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.
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.