Говоря о создании формообразующих элементов, следует остановиться на расширенных функциях генерации формообразующих элементов в AutoCAD DesignerR2. 1, которые существенно облегчают работу за счет: создания массивов конструкторско-технологических элементов с помощью команды AMARRAY (Parts/Features/Array или опции Массив.... в меню Детали из подменю Элемент);
копирования одного из существующих эскизов в активную эскизную плоскость с сохранением геометрических связей и параметрических размеров, выполняемого командой AMCOPYSKETCH (Parts/Sketch/Copy Sketch или опцией Копировать в меню Детали из подменю Эскиз);
возможности иметь в чертеже одновременно несколько эскизов.
4. 5. 3 Редактирование трехмерных моделей
Редактирование трехмерных моделей, являющее важнейшей операцией, осуществляется единой командой AMEDITFEAT (Parts/Edit Feature или опцией Редактировать элемент из меню Детали), при вызове которой пользователю предлагается один из трех вариантов:
редактирование конструкторско-технологического элемента путем изменения параметрических размеров. В этом случае после выбора нужного элемента поверх модели подсвечивается исходный эскиз или появляется диалоговое окно для стандартных элементов. Необходимо лишь указать редактируемый размер и изменить его значение;
редактирование исходного эскиза. В этом случае предоставляется полный доступ к исходной геометрии профиля: можно изменять или вводить новые параметрические размеры и геометрические связи, применяя все способы работы с эскизами, рассмотренные выше;
редактирование элементов Surfcut. Параметрическое редактирование поверхностей AutoSurf и их расположение относительно других элементов твердотельной модели не возможно, поскольку они имеют произвольную форму. Однако, выбрав требуемую опцию в команде AMEDITFEAT (Эскиз или Отсечение), можно получить доступ к исходной секущей поверхности, а также переместить ее стандартными средствами AutoCAD и отредактировать с использованием “ручек” или функций AutoSurf. После редактирования конструктивного элемента следует выполнить команду AMUPDATE (Parts/Update или опцию Обновить из меню Детали), с тем чтобы модель автоматически перестроилась в соответствии с произведенными изменениями. При необходимости удаления конструкторско-технологических элементов надо воспользоваться командой AMDELFEAT (Parts/Features/ Delete или опцией Удалить в меню Детали из подменю Элемент). Данная операция чрезвычайно проста, однако при ее выполнении нужно иметь в виду, что на базе удаляемого элемента могли быть созданы другие элементы. В этом случае будут удалены все эти элементы. После удаления элементов модели необходимо выполнить команду АМUPDATE. Редактирование массивов производится аналогично описанным выше случаям, однако, выполняя эти команды, следует иметь в виду, что массив рассматривается как единый объект, поэтому необходимо выделить два возможных варианта редактирования:
редактирование геометрии элементов массива. Для выполнения такой операции в ответ на запрос команды AMEDITFEAT необходимо выбрать базовый элемент массива и отредактировать его одним из доступных способов. После выполнения команды АMUPDATE все элементы массива перестроятся в соответствии с произведенными изменениями;
редактирование параметров массива. Для изменения параметров массива надо выбрать один из производных элементов массива и в диалоговом окне изменить количество элементов и их относительное расположение.
4. 6 Сервисно-информационные возможности и обмен данными в AutoCAD Designer R2. 1
Поскольку работа с моделями происходит в трехмерном пространстве, очень важно уметь пользоваться командами AutoCAD и Designer, обеспечивающими доступ к видовым экранам и перемещению модели в пространстве для выбора удобного вида; при этом на экране монитора целесообразно иметь два (или более) видовых экрана: один с видом в проекции, другой - трехмерным изображением. Конфигурация видовых экранов, а также выбор ракурса в трехмерном пространстве могут производиться стандартными средствами AutoCAD, однако в AMD также существует команда AMVIEW, позволяющая значительно сократить время выполнения этих рутинных операций. Данная команда, являющаяся универсальной для Designer и AutoSurf, имеет несколько опций, сгруппированных в панели инструментов MCAD View, что обеспечивает перемещение в пространстве модели одним щелчком мыши. Любая модель проектируется поэтапно и состоит из множества конструкторско-технологических элементов. Если модель сложная, очень часто приходится выяснять взаимозависимость ее элементов и их “родственные” связи, поскольку, например, удаление базового элемента автоматически влечет удаление всех его производных. Просмотр истории создания модели в Designer R2. 1 осуществляется командой AMREPLAY (Parts/Utilities/Replay или опцией Воспроизвести в меню Детали из подменю Утилиты), демонстрирующей на графическом экране весь процесс моделирования, начиная с задания эскиза базовой формы и заканчивая информацией о выполненных операциях. Кроме этого, данная команда имеет опцию Truncate, которая дает возможность отменить все изменения, произведенные в процессе проектирования, и тем самым вернуться на несколько шагов назад.
При помощи команды AMLIST (Parts/Utilities/List или опции Информация в меню Детали из подменю Утилиты) можно получить доступ к базовой информации о модели, ее конструкторско-технологических элементах, а также о проекционных видах в поле чертежа. Данная информация, отображаемая в текстовом окне, полезна при работе со сложными моделями.
4. 7 Расчет массово-инерционных характеристик и визуализация трехмерных моделей Расчет массово-инерционных характеристик выполняется командой AMPARTPROP (Parts/Utilities/Mass Properties или опцией Масс-характеристики в меню Детали из подменю Утилиты), а при задании в диалоговом окне плотности “материала” рассчитываются масса, объем, координаты центра тяжести, площадь поверхности и показатели инерционных свойств (моменты и радиусы инерции и пр. ) модели. При редактировании модели указанные данные вычисляются автоматически. Визуализация трехмерных моделей в AutoCAD Designer осуществляется либо стандартными средствами AutoCAD, либо при помощи прикладной программы AutoVision R2. 1. Более того, теперь для визуализации моделей не нужна никакая предварительная подготовка, а тонирование происходит в интерактивном режиме. 4. 8 Генерация рабочих чертежей параметрических моделей в AutoCAD Designer R2. 1 (модуль DRAWINGS)
В AMD генерация чертежей производится автоматически и обеспечивает доступ не только к параметрическим моделям и поверхностям AutoSurf, но и к стандартным трехмерным объектам AutoCAD, причем принципы работы со всеми упомянутыми объектами не имеют существенных отличий. Автоматизация достигается за счет созданной двухсторонней ассоциативной связи между моделью и чертежом, а также возможностью редактирования всех проекционных видов.
4. 9 Двунаправленная ассоциативная связь “модель-чертеж”
“Пространство модели” и “пространство чертежа” - стандартные понятия в AutoCAD, впервые появившиеся в AutoCAD R11. Между этими пространствами можно перемещаться стандартным методом с помощью системной переменной TILEMODE, либо команды AMMODE (Drawings/Drawing Mode или опции Режим_Чертеж в меню Чертеж). Нет надобности говорить о важности получения чертежей, ведь выпуск КД является результатом труда конструкторов-проектировщиков. В традиционном трехмерном моделировании эта процедура выполняется после получения готовой модели, и зачастую пользователь вынужден возвращаться к предыдущим этапам работы, так как многие ошибки выявляются только на проекционных видах. Подобные проблемы с легкостью решаются в модуле генерации чертежей Autodesk Mechanical Desktop, поскольку постоянная двунаправленная ассоциативная связь “модель-чертеж” позволяет задать проекционные виды на самом первом этапе проектирования модели, а затем они будут автоматически обновляться по мере добавления к модели новых элементов. Более того, используя проекционные виды в пространстве чертежа, можно не только выверять полученные элементы модели, но и редактировать саму модель, так как применяемые при создании профилей параметрические размеры автоматически появляются в проекционных видах на чертеже и обладают теми же свойствами, что и в пространстве модели. Редактирование размеров в поле чертежа производится опцией CHANGE DIMENSION (или опцией Изменить размер). При этом изменения, внесенные в параметрические размеры в поле чертежа, воздействуют не только на проекции модели, но и на саму модель. Обратное также верно. Команда АМUPDATE позволяет перестроить и модель, и ее проекционные виды в соответствии со сделанными изменениями.
4. 10 Создание проекционных видов
Типы проекционных видов создаются командой AMDWGVIEW (Drawings/Create View или опцией Создать вид.... в меню Чертеж), в диалоговом окне которой задаются следующие параметры:
тип проекционного вида (главный вид, ортогональная проекция, вспомогательный вид, изометрическая проекция или частный вид);
масштаб проекционного вида;
указание для выполнения разреза на проекционном виде и его типа (полный или половинчатый);
указание отобразить на проекционном виде невидимые линии.
Дальнейший процесс моделирования чертежа практически полностью автоматический. Рассмотрим подробнее особенности построения каждого типа проекционных видов. Главный вид. Проекционный вид, создаваемый при первом обращении к рассматриваемой команде, становится по умолчанию главным видом. Для его построения пользователю достаточно указать проекционную плоскость в пространстве модели, а затем место расположения вида в пространстве чертежа. Ортогональные проекции. При построении ортогональной проекции пользователь должен указать исходный вид и место расположения вновь создаваемой проекции относительно исходного вида, при этом нет необходимости указывать, будет ли это вид сверху или вид слева, поскольку программа автоматически определяет ориентацию вида по указанному положению в пространстве чертежа. Один щелчок мыши - и ортогональная проекция на чертеже!
Изометрические проекции. Изометрические проекции строятся так же легко, как и ортогональные, и точно так же программа автоматически определяет ориентацию изометрических осей в соответствии с указанным положением проекции на чертеже. Вспомогательные виды. Процедура построения вспомогательного вида несколько “осложняется” тем, что пользователю необходимо дополнительно указать расположение вспомогательной проекционной плоскости, используя для этого ребра модели (это можно сделать на уже существующих проекционных видах). Частные виды. Для генерации частного вида необходимо задание точки на исходном виде, рамки, ограничивающей область частного вида, и место расположения вида на чертеже.
Разрезы. Разрезы генерируются одновременно с построением главного или вспомогательных видов, а также ортогональных проекций. Процесс полностью автоматизирован, и пользователю нужно лишь указать положение секущей плоскости. Для выполнения ступенчатых (сложных) разрезов необходимо задать так называемую секущую линию, представляющую собой ломаную, отрезки которой должны быть расположены под прямым углом, а начальный и конечный отрезок должны быть параллельными. Секущая линия обладает параметрическими свойствами, то есть изменяет свое расположение при редактировании модели, а процесс ее создания аналогичен построению параметризованных профилей, только для профилирования используется особая команда AMCUTLINE (Parts/Sketch/Cutting Line или опция Линия сечения в меню Детали из подменю Эскиз). Редактирование секущих линий осуществляется при помощи тех же команд, что и редактирование профилей. 4. 11 Редактирование проекционных видов
Редактирование проекционных видов сведено к необходимому минимуму. Так, командой AMMOVEVIEW (Drawings/Edit View/Move или опцией Перенести в меню Чертеж из подменю Редактирование вида) можно переместить вид в поле чертежа, командой AMDELVIEW (Drawings/Edit View/Delete или опцией Удалить в меню Чертеж из подменю Редактирование вида) - удалить его, а также изменить в диалоговом окне его атрибуты: масштаб, текстовую метку, режимы отображения невидимых линий и пр. , вызвав команду AMEDITVIEW (Drawings/Edit View/Attributes или опцию Атрибуты в меню Чертеж из подменю Редактирование вида).
4. 12 Введение справочных размеров, аннотаций и осевых линий
Параметрические размеры - мощное средство редактирования трехмерных твердотельных моделей, однако на окончательном этапе подготовки КД некоторые проекционные виды могут быть чрезмерно загромождены введенными ранее параметрическими размерами, другие проекции -содержать минимум размерной информации, а некоторые размеры, задававшиеся на этапе построения профиля, неверны с конструкторской или технологической точки зрения. Поскольку параметрические размеры содержат информацию о геометрии объекта, их нельзя удалить, однако можно отключить или вновь сделать видимыми на экране при помощи команд AMHIDEDIM (Drawings/Dimension/Hide или опцией Скрыть в меню Чертеж из подменю Размеры) и AMSHOWDIM (Drawings/Dimension/Show или опцией Показать в меню Чертеж из подменю Размеры), а также переместить в пределах вида или между видами командой AMMOVEDIM (Drawings/Dimension/Move или опцией Перенести в меню Чертеж из подменю Размеры).
Полное соответствие чертежа требованиям стандартов достигается нанесением справочных размеров, аннотаций и осевых линий.
Справочные размеры вводятся командой AMREFDIM
(Drawings/Dimension/Ref Dim или опцией Контрольные в меню Чертеж из подменю Размеры), а удаляются и перемещаются теми же командами, что и параметрические размеры. По своим свойствам справочные размеры идентичны ассоциативным размерам в AutoCAD, то есть они адекватно реагируют на изменения в определяющей их геометрии, однако не применяются для редактирования модели. Для задания стилей и редактирования атрибутов всех размеров в чертеже следует пользоваться стандартными средствами AutoCAD.
Аннотации, как и справочные размеры, предназначены для окончательной доработки чертежа - приведения к требованиям стандартов по оформлению конструкторской документации. В качестве аннотаций могут выступать любые двумерные объекты AutoCAD: текст, выноски и т. д. В принципе разработка аннотаций не является обязательной операцией, поскольку можно свободно создавать двухмерные графические объекты в поле чертежа. Однако при перемещении параметрических проекционных видов модели потребуется дополнительно выполнять команду MOVE для соответствующего перемещения непараметризованных аннотаций. Чтобы избежать подобного неудобства, полученные объекты целесообразно определить в качестве аннотаций. В этом случае их расположение на чертеже относительно проекционных видов будет параметризовано, и все аннотации будут перемещаться автоматически вместе с проекционным видом. Превращение двухмерных объектов в аннотации, добавление и удаление из аннотаций отдельных объектов производится единой командой AMANNOTE, а все связанные с этой командой опции расположены в подменю Drawings/Annotation (или подменю Пояснения в меню Чертеж). Помимо аннотаций, произвольно задаваемых пользователем, существуют стандартные формы для аннотирования отверстий. Команда AMHOLENOTE (Drawings/Annotation/Hole Note или опция Размеры отверстия.... в меню Чертеж из подменю Пояснения) вводит такие аннотации в проекционные виды, а при помощи команды AMTEMPLATE (Drawings/Annotation/Template или опции Шаблоны.... в меню Чертеж из подменю Пояснения) можно создавать и редактировать шаблоны аннотаций к отверстиям. Осевые линии являются одним из видов аннотаций. Вводятся они в проекционные виды на чертеже командой AMCENLINE (Drawings/Annotation/Centerline или опцией Осевые линии в меню Чертеж из подменю Пояснения). Для этого пользователю необходимо указать либо два зеркально симметричных объекта, либо одиночную линию (ось поделит ее пополам), или окружность (дугу). Построение осевой линии происходит автоматически, а ее положение на проекционном виде отслеживается при внесении изменений в модель.
4. 13 Преобразование чертежа модели в двухмерный чертеж
Модуль генерации чертежей AMD поддерживает работу с трехмерными объектами различных типов, однако часто, например при обмене графической информацией с партнерами, не требуются все данные о модели, достаточно передать лишь ее рабочий чертеж. Для этих целей служит команда AMDWGOUT (Drawings/Drawing Out или опция В Автокад.... в меню Чертеж), которая позволяет преобразовать проекционные виды трехмерной параметрической модели в набор стандартных двухмерных примитивов AutoCAD. Естественно, что в этом случае теряются какие-то данные об исходной трехмерной модели, но такой чертеж занимает гораздо меньше дискового пространства и может быть прочитан пользователями, не располагающими AMD.
5. Моделирование сборочных единиц и создание сложных поверхностей в среде Аutodesk Мechanical Desktop.
В начале были рассмотрены основные приемы конструирования деталей в Autodesk Mechanical Desktop (АМD). Каким образом из деталей можно получить узлы, изделия и механизмы? В масштабах современной проектной организации процесс автоматизированного проектирования узлов и механизмов предусматривает три различных подхода к конструированию:
“снизу-вверх” при наличии всех деталей, из которых компонуется изделие. В этом случае проектирование идет от частного к общему, а разработка узла или изделия заключается в простом соединении всех составных частей в единую конструкцию; “сверху-вниз” , когда детали, из которых компонуется изделие, как и само изделие в целом, еще предстоит сконструировать, а проектирование идет от общего к частному с разработкой общей логической схемы изделия и принципиальных эскизов составляющих его компонентов, затем создаются модели деталей, после чего производится сборка узлов и всего изделия;
“комбинированный”, предполагающий наряду со стандартными деталями в проектируемом изделии использование и вновь разрабатываемых.
AMD при моделировании сборочных единиц позволяет реализовать все три подхода. В общем случае процесс конструирования изделия состоит из следующих этапов: 1. построение моделей деталей (см. часть I) или узлов;
2. преобразование деталей и узлов в описание компонентов изделия; 3. сборка компонентов в узлы и изделия;
4. наложение зависимостей на компоненты узлов и изделия;
5. редактирование сборочных узлов и изделия;
6. контрольная проверка и анализ узлов и изделия;
7. выполнение сборочного чертежа узлов и изделия;
8. передача готового изделия в расчетные программы для анализа.
При работе над любым проектом необходимо организовать процесс разработки модели и проектной документации к ней. Поэтому в AMD рекомендуется модель каждой детали или узла, входящих в изделие, располагать в отдельном файле, что позволит, во-первых, создать базу данных специализированных деталей и узлов, во - вторых, отразить изменения деталей, во всех узлах и изделиях, где они используются (в том числе в разрабатываемых другими конструкторами), и наконец, в-третьих, легко хранить и управлять отдельными деталями и узлами при помощи программ (менеджеров проектов) типа Autodesk WorkCenter. Эти программы обеспечивают непрерывный контроль изменений в проекте, автоматизацию документооборота внутри проектной группы, распределение работ по исполнителям, поиск требуемых документов и их движение, проверку правильности составления документов и защиту готового проекта от несанкционированного доступа. Рассмотрим основные возможности среды AMD при конструировании сложных изделий. 5. 1 Параметрическое моделирование сборочных единиц в AutoCAD Designer R2. 1 (модуль ASSEMBLIES)
