Текст книги "AutoCAD 2010. Самоучитель"

Создание тел методом копирования образующей

Для создания твердотельных тел методом копирования (выдавливания) образующей необходимо в первую очередь подготовить плоскую область самой образующей, а затем воспользоваться командой Extrude. Эту команду также можно вызвать кнопкой

Extrude (Выдавливание), расположенной в инструментальной группе Modeling (Моделирование) вкладки Ноте (Главная). После вызова этой команды в строке подсказки будут выполняться следующие действия:

Command: Extrude Command: ISOLINES

Enter new value for ISOLINES [10]: <Указывает количество линий контура для изложения поверхностей объектов. Допустимые значения – целые числа от 0 до 2047. Начальное число 10>

Select objects: сОтметка образующей> N found <Количество воспринятых образующих>

Select objects: сОтметка дополнительной части образующей>

Specify height of extrusion or [Path]: с Ввод длины копирования (выдавливания) или выбор параметра Path>

Specify angle of taper for extrusion <0>: с Enter, если копирование образующей должно протекать без сужения, или ввод угла>

где Path – параметр, позволяющий выбрать траекторию копирования образующей.

Таким образом, при создании тел методом копирования образующей имеют место три способа выдавливания: копирование вдоль оси Z текущей ПСК, копирование по заданной линии или траектории, копирование с сужением образующей. Рассмотрим эти способы.

КОПИРОВАНИЕ ОБРАЗУЮЩЕЙ ВДОЛЬ ОСИ Z

Для создания тела эти способом достаточно после вызова команды Extrude выделить объект копирования, а затем на вопрос Specify height of extrusion or [Path] ввести числовое значение высоты выдавливания. Таким образом плоскому объекту придается третья координата, формирующая объем. В качестве объектов копирования могут выступать замкнутые полилинии, окружности, эллипсы, прямоугольники, замкнутые сплайновые кривые и области. Иногда для лучшего зрительного восприятия трехмерного объекта следует изменить значение системной переменной ISOLINES с 4 (установлено по умолчанию), например, до 20.

Пример 11.1

Создание тела способом копирования образующей вдоль оси Z

Данный пример демонстрирует методику создания тела методом копирования образующей области вдоль оси Z текущей ПСК. Рассмотрим порядок создания тела (рис. 11.5а) из образующей, изображенной на рис. 11.56.

Порядок выполнения задания (листинг 11.1).

1. Вначале необходимо построить образующую поверхность. Соответствующая методика рассмотрена в предыдущем примере.

2. Далее необходимо выполнить команду Extrude (кнопка Extrude (Выдавливание)), на первый вопрос выделить область щелчком мыши (контур должен обозначиться пунктиром) и нажать Enter.

3. На следующий вопрос нужно ввести числовое значение высоты выдавливания, равное 12, и нажать Enter. Задавать высоту выдавливания можно и отрицательным числом. В этом случае копирование будет происходить вдоль отрицательного направления оси Z.

4. После ввода высоты выдавливания последует предложение ввести угол сужения, которое в данном случае пропускается путем нажатия клавиши Enter.

5. Для очистки чертежа от лишних объектов достаточно выполнить команду Qselect, в диалоговом окне выбрать из списка Region (Область), закрыть окно и нажать клавишу Delete.

6. Наконец, чтобы улучшить визуальное восприятие, можно выполнить команду Hide для осуществления триангуляции и скрытия невидимых линий.

Листинг 11.1

Создание тела методом копирования образующей вдоль оси Z Command: Extrude

Current wire frame density: ISOLINES=20 Select objects: <Выделение области образующей> 1 found <Количество выделенных областей> Select objects: J

Specify height of extrusion or [Path]: 12 Specify angle of taper for extrusion <0>: Command: Hide

Создание тел методом вращения образующей

Для создания твердотельных тел методом вращения образующей необходимо в первую очередь подготовить плоскую область самой образующей (рис. 11.6а), а затем воспользоваться командой Revolve. В качестве образующей могут быть использованы области, окружности, эллипсы, замкнутые плоские полилинии и замкнутые сплайновые линии.

Тела вращения (рис. 11.6б) можно создавать путем поворота образующей вокруг произвольно заданной оси или относительно указанного объекта (отрезка, полилинии). В качестве оси вращения также можно принять ось X или Y текущей ПСК.

Регулируя такой параметр, как полный угол поворота вращения, можно создавать самые разнообразные, в том числе рассеченные, объекты (рис. 11.6в).

Команду Revolve также можно вызвать щелчком по кнопке Revolve (Вращение), расположенной в инструментальной группе Modeling (Моделирование) вкладки Ноте (Главная). После вызова этой команды в строке подсказки будут выполняться следующие действия:

Command: Revolve

Current wire frame density: ISOLINES=4

Select objects: сОтметка образующей>

1 found <Количество воспринятых образующих>

Select objects: J

Specify start point for axis of revolution or Define axis by [Object/X (axis)/Y (axis)]: <Выбор первой точки для обозначения оси вращения или ввод уточняющего параметра> Specify endpoint of axis: <Ввод координат второй точки на оси вращения>

Specify angle of revolution <360>: <Enter, если копирование образующей должно выполнятся на угол 360°, или ввод другого угла>

Параметры команды следующие:

Object – позволяет выбрать для использования в качестве оси вращения объект чертежа (отрезок или полилинию);

X (axis) – принимает ось X текущей ПСК в качестве оси вращения;

Y (axis) – принимает ось Y текущей ПСК в качестве оси вращения.

При создании тел вращения с углом менее чем 360° необходимо учитывать правило знаков, согласно которому положительный угол соответствует вращению против часовой стрелки, если наблюдатель находится с положительной стороны оси. Если при этом образующая будет вращаться относительно линии, заданной произвольно выбранными точками, то положительное направление оси поворота определяется как направление от первой указанной точки до второй. Если в роли оси вращения выступает ось X или Y, то положительное направление поворота будет совпадать с положительным направлением соответствующей оси.

Пример 11.2

Создание тела способом вращения образующей

Данный пример демонстрирует методику создания тела методом вращения образующей относительно оси, лежащей в плоскости построений. Рассмотрим порядок создания твердотельной модели по рабочим чертежам, изображенным на рис. 11.7. Порядок выполнения задания (листинг 11.2).

В первую очередь необходимо в плоскости XY построить часть поперечного сечения детали, которая в дальнейшем будет принята в качестве образующей (рис. 11.7а). При вычерчивании достаточно пользоваться командами Arc и Line (кнопкиArc (Дуга) иLine (Отрезок)).

После того как поперечное сечение будет построено, необходимо привязаться к оси Y, расположив крайнюю левую грань на расстоянии 8 единиц.

3. Далее следует при помощи команды Fillet (кнопкаFillet (Сопряжение)) выполнить сопряжение в соответствии с рис. 11.76.

4. Теперь нужно преобразовать контур в замкнутую полилинию и на ее основе создать область, воспользовавшись для этого соответственно командами Pedit и Region (кнопкаRegion (Область)).

5. Затем следует удалить замкнутую полилинию, выделив ее командой Qselect.

6. После этого нужно выполнить команду Revolve, при появлении первой подсказки щелкнуть по контуру образующей, а в ответ на следующий вопрос выбрать параметр Y.

7. Далее на вопрос Specify angle of revolution <360> необходимо ввести 180 для получения отсеченной части детали (рис. 11.8а) или нажать Enter – для создания полной твердотельной модели (рис. 11.86).

8. Теперь следует удалить область, оставшуюся после создания тела. Для этого можно воспользоваться командой Qselect, выбрать в списке соответствующего диалогового окна значение Region (Область), затем закрыть окно и нажать клавишу Delete.

9. И наконец, для придания детали лучшего визуального восприятия необходимо выставить значение системной переменной FACETRES, равное 5, после чего включить режим триангуляции командой Hide и активировать подходящий изометрический вид.

Листинг 11.2

Фрагмент листинга для построения твердотельной модели детали

<Построение образующей области и ее привязка к оси Y на расстоянии 8 единиц> Command: Revolve

Current wire frame density: ISOLINES=20 Select objects: <Отметка образующей > 1 found <Количество воспринятых образующих> Select objects: J

Specify start point for axis of revolution or Define axis by

[Object/X (axis)/Y (axis)]: Y

Specify angle of revolution <360>: 180

Command: Facetres

Enter new value for FACETRES <0.01>: 5 Command: Hide Regenerating model

Создание тел вычитания

В предыдущих разделах были рассмотрены способы создания твердотельных тел путем копирования или вращения образующей, которая, в свою очередь, является плоским объектом (координаты такого объекта расположены в одной плоскости). Данные методы создания объектов, безусловно, в AutoCAD являются основными, однако на практике построенные с их помощью фигуры используются как промежуточные в целом цикле преобразований. Для создания большинства реальных деталей также необходимо применять такие операции, как вычитание тел, объединение или взаимодействие.

Для создания твердотельных тел методом вычитания необходимо предварительно подготовить группу трехмерных объектов, расставив их на чертеже так, чтобы границы их пересечения соответствовали контурам конечного объекта. После этого можно применять команду вычитания, после которой два тела преобразуются в одно путем исключения из первого выделенного объекта части второго, которая является для обеих фигур общей. Так, например, на рис. 11.9 показаны исходные объекты с их взаимным расположением (а), а также объекты, полученные путем вычитания: вначале второго из первого (б), а потом – первого из второго (в).

Для вычитания объектов применяется команда Subtract, которой соответствует кнопкаSubtract (Вычитание), расположенная в инструментальной группе Solid Edition (Редактирование тел) вкладки Ноте (Главная). После вызова этой команды в строке подсказки выполняются следующие действия:

Command: Subtract

Select solids and regions to subtract from..

Select objects: <Выделение первого объекта, из которого

будет выполнено вычитание>

Select objects: <Выделение второго объекта, из которого

будет выполнено вычитание, или нажатие кнопки Enter

(в нашем случае), если такой объект один>

1 found <Количество воспринятых объектов для вычитания>

Select solids and regions to subtract..

Select objects: <Выделение первого объекта, который будет

вычитаться >

Select objects: <Выделение второго объекта, который будет вычитаться, или нажатие кнопки Enter (в нашем случае), если такой объект один>

1 found <Количество воспринятых вычитаемых объектов>

Объединение тел

Твердотельный объект может быть создан путем объединения нескольких простых тел в одно. При этом два тела преобразуются в одно путем удаления границ пересечения или слияния по поверхности контакта (если объекты не пересекаются, а соприкасаются).

Тела, которые расположены на расстоянии друг от друга, также могут объединяться. При этом никаких изменений с ними не происходит с тем только исключением, что впоследствии они будут представлены как один объект. Тела, которые при объединении находились на расстоянии друг от друга, впоследствии можно разделить на отдельные объекты командой Solidedit.

Для объединения тел применяется команда Union, которой соответствует кнопкаUnion (Вычитание), расположенная в инструментальной группе Solid Edition (Редактирование тел) вкладки Ноте (Главная). После вызова этой команды в строке подсказки выполняются следующие действия:

Command: Union

Select objects: < Выделение первого объекта для объединения> 1 found <Количество воспринятых элементов> Select objects: <Выделение второго объекта для объединения> 1 found, 2 total сКоличество воспринятых элементов на втором шаге выделения и общее количество отмеченных элементов> Select objects: <Выделение последнего объекта для объединения> N found, М total <Количество воспринятых элементов на последнем шаге выделения (N) и общее количество отмеченных элементов (М)> Select objects: J

Пример 11.3

Создание тела способом объединения

Данный пример является продолжением предыдущего и демонстрирует методику создания тела методом объединения. Рассмотрим порядок создания твердотельной модели по рабочим чертежам, изображенным на рис. 11.10.

Порядок выполнения задания (листинг 11.3).

1. Вначале следует перейти на главный вид и соединить два объекта в узле стыковки (рис. 11.10а). Для этого необходимо отключить все режимы привязки, кроме режима Center (Центр), а затем выделить деталь. После этого достаточно щелкнуть по ручке в узле стыковки и перетащить его со всей фигурой в точку соединения двух объектов (рис. 11.10). При этом привязка должна осуществиться обязательно с применением режима Node (Узел). В противном случае объекты могут сместиться относительно продольной оси детали. После выполнения этих действий в режиме изолиний объекты должны быть расположены в соответствии с рис. 11.11а.

2. Теперь необходимо выполнить команду Union (кнопка Union (Вычитание)), в ответ на подсказку в командной строке выделить «резиновой» рамкой оба объекта и нажать Enter. Результат этих преобразований показан на рис. 11.116, где для лучшей наглядности выполнено отсечение четверти объекта вертикальными плоскостями.

Листинг 11.3 Объединение объектов

Command: ** STRETCH **

Specify stretch point or [Base point/Copy/Undo/eXit]:

<Соединение объектов в узле стыковки с применением режима привязки Center (Центр)> Command: Union

Select objects: <Выбор первой вершины «резиновой» рамки и «перетяжка» второй вершины в такое положение, чтобы внутрь рамки попали оба объекта полностью> Specify opposite corner: <Выбор второй вершины «резиновой» рамки>

2 found сКоличество воспринятых объектов для объединения> Select objects: J

Тела взаимодействия

Твердотельный объект может быть создан путем объединения нескольких простых тел в одно и отсечения пространства, не принадлежащего одновременно объектам, участвующим в преобразовании. Так, например, на рис. 11.12 приведены два объекта, расположенные отдельно друг от друга (а-б), результат их объединения (в) и пересечения (г).

Для создания тел пересечения в AutoCAD чаще всего используется команда Intersect или кнопкаIntersect (Пересечение), расположенная в инструментальной группе Solid Edition (Редактирование тел) вкладки Ноте (Главная). Особенность этой команды заключается в том, что непересекающиеся тела после ее выполнения удаляются.

После вызова команды Intersect в строке подсказки выполняются следующие действия:

Command: Intersect

Select objects: <Выделение первого объекта для пересечения> 1 found <Количество воспринятых элементов> Select objects: <Выделение второго объекта для пересечения> 1 found, 2 total сКоличество воспринятых элементов на втором шаге выделения и общее количество отмеченных элементов> •» •

Select objects: <Выделение последнего объекта для пересечения>

N found, М total <Количество воспринятых элементов на последнем шаге выделения (N) и общее количество отмеченных элементов (М)> Select objects: J

Разрез трехмерных объектов и отсечение их частей

В первую очередь нужно отметить, что разрез — это разделение детали на две части, после которого рассеченный объект можно вновь восстановить командой Union. В отличие от разреза, после отсечения объект не восстанавливается. Путем отсечения часть объекта удаляется с одной из сторон относительно заданной плоскости сечения. Если необходимо вырезать четвертую, шестую и т. д. части объекта, необходимо совмещать при обработке детали команды разреза, отсечения и объединения.

Для построения разрезов и отсечения частей объекта по заданной плоскости используется команда Slice или кнопкаSlice (Разрез), расположенная в инструментальной группе Solid Edition (Редактирование тел) вкладки Ноте (Главная). При помощи этой команды можно разделить объект на две части, затем удалить любую из частей (отсечение) или сохранить обе части (разрез).

Плоскость сечения можно определить различными способами. Для этого достаточно выполнить команду с определенным параметром:

Command: Slice

Select objects: <Выделение объектов для разделения> 1 found <Количество воспринятых элементов> Select objects:

Specify first point on slicing plane by [Object/Zaxis/View/XY/ YZ/ZX/3points] <3points>:

<Выбор параметра, определяющего способ рассечения, или нажатие клавиши Enter для разрезания объекта способом трех точек>

Параметры команды следующие:

Object – принимает в качестве плоскости рассечения плоскость заданного двухосного объекта (прямоугольник, круг, эллипс, круговая или эллиптическая дуга, двухмерный сплайн или сегмент двухмерной полилинии);

Zaxis – принимает в качестве плоскости рассечения плоскость, перпендикулярную отрезку, заданному двумя точками (отрезок поворачивает за собой плоскость рассечения XY так, чтобы оставаться перпендикулярным к ней);

View – принимает в качестве плоскости рассечения плоскость, параллельную текущему виду активного видового экрана, путем выбора одной точки;

XY – принимает в качестве плоскости рассечения плоскость, заданную одной точкой и проходящую параллельно плоскости XY;

YZ – принимает в качестве плоскости рассечения плоскость, заданную одной точкой и проходящую параллельно плоскости YZ;

ZX – принимает в качестве плоскости рассечения плоскость, заданную одной точкой и проходящую параллельно плоскости Z X;

3points – принимает в качестве плоскости рассечения плоскость, проходящую через три заданные точки.

ПЛОСКОСТЬ РАССЕЧЕНИЯ, ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ КООРДИНАТНЫМ ПЛОСКОСТЯМ

Для получения сечения необходимо выполнить команду Slice с параметром XY, YZ или ZX. Далее необходимо указать при помощи объектной привязки точку, через которую пройдет плоскость сечения параллельно одной из координатных плоскостей. После обозначения положения секущей плоскости необходимо выбрать отсекаемую часть. Для этого будет достаточно указать дополнительно еще одну точку на той части, которую требуется оставить. При этом, используя специальный параметр, можно отказаться от отсечения – в этом случае объект будет просто рассечен на две части.

Так, например, на рис. 11.13 показан исходный объект (а), а также объекты, полученные из него путем отделения части (б) и разрезом по плоскости отсечения (в). При этом команда Slice была выполнена с параметром YZ.

ПЛОСКОСТЬ РАССЕЧЕНИЯ, ЗАДАННАЯ ТЕКУЩИМ ВИДОМ

Для получения сечения нужно выполнить команду Slice с параметром View. Далее следует указать при помощи объектной привязки одну точку, через которую пройдет плоскость рассечения параллельно плоскости текущего вида. После обозначения положения секущей плоскости также необходимо выбрать отсекаемую часть. Для этого будет достаточно указать дополнительно еще одну, вторую точку на той части, которую требуется оставить. Используя параметр keep Both sides, можно отказаться от отсечения и выполнить разрез.

Так, например, на рис. 11.14 показан исходный объект (а), а также объекты, полученные из него путем отсечения части (б) и разрезом по плоскости сечения (в).

ПЛОСКОСТЬ РАССЕЧЕНИЯ, ЗАДАННАЯ ТРЕМЯ ТОЧКАМИ

Для получения сечения необходимо выполнить команду Slice с параметром 3Points. Далее нужно указать при помощи объектной привязки три точки, через которые пройдет секущая плоскость. После обозначения положения плоскости разреза можно выбрать отсекаемую часть. Для этого достаточно указать дополнительно еще одну, четвертую точку на той части, которую требуется оставить. При этом, используя специальный параметр, можно отказаться от отсечения и выполнить разрез.

Так, например, на рис. 11.15 показан исходный объект (а), а также объекты, полученные из него путем отделения части (б) и разрезом по плоскости отсечения (в).

В первом случае (рис. 11.156) команде было задано четыре точки (1, 2, 3, 4), а во втором (рис. 11.15в) – три точки (1, 2, 3) и параметр keep Both sides.

ПЛОСКОСТЬ РАССЕЧЕНИЯ, ЗАДАННАЯ ПЛОСКОСТЬЮ ОБЪЕКТА

Для получения сечения нужно выполнить команду Slice с параметром Object. Далее необходимо отметить объект, плоскость которого принимается в качестве секущей плоскости. Объектом, определяющим плоскость сечения, может быть прямоугольник, круг, эллипс, круговая или эллиптическая дуга, двухмерный сплайн или сегмент двухмерной полилинии. После обозначения положения секущей плоскости также можно выбрать отсекаемую часть. Для этого достаточно указать точку на той части, которую требуется оставить. Используя параметр keep Both sides, можно отказаться от отсечения и выполнить разрез.

Рассекая твердые тела этим способом, предварительно следует изменять ориентацию ПСК для вычерчивания объекта, задающего секущую плоскость. Связано это с тем, что плоские объекты даже с применением режимов привязки могут быть вычерчены только в плоскости построения XY, которая, в свою очередь, очень редко совпадает с плоскостью рассечения. Вывод – без команды UCS не обойтись.

Так, например, на рис. 11.16 показаны исходный объект (а) с МСК, исходный объект с секущим объектом при смене на ПСК (б), объект, полученный из исходного путем отсечения части (в), и объекты, образованные после разреза плоскостью сечения (г).

В первом случае (в) команде был задан секущий объект и точка (А), а во втором (г) – один секущий объект и параметр keep Both sides. При смене МСК на ПСК перед вычерчиванием прямоугольника необходимо было выполнить команду Ucs с параметром 3Point и отметить точки в такой последовательности (б): 1, 2, 3.

Пример 11.4

Отсечение части тела двумя взаимно перпендикулярными плоскостями

Данный пример раскрывает методику получения сложных сечений. Порядок создания рассматриваемой твердотельной модели (рис. 11.17) пропускается. В примере требуется получить вырез по квадрантам большего отверстия.

Порядок выполнения задания (листинг 11.4):

1. В первую очередь необходимо создать представленную на рис. 11.17 деталь, затем активизировать режим скрытия невидимых линий (команда Hide) и отключить триангуляцию криволинейных поверхностей (системная переменная DISPSILH равна 1).

2. Затем необходимо расположить ПСК на детали так, как это показано на рис. 11.18 в. Выполнять построение чертежа лучше таким образом, чтобы данное расположение и ориентация координатных осей совпадала с МСК.

3. Далее нужно вызвать команду Slice с параметром YZ и отметить на первый вопрос команды точку А (рис. 11.18а). Данная точка является квадрантом отверстия и поэтому может быть зафиксирована при помощи режима объектной привязки Quadrant (Квадрант). Остальные режимы привязки лучше вообще отключить. Затем на вопрос Specify a point on desired side of the plane or [keep Both sides] необходимо ввести В, чтобы не допустить удаления части объекта после рассечения. В случае успешного выполнения команды деталь должна разделиться на две части, а контуры плоскости рассечения должны соответствовать рис. 11.186.

4. Затем следует повторно вызвать команду Slice, но уже с параметром ZX. Когда система запросит объект для рассечения, нужно щелкнуть по ребру части объекта, расположенной после предыдущего разделения левее оси симметрии детали. В результате левая часть должна обозначиться пунктирными линиями, как это показано на рис. 11.18в.

5. В ответ на следующий вопрос команды Slice необходимо отметить точку В (рис. 11.19а). Данный узел также является квадрантом отверстия и поэтому может быть зафиксирован при помощи режима объектной привязки Quadrant (Квадрант). На вопрос Specify a point on desired side of the plane or [keep Both sides] необходимо ввести В, чтобы не допустить удаления части объекта после рассечения. В случае успешного выполнения команды деталь должна разделиться уже на три части, а контуры плоскости рассечения должны соответствовать рис. 11.196.

6. Наконец, для получения окончательного результата необходимо удалить одну из частей разделенного объекта командой Erase, а к остальным частям применить команду Union. В результате выполнения всех перечисленных выше преобразований деталь будет выглядеть в соответствии с рис. 11.19в.

Листинг 11.4

Отсечение части объекта двумя плоскостями Command: Slice

Select objects: <Выделение объекта> 1 found <Количество воспринятых элементов> Select objects: J

Specify first point on slicing plane by [Object/Zaxis/View/ XY/YZ/ZX/3points] <3points>: YZ <Osnap on> <Включение режима привязки Quadrant (Квадрант) и отключение всех остальных> Specify a point on the YZ-plane <0,0,0>: <Щелчок по точке А> Specify a point on desired side of the plane or [keep Both sides]: В Command: Slice

Select objects: <Выделение левой части рассеченного объекта> 1 found <Количество воспринятых элементов> Select objects: J

Specify first point on slicing plane by [Object/Zaxis/View/ XY/YZ/ ZX/3points] <3points>: ZX

Specify a point on the ZX-plane <0,0,0>: <Щелчок по точке B> Specify a point on desired side of the plane or [keep Both sides]: В Command: Erase

Select objects: сЩелчок по любому ребру отсекаемой части>

1 found <Количество удаляемых элементов> Select objects: J

Command: Union

Select objects: <Выбор первой вершины «резиновой» рамки> Specify opposite corner: <Выбор второй вершины «резиновой» рамки>

2 found <Количество объединяемых элементов> Select objects: J

Command: Hide

Regenerating model <Регенерация изображения в режиме скрытия невидимых линий>