Лекция 10 Работа с Эскизами

Рассматриваемые вопросы:

Эскизы (Sketch)

Размещение эскиза Выбор привязок эскиза

Использование слоев и присвоение имени эскизам Степени свободы и геометрические привязки эскиза Изменение эскиза функцией «Альтернативное решение» Отображение и удаление геометрических ограничений Добавление геометрических объектов к эскизу Удаление объектов эскиза Новое расположение эскиза (перепривязка эскиза) Простые и комплексные эскизы

Эквидистанта по элементам модели Скругления и фаски в эскизах Зеркальное отражение в эскизах Комплексные эскизы

Эскизы (SKETCH)

Эскиз - это приложение NX, которое используется для создания 2-мерной геометрии в части. Каждый эскиз имеет имя и состоит из набора точек и плоских кривых, заданных в определенной плоскости. Вы можете использовать эскиз для различных конструкторских задач. Например, вы можете создать:

объемное или листовое тело заметанием контура эскиза, переносом или вращением; поверхности свободной формы, используя эскизы в качестве сечений при построении;

2-мерную «компоновку» большого количества элементов, которая может содержать сотни или даже тысячи кривых эскиза; использовать эскиз как кривую для задания закона изменения.

Эскизы размещаются на плоскостях, называемых «плоскостями эскиза». Эта плоскость может быть как опорной плоскостью, так и гранью тела. Дополнительно для создания эскиза необходимы вертикальная или горизонтальная оси. Ими могут быть как опорная плоскость или ось, так и ребра тела или прямые линии. Объекты эскиза (точки, линии, дуги окружностей, кривые) после их создания параметризуются (при необходимости). Поэтому нет необходимости в том, чтобы создавать, например, окружность диаметром 50 мм сразу соответствующего диаметра. Просто нужно сделать окружность любой величины, а затем модифицировать еѐ с помощью простановки размера диаметра, равного 50 мм.

Примечание: при необходимости имеется возможность сразу создать размерные ограничения, для этого необходимо в команде «(Наследовать ограничения» установить отметку у опции «Размерное ограничение». При задании значения в динамическом поле ввода размер будет создан для команд «Профиль», «Прямая», «Дуга», «Окружность» и «Прямоугольник». Отмеченные типы ограничений будут автоматически создаваться в эскизе при его

«вертикальность» и др. Эскиз и его объекты ассоциативны по отношению к связанной геометрии, они перемещаются вместе с изменяемой геометрией.

1 - инструментальная панель эскиза, 2 - панель «Инструменты эскиза», 3 - панель выбора, 4 - строка состояния, 5 - диалог команд, 6 - ассоциативная СК, 7 - динамические поля ввода, 8 - кривые эскиза (объекты), 9 - опции «Захват точек».

Примечание к использованию эскизов:

принципиально все, что может быть создано просто и быстро с помощью функциональных элементов, должно создаваться с помощью элементов формы (Form Features). Если вы не укладываетесь в возможности функциональных элементов, используйте эскиз. В любом случае эскизы предпочтительнее непараметризованных геометрических элементов (базовые кривые); эскиз ассоциативно связан с плоскостью базирования, при изменении положения

этой плоскости эскиз также изменит свое положение. Базирующиеся на эскизах поверхности, по которым производится, например, обрезка тел, также перестраиваются. В этом случае в отличие от поверхностей, построенных на базовых кривых, не происходит заглубления поверхности в тело и не происходит ошибок перестроения при изменении параметров тела. Созданные с помощью эскизов тела значительно легче изменить, чем тела, которые построены на основе базовых кривых (Basic Curves).

Пример использования эскиза для построения однотипных элементов

Левая серьга выполнена как элемент формы «Прямоугольный выступ» (Rectangular Pocket) с заданными параметрами по длине, высоте и ширине. Стандартное отверстие позиционируется произвольно (заданы параметры расположения).

Правая серьга должна иметь определенную высоту (выделено красным цветом), боковые грани должны располагаться под определенным углом и с определенным радиусом при вершине. Отверстие всегда должно располагаться в центре радиуса скругления. Такие требования сложно реализовать, используя только элементы формы, поэтому в данном случае используют эскиз.

размещение эскиза Важным шагом при создании эскиза является выбор плоскости размещения и

внешних привязок эскиза. Когда и какую поверхность выбрать? Использовать фиксированную опорную геометрию или связанную? Что выбрать в качестве горизонтальной привязки эскиза? Как определить позицию объектов эскиза? Ответы на эти вопросы зависят от многих факторов и текущей ситуации построения модели.

Когда вы создаете эскиз, вы должны определить плоскость его размещения. Кроме плоскости размещения эскизы нуждаются во внешних привязках: горизонтальная или вертикальная ось эскиза;

базовые элементы для простановки размеров и условий сопряжения объектов эскиза.

При выборе этих привязок необходимо следить, чтобы после изменений геометрии модели было возможно просчитать (перестроить) эскиз. Если привязки эскиза теряются в результате изменений связанной геометрии, эскиз теряет свои условия (возникают ошибки перестроения) или не может быть просчитан без ручного вмешательства и соединения с другой геометрией (другая плоскость эскиза либо другие оси). Возобновление привязок возможно, но иногда требует больших затрат, особенно на сложных эскизах.

Выбор привязок эскиза.

Для исключения ошибок перестроения модели выбору опорной геометрии для эскизов придается особое значение в части изменяемости модели (это касается и элементов модели).

При выборе привязок эскиза обратите внимание на следующие пункты: выбирайте привязки к объектам (ребра, точки, грани, плоскости) на элементах модели, которые находятся как можно дальше от начала создания модели по дереву в навигаторе модели; выбирайте по возможности те объекты функциональных элементов, которые или

совсем не зависят или зависят незначительно от других элементов модели;

по возможности избегайте привязок к ребрам скруглений (Blend) или уклонов (Tapers), которые после проведения изменений могут исчезнуть;

как можно меньше используйте привязки размеров и геометрических ограничений от не относящихся к эскизу элементов. Например, задав размеры положения конечной точки линии эскиза от двух кромок существующего тела, мы полностью определим еѐ положение (у точки нет степеней свободы). Дальнейшее образмеривание других элементов эскиза проводим от данной точки, а не от тех же кромок модели, которые использовались ранее. В дальнейшем, если исчезнут используемые ребра модели, вам потребуется восстановить всего два размера и не придется восстанавливать остальные.

Пример 3.2-1

Откройте файл 3.2_Sketch_Reference.prt (рис. 3.2-4).

Обратите внимание на вырез трапециевидной формы. Он начинается на грани прямоугольного кармана (6) и заканчивается на грани элемента «Уклон» (8). Вырез создан вытягиванием кривых эскиза (Эскиз (14) “SKETCH_001”).

Эскиз был создан следующим образом:

-плоскость эскиза – верхняя грань основного тела (Выделение (5));

-горизонтальная ось эскиза направлена вдоль длинного ребра верхней грани основного тела;

• Первоначально все элементы эскиза имеют возможность перемещаться свободно (обладают степенями свободы). Первыми двумя размерами мы ограничиваем степени свободы первой точки. Опорными элементами для размеров являются два ребра основного тела.

От этой точки задаем размеры и ограничения для остальных элементов эскиза.

В итоге мы имеем в эскизе только два размера (подсвечены другим цветом), привязанных к геометрии модели, которая не относится к эскизу. Это единственные размеры, у которых может потеряться привязка из-за изменений в модели.

Если мы в информационном окне навигатора модели посмотрим родительские элементы эскиза (Эскиз (14): "SKETCH_001"), то увидим, что эскиз зависит только от основного тела (Выделение (5)). Это дает нам большую долю

уверенности в том, что во время проведения изменений в модели не возникнут проблемы с обновлением данных.

Но совершенно по-другому создан эскиз (Эскиз (15): "SKETCH_002"), расположенный на грани Прямоугольного кармана (6), который можно было бы использовать с таким же конечным результатом построений для трапецеидального выреза, что и предыдущий:

В данном случае, если один из функциональных элементов модели (например, радиус скругления «Скругления ребра (11)» или прямоугольный вырез «Прямоугольный карман (6)») исчезает, то теряются точки привязки эскиза. У эскиза появляются степени свободы (эскиз недоопределен), или он не может быть просчитан.

Выполните упражнение:

а) создайте элемент «Выделение» на втором эскизе (Эскиз (15)

"SKETCH_002");

б) погасите элемент модели «Прямоугольный карман (6)» и посмотрите, что произойдет; в) восстановите элемент «Прямоугольный карман (6)», погасите элемент

«Вычитание (17)», вычтите из основного тела элемент «Выделение», созданный на втором эскизе («Эскиз (15) "SKETCH_002")»;

г) погасите элемент «Прямоугольный карман (6)» и посмотрите, что произойдет.

При использовании элемента «Выделение (16)» для создания выреза модель (при изменении) сразу просчитывается. При использовании элемента «Выделение», вновь созданного на эскизе «Эскиз (15) "SKETCH_002"», необходимо отредактировать эскиз и его привязки к модели.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЛОЕВ И ПРИСВОЕНИЕ ИМЕНИ ЭСКИЗАМ

При активировании эскиза слой, на котором находится эскиз, автоматически становится рабочим слоем. Для проведения изменений в эскизе нет необходимости в переключении слоев, для этого нужно просто активировать эскиз. Когда любой объект добавляется к эскизу, он помещается на его слой. Если вы выходите из редактирования эскиза или активируете другой, система автоматически снова переключается на предыдущий рабочий слой или на слой нового эскиза. Эта функция регулируется установкой опции «Сохранять состояние слоя» в настройках системы (Настройки > Эскиз > Настройки сессии), если выбор отключен (OFF) - слой эскиза остается рабочим слоем части, если выбор включен (ON) - статус эскиза и статус рабочей части возвращается в то состояние, в котором они были до активации эскиза.

В следующем упражнении мы будем моделировать шестигранную гайку, которая управляется тремя параметрами (ширина под ключ, высота, диаметр отверстия).

Пример 3.2-2

Откройте файл 3.2_Sketch_Layer.prt,

Установите рабочий слой 10. (Данное упражнение приведено только в качестве примера построений. Все построения вы должны выполнять на слоях, определенных нормативной документацией вашей компании).

Создайте эскиз под именем «sk_sechskant». После запуска среды «Эскиз» установите маркер в окне именования эскиза и смените имя по умолчанию (SKETCH_000) на «sk_sechskant». Вы можете сменить имя эскиза в любой момент времени, используя любой из методов:

из среды задания эскиза выберите имя эскиза на панели «Эскиз» для переименования, введите новое имя и нажмите клавишу Enter; или выполните команду эскиз > Свойства > общие, введите новое имя в поле «Имя» и нажмите

OK;

из среды моделирования выберите эскиз и выполните команду изменить > Свойства > общие, введите новое имя в поле «Имя» и нажмите OK.

Система автоматически предлагает создать эскиз с типом «По плоскости» с расположением (по умолчанию) на координатной плоскости XC-YC в рабочей системе координат. Подтвердите это нажатием средней клавиши мыши. Автоматически создается координатная система (3 плоскости и 3 координатные оси). Так как ранее мы выбрали десятый слой в качестве рабочего, то и эскиз и данные будут располагаться на десятом слое. Разумеется, в дальнейшем вы сможете переместить эскиз на любой другой слой. При этом важно учитывать правила выбора объектов эскиза для перемещения их на другой слой. Используйте фильтр выбора «Эскиз» (Sketch) в инструментальной панели «Выбор».

В этом случае весь эскиз комплексно будет перемещен на новый слой. Если вы этого не делаете и перемещаете только выбранные объекты, а не весь эскиз (без использования маски выбора), то при активации эскиза устанавливается неверный слой в качестве рабочего и вы не увидите объекты эскиза.

Если вы вновь создали эскиз, то он автоматически становится активным. Это значит, что теперь все создаваемые объекты (точки, кривые, линии) автоматически будут включены в текущий эскиз. Если в одном файле детали имеется несколько эскизов, то вы можете выбрать нужный через меню выбора имени эскиза. Вновь создаваемые объекты всегда относятся к выбранному и только что активированному эскизу. После создания выйдите из среды эскиза и сохраните часть.

СТЕПЕНИ СВОБОДЫ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИВЯЗКИ ЭСКИЗА

Каждый созданный в эскизе объект (точки, линии, сплайны) определен через управляющие точки. У линии имеются две задающие точки (начало и конец), дуга окружности определяется тремя точками (начало, конец, средняя точка дуги). Каждая точка эскиза первоначально имеет две степени свободы: в направлении оси X и оси Y системы координат эскиза. Каждый объект эскиза привязан к плоскости эскиза, но может быть перемещен (переопределена плоскость эскиза). Для точного определения положения объектов эскиза используют ограничения. Существует два типа ограничений - геометрические и размерные:

геометрические ограничения определяют: геометрические характеристики объектов эскиза, например, требования, чтобы прямая была фиксированной длины; соотношения между двумя и более объектами эскиза, например, требования параллельности или перпендикулярности прямых или требования того, чтобы несколько дуг имели одинаковый радиус, и т.д.; размерные ограничения, также называемые размерами эскиза, определяют:

размеры объектов эскиза, например, радиус дуги; соотношения между двумя

объектами, например, расстояние между их точками или угол между прямыми. Размерные ограничения выглядят, как размеры на чертеже в том смысле, что они имеют стрелки, выносные линии и текст с размером. Однако размерные ограничения отличаются от чертежных размеров в том, что если вы измените значение размерного ограничения, то это приведет к изменению формы эскиза.

В процессе создания объектов эскиза система предлагает автоматические условия наложения ограничений. В зависимости от выбранных настроек наследования привязок граничные условия между объектами задаются автоматически всегда:

если на эскизе конечную точку кривой выбрать для того, чтобы создать новую кривую (линию, ...), то конечная точка существующей кривой и начальная точка новой линии автоматически сливаются (coincident) в одну точку;

если выполнять скругление двух линий эскиза, то конечные точки линий и радиуса совпадут и будет выполняться условие касательности объектов.

Какое условие автоматической привязки выбрано системой в данный момент, показывает соответствующий символ возле курсора.

Кроме того, для визуального определения наложенных ограничений

используется функция «Показать все ограничения» , с помощью которой высвечиваются все имеющиеся в эскизе привязки.

Для автоматического создания ограничений используется функция «Создать

контекстные ограничения». Используйте эту команду, чтобы разрешить или, наоборот, запретить автоматическое наложение геометрических ограничений во время построения эскиза. Если вы выключите опцию, то система будет показывать контекстные ограничения во время построения, но не запоминать их (условия не будут наложены на объекты). Для временного отключения функции «Создать контекстные ограничения» нажмите и удерживайте клавишу Alt и продолжайте выполнять построение объекта эскиза.

При наложении ограничений (и геометрических и размерных) система визуализирует степени свободы объектов в виде желтых стрелок в определяющих точках для тех объектов, которые еще неопределенны. Когда вся геометрия эскиза будет полностью ограничена, система перестает показывать стрелки степеней свободы, выдает сообщение в окне статуса «Эскиз полностью определен» и меняет цвет эскиза (отображение объектов эскиза на экране зависит от настроек системы, настроек сессии и настроек детали).

Если вы наложили на объекты эскиза излишние ограничения, геометрия становится переопределенной, у нее больше геометрических условий, чем необходимо для ее управления. Когда такое происходит, цвет геометрии и всех связанных с ней размерных ограничений меняется на красный (вы можете указать другой цвет для переопределенных объектов: Настройки > Эскиз... > Настройки детали).

Ограничения могут также конфликтовать друг с другом. Если такое происходит, то геометрия и размерные ограничения, связанные с таким конфликтом, изображаются фиолетовым цветом. Так как в этом случае эскиз не может быть рассчитан, то система изображает его в последнем корректном состоянии. В этом случае необходимо удалить конфликтующие ограничения.

Ниже приводится список возможных геометрических ограничений (Constraints):

- фиксированный. Это ограничение задает условие постоянного значения параметров, смысл которого зависит от типа выбранного объекта: