10 - 2020

Параметризованное 3D-моделирование подшипникового стакана в nanoCAD Plus 20. Создание параметрических связей между объектами


Олег Ачкасов,
инженер САПР, ООО «Макссофт-24»

В предыдущей статье мы рассматривали создание параметрических моделей. А сегодня создадим новую модель крышки подшипникового стакана, связав ее геометрические параметры с ранее созданным подшипниковым стаканом, и подготовим модели для создания параметризованной 3D-сборки.

Создайте новый эскиз. Произвольно нарисуйте в нем исходный контур детали так, чтобы он примерно соответствовал рис. 1. Для удобства черчения используйте объектные привязки и разрез проекционного вида стакана, а также полилинию, контур которой должен быть замкнут. Подробнее о создании эскизов рассказано в апрельском номере журнала «САПР и графика»1.

Рис. 1. Эскиз крышки подшипникового стакана

Рис. 1. Эскиз крышки подшипникового стакана

Продолжая работать в режиме эскиза, проставьте на эскизе геометрические зависимости. Как это сделать, рассказано в апрельском номере журнала «САПР и графика»2, здесь же мы ограничимся кратким описанием. Если взаимная ориентация отрезков контура эскиза имеет требуемый вид, то вполне можно воспользоваться функцией автоналожения зависимостей. Зависимости будут наложены соответственно текущей геометрии контура (рис. 2). Затем можно приступать к нанесению параметрических размеров.

Рис. 2. Результат автоналожения зависимостей на эскиз

Рис. 2. Результат автоналожения зависимостей на эскиз

Порядок нанесения параметрических размеров также представлен в апрельском номере журнала «САПР и графика»3.

Необходимо, чтобы нанесенные параметрические размеры однозначно определяли геометрию эскиза. К сожалению, в nanoCAD пока нет возможности автоматически отслеживать этот параметр, поэтому при выполнении данной операции следует быть внимательным.

В результате добавления геометрических зависимостей и нанесения параметрических размеров получится параметрический эскиз (рис. 3).

Рис. 3. Результат простановки размерных зависимостей на эскизе

Рис. 3. Результат простановки размерных зависимостей на эскизе

Завершите редактирование эскиза и с его помощью создайте 3D­тело вращения. Некоторые операции 3D­моделирования мы рассмотрели в майском номере журнала «САПР и графика»4.

Чтобы создать тело вращения, воспользуйтесь командой 3D Вращение (рис. 4).

Рис. 4. Окно операции 3D Вращение

Рис. 4. Окно операции 3D Вращение

В качестве оси вращения выберите нижний отрезок полилинии.

В результате вы получите параметрическую модель крышки подшипникового стакана.

Свяжем параметры подшипникового стакана и крышки таким образом, чтобы геометрия крышки менялась в соответствии с геометрией стакана. Задание именованных параметров стакана было рассмотрено в майском номере журнала «САПР и графика»5. Теперь воспользуемся этими именами, чтобы задать параметры крышки. Присвойте размерным параметрам крышки имена и задайте им значения, используя имена параметров стакана (рис. 5).

Рис. 5. Использование имен параметров стакана для задания выражений параметров крышки

Рис. 5. Использование имен параметров стакана для задания выражений параметров крышки

Теперь необходимо создать параметрические отверстия в ответном фланце крышки стакана. Формировать эскиз на поверхности фланца крышки удобнее, если воспользоваться режимом динамической ПСК (пользовательской системы координат), который позволяет автоматически выравнивать ПСК по плоскости грани 3D­тела. Таким образом появляется возможность чертить объекты сразу в нужной плоскости.

Чтобы включить/отключить режим динамической ПСК, необходимо вызвать в командной строке команду UCSDETECTCMD, либо нажать на клавиатуре клавишу F6, либо активировать этот режим, нажав кнопку в строке состояния в правом нижнем углу окна nanoCAD (рис. 6).

Рис. 6. Включение/отключение режима динамической ПСК в строке состояния

Рис. 6. Включение/отключение режима динамической ПСК в строке состояния

Вызовите команду создания эскиза, а затем активируйте режим динамической ПСК. Наведите курсор на поверхность фланца крышки. Обратите внимание, как изменился курсор: плоскость X0Y динамической ПСК совпала с плоскостью поверхности фланца (рис. 7). Для подтверждения нажмите левую кнопку мыши.

Рис. 7. Выбор поверхности для создания эскиза при помощи динамической ПСК

Рис. 7. Выбор поверхности для создания эскиза при помощи динамической ПСК

Черчение перейдет в режим эскиза. Начало координат ПСК расположено в геометрическом центре круглой поверхности фланца. Кроме того, в начале координат автоматически появился объект точки с зависимостью фиксации расположения, а в эскизе также автоматически сформировались геометрические объекты, спроецированные на плоскость эскиза (рис.  8).

Рис. 8. Автоматически созданные объекты эскиза

Рис. 8. Автоматически созданные объекты эскиза

Объекты проекции не пригодятся, их можно удалить или же оставить: мешать они не будут, поскольку в дальнейшем при использовании операций 3D­моделирования предусмотрена возможность указывать не весь эскиз целиком, а конкретный замкнутый контур эскиза.

Удобнее выделять объекты, находящиеся на эскизе, используя визуальный стиль 3D каркас, при котором отображения 3D­объектов выделяются курсором, только если указать на их ребро; при этом для курсора поверхности являются «прозрачными».

Чтобы переключить отображение на визуальный стиль 3D каркас, необходимо вызвать в командной строке команду ВС3Д, либо выбрать соответствующую иконку на панели Визуальные стили, либо вызвать в ленточном интерфейсе Вид -> Область чертежа -> Визуальные стили -> 3D каркас (рис. 9а) или в выпадающем меню Вид -> Визуальные стили -> 3D каркас (рис. 9б), либо включить его с помощью кнопки управления стилями, расположенной в левом верхнем углу пространства модели (рис. 9в).

Рис. 9. Переключение визуальных стилейa

Рис. 9. Переключение визуальных стилейb

Рис. 9. Переключение визуальных стилейv

Рис. 9. Переключение визуальных стилей

Начертите в эскизе окружность и задайте ей параметры, как показано на рис. 10.

Рис. 10. Эскиз отверстия в крышке стакана

Рис. 10. Эскиз отверстия в крышке стакана

Завершите редактирование эскиза и при помощи операции выдавливания вырежьте отверстие. Затем создайте круговой массив отверстий (эти действия были подробно рассмотрены в майском номере журнала «САПР и графика»6). В итоге должна получиться крышка подшипникового стакана с отверстиями под крепление. Установите стиль отображения Точный.

Снова сделайте активной мировую систему координат. Для этого можно вызвать в командной строке команду МСК, либо выбрать Мировая СК в выпадающем списке на панели ПСК (рис. 11а), либо указать в ленточном интерфейсе на вкладке Вид: Координаты -> Выпадающий список -> Мировая СК (рис. 11б).

Рис. 11. Плавающая панель ПСК и ленточный интерфейс. Системы координат. Выпадающий список СКa

Рис. 11. Плавающая панель ПСК и ленточный интерфейс. Системы координат. Выпадающий список СКb

Рис. 11. Плавающая панель ПСК и ленточный интерфейс. Системы координат. Выпадающий список СК

Откройте Менеджер параметров и в выражении массива количества отверстий крышки укажите имя параметра аналогичного массива отверстий стакана (рис. 12).

Рис. 12. Связывание параметров массивов отверстий стакана и крышки

Рис. 12. Связывание параметров массивов отверстий стакана и крышки

Перед сборкой подшипникового узла следует удобно разместить 3D­тело, относительно которого будет осуществляться дальнейшая сборка. Для этого:

  • разместите стакан в начале мировой системы координат;
  • совместите ось стакана с одной из осей МСК;
  • зафиксируйте положение стакана в истории построений.

Чтобы к началу координат можно было привязаться с помощью объектной привязки, нужно включить отображение начала координат в истории построений: ГСК -> Начало координат -> Контекстное меню -> Показать (рис. 13). О том, как открыть панель истории построений, мы рассказывали в предыдущей статье7.

Рис. 13. Включение отображения начала МСК в окне История 3D Построений

Рис. 13. Включение отображения начала МСК в окне История 3D Построений

Сделайте видимой одну из плоскостей МСК (рис. 14).

Рис. 14. Включение отображения плоскости МСК в окне История 3D Построений

Рис. 14. Включение отображения плоскости МСК в окне История 3D Построений

Если изначально эскиз либо модель стакана не поворачивались, то ось стакана будет совпадать с одной из осей МСК. Если ось не совпадает, выполните выравнивание поверхности грани торца стакана относительно одной из плоскостей МСК. Для этого вызовите команду 3DALIGN, либо на панели 3D, либо в ленточном интерфейсе укажите 3D­инструменты ->  Редактирование -> 3D Выравнивание, либо в выпадающем меню откройте 3D -> 3D элементы -> 3D Выравнивание.

Укажите курсором плоскость МСК и стакан, нажмите Enter для подтверждения. Появится окно 3D Выравнивание (рис. 15).

Рис. 15. Окно 3D Выравнивание

Рис. 15. Окно 3D Выравнивание

В способе задания старого местоположения выберите Поверхность, после чего последовательно укажите сначала поверхность торца стакана (рис. 16), а затем отображаемую плоскость МСК. Появится фантом расположения стакана (рис. 17).

Рис. 16. Выбор поверхности для 3D-выравнивания

Рис. 16. Выбор поверхности для 3D-выравнивания

Рис. 17. Фантом выполнения операции 3D-выравнивания

Рис. 17. Фантом выполнения операции 3D-выравнивания

Можно изменить направление нормали (рис. 18), но при этом фантом не меняет своего отображения, поэтому будьте внимательны.

Рис. 18. Смена направления ориентации выравниваемых объектов в окне 3D Выравнивание

Рис. 18. Смена направления ориентации выравниваемых объектов в окне 3D Выравнивание

После установки параметров нажмите кнопку ОК — торец стакана будет выровнен относительно плоскости МСК (рис. 19).

Рис. 19. Результат выполнения 3D-выравнивания

Рис. 19. Результат выполнения 3D-выравнивания

Теперь необходимо переместить стакан в начало МСК, за центр окружности на торце стакана.

Чтобы переместить стакан, необходимо воспользоваться командой перемещения. Для ее вызова можно ввести в командную строку команду ПЕРЕНЕСТИ, либо выбрать соответствующую иконку на панели Редактирование (рис. 20а), либо в ленточном интерфейсе открыть Построение ->  Редактирование ->  Перемещение (рис. 20б), либо в выпадающем меню вызвать Редактирование ->  Перемещение.

Рис. 20. Плавающая панель Редактирование и ленточный интерфейс. Команда перемещения\

Рис. 20. Плавающая панель Редактирование и ленточный интерфейс. Команда перемещения

Рис. 20. Плавающая панель Редактирование и ленточный интерфейс. Команда перемещения

Чтобы было удобнее привязаться к центру окружности, включите объектную привязку Центр, отключив остальные объектные привязки (рис. 21). Включение/отключение объектных привязок рассмотрено в майском номере журнала «САПР и графика»8.

Рис. 21. Объектная привязка Центр

Рис. 21. Объектная привязка Центр

Включите объектную привязку по центру и активируйте команду перемещения. Квадратным курсором, обозначающим режим выбора объектов, выберите стакан, используя правую кнопку мыши. При выделении оттенок стакана изменится на голубоватый (рис. 22). Для подтверждения выбора нажмите на клавиатуре Enter или пробел.

Рис. 22. Изменение цвета тела при выделении

Рис. 22. Изменение цвета тела при выделении

Теперь необходимо найти точку, за которую объект будет перемещаться. Это можно сделать несколькими способами:

1 Наведите курсор на то место, где должен быть центр окружности торца стакана. Появится значок, обозначающий объектную привязку, а рядом с курсором — надпись о виде сработавшей объектной привязки (рис. 23); при этом сам курсор разместится на данной точке.

Рис. 23. Поиск центра окружности торца наведением курсора на точку центра

Рис. 23. Поиск центра окружности торца наведением курсора на точку центра

Такой способ поиска точки может быть осложнен наличием поблизости центров других окружностей. Поэтому, если не удается правильно определить необходимую точку, следует воспользоваться вторым способом.

2 Предварительно измените стиль отображения на Точный с показом ребер, а затем наведите курсор на окружность торца стакана (рис. 24). После этого автоматически сработает привязка к центру.

Рис. 24. Поиск центра окружности торца наведением курсора на окружность

Рис. 24. Поиск центра окружности торца наведением курсора на окружность

Правой кнопкой мыши выберите предложенную точку. Появится фантом перемещаемого объекта (рис. 25), габариты которого будут размещены внутри четырехугольной призмы. Ребра призмы отображаются пунктирной линией.

Рис. 25. Фантом перемещаемого тела

Рис. 25. Фантом перемещаемого тела

Теперь нужно указать точку, в которую следует переместить стакан. Существует несколько способов указания: ввести в командную строку координаты 0,0 начала мировой системы координат либо указать начало МСК с помощью объектной привязки конточка.

После перемещения стакана в начало МСК зафиксируйте его положение в пространстве (это нужно для однозначного определения положения в пространстве модели всей последующей сборки). Для выполнения данной операции необходимо в истории построений щелкнуть на теле стакана правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать пункт Фиксация (рис. 26).

Рис. 26. Фиксация тела

Рис. 26. Фиксация тела

Итак, мы научились связывать параметры созданных 3D­моделей, а также рассмотрели инструменты, которые позволяют перемещать 3D­модели в удобное для нас расположение. В следующей части мы научимся задавать и редактировать 3D­зависимости между 3D­моделями сборки и изучим инструменты, которые позволяют анализировать наличие коллизий между 3D­моделями. 

1 Параметризованное 3D­моделирование подшипникового стакана в nanoCAD Plus 20 // САПР и графика. 2020. № 4. С. 50­56. См. раздел «Создание эскиза».

2 Там же. См. раздел «Геометрические зависимости».

3 Там же. См. раздел «Размерные зависимости».

4 Параметризованное 3D­моделирование подшипникового стакана в nanoCAD Plus 20 // САПР и графика. 2020. № 5. С. 52­59.

5 Там же. См. раздел «Редактирование детали Менеджером параметров».

6 Там же. См. раздел «Создание кругового массива отверстий».

7 Параметризованное 3D­моделирование подшипникового стакана в nanoCAD Plus 20 // САПР и графика. 2020. № 4. С. 50­56. См. раздел «Создание эскиза».

8 Там же. См. раздел «Параметрический эскиз отверстия».