Глава 7 Трехмерное каркасное моделирование

В каркасной (проволочной) модели никаких поверхностей не существует, поскольку модель состоит из отрезков прямых и кривых, которые очерчивают края (ребра) объекта. Каждый объект, составляющий каркасную модель, необходимо прорисовывать отдельно. Вообразите, как вы создаете, например, объемное изображение куба на листе бумаги с помощью карандаша. С этой целью на плоскости листа для каждого ребра куба вами рисуется отдельная линия и в конечном итоге получается проволочный каркас, который позволяет визуально представить объемное изображение куба.

Упражнение 7.1

Создадим трехмерную (3D) каркасную модель, используя в основном (2D) рисование отрезков, дуг и окружностей на плоскости.

Первоначально создадим два видовых экрана. Обращаемся к меню View®Viewports®New Viewports…. Вызывается диалоговое окно Viewports (рисунок 7.1).

Рисунок 7.1

Его активная страница New Viewports позволяет выбрать одну из стандартных комбинаций видовых экранов для работы в многоэкранном режиме. В поле списков Standard viewports: выбираем Two: Vertical. В поле Setup выберите опцию 3D. Нажмите клавишу ОК.

Активизируйте левый видовой экран. Для того, чтобы сделать экран активным, необходимо переместить в него курсор и щелкнуть левой клавишей мыши.

Запустите команду LINE. Нарисуйте отрезок из точки 0,0 до точки 1.5,0 и нажмите Enter для завершения команды. Вы создали первое ребро будущего трехмерного изображения детали. Однако на экране монитора изображение нарисованного отрезка практически не видно. Это связано с тем, что из-за отсутствия информации о размерах детали, были выбраны лимиты чертежа по умолчанию, которые оказались очень большими для создаваемого изображения.

Создадим рисунок в лимитах 5´10 мм. Обращаемся к меню Format®Drawing Limits. Задаем: левый нижний угол 0,0; правый верхний угол 5,10. После этого обращаемся к команде Zoom All.

Запустите из панели Draw команду Arc и нажмите Enter в ответ на подсказку _arc Specify start point of arc or [Center]:. Если запускать команду Arc из меню, то Draw® Arc®Continue. Опция Continue или Enter в первом случае означают, что рисование дугой будет продолжаться из конечной точки последнего нарисованного отрезка. В ответ на подсказку Specify end point of arc: введите @0,1.5 для конечной точки дуги.

В правом видовом экране также происходит построение рисунка. Активизируйте правый видовой экран и запустите команду Zoom All. Получим рисунок 7.2.

Рисунок 7. 2

Уберем сегментированное изображение дуги на правом видовом экране. Для этого обращаемся к меню ToolsOptions. В диалоговом окне Options щелкните на закладке Display. На панели Display resolution в поле Arc and circle smoothness вместо 100 установите 2000 (рисунок 7.3).

Рисунок 7. 3

Поле Arc and circle smoothness обеспечивает управление гладкостью отображения окружностей, дуг и эллипсов на экране монитора. Большее значение этого параметра приводит к сглаженным окружностям и дугам, но увеличивает время перерисовки указанных объектов. Допустимый диапазон изменения значений параметра: от 1 до 20000. Значение по умолчанию: 100. Значение 2000 или выше уменьшает сегментированность дуг и окружностей при незначительном снижении быстродействия компьютера.

Создание рисунка дальше можно продолжать как в левом, так и в правом видовом экране. Мы рисовать будем в левом видовом экране, поэтому активизируйте его.

Запустите команду LINE и нажмите Enter после появления подсказки

Command: _line Specify first point:

Установите длину 1.5 на подсказку

Length of line: 1.5

Продолжите отрезок до точки 0,0 (рисунок 7.4).

Рисунок 7.4

Выберите команду CIRCLE. Используя объектную привязку CENter, укажите центр дуги в качестве точки центра круга. Введите затем радиус окружности 0.375 на подсказку

Specify radius of circle or [Diameter]: 0.375 (рисунок 7.5).

Рисунок 7.5

Данная фигура воспринимается зрительно как плоская фигура, хотя она получена из отрезков, дуги и окружности. Это псевдоплоскость с отверстием, так как для ее создания не были использованы специальные объекты, описывающие эту плоскость.

Скопируем созданную проволочную модель и расположим скопированный объект выше нарисованного по оси Z на 1 мм. Для этого запустите команду COPY, выберите все объекты, используя опцию All, и нажмите Enter.

Задайте базовую точку или смещение 0,0 на подсказку

Specify base point or displacement, or [Multiple]: 0,0

и нажмите Enter.

На подсказку

Specify second point of displacement or <use first point as displacement>: 0,0,1

задайте вторую точку смещения 0,0,1 и нажмите Enter для завершения команды (рисунок 7.6).

Рисунок 7.6

Обратите внимание, что координату базовой точки задали (0,0), а вторую точку, куда перемещается объект, (0,0,1). В Автокаде точка характеризуется тремя координатами, однако когда создаются 2D объекты, третья координата Z берется по умолчанию равной нулю в текущей системе координат (если в режимах создания объектов установлена нулевая высота. О высоте объектов подробно будет пояснено в поверхностном моделировании).

В активном левом видовом экране два объекта расположены друг над другом, но при виде сверху их количество не определяется. Введем новую пользовательскую систему координат в левом видовом экране таким образом, чтобы проволочные каркасы рассматривались не сверху (Top), как сейчас, а сбоку, с левой (Left) стороны. Выберите меню View3D ViewsLeft (рисунок 7.7).

Рисунок 7.7

Не забывайте, что вы ввели новую пользовательскую систему координат (UCS). Можно заметить, что графический значок в левом нижнем углу, отображающий ранее мировую систему координат (WCS) изменился. В правом видовом экране осталась прежняя мировая система координат. Обратите внимание, как располагаются оси в двух видовых экранах, в каком направлении откладываются значения координат Х и Y. Найдите с помощью курсора начало координат в левом видовом экране.

Используя команду Zoom Scale (через меню View), введите 0.5х, чтобы показать объекты с половинным значением текущего отображения их на экране. С помощью команды Pan переместите объекты в нижнюю часть экрана (рисунок 7.8). Команда Pan позволяет рассматривать различные части рисунка, перемещая изображение вместе с системой координат в любом направлении с помощью курсора, отображаемого значком в формате «открытая рука». Режим задан по умолчанию в реальном времени (Realtime) для интерактивного взаимодействия с пользователем.

Команду Pan выберите с панели Standard Toolbar (см. рис. 7.8). После ввода команды изображение курсора с перекрестием изменится на значок руки. Нажмите левую кнопку на мышке и, не отпуская кнопку, перемещайте в необходимом направлении изображение на экране. Для остановки в нужном месте отпустите кнопку. Для выхода из команды нажмите клавишу Escape или Enter.

Рисунок 7.8

Обратите внимание на то, где помещается графический значок, показывающий положительные направления осей Х и Y.

Продолжим рисовать деталь дальше в правом видовом экране. Сделайте его активным. Так же, как только что выше, используя команду Zoom Scale, покажите объекты с половинным значением текущего отображения объектов на экране, введя 0.5х на запрос

Enter a scale factor (nX or nXP): 0.5x

С панели Standard Toolbar выберите команду Pan и переместите объекты в нижнюю часть экрана (рисунок 7.9).

Рисунок 7.9

Вызовите команду LINE и введите –0.5,0,0 на подсказку

Command: _line Specify first point: -0.5,0,0

Введите -0.5,0,2 на запрос

Specify next point or [Undo]: ‑0.5,0,2.

Нажмите Enter для завершения команды.

Запустите команду ARC и нажмите Enter, чтобы начать рисовать дугу из конечной точки только что нарисованного отрезка. Автокад ответил сообщением:

The continue direction is not UCS parallel

*Invalid*

Invalid – переводится как неправильно, неверно. То есть команда, заданная пользователем, Автокадом не может быть выполнена.

В данном случае это означает, что создаваемый объект не параллелен пользовательской системе координат, то есть не находится в плоскости ХОУ или не параллелен ей. Дело в том, что двумерные примитивы изначально предназначены для рисования в координатах ХОУ и поэтому плоскость построения почти всех базовых примитивов должна быть обязательно параллельна плоскости ХОУ текущей системы координат или должна совпадать с ней.

Для выполнения этого условия переключимся в левый видовой экран. Вновь запускаем команду ARC и нажимаем Enter. В ответ на подсказку

Specify end point of arc:

введите: @-1.5,0 (рисунок 7.10).

Рисунок 7.10

Вызовите команду LINE и в ответ на подсказку

Command: _line Specify first point:

нажмите Enter. Затем в ответ на обращение

Length of line:

введите длину отрезка равную 2 и Enter.

Запустите команду CIRCLE и, используя объектную привязку CENter, укажите центр дуги в качестве точки центра круга. Радиус окружности задайте равным 0.375 (рисунок 7.11).

Рисунок 7.11

Сделайте активным правый видовой экран.

С помощью команды COPY выберите объекты, составляющие каркас задней части детали (на рис. 11 они помечены цифрами 1, 2, 3, 4). Определите базовую точку 0,0 и Enter. Задайте вторую точку смещения 0.5,0,0 и Enter для завершения команды (рисунок 7.12, правый видовой экран).

Рисунок 7.12

Активизируйте левый видовой экран. В левом видовом экране изменим вид рассматривания каркасной модели. Из панели инструментов Standard Toolbar выберите кнопку Named Views (рисунок 7.13), а из вложенной панели с кнопками выберите Front View.

Рисунок 7.13

Используя команду ZOOM, введите 0.5х, чтобы показать объекты с половинным значением текущего отображения на экране.

Отключите показ значка UCS, отображающего положительное направление осей Х и Y на левом и правом видовых экранах (см. рисунок 7.12). Для отключения обратитесь к меню ViewDisplayUCS Icon и снимите флажок на поле On, щелкнув на нем.

Теперь закончите оформление каркасной модели по образцу, приведенному на рисунке 7.14.

Рис. 7.14

Используйте для создания окончательного рисунка команду рисования LINE и команды редактирования TRIM и BREAK, а также оба видовых экрана. Для перемещения рисунка по экрану используйте команду Pan, а для изменения масштаба изображения чертежа - команду Zoom Realtime.

Команда Zoom изменяет экранное масштабирование динамически или в реальном времени. При этом объекты относительно выбранной системы координат не меняют своих размеров, а совместно с системой координат как бы приближаются или удаляются при их рассматривании. Выше вы использовали команду Zoom Scale для динамического изменения масштаба рассматривания объектов относительно области, определенной границами рисунка. Команду Zoom Realtime запустите из панели Standard Toolbar, выбрав кнопку Zoom Realtime (рисунок 7.15).

П ерекрестие курсора изменилось на значок лупы со знаками плюс и минус. Для масштабирования изображения в реальном времени установите указатель, например, в середину экрана, нажмите левую клавишу мыши и, удерживая ее, передвиньте указатель в сторону знака плюс (вверх) для увеличения изображения или в сторону знака минус (вниз) - для уменьшения. Для выхода из команды нажмите клавишу Escape или Enter.

Сохраните в папке Студенты окончательный рисунок в файле под именем А-Б-В–модель7.1,

где А – цифры номера лабораторной работы, например, 01, 02 и так далее;

Б - цифры номера группы МАПП, например, 01, 11, 21 и так далее;

В – цифра номера подгруппы, например, 1 или 2.