBossDef.SetSideParam(true, etBlind, 25, false, 10);

iBossDef.SetThinParam(false, dtNormal, 0, 0);

iBossDef.SetSketch(iSketch);

end;

end;

Теперь все свойства настроены нужным образом, и можно создавать саму трехмерную операцию выдавливания. В КОМПАС для этого необходимо нажать кнопку Создать объект, в программе – вызвать метод Create объекта интерфейса ksEntity. Окончательный вид функции приведен в листинге 6.7.

Листинг 6.7. Операция выдавливания

iBossExtrusion := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_bossExtrusion));

if (iBossExtrusion <> nil) then

begin

iBossExtrusion.name := “Программная операция выдавливания”;

color := ksColorParam(iBossExtrusion.ColorParam);

color.color := RGB(255, 0, 0);

color.specularity := 0.8;

color.shininess := 1;

iBossDef := ksBossExtrusionDefinition(iBossExtrusion.GetDefinition);

if (iBossDef <> nil) then

begin

iBossDef.directionType := dtNormal;

iBossDef.SetSideParam(true, etBlind, 25, false, 10);

iBossDef.SetThinParam(false, dtNormal, 0, 0);

iBossDef.SetSketch(iSketch);

iBossExtrusion.Create; // создаем операцию

end;

end;

Результат проделанной работы, как «вручную», так и с помощью подключаемого модуля, показан на рис. 6.19. Изображенный трехмерный элемент, как вы только что сами убедились, вполне может быть создан без какого-либо вмешательства пользователя, с помощью API КОМПАС.

Рис. 6.19. Трехмерный элемент, созданный программно

Очевидно, что точно таким же образом вы можете автоматизировать выполнение любой последовательности любых трехмерных формообразующих операций, построение вспомогательной геометрии, формирование массивов и пр., что в результате даст вам готовую трехмерную модель изделия.

Первая библиотека к КОМПАС-3D

Приведенный выше пример, демонстрирующий общий принцип программного выполнения трехмерных операций из внешнего приложения (плагина), вряд ли объяснил, как все-таки создать прикладную библиотеку для КОМПАС-3D. В этом разделе подробно рассмотрим разработку простейшей библиотеки, выводящей в среде КОМПАС сообщение «Привет из КОМПАСа!». Структура всех приложений для КОМПАС практически не отличается, поэтому такую библиотеку можно будет в дальнейшем использовать как заготовку для других более сложных утилит.

Прикладная библиотека для КОМПАС-3D представляет собой обычную DLL (Dynamic Link Library – динамически подключаемая библиотека Windows), только с расширением RTW. Такая библиотека подключается к КОМПАС, как и любая другая, уже известным нам способом: через менеджер библиотек посредством команды контекстного меню Добавить описание → прикладной библиотеки.

Для выполнения примера создайте на жестком диске папку FirstLib, а в ней папку dcu, в которой будут храниться файлы библиотек КОМПАС.

Теперь можно приступить к выполнению проекта.

1. Запустите Delphi и создайте шаблон DLL-библиотеки, который предлагается по умолчанию. Для этого выполните команду File → New → Other. Появится окно New Items (рис. 6.20) со всевозможными шаблонами Windows-приложений и файлами Delphi (исполняемый EXE-файл, консольное приложение, форма или компонент Delphi и пр.). На вкладке New этого окна выберите пункт DLL Wizard и нажмите кнопку OK.

Рис. 6.20. Диалоговое окно New Items

Если вы хорошо знакомы с Delphi, например не раз выполняли в этой среде динамически подключаемые библиотеки, то для вас будет привычным созданный файл-заготовка проекта, начинающийся со служебного слова library. Сохраните его на жесткий диск в папку FirstLib под именем Hello_KOMPAS.dpr.

2. Теперь нужно связать этот файл с библиотеками типов КОМПАС, чтобы можно было пользоваться интерфейсами API. Выполните команду Project → Import Type Library, затем из списка Import Type Library появившегося окна выберите пункт Kompas6API5 (Version 1.0). При этом в текстовом поле под списком должен отобразиться путь к файлу библиотек типов КОМПАС (например,  C:\Program Files\ASCON\KOMPAS-3D V10\Bin\kAPI5.TLB). Выбрав указанный пункт, нажмите кнопку Create Unit (рис. 6.21).

Рис. 6.21. Подключение библиотеки типов КОМПАС к Delphi

Примечание

Если в списке Import Type Library нет необходимого пункта, вы можете добавить его вручную, нажав кнопку Add и отыскав файл kAPI5.TLB (он находится в каталоге Bin папки, в которой установлен КОМПАС).

3. За несколько секунд Delphi сгенерирует PAS-файл с именем Kompas6API5-TLB, который будет иметь описание всех интерфейсов API 5. Измените имя (заголовок) скомпилированного модуля (автоматически добавленного в проект библиотеки), с Kompas6API5-TLB на ksTLB и сохраните проект.

4. Закройте окно, в котором был открыт файл Kompas6API5-TLB.pas, в редакторе кода Delphi и измените имя файла на ksTLB.pas. Сгенерированный файл Kompas6API5-TLB.pas с интерфейсами размещается в каталоге Imports папки, в которой установлен Delphi, например C:\Program Files\Borland\Delphi7\Imports.

5. Скопируйте переименованный файл в каталог FirstLib\dcu вашего проекта.

6. Перейдите в главное окно проекта. В разделе uses замените следующую строку: Kompas6API5-TLB in “C:\Program Files\Borland\Delphi7\Imports\Kompas6API5-TLB.pas” на ksTLB. Напомню вам о том, что путь к Kompas6API5-TLB.pas может быть другим (он зависит от того, где установлен Delphi). Однако это не имеет значения, поскольку запись генерируется системой автоматически при компиляции файла библиотек типов. Указывать путь к модулю ksTLB, который был скопирован в папку dcu проекта, нет необходимости.

7. При компиляции прикладной библиотеки будут использованы множество различных файлов с описаниями интерфейсов, констант и пр. В принципе, они могут быть размещены где угодно (при этом в разделе uses следовало бы задавать каждый путь явно), но для удобства работы с проектом рекомендую хранить их в папке dcu, где уже находится файл ksTLB.pas. Где бы все эти файлы ни находились, в Delphi необходимо указать путь к ним. Для этого выполните команду Project → Options, после чего на вкладке Directories/Conditionals открывшегося окна настроек проекта (рис. 6.22) задайте пути к файлам проекта:

• Output directory – путь, по которому Delphi будет сохранять скомпилированный файл прикладной библиотеки (в нашем примере подойдет каталог FirstLib);

• Unit output directory и Search path – полный путь к каталогу FirstLib\dcu. По этим путям система будет искать необходимые файлы библиотек КОМПАСа, а также сохранять скомпилированные DCU-файлы.

Рис. 6.22. Задание путей к файлам проекта прикладной библиотеки

8. Перейдите на вкладку Application диалогового окна настроек проекта. В поле Target file extension введите расширение, которое будет применяться для файла будущей библиотеки – RTW. Нажмите OK, чтобы сохранить настройки.

Теперь можете сохранить проект и выполнить компиляцию (для этого воспользуйтесь командой Project → Compile Hello_KOMPAS или сочетанием клавиш Ctrl+F9). В результате в папке FirstLib должна появиться пока еще пустая и бесполезная библиотека, файл которой назван системой Hello_KOMPAS.rtw.

Чтобы RTW-библиотека, написанная на Delphi, могла взаимодействовать с КОМПАС, в ней обязательно должны присутствовать как минимум три функции (для сред программирования на базе языка C или C++ достаточно двух, так как функции LibraryName и LibraryId объединены в одну – unsigned int WINAPI LIBRARYID()):

• LibraryEntry – точка входа в библиотеку;

• LibraryName – возвращает имя библиотеки, отображаемое в менеджере библиотек;

• LibraryId – возвращает идентификатор библиотеки (позже его можно использовать при работе с самой библиотекой, для подключения списка меню ее команд и пр.).

Все эти функции обязательно должны быть экспортными, то есть экспортируемыми из данной DLL, чтобы система КОМПАС могла их видеть и вызывать. По этой причине их обязательно нужно вынести в раздел exports прикладной библиотеки.

Добавьте описание этих функций в вашу библиотеку (листинг 6.8).

Листинг 6.8. Три базовых функции RTW-библиотеки

library Hello_KOMPAS;

uses

SysUtils, Classes, ksTLB;

{$E rtw}

{$R *.res}

function LibraryName: PChar; pascal;

begin

Result := “Первая библиотека”;

end;

function LibraryId: integer; pascal;

begin

Result := 100;

end;

procedure LibraryEntry(command: WORD); pascal;

begin

end;

exports

LibraryName name “LIBRARYNAME”,

LibraryId name “LIBRARYID”,

LibraryEntry name “LIBRARYENTRY”;

begin

end.

Скомпилируйте полученный код и подключите файл библиотеки к КОМПАС. Убедитесь, что в окне менеджера отобразилось заданное в функции LibraryName имя библиотеки. Запускать приложение не нужно, поскольку все равно ничего не произойдет – будет вызываться пустая функция точки входа в библиотеку LibraryEntry.

Совет

Любая создаваемая вами на Delphi библиотека будет иметь три указанные функции. Вы можете сохранить проект на данном этапе в какую-либо другую папку и в дальнейшем при разработках новых библиотек использовать его как заготовку.

Теперь нужно сделать так, чтобы библиотека стала рабочей.

Сначала необходимо в раздел uses добавить еще один подключаемый модуль – ksAuto, а сам файл этого модуля (ksAuto.pas) перенести в каталог FirstLib\dcu. Файл ksAuto.pas вместе с другими файлами библиотек API системы КОМПАС находится в каталоге SDK\Include папки, в которой установлена текущая версия КОМПАС-3D.

Внутри ksAuto.pas есть многочисленные ссылки на другие файлы с определением классов КОМПАС API. Явно подключать их в разделе uses не нужно, но следует перенести в один каталог с файлом ksAuto.pas. Для данного проекта достаточно всего четыре файла (для более сложных понадобятся, конечно, и другие): ks2DCOM-TLB.pas, LDefin2D.pas, LibTool.pas и LtDefine.pas. Просто скопируйте эти файлы из SDK\Include в папку FirstLib\dcu вашего проекта.

В файле проекта объявите глобальную переменную kompas типа KompasObject, а в процедуру входа в библиотеку добавьте следующий код (листинг 6.9).

Листинг 6.9. Вывод текстового сообщения

uses

SysUtils, Classes, ksTLB, ksAuto;

{$E rtw}

{$R *.res}

// глобальная переменная приложения КОМПАС API

var kompas : KompasObject;

// код пропущен

procedure LibraryEntry(command: WORD); pascal;

begin

// инициализация объекта KompasObject

// с помощью функции CreateKompasObject

kompas := KompasObject(CreateKompasObject);

// если все прошло успешно

if (kompas = nil) then exit;

// выводим первое сообщение

kompas.ksMessage(“Привет из КОМПАСа!”);

// обнуляем переменную kompas

kompas := nil;

end;

Сохраните и скомпилируйте проект, после чего запустите библиотеку и выполните ее единственную команду. В результате библиотека выдаст первое приветственное сообщение (рис. 6.23).

Рис. 6.23. Сообщение, посланное библиотекой

Внимание!

При компиляции проекта прикладная библиотека должна быть обязательно отключена в менеджере библиотек, иначе компилятор сообщит об ошибке.

Исходные файлы этой простейшей библиотеки, а также сам исполняемый файл приложения Hello_KOMPAS.rtw находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 6\Delphi Programming\FirstLib. При попытке компиляции исходных файлов на своем компьютере вы должны учитывать, что куда бы ни были скопированы исходники с диска, пути к файлам библиотек КОМПАС, указанные в настройках проекта, будут отличаться. По этой причине перед компиляцией обязательно отредактируйте эти пути (см. рис. 6.22) и лишь после этого выполняйте сборку библиотеки.

Разработка мини-САПР зубчатых колес

Для лучшего усвоения прочитанного материала разработаем мини-САПР, создающую по минимальному количеству исходных данных 3D-модель зубчатого колеса (как прямозубого, так и косозубого). В общих чертах задача такова: после вызова библиотеки пользователем появляется диалоговое окно, в котором он задает модуль, количество зубьев, ширину зубчатого венца, а также угол наклона зубьев колеса. По введенным параметрам, после нажатия кнопки Построение, библиотека должна сгенерировать трехмерную модель колеса.

Выполните заготовку конструкторской библиотеки, как это было описано в предыдущем разделе. Чтобы немного облегчить себе задачу, вы можете воспользоваться готовым шаблоном, для чего скопируйте все исходные файлы предыдущего примера в новую директорию (назовем ее Gears3D) и сохраните проект под новым именем (Gears3D.dpr). Обязательно отредактируйте пути к файлам библиотек КОМПАС (то есть к папке Gears3D\dcu) в настройках проекта. Измените название библиотеки на Gears miniCAD и оставьте старый идентификатор библиотеки. Скопируйте из папки SDK\Include в каталог Gears3D\dcu еще один файл с описаниями констант, использующимися при инициализации различных интерфейсов, – ksConstTLB.pas. Затем можно, наконец, приступать к выполнению проекта.

Поскольку взаимодействие с пользователем планируется осуществлять с помощью диалогового окна, в проект необходимо добавить диалоговую форму. Для этого выполните команду File → New → Form, после чего в инспекторе объектов настройте часть свойств формы (табл. 6.8), оставив остальные заданными по умолчанию.

Таблица 6.8. Настройка свойств формы диалогового окна библиотеки

После создания формы Delphi автоматически сгенерировал модуль (unit) с кодом ее описания. Удалите из этого модуля описание глобальной переменной GearsForm типа TGearsForm и сохраните модуль под именем BuildUnit.pas.

Добавьте на форму по четыре текстовых метки (TLabel) и поля ввода (TEdit), а также две кнопки (TButton). Присвойте им заголовки Построение и Отмена.

Разместите указанные элементы управления приблизительно так, как показано на рис. 6.24.

Рис. 6.24. Форма будущего диалогового окна библиотеки

После создания формы необходимо обеспечить ее вывод в окне КОМПАС. Задача, на первый взгляд, сложная, но решается просто. Для вывода диалогового окна библиотеки нужно сделать следующее.

1. Получить дескриптор главного окна КОМПАС.

2. Запретить доступ пользователю к главному окну программы.

3. Создать объект диалогового окна и вывести его на экран в модальном режиме.

4. После закрытия пользователем окна библиотеки уничтожить окно и вернуть управление главным окном КОМПАС пользователю.

5. Обнулить дескриптор приложения.

Реализовать эту последовательность действий лучше всего в процедуре точки входа в библиотеку (листинг 6.10).

Листинг 6.10. Вывод диалогового окна библиотеки

procedure LibraryEntry(command: WORD); pascal;

var GearsForm : TGearsForm;

begin

kompas := KompasObject(CreateKompasObject);

if (kompas = nil) then exit;

// получаем дескриптор главного окна КОМПАС

Application.Handle := kompas.ksGetHWindow;

// запрещаем доступ к главному окну

kompas.ksEnableTaskAccess(0);

// создаем объект диалогового окна

GearsForm := TGearsForm.Create(Application);

GearsForm.ks := kompas;

// выводим диалог на экран

GearsForm.ShowModal;

// удаляем объект

GearsForm.Free;

// возвращаем доступ к окну

kompas.ksEnableTaskAccess(1);

Application.Handle := 0;

kompas := nil;

end;

В приведенном фрагменте кода есть одна, на первый взгляд, непонятная строка – GearsForm.ks := kompas;. В действительности, здесь все просто. Поскольку обработка построения зубчатого колеса будет выполнена внутри класса формы TGearsForm, то для того, чтобы в нем не получать заново указатель на интерфейс KompasObject, этот указатель передается внешней переменной ks класса TGearsForm. Разумеется, эту переменную (типа KompasObject) необходимо предварительно добавить в раздел public описания класса формы. Перед этим подключите в разделе uses модуля BuildUnit следующие файлы (модули): ksTLB, ksAuto, ksConstTLB, LDefin3D, LDefin2D и math (последний не относится к КОМПАС API, это стандартный модуль математических функций Delphi).

Скомпилируйте проект и подключите полученную библиотеку Gears3D.rtw к КОМПАС. Запустите ее и убедитесь, что после выполнения ее единственной команды в центре главного окна появляется созданное нами диалоговое окно.

Перейдем к реализации обработчиков щелчка на кнопках. Начнем со второй (Отмена), поскольку ее обработчик чрезвычайно прост. Щелкните дважды в редакторе форм на кнопке Отмена и в обработчике, автоматически созданном в редакторе кода, введите всего одну строку, закрывающую форму (листинг 6.11).

Листинг 6.11. Обработчик щелчка на кнопке Отмена

procedure TGearsForm.Button2Click(Sender: TObject);

begin

if CloseQuery then Close;

end;

Процедура обработки нажатия кнопки Построение намного сложнее. Условно ее можно разделить на три части.

1. Расчет геометрических параметров зубчатого колеса по введенным исходным данным.

2. Создание пустого документа КОМПАС-Деталь.

3. Собственно построение модели зубчатого колеса.

Программное построение модели колеса реализуем такой последовательностью трехмерных операций.

1. Сначала программно в плоскости XOY создается эскиз, содержащий контур половины сечения колеса (такой же, какой мы выполняли при моделировании вручную в гл. 3). На основании этого эскиза выполняется операция вращения, формирующая заготовку зубчатого колеса.

2. Далее в плоскости YOZ строится второй эскиз с четырьмя окружностями, над которыми выполняется операция вырезания в два направления. Таким образом, мы получим отверстия в диске.

3. Следующим шагом является выполнение выреза между зубьями в венце колеса. Для построения выреза воспользуемся первым из способов, предложенных в гл. 3. Напомню, этот способ заключается в построении выреза с помощью операции Вырезать по сечениям. При этом в модели колеса строится ряд эскизов-сечений, плоскости которых удалены от боковой поверхности колеса на величину l = i · b / (nс – 1) (где b – ширина колеса, nс – количество сечений или эскизов, i – порядковый номер эскиза). Для нашей библиотеки достаточно будет трех эскизов: по два на торцевых плоскостях колеса и один посредине – на плоскости YOZ. Это значит, что библиотека должна будет построить две вспомогательные плоскости, удаленные в обе стороны от плоскости YOZ на половину ширины венца зубчатого колеса. В каждой из трех плоскостей (двух вспомогательных и ортогональной YOZ) будет создано изображение эскиза выреза между зубьями, повернутое относительно вертикальной оси на угол α = 2 · l · tg β / dк, где β – угол наклона линии зуба, dк – делительный диаметр зубчатого колеса (обоснование этой зависимости приведено в гл. 3). Для первой плоскости вместо l необходимо подставить 0, для второй (YOZ) – b/2, для третьей – b.

4. В завершении создается ось на пересечении плоскостей XOZ и XOY. Относительно этой оси формируется массив по концентрической сетке вырезов между зубьями колеса. Количество копий устанавливается равным количеству зубьев колеса.

Начнем с первого этапа реализации построения: расчета геометрических характеристик создаваемого колеса (листинг 6.12).

Листинг 6.12. Расчет параметров колеса

procedure TGearsForm.Button1Click(Sender: TObject);

var

// раздел объявления переменных

// все объекты приведенных интерфейсов используются при построении

doc3 : ksDocument3D;

iPart : ksPart;

PlaneXOY : ksEntity;

PlaneXOZ : ksEntity;

PlaneYOZ : ksEntity;

SketchEntity : ksEntity;

iSketchDef : ksSketchDefinition;

doc : ksDocument2D;

r : reference;

iBaseRotatedEntity : ksEntity;

Color : ksColorParam;

iBaseRotatedDef : ksBaseRotatedDefinition;

iSketch1Entity : ksEntity;

iSketch1Def : ksSketchDefinition;

iCutExtrusion : ksEntity;

iCutExtrusionDef : ksCutExtrusionDefinition;

iOffsetPlaneEntity : ksEntity;

iOffsetPlaneDef : ksPlaneOffsetDefinition;

iSketch2Entity : ksEntity;

iSketch2Def : ksSketchDefinition;

iSketch3Entity : ksEntity;

iSketch3Def : ksSketchDefinition;

iOffsetPlane1Entity : ksEntity;

iOffsetPlane1Def : ksPlaneOffsetDefinition;

iSketch4Entity : ksEntity;

iSketch4Def : ksSketchDefinition;

iCutLoftEntity : ksEntity;

iCutLoftDef : ksCutLoftDefinition;

Collect : ksEntityCollection;

iAxis : ksEntity;

iAxis2PlDef : ksAxis2PlanesDefinition;

iCircularCopy : ksEntity;

iCirCopyDef : ksCircularCopyDefinition;

Collect1 : ksEntityCollection;

// геометрические параметры колеса

module : double;

Lm, Dm : double;

Dv : double;

b_k, c : double;

d_k, d_fk, d_ak : double;

delta0 : double;

z : integer;

beta : double;

Dotv : double;

alfa1, alfa2 : double;

begin

Hide; // прячем диалоговое окно

// считываем параметры, введенные пользователем в окне

module := StrToFloat(Edit1.Text);

z := StrToInt(Edit2.Text);

Lm := StrToFloat(Edit3.Text);

beta := StrToFloat(Edit4.Text);

// диаметр отверстия под вал

Dv := round(Lm/1.4);

// ширину маточины и ширину колеса принимаем равными

b_k := Lm;

// диаметр маточины

Dm := 1.8*Dv;

// толщина диска, соединяющего маточину с ободом

c := round(0.35*b_k);

// толщина обода

delta0 := round(2.5*module/cos(DegToRad(beta)));

d_k := module*z; // делительный диаметр колеса

d_ak := d_k+2*module; // диаметр выступов

d_fk := d_k-2.5*module; // диаметр впадин

// диаметр размещения центров отверстий в диске

Dotv := (d_fk – 2*delta0 + Dm)/2;

// создание детали...

// построение модели...

Close; // закрываем форму

end;

Если сейчас собрать приложение и попробовать запустить библиотеку, ничего происходить не будет, потому что пока ничего не создается и не строится.

Следующий этап построения намного более интересен – он заключается в программном создании документа КОМПАС-Деталь (листинг 6.13). В данном листинге раздел описания переменных и расчет параметров колеса пропущен, а приведен только фрагмент кода, реализующий создание документа-детали. В процедуру построения (обработчик нажатия кнопки Построение) этот фрагмент должен быть вставлен сразу после расчетов.

Листинг 6.13. Создание документа детали

// получаем указатель на интерфейс трехмерного документа

doc3 := ksDocument3D(ks.Document3D());

// создаем документ

// параметр false – в видимом режиме

// параметр true – документ-деталь

if doc3.Create(false, true) then

begin

// заполняем параметры документа

doc3.author := “Максим Кидрук”;

doc3.comment := “Зубчатое колесо”;

doc3.drawMode := 3;

doc3.perspective := true;

doc3.UpdateDocumentParam();

end else exit;

// проверяем, как прошла инициализация

if (doc3 = nil) then

begin

ks.ksMessage(“Не удалось создать документ!”);

exit;

end;

Откомпилировав и запустив приложение, вы сможете наблюдать, как после закрытия диалогового окна (нажатия кнопки Построение) программа сама создаст пустой документ КОМПАС-Деталь.

В листинге 6.14 приведен с небольшими сокращениями код построения трехмерной модели. Недостающие фрагменты кода вы можете взять из файла Examples\Глава 6\Delphi Programming\Gears3D\BuildUnit.pas на диске. Фрагмент кода содержит достаточно подробные комментарии, поэтому, полагаю, разобраться в нем будет несложно.

Листинг 6.14. Построение модели колеса

// получаем указатель на интерфейс детали

iPart := ksPart(doc3.GetPart(pNew_Part));

if (iPart <> nil) then

begin

// интерфейсы ортогональных плоскостей

PlaneXOY := ksEntity(iPart.GetDefaultEntity(o3d_planeXOY));

PlaneXOZ := ksEntity(iPart.GetDefaultEntity(o3d_planeXOZ));

PlaneYOZ := ksEntity(iPart.GetDefaultEntity(o3d_planeYOZ));

// интерфейс эскиза (половина контура сечения колеса)

iSketchEntity := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_sketch));

if (iSketchEntity <> nil) then

begin

// интерфейс параметров эскиза

iSketchDef := ksSketchDefinition(iSketchEntity.GetDefinition);

if (iSketchDef <> nil) then

begin

if (PlaneXOY <> nil) then

begin

// устанавливаем плоскость,

// на которой создается эскиз

iSketchDef.SetPlane(PlaneXOY);

iSketchEntity.Create;

// запускаем процесс редактирования эскиза

// doc – указатель на интерфейс ksDocument2D

doc := ksDocument2D(iSketchDef.BeginEdit);

if (doc <> nil) then

begin

// вычерчиваем изображение эскиза

// с помощью методов интерфейса ksDocument2D

// код пропущен

end;

// завершение редактирования эскиза

iSketchDef.EndEdit;

end;

end;

end;

// интерфейс базовой операции вращения

iBaseRotatedEntity := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_baseRotated));

// интерфейс параметров цвета и визуальных свойств

Color := ksColorParam(iBaseRotatedEntity.ColorParam);

Color.specularity := 0.8;

Color.shininess := 1;

if (iBaseRotatedEntity <> nil) then

begin

// интерфейс параметров вращения

iBaseRotatedDef :=

ksBaseRotatedDefinition(iBaseRotatedEntity.GetDefinition);

if (iBaseRotatedDef <> nil) then

begin

// настройка параметров вращения

iBaseRotatedDef.SetThinParam(false, dtNormal, 1, 1);

iBaseRotatedDef.SetSideParam(true, 360);

iBaseRotatedDef.toroidShapeType := false;

iBaseRotatedDef.SetSketch(iSketchEntity);

// создаем операцию вращения

// результат – заготовка зубчатого колеса

iBaseRotatedEntity.Create;

end;

end;

// интерфейс эскиза (отверстия в диске)

iSketch1Entity := ksEntity(iPart.NewEntity( o3d_sketch ));

if (iSketch1Entity <> nil) then

begin

iSketch1Def := ksSketchDefinition(iSketch1Entity.GetDefinition);

if (iSketch1Def <> nil) then

begin

if (PlaneYOZ <> nil) then

begin

// размещаем эскиз на плоскости YOZ

iSketch1Def.SetPlane(PlaneYOZ);

iSketch1Entity.Create;

doc := ksDocument2D(iSketch1Def.BeginEdit);

if (doc <> nil) then

begin

// изображение в эскизе – 4 окружности

// создаются вызовом метода ksDocument2D::ksCircle

doc.ksCircle(0, Dotv/2, 0.4*(d_fk/2-delta0-Dm/2), 1);

doc.ksCircle(0, -Dotv/2, 0.4*(d_fk/2-delta0-Dm/2), 1);

doc.ksCircle(Dotv/2, 0, 0.4*(d_fk/2-delta0-Dm/2), 1);

doc.ksCircle(-Dotv/2, 0, 0.4*(d_fk/2-delta0-Dm/2), 1);

end;

iSketch1Def.EndEdit;

end;

end;

end;

// интерфейс операции Вырезать выдавливанием

iCutExtrusion := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_cutExtrusion));

if (iCutExtrusion <> nil) then

begin

// интерфейс параметров вырезания

iCutExtrusionDef :=

ksCutExtrusionDefinition(iCutExtrusion.GetDefinition);

if (iCutExtrusionDef <> nil) then

begin

// настройка параметров

iCutExtrusionDef.SetSketch(iSketch1Entity);

// направление

iCutExtrusionDef.directionType := dtBoth;

// величина вырезания по каждому из направлений

iCutExtrusionDef.SetSideParam(true, etBlind, c/2,

0, false);

iCutExtrusionDef.SetSideParam(false, etBlind, c/2,

0, false);

iCutExtrusionDef.SetThinParam(false, 0, 0, 0);

// создаем отверстия в диске

iCutExtrusion.Create;

end;

end;

// интерфейс смещенной плоскости

iOffsetPlaneEntity := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_planeOffset));

if (iOffsetPlaneEntity <> nil) then

begin

// интерфейс параметров смещенной плоскости

iOffsetPlaneDef :=

ksPlaneOffsetDefinition(iOffsetPlaneEntity.GetDefinition);

if (iOffsetPlaneDef <> nil) then

begin

// величина, базовая плоскость и другие параметры смещения

iOffsetPlaneDef.Offset := b_k/2;

iOffsetPlaneDef.SetPlane(PlaneYOZ);

iOffsetPlaneDef.direction := false;

// делаем плоскость скрытой

iOffsetPlaneEntity.Hidden := true;

// создаем вспомогательную плоскость

iOffsetPlaneEntity.Create;

end;

end;

// эскиз первого выреза между зубьями

iSketch2Entity := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_sketch));

if (iSketch2Entity <> nil) then

begin

iSketch2Def := ksSketchDefinition(iSketch2Entity.GetDefinition);

if (iSketch2Def <> nil) then

begin

// базовая плоскость – вспомогательная iOffsetPlaneEntity

iSketch2Def.SetPlane(iOffsetPlaneEntity);

iSketch2Entity.Create;

doc := ksDocument2D(iSketch2Def.BeginEdit);

alfa1 := 360/z;

doc.ksMtr(0, 0, 90, 1, 1);

// вычерчивание изображения эскиза

// вместо эвольвент для простоты

// берем обычные дуги по трем точкам

// код пропущен

doc.ksDeleteMtr;

iSketch2Def.EndEdit;

end;

end;

// интерфейс второго эскиза выреза между зубьями

iSketch3Entity := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_sketch));

if (iSketch3Entity <> nil) then

begin

iSketch3Def := ksSketchDefinition(iSketch3Entity.GetDefinition);

if (iSketch3Def <> nil) then

begin

// строим на плоскости YOZ

iSketch3Def.SetPlane(PlaneYOZ);

iSketch3Entity.Create;

doc := ksDocument2D(iSketch3Def.BeginEdit);

alfa2 := -RadToDeg(b_k*tan(DegToRad(beta))/d_k);

doc.ksMtr(0, 0, 90, 1, 1);

// вычерчивание изображения эскиза

// вместо эвольвент для простоты

// берем обычные дуги по трем точкам

// код пропущен

doc.ksDeleteMtr;

iSketch3Def.EndEdit;

end;

end;

// вторая смещенная плоскость

iOffsetPlane1Entity := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_planeOffset));

if (iOffsetPlane1Entity <> nil) then

begin

iOffsetPlane1Def :=

ksPlaneOffsetDefinition(iOffsetPlane1Entity.GetDefinition);

if (iOffsetPlane1Def <> nil) then

begin

// величина смещения та же

iOffsetPlane1Def.Offset := b_k/2;

// направление противоположное

iOffsetPlane1Def.direction := true;

iOffsetPlane1Def.SetPlane(PlaneYOZ);

// делаем плоскость скрытой

iOffsetPlane1Entity.Hidden := true;

// создаем смещенную плоскость

iOffsetPlane1Entity.Create;

end;

end;

// третий (последний) эскиз выреза между зубьями

iSketch4Entity := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_sketch));

if (iSketch4Entity <> nil) then

begin

iSketch4Def := ksSketchDefinition(iSketch4Entity.GetDefinition);

if (iSketch4Def <> nil) then

begin

// базовая плоскость – только что созданная смещенная

iSketch4Def.SetPlane(iOffsetPlane1Entity);

iSketch4Entity.Create;

doc := ksDocument2D(iSketch4Def.BeginEdit);

alfa2 := -RadToDeg(2*b_k*tan(DegToRad(beta))/d_k);

doc.ksMtr(0, 0, 90, 1, 1);

// вычерчивание изображения эскиза

// вместо эвольвент для простоты

// берем обычные дуги по трем точкам

// код пропущен

doc.ksDeleteMtr;

iSketch4Def.EndEdit;

end;

end;

// интерфейс операции Вырезать по сечениям

iCutLoftEntity := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_cutLoft));

if (iCutLoftEntity <> nil) then

begin

// интерфейс параметров операции по сечениям

iCutLoftDef := ksCutLoftDefinition(iCutLoftEntity.GetDefinition);

if (iCutLoftDef <> nil) then

begin

// интерфейс массива ksEntityCollection

// коллекции эскизов для вырезания по сечениям

Collect := ksEntityCollection(iCutLoftDef.Sketchs);

// добавляем эскизы в колекцию

Collect.Add(iSketch2Entity);

Collect.Add(iSketch3Entity);

Collect.Add(iSketch4Entity);

// создаем операцию по сечениям

// результат – первый вырез между зубьями в венце колеса

iCutLoftEntity.Create;

end;

end;

// интерфейс вспомогательной оси на пересечении двух плоскостей

iAxis := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_axis2Planes));

if (iAxis <> nil) then

begin

// интерфейс параметров вспомогательной оси

// на пересечении плоскостей

iAxis2PlDef := ksAxis2PlanesDefinition(iAxis.GetDefinition);

if (iAxis2PlDef <> nil) then

begin

// задаем плоскости

iAxis2PlDef.SetPlane(1, PlaneXOZ);

iAxis2PlDef.SetPlane(2, PlaneXOY);

// делаем ось невидимой

iAxis.hidden := true;

// создаем вспомогательную ось

iAxis.Create;

end;

end;

// интерфейс операции Массив по концентрической сетке

iCircularCopy := ksEntity(iPart.NewEntity(o3d_circularCopy));

if (iCircularCopy <> nil) then

begin

// интерфейс параметров операции копирования по массиву

iCirCopyDef :=

ksCircularCopyDefinition(iCircularCopy.GetDefinition);

if (iCirCopyDef <> nil) then

begin

// коллекция операций для копирования

Collect1 :=

ksEntityCollection(iCirCopyDef.GetOperationArray);

// операция всего лишь одна – вырезание зуба

Collect1.Add(iCutLoftEntity);

// количество копий, равно количеству зубьев

iCirCopyDef.count2 := z;

iCirCopyDef.factor2 := true;

// ось копирования

iCirCopyDef.SetAxis(iAxis);

// создаем концентрический массив – колесо готово!

iCircularCopy.Create;

end;

end;

end;

Если вы разобрались в приведенном фрагменте кода, добавьте его в создаваемый проект. Недостающие части скопируйте из файла модуля построения, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске. В них нет ничего сложно, обычная последовательность ввода графических примитивов с помощью методов ksLineSeg, ksArcByAngle и ksCircle интерфейса ksDocument2D, просто они достаточно громоздки, чтобы приводить их полностью на страницах книги.

Вновь соберите (перекомпилируйте) библиотеку. Перейдите в окно КОМПАС и запустите приложение из менеджера библиотек. Введите исходные данные для зубчатого колеса (например, модуль – 3, 5 мм, количество зубьев – 56, ширина зубчатого венца – 60 мм и угол наклона линии зубьев – 15°) и нажмите кнопку Построение.

Внимание!

Чтобы избежать ошибок, вы должны сами следить за правильностью введенных данных, поскольку защита от некорректного ввода при разработке мини-САПР не предусматривалась. В частности, самостоятельно контролируйте, какой знак (точка или запятая) установлен в вашей системе в качестве разделителя целой и дробной части вещественного числа. При желании вы можете доработать библиотеку сами так, чтобы она обрабатывала различные внештатные ситуации.

Всего за несколько секунд программа построит по указанным данным 3D-модель косозубого зубчатого колеса (рис. 6.25).

Рис. 6.25. Трехмерная модель зубчатого колеса, созданная программно

С помощью такой небольшой утилиты вы можете создавать зубчатые колеса практически любых размеров, с произвольным углом наклона зубьев, а также прямозубые. Все исходные файлы проекта, а также сам файл библиотеки находятся на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 6\Delphi Programming\Gears3D. Если вы собираетесь рассматривать уже готовый проект, не забудьте после копирования его на жесткий диск изменить в настройках пути к подключаемым модулям КОМПАС API. Только после этого выполняйте компиляцию.

Немного усовершенствуем прикладную библиотеку так, чтобы формируемая модель не создавалась в документе-детали, а вставлялась в текущую сборку с помощью трехмерного фантома. Для этого выполните следующее.

1. В модуле BuildUnit в разделе public класса формы объявите новую переменную cancel типа boolean. Эта переменная будет служить индикатором действий пользователя: true – если пользователь прервал работу приложения и false – если построение зубчатого колеса было начато. После этого в обработчике события OnCreate создания формы присвойте данной переменной значение true (чтобы создать обработчик, достаточно дважды щелкнуть кнопкой мыши в любой точке формы, не занятой элементом управления).

2. В обработчике щелчка на кнопке Отмена перед закрытием формы также установите значение переменной cancel равным true (хотя это необязательная операция). Только при нажатии кнопки Построение переменная cancel должна получить значение false.

3. В вызове метода создания трехмерного документа doc3.Create(false, true) замените первый параметр на true – doc3.Create(true, true). В результате модель зубчатого колеса будет строиться в невидимом режиме.

4. В самый конец процедуры обработки нажатия кнопки Построение перед закрытием диалогового окна добавьте код, сохраняющий построенную модель на жесткий диск (листинг 6.15). В примере деталь сохраняется в папку C:\gear.m3d. Путь, как и название файла, вы можете выбирать произвольными, при желании можете организовать их запрос у пользователя.

Листинг 6.15. Сохранение построенной детали

// doc3 – указатель на интерфейс ksDocument3D

// построенной детали

doc3.SaveAs(“C:\gear.m3d”);

doc3.close;

// закрытие диалогового окна

Close;

5. Перейдите в главный файл проекта. В раздел uses подключите три дополнительных модуля: ksConstTLB, LDefin3D и LDefin2D. Эти модули понадобятся для объявления объектов интерфейсов, участвующих в создании трехмерного фантома. В начало процедуры входа в библиотеку, сразу после инициализации объекта KompasObject, добавьте код проверки активного документа (листинг 6.16).

Листинг 6.16. Проверка типа активного документа

// получаем указатель на активный трехмерный документ

doc3 := ksDocument3D(kompas.ActiveDocument3D());

// если указатель nil или документ является деталью

if (doc3 = nil) or (doc3.IsDetail) then

begin

// выдаем сообщение и прекращаем работу библиотеки

kompas.ksMessage(“Текущий документ не является сборкой!”);

kompas := nil;

exit;

end;

6. После закрытия диалогового окна библиотеки документ КОМПАС-Деталь, который и так создавался в невидимом режиме, закрывается, поэтому ничего пока происходить не будет. Чтобы организовать вставку модели фантомом в произвольную точку сборки, после завершения модального показа окна библиотеки должен выполниться следующий код (листинг 6.17). Разумеется, переменные doc3, rInfo и iPart должны быть предварительно объявлены в разделе var функции LibraryEntry.

Листинг 6.17. Вставка модели колеса в сборку фантомом

// если построение не было отменено

if not GearsForm.cancel then

begin

// возвращаем доступ к главному окну

kompas.ksEnableTaskAccess(1);

// получаем интерфейс новой детали в сборке

iPart := ksPart(doc3.GetPart(pNew_Part));

// устанавливаем имя файла компонента

iPart.fileName := “C:\gear.m3d”;

// интерфейс запроса пользователя об указании

// точки вставки

rInfo := ksRequestInfo3D(doc3.GetRequestInfo(iPart));

// задаем функцию обратной связи

rInfo.SetCallBack(“SELECTCALLBACKPROC”, hInstance, nil);

// создаем фантом колеса

rInfo.CreatePhantom;

// если пользователь установил компонент

if doc3.UserGetPlacementAndEntity(0) then

begin

// размещаем его

iPart.SetPlacement(rInfo.GetPlacement);

doc3.SetPartFromFile(“C:\gear.m3d”, iPart, true);

iPart.UpdatePlacement;

end;

end

else kompas.ksEnableTaskAccess(1);

7. После завершения работы библиотеки (пользователь указал точку вставки и зафиксировал компонент) уничтожаем форму и обнуляем все использовавшиеся переменные (листинг 6.18).

Листинг 6.18. Обнуление переменных

GearsForm.Free; // освобождаем объект формы

Application.Handle := 0; // обнуляем дескриптор главного окна

doc3.SetActive; // делаем активным окно текущей сборки

doc3 := nil; // обнуляем указатель на документ

kompas := nil; // и на КОМПАС

В листинге 6.17 одним из методов интерфейса ksRequestInfo3D объекту этого интерфейса передается адрес функции обратного вызова SELECTCALLBACKPROC. Эту функцию система вызывает из библиотеки каждый раз, когда пользователь указывает какой-либо объект в окне документа или фиксирует точку. В общем случае внутри этой функции происходит фильтрация указанных пользователем объектов и реализация определенных действий по результатам фильтрации. Например, при вставке болта из библиотеки стандартных изделий вы сначала указываете цилиндрическую поверхность, куда вставится болт (то есть отверстие под болт), а потом плоскую грань, на которую установится шапочка болта. Причем система точно знает, что именно вы указали (сначала цилиндрическую грань, затем плоскую) и какие сопряжения в зависимости от заданного трехмерного элемента накладывать на библиотечный элемент. Это и есть пример действия функции обратного вызова.

В нашей программе мы не будем реализовывать фильтр выбранных объектов, то есть при вставке модели колеса в документ нужно будет просто указать точку в трехмерном пространстве сборки. По этой причине функция обратного вызова будет чрезвычайно проста (листинг 6.19).

Листинг 6.19. Функция обратного вызова

function SelectCallBackProc(entity: ksEntity; rInfo: ksRequestInfo3D): integer;

stdcall; Export;

begin

Result := 1;

end;

Чтобы КОМПАС мог вызывать эту функцию из библиотеки, ее обязательно следует объявить как экспортную (листинг 6.20).

Листинг 6.20. Добавление функции обратного вызова в раздел exports

exports

LibraryName name “LIBRARYNAME”,

LibraryId name “LIBRARYID”,

LibraryEntry name “LIBRARYENTRY”,

SelectCallBackProc name “SELECTCALLBACKPROC”;

На этом все. Скомпилируйте проект и запустите библиотеку. Теперь КОМПАС будет создавать трехмерную модель в скрытом режиме. Сразу же после завершения построения трехмерная модель колеса появится в окне активной сборки в фантомном отображении, перемещаясь за указателем мыши (рис. 6.26).

Рис. 6.26. Вставка модели, созданной библиотекой, в виде фантома в произвольную точку сборки

Чтобы вставить модель зубчатого колеса в сборку, необходимо указать точку вставки, щелкнув кнопкой мыши в нужном месте окна представления документа или задав координаты вручную, после чего обязательно нажать кнопку Создать объект на панели специального управления (или воспользоваться сочетанием клавиш Ctrl+Enter).

Еще одной важнейшей особенностью этого приложения является то, что оно запускается только при активном документе типа КОМПАС-Сборка. Для всех других типов документов или для случая, когда активных документов вообще нет, библиотека будет выдавать сообщение (рис. 6.27) и сразу прекращать работу.

Рис. 6.27. Сообщение библиотеки о неверном типе документа

С помощью такой обновленной библиотеки вы можете создавать сразу несколько различных зубчатых колес и вставлять их в сборку (рис. 6.28).

Рис. 6.28. Трехмерные модели зубчатых колес, создаваемые библиотекой Gears miniCAD

Файлы с исходными кодами этой версии мини-САПР зубчатых колес вы найдете на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 6\Delphi Programming\GearsEx. В этом же каталоге размещен уже скомпилированный файл библиотеки GearsEx.rtw.

Таким образом, КОМПАС-Мастер – это очень мощные инструментальные средства разработки приложений (библиотек) неограниченной сложности, функционирующих в среде КОМПАС-3D. С помощью этих средств программист может получить доступ ко всем без исключения функциям системы. Все, что пользователь делает вручную (будь то создание или редактирование графического документа, открытие и закрытие файлов, работа со спецификациями, создание таблиц, оформление чертежей, сохранение файлов в различных форматах, вставка рисунков и т. д.), можно автоматизировать с использованием КОМПАС-Мастер.

Однако при использовании КОМПАС-Мастер, в отличие от библиотек фрагментов или шаблонов, не обойтись одними знаниями КОМПАС. Для программирования библиотек в первую очередь надо четко определить задачу, которая будет решаться с помощью создаваемого приложения, а также выяснить все возможные пути ее решения (для составления правильного алгоритма). Естественно, необходимо досконально освоить приемы работы с одной из вышеназванных сред программирования, чтобы все это правильно спрограммировать. Разработчик прикладных САПР должен быть одновременно и инженером, и программистом, и при этом обладать немалым терпением. Нужно быть готовым тратить время и нервы на нелегкую отладку программ, ведь каким бы профессионалом вы ни были, ошибки будут всегда, а их поиск и устранение могут быть не менее долгими и утомительными, чем сам процесс написания библиотеки.

Зато, преодолев все эти трудности, вы получите удобное и гибкое приложение, обладающее функционалом и интерфейсом, полностью удовлетворяющими вашим требованиям. Уровень автоматизации выполнения процессов, достигаемый в нем при использовании КОМПАС-Мастер, ничем не ограничен (только вашим желанием трудиться и вашими способностями). В программу можно заложить не только возможность чертить или строить что-либо, ее можно заставить «думать» – самостоятельно выбирать, анализировать и обрабатывать необходимые данные, производить определенные действия в зависимости от прочитанных значений, выполнять сложные расчеты и делать выводы по их результатам и пр. Все это может максимально облегчить работу инженера.

Резюме

В данной главе рассмотрены способы расширения стандартных возможностей, предоставляемых системой КОМПАС-3D.

В начале идет краткое обоснование, почему необходимо обеспечивать возможность расширения функционала любой CAD-системы, а также описание того, что в этом отношении предлагает КОМПАС-3D. Пользователи для максимального приближения возможностей системы к своим потребностям могут применить один из четырех способов: создание библиотеки фрагментов, создание библиотеки шаблонов, использование КОМПАС-Макро или КОМПАС-Мастер. Затем в главе более подробно рассказывается о каждом из способов.

Большая часть главы посвящена инструментальным средствам разработки прикладных библиотек для системы КОМПАС – макросреде КОМПАС-Мастер. В соответствующем разделе приведена информация о принципах организации КОМПАС API, о базовых интерфейсах системы, а также об особенностях создания приложений для трехмерного редактора КОМПАС. В качестве примера подробно разобран процесс разработки в среде Delphi 7 мини-САПР, создающей трехмерные модели зубчатых колес в КОМПАС-3D. Все примеры снабжены достаточно подробными комментариями, а файлы с их исходными кодами вы можете найти на прилагаемом к книге компакт-диске.

Глава будет полезна всем, кто хочет получить от КОМПАС больше, научиться расширять его функционал, максимально упрощая и ускоряя процесс проектирования и выпуска документации.

Заключение

В условиях динамично развивающегося рынка САПР знание основ трехмерного моделирования, параметризации, создания чертежей в CAD-системе является необходимым для инженера-конструктора.

В любой проектно-конструкторской организации, на любом предприятии и высшем учебном заведении в последние несколько лет большое внимание уделяется подготовке расчетов, чертежей и документации именно с использованием персональных компьютеров.

Технический специалист, кроме знаний в своей области, должен отменно владеть навыками автоматизированного проектирования, легко, точно, а главное – быстро решать поставленные задачи в графическом редакторе или расчетной системе. Без этого его предприятие, а значит, и он сам, обречено оказаться раздавленным жесткой рыночной конкуренцией.

Очень важным моментом, влияющим на качество работы инженера-проектировщика, является выбор среды моделирования.

Среди множества инженерных систем для трехмерного моделирования, доступных сегодня, на самом деле немного таких, которые при удобстве интерфейса, легкости и простоте в освоении, обладали бы широким функционалом и при этом имели бы доступную цену. Одной из таких систем является программа КОМПАС-3D.

Из данной книги вы узнали о секретах эффективной работы в последней версии российской системы трехмерного твердотельного моделирования – КОМПАС-3D V10.

Если вы решили применять эту систему, не сомневайтесь, вы сделали правильный выбор.

Потратив совсем немного времени на ее освоение (по сравнению с другими CAD-редакторами) и привыкнув к системе, вы уже не захотите променять ее ни на одну другую, позволяющую решать те же задачи.

Изложение в книге велось от простого к более сложному, сопровождаясь большим количеством рисунков и интересных примеров.

Сами примеры были ориентированы не только на изучение собственно КОМПАС, но и на демонстрацию решения тех или иных сложных задач, часто встречающихся в повседневной деятельности инженера, средствами графической системы среднего класса.

Надеюсь, что приведенный на этих страницах материал смог оказать существенную помощь не только тем, кто делает лишь первые шаги в освоении систем автоматизированного проектирования и трехмерного моделирования, но и читателям, которые ранее были знакомы с КОМПАС-3D или другими подобными системами.

notes

Примечания

1

Имеются в виду размеры элементов чертежа при распечатке на принтере в масштабе 1:1, то есть, например, лист А1 на ватмане формата А1.

Table of Contents

Максим Иванович Кидрук КОМПАС-3D V10 на 100 %

Введение

Об авторе

От издательства

Глава 1 Пользовательский интерфейс и настройки системы

КОМПАС-3D V10: первое знакомство

Главное меню КОМПАС-3D V10

Меню Файл

Меню Редактор

Меню Вид

Меню Инструменты и меню Операции

Меню Сервис

Компактная и другие панели инструментов

Настройка системы

Настройка интерфейса

Системные настройки

Сохранение и восстановление настроек

Особенности последних версий КОМПАС-3D

Азбука КОМПАС

Дерево модели

Сетчатая прозрачность

Новое в версии КОМПАС-3D V10

Резюме

Глава 2 Двухмерное черчение

Создание и редактирование геометрических объектов

Привязки

Команды создания геометрических объектов

Редактирование геометрических объектов

Размеры и обозначения

Построение размеров и редактирование размерных надписей

Обозначения на чертеже

Работа с документом КОМПАС-Чертеж

Оформление чертежа

Многолистовые чертежи

Виды и слои

Практическое черчение

Создание сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического редуктора

Создание деталировочного чертежа зубчатого колеса

Построение графиков функций

Резюме

Глава 3 Трехмерное моделирование

Твердотельное моделирование в КОМПАС-3D

Формообразующие операции (построение деталей)

Вспомогательная геометрия и трехмерные кривые

Свойства трехмерных объектов

Создание сборок

Использование переменных и выражений в моделях

Практическое моделирование

Общие рекомендации по построению трехмерных моделей

Построение трехмерной модели одноступенчатого цилиндрического редуктора

Интересные примеры

Пружины

Червячное зацепление

Модель из листового металла

Текст на цилиндре

Проставление трехмерных размеров и обозначений

Резюме

Глава 4 Проектирование спецификаций

Общие принципы работы со спецификациями

Разработка спецификации к сборочному чертежу редуктора

Разработка спецификации для трехмерной сборки редуктора

Разработка спецификации к ассоциативному чертежу

Специальные возможности редактора спецификаций КОМПАС-3D

Резюме

Глава 5 Прикладные библиотеки

Конструкторские приложения

КОМПАС-SHAFT 3D

КОМПАС-SHAFT 2D

КОМПАС-SPRING

Система распознавания 3D-моделей

Библиотека муфт

Бесплатные библиотеки

Редуктор-2D V1.7

Редуктор-3D V2.3

Резюме

Глава 6 Расширение возможностей системы

Создание библиотек фрагментов и моделей

Создание библиотек шаблонов

Создание библиотек с помощью КОМПАС-Макро

КОМПАС-Мастер

Технология COM, автоматизация и интерфейсы IDispatch

Базовые интерфейсы API системы КОМПАС

Пример программной реализации трехмерной операции

Первая библиотека к КОМПАС-3D

Разработка мини-САПР зубчатых колес

Резюме

Заключение

Примечания

1