КОМПАС-3D v17 Home. Основы 3D-проектирования. Часть 9. Эргономичный маркер.

Подписаться на 3Dtoday
KOMPAS-3D
Идет загрузка
Загрузка
15.11.18
1984
27
печатает на Hercules Strong
3D-моделирование
16
В прошлых уроках мы познакомились с основами твердотельного и поверхностного и листового моделирования в КОМПАС-3D v17 Home, а также создали колесо для модели, мыльницу, скребок, переходник, шильдик и шаблон.

В этой статье мы разберём, как построить эргономичный маркер. При построении мы будем использовать поверхность по сети кривых, моделирование по картинке, усечение кривых с помощью секущего отрезка, установим сопряжения поверхностей и проверим гладкость модели с помощью режима проверки гладкости.
По аналогии с маркером можно построить, например, 3D-ручку. Для этого надо будет немного увеличить размеры, чтобы поместились механизмы.
В качестве ориентира возьмем такие фломастеры.
b7cc0ddfad83bd0bf19f88dc6a298d9d.jpg
Наш дизайн будет выглядеть так.
6f89f893832252c0332c42b0477dd872.png
Чтобы проверить, насколько удобным будет фломастер с таким дизайном, необходим прототип. Создадим модель для печати.
Скопируем эту картинку из браузера.
5705af096b11a0a5a37de5f0e1640fe5.png
Создадим деталь.
Так как мы будем строить деталь с помощью поверхностного моделирования и потребуется визуальная оценка качества объекта, настроим качество отображения. Если вам интересны теоретические знания о поверхностном моделировании — познакомьтесь с этой статьей.
Чтобы настроить качество отображения, зайдём в меню Настройка — Параметры — Текущая деталь - Точность отрисовки и МЦХ. Выставим ползунок «Точность отрисовки» в крайнее правое положение.
02ce5ce2c9d66b71ca9890de0fe8a7b8.png
Далее вкладка Система — Редактор моделей — Управление изображением. В списке «Качество сглаживания» выберем «Высокое». Нажмём Ок.
0c004bc0141a9d4b12c992222f106fd5.png
Создадим эскиз в плоскости XY и вставим картинку в КОМПАС-3D (ПКМ - Вставить, или Ctrl+V).
Построим отрезок, равный по длине размерной линии, и установим размер этого отрезка.
b4693689b8313c9aeeac82aefd73e8f7.png
Редактируем картинку.
cc9b4dbdfcb1e04908a1609ac7e0f501.png
В поле «Масштаб» вводим значение 180/763.
de2a644d80dfca5d146e1cd14929fd3c.png

Вам нужно будет ввести 180, деленное на получившийся у вас размер.

Перенесем изображение в начало координат. Отрезок с размером можно удалить. Выйдем из режима эскиза.
855c14dd108f1c2b4072a174a34bbaa6.png
Создадим в той же плоскости новый эскиз.
28a2212c43769f918afbf947d8c35241.png
Используя команду «Автолиния», обводим носовую часть. Точнее, её верхнюю половину (как под элемент вращения). Для удобства отключите округление на быстрой панели или кнопкой F7.
Построение проще начать с правого горизонтального отрезка, когда дойдём до шарика, переключим тип сегмента на дугу, затем переключим назад на отрезок и сменим стиль на осевую.
c86a9a86e185071ab5a011fe83f38f1d.png
Запустим команду «Авторазмер» и проставим размеры как на рисунке. Обратите внимание, что горизонтальные отрезки равны. Выйдем из режима эскиза.
4d8d4d98219b707c1adee31cbd0dc0c0.png
Создадим ещё один эскиз в плоскости XY.
Строим хвостовую часть. Будем использовать команды «Отрезок» и «Дуга». Построение начинаем с отрезка 16 мм, затем строим из середины отрезка перпендикулярную к нему осевую (можете использовать ограничение «Перпендикулярность»), и проводим дугу. Не забудьте изменить стиль осевой линии и отрезка 16 мм (стиль линии «Тонкая»). Проставим размеры. Выйдем из режима эскиза.
d0b933110076027d977f22629395b820.png
Переключаемся на набор «Каркас и поверхности». Запускаем команду «Поверхность вращения».
400961c1895d2164e1041abc1fad0f78.png
Укажем первый эскиз. Установим тип построения «Тороид», угол 180 градусов. Нажмём колесо (среднюю кнопку) мыши. Укажем второй эскиз. Нажмём колесо (среднюю кнопку) мыши.
d2a3d5ddf85e0313c78fa5135a990099.png
Создадим ещё один эскиз в плоскости XY.
Запустим команду «Сплайн по точкам».
a9a2d9a7153c672ad1bf86f542d2ecb1.png
Построим сплайн так, чтобы он максимально совпадал с изображением верхнего ребра маркера на подложке. Обратите внимание, что последняя точка сплайна должна лежать на крайней точке задней поверхности вращения, а первую точку сплайна нужно выровнять с крайней точкой передней поверхности вращения.
c0a9a8a79afd2af9a02f0b33da5fc9af.png
Аналогично строим второй сплайн по нижнему ребру.
d57fd1904498623e0d73149d83081f48.png
Строим между начальными точками сплайнов отрезок.
Строим вертикальный отрезок через начало координат.
a7aa5c77406d4dfc526808b3e2c571e2.png
Запускаем команду «Усечь кривую» с панели «Редактирование». Выбираем режим «Оставлять указанный участок», и указываем созданный вертикальный отрезок.
1ae1729eb3a6eafccfbabe36d810ecc7.png
Запускаем команду «Касание» и указываем сплайны и нижнее ребро поверхности вращения. Выходим из режима эскиза.
47e2eb44c32fe102a2a1565fc03842a1.png
Запускаем команду «Плоскость через ребро параллельно/перпендикулярно грани». Устанавливаем положение плоскости Параллельно. Указываем плоскость ZY и ближайший к носовой части отрезок.
055979a134d4b34cebcbe792fe089e53.png
Строим эскиз на полученной плоскости.
Проецируем в эскиз отрезок, на котором построена плоскость.
Строим из середины отрезка окружность. Вторую точку окружности указываем на конце отрезка.
9db12055b677adb915a0a889f2b9b874.png
Усекаем половину окружности. Выходим из режима эскиза.
f05fa3879d11ec61fd5aa20d147f7682.png
Создадим эскиз в плоскости ZY.
Проецируем в эскиз отрезок, на котором построена плоскость.
c8849cd633f8e52698bf511123b8dd69.png
Запускаем команду «Сплайн по полюсам».
344b912b6e59b5b1d2173d235bab50d1.png
Строим сплайн из восьми точек: крайние на концах отрезка, остальные произвольно. Для наглядности включите режим «Отображать степени свободы».
794a6790fe7cd740e2e353593e68edbe.png
Выравниваем противолежащие точки по вертикали.
1ba874742d152b4a224f437883323b93.png
Выравниваем по горизонтали первую и вторую точки и последнюю с предпоследней.

Это необходимо для того, чтобы при зеркалировании поверхности получить гладкий стык.

9291b85e21c5e571dce17dd1af090a7f.png
Проставим размеры как на рисунке. Простановку удобнее начинать с меньших размеров, чтобы сплайн не перегибался. Не забудьте поставить размеры от середины отрезка до точек, чтобы убрать все степени свободы. Когда все степени свободы убраны и все размеры расставлены, выходим из режима эскиза.
a2d3b58e60932ab8084f02b54909517a.png
Запускаем команду «Поверхность по сети кривых».
Указываем по направлению U сплайны с плоскости XY.
Указываем по направлению V сначала два построенных эскиза (от носа к хвосту), затем ребро поверхности вращения.
1ad54134c6d91dff96c10da2fa8455be.png
Раскроем вкладку «Сопряжения». Установим для границ 1 и 3 перпендикулярность с плоскостью XY.
8dadd21c6a82d7c1e15746d74814102f.png
Для границы 4 укажем поверхность вращения и установим условие сопряжения «По касательной». Создадим поверхность.
70d0db9001e3ff3b36e1374abc74c604.png
Создадим эскиз в плоскости ZX.
Построим сплайн по полюсам так, чтобы пересечение сплайна с поверхностью приблизительно совпадало с крайними точками прорези на картинке.
968460175dff2dafbb6461ef685563ae.png
Образмерим и выровним этот сплайн, стараясь не менять получившихся размеров.
5da0bec951a9f8765950613893bb3997.png
Строим поверхность выдавливания с включенным переключателем «Симметрично» на расстояние 80 мм.
cb075b6c2ccbc3bdbefdc96827aede05.png
Заполним место между носовой частью и поверхностью по сети кривых. Запускаем команду «Заплатка» и указываем в дереве Эскиз:5. Заплатка сама подхватит рёбра эскиза.
5c4864970d7afdf22d70e307686ebfa6.png
Запускаем команду «Усечение поверхности» и указываем в качестве грани поверхности «Поверхность по сети кривых», в качестве секущего объекта «Поверхность выдавливания». Усекаем место под прорезь. При необходимости смените направление. Нажмём колесо (среднюю кнопку) мыши.
d8b0df413b0e214a3fc75145ef5faaa2.png
Указываем в качестве грани поверхности «Поверхность выдавливания», в качестве секущего объекта «Поверхность по сети кривых». Усекаем всё лишнее вокруг прорези. При необходимости смените направление. Нажмём колесо (или среднюю кнопку) мыши.
6852193e9384891ae0c39ee4fb9ab133.png
Указываем в качестве грани поверхности «Заплатку», в качестве секущего объекта «Поверхность вращения». Усекаем внутреннюю часть заплатки. При необходимости смените направление.
351765bbd6a340af13f476713f4128a4.png
Запускаем команду «Сшивка поверхности» и указываем все пять созданных поверхностей. Опция «Создавать тело» должна быть выключена.
8a2fcf296a155968b86a18c298851188.png
Переключаемся на набор «Твердотельное моделирование». Запускаем команду «Скругление», активируем опцию «С постоянной хордой». Устанавливаем размер 2 мм и указываем ребро прорези.
20bf6611539ad55593e05e35f3ff0bce.png
Запускаем команду «Зеркальный массив». Указываем Сшивку поверхностей и Плоскость XY.
c9067ab8776c961d36af8f79a5c4695c.png
Переключаемся на набор «Каркас и поверхности». Запускаем команду «Сшивка поверхности» и указываем половинки фломастера. Активируем опцию «Создавать тело».
2f46798af2896db3132c1574e2898546.png
В дереве переключаемся на режим «Отображение структуры модели», раскрываем список «Тела» и нажимаем правой кнопкой на Поверхность 1, выбираем «Свойства тела».
69e2479f5602c531aeb1ae4137fd4e45.png
Установим Прозрачность 30-40% и зелёный цвет, укажем наименование.
bda1005a7ad3840e4652d205ee9e69f0.png
Видно, что объект соответствует габаритам изначального рисунка. Не хватает только прорезей, построим их чуть позже.
88972bf61c3e5b1d368683e78f7c56be.png
Скроем все вспомогательные объекты.
5a8af2e7df6662379c80c8eefc2ac240.png
Запустим «Режим проверки гладкости».
9dc5805874b170a47159df053e7f350d.png
Смотрим на переходы в верхней части.
6cf2def0c04c815650d3021abad68f93.png
и в нижней части
4e5a60bf600b8c53a83ab0744be807f5.png
На скруглениях
b54ea3fb6978553bb68da392c91209ba.png
Линии непрерывны — стык получился гладким.

Смотрим переход к хвостовой части.
da63ef801c9daf8d7aefdc3d8c7690c9.png
Направление линий меняется, но ширина линий остается непрерывной — стык получился касательным.

Для сравнения, в носовой части поверхности просто стыкуются — линии полностью меняют цвет и направление.
33b0e8948db0c13a7799d86267a0111f.png
Выключаем режим проверки гладкости. В свойствах тела убираем прозрачность (устанавливаем ползунок на 0). Переключаем дерево на режим «История построения».
a1d7a3fe8e3b588a1a659c8ec95fcef9.png
Создадим смещенную плоскость на расстоянии 20 мм от плоскости XY.
808c2c33ef2f019d78e426ed426abe0b.png
Создадим в ней эскиз. Проецируем внутреннее ребро прорези.
6c4f685eead1080504cd398d8ffb08e7.png
Запускаем команду «Эквидистанта». Устанавливаем отступ 1 мм. С помощью курсора мыши устанавливаем положение эквидистанты внутрь контура.
5000fc8d5d0f8c6446f3f3358634464f.png
Строим вертикальный отрезок с длиной, заведомо превышающей высоту прорези.
a7371e1f98186e7cbd06ca551ecf6324.png
Выделяем отрезок. Запускаем команду «Копия по сетке».
Устанавливаем в Направлении 1: шаг 2 мм, количество копий 24, в Направлении 2: количество копий 1. Включаем опцию «Удалять исходные объекты». Укажем точки копирования и вставки. Группу отрезков расположим на равном расстоянии от краёв прорези.
bc287cf4a50e01fffb11741e3542bba4.png
Запускаем команду «Усечь кривую» с панели «Редактирование». Выбираем режим «Оставлять указанный участок» подводим курсор к первому отрезку слева и зажав левую кнопку строим секущий отрезок через все вертикальные отрезки.
1ed34848dad85e14fcc5a5e4a092467e.png
Выделяем и удаляем спроецированную кривую и эквидистанту.
bc3c750e5ca588fc51459ed28b0b85e5.png
Переключаемся на набор «Твердотельное моделирование». Запускаем команду «Вырезать выдавливанием».
Устанавливаем способ «До объекта», указываем грань прорези, устанавливаем смещение 1 мм, активируем переключатель «Симметричная толщина», устанавливаем толщину 1 мм.
cbd39b966bf1445b3bf344657b749507.png
Запускаем команду «Зеркальный массив». Указываем Элемент выдавливания, Плоскость XY и активируем переключатель «Геометрический массив». Переключатель «Геометрический массив» необходимо активировать, чтобы операция «Вырезать выдавливанием» при зеркалировании не прорезала весь объект насквозь до поверхности, а только зеркально повторила форму изначального выреза.
e583aebd93234fecd98e3d2532ac22a9.png
Сохраняем стойку в Stl с использованием следующих настроек:
e00702cb98f5b19cc86a476e4d8752ef.png
Итоговая модель.
PREVIEW
Поздравляю! Вы создали свой первый объект по заранее разработанному дизайну. Теперь вы можете распечатать и оценить эргономические свойства данного маркера.
Подписаться на 3Dtoday
16
Комментарии к статье

Комментарии

15.11.18 в 10:18
0
Реклама. Слишком много возни, ИМХО, проще взять картинку, сделать градиенты и загрузив как карту высот получить полумодель, сделать копию, отзеркалить и склеить, дел на 5 минут
15.11.18 в 10:44
5
Реклама.
Чего именно? Компаса? Тут годный урок по моделированию ручки, рекламы не вижу.
15.11.18 в 10:54
2
1. И как градиентами задать правильный профиль?
2. Возни ровно столько же, сколько в любом другом нормальном CADе - у всех примерно одинаковый функционал. Этот же урок можно перевести на Автокад (знаю!), или на какой либо другой CAD - солидворкс, например (не знаю, но уверен).
Измениться только алгоритм взаимодействия с меню - и все.
15.11.18 в 10:57
0
проще взять картинку, сделать градиенты и загрузив как карту высот получить полумодель
Покажите пример, хотелось бы это увидеть.
15.11.18 в 10:59
3
Реклама.
Реклама выше - надо на баннер кликнуть ;-)
c1a503be698ba245746ebf884a02ee89.png
15.11.18 в 10:42
1
Как по мне- полезная статья. Но как пользователь Компаса и Солидворкса, могу сказать что в солиде гораздо нагляднее выглядит параметрическое построение. Очень наглядно показаны степени свободы элементов и их сопряжения. В 17 и 18 версии Компаса интерфейс сделали очень схожим с солидом, но я бы хотел увидеть параметрическое построение как в солиде. Такое изменение на мой взгляд было бы полезнее.
15.11.18 в 10:55
0
хотел увидеть параметрическое построение
Во-первых большая часть эскизов здесь параметризована, если ширина окажется неудобной - её можно легко поменять, всё остальное задаётся по имеющемуся дизайн-проекту. Во-вторых, зачем вам параметрическое построение для конкретного объекта по готовому дизайн-проекту? Что именно вы планируете в нём в дальнейшем менять, для чего? Дизайнер уже знает, что он хочет получить - вы просто воплощаете его замысел в модели, параметризация задана только в тех местах, где могут быть корректировки.
15.11.18 в 11:37
1
параметризация задана только в тех местах, где могут быть корректировки
Вот именно. там она и нужна. Но я хотел акцентировать внимание на том что в Solidworks более наглядное и интуитивное оформление параметризации эскизов. Хотелось бы увидеть что-то на этом же уровне в Компасе.
15.11.18 в 12:02
0
А что именно для вас неинтуитивно?
Вот например параметризованный эскиз:

Переменные вводятся прямо в окне размера:
c72ce225d6136a9fedbfa6e4b7bc2ed4.png
15.11.18 в 12:08
1
Степени свободы. В Solidworks определённые объекты (точки и линии не имеющие степеней свободы) выделяются другим цветом. Это помогает ориентироваться при построении размерной цепочки.
15.11.18 в 12:39
0
У нас это ещё нагляднее. Включите отображение степеней свободы.
c8b8bc65cfc6651e5749b769d8fae6d2.png

При простановке размеров сразу видно какую степень свободы вы ограничиваете:
061b8550e8ce97aa0477cb7c1c1aeafb.png

Здесь, например, одна точка полностью зафиксирована:
cbebd41c7d5090cc4afbee9563608108.png

Все степени свободы убраны размерами:
2f77b5d5a1ae7a7d08c85049197e554e.png

Эскиз полностью параметризован:
60f881d5b86a4d1037d83e1ad13a3e7e.png
15.11.18 в 12:45
0
Выглядит убедительно. Пробовал пользоваться этой функцией в 15 версии, но почем-то таких стрелочек там не увидел. Буду теперь знать, благодарю.
15.11.18 в 13:56
0
В 15й в принципе точно также было. Может у вас размеры стояли, или геометрия привязана к чему-то была.
15.11.18 в 16:00
0
Где ж тут нагляднее? Интерфейсы и цветовые схемы у вас совершенно некомфортны для работы, по умолчанию опять-таки не включено то, что стоило сделать активным по умолчанию.

Понятно, что Компас появился, как недорогая копия SolidWorks, но отличия от оригинала стоит делать реальными и функциональными, а не формальными "у нас не так, мы не копировали".
15.11.18 в 16:37
0
Где ж тут нагляднее?
Что нагляднее видеть: что отрезок не изменил цвет после простановки размера, или что на одной из точек этого отрезка исчезла одна степень свободы?
16.11.18 в 00:06
0
С точки зрения работы, лучше максимально просто показать, что элемент (прямая, луч, отрезок, точка) определены, либо нет. В Солиде это синий+черный цветовой код, на непрягающем фоне. Компас - пример перегруженности, которая скорее мешает, чем помогает.

Все, ИМХО, конечно, но с другой стороны, у меня много лет опыта работы с различными пакетами (применял CAD софт еще до появления Компаса), и периодически проверяю новинки и обновления, есть с чем сравнивать.

Мог бы посоветовать сделать что-то типа визарда настройки интерфейса, с вариантами и сразу визуализацией, как это будет, чтобы люди начинали работу сразу в приятной и понятной среде.
16.11.18 в 09:28
0
что элемент (прямая, луч, отрезок, точка) определены, либо нет.
Наиболее распространены ситуации, что пользователь либо и так видит, что элемент определён, либо не понимает, какая координата не определена. Цветовая индикация в этом помочь не сможет.
Компас - пример перегруженности
В чём у нас перегруженность? У нас по умолчанию всё отвлекающее от работы скрыто)
16.11.18 в 15:18
0
Такие ситуации наиболее распространены, когда эскиз - прямоугольник, или пара прямоугольников. А если в эскизе двадцать отрезков со скруглениями и связями с точками и гранями модели, там нужно знать, что определено, а что нет, особенно если это прототипирование и модель будет еще не раз перестраиваться с корректировками.

А перегруженность у вас даже в ваших же примерах выше, на картинках. Линии сливаются в нечитаемую кашу, не видишь конкретных форм. По опыту скажу, это очень замедляет работу.
16.11.18 в 19:11
0
Линии сливаются в нечитаемую кашу
Где именно?
А если в эскизе двадцать отрезков со скруглениями
Плохая привычка, кстати, совать скругления в эскиз. На любом САПРе. Очень неудобно редактировать потом.
16.11.18 в 19:43
0
Везде? :)
c1bc39b0726cd1ad53cfddabdb1da2c7.png

До полного трэша не хватает только градиентов. А эт от нежно-лаймовый на светло-сером... Потрогайте пипеткой графического редактора разные области, оцените в цифровом значении отличия яркости цветов фона и объектов на этом фоне, возможно, придете к каким-либо выводам, если мои аргументы вас к ним не подталкивают.

А что до скруглений в эскизах - вы серьезно? Или ваш движок плохо работает с кривыми в эскизах, и лучше справляется с кривыми в 3D?
Если какая-то объемная форма, или ее часть могут быть спроецированы на плоскость, их особенности ДОЛЖНЫ быть описаны в эскизе, а не добавлены к условному кубу в 3D. Это основы эффективной работы в любом CAD-приложении.
Делая вал, не делать цилиндр, к нему цилиндр, к нему цилиндр, на нем фаски и скругления, а сделать эскиз со всем нужным и создать тело вращения.

К слову, достаточный процент людей имеет проблемы с цветовосприятием, и ваш интерфейс и цветовые схемы созданы без оглядок на основные принципы эргономики.
16.11.18 в 22:01
0
В качестве примера неудобств вы приводите в пример картинку, которую я старательно сделал маленькой, чтобы она удобно смотрелась в комментариях на сайте?)
движок плохо работает с кривыми в эскизах, и лучше справляется с кривыми в 3D?
Ему-то какая разница?) Это вам неудобно будет.
Делая вал, не делать цилиндр, к нему цилиндр, к нему цилиндр, на нем фаски и скругления, а сделать эскиз со всем нужным и создать тело вращения.
Вы видимо с параметризацией редко сталкиваетесь) Один вал удобнее сделать в эскизе, а вот если валов много, то лучше сделать каждую ступень отдельной операцией, чтобы можно было их отключать параметризацией.
17.11.18 в 00:12
0
Так это не я, а вы сами запостили картинки, на которых цветовая мешанина. Ко мне тут какая претензия?

Параметризация в эскизах решается введением переменных, видимо, вы не очень разбираетесь в вопросах, в которых вам следовало бы бы специалистом.

И с таким подходом, вы выше чем "копия SolidWorks для предприятий, чтоб недорого" вряд ли подниметесь.
17.11.18 в 18:45
0
вы сами запостили картинки, на которых цветовая мешанина.
Это компактные картинки для комментариев, покажите где "мешанина" в уроке.
Параметризация в эскизах решается введением переменных
Хорошая шутка ;-)
17.11.18 в 09:54
1
Мог бы посоветовать сделать что-то типа визарда настройки интерфейса, с вариантами и сразу визуализацией,
Про интерфейс бесполезно говорить им. А так урок хороший
нежно-лаймовый на светло-сером
Про серый цвет тоже полрунета гудит - игнор полный
Линии сливаются в нечитаемую кашу, не видишь конкретных форм. По опыту скажу, это очень замедляет работу.
А мне ещё замедляет работу нагромождение кнопок вверху экрана, ,которые никуда нельзя переместить , которые тоже сливаются в не-читаемую кашу, и прямо гипнотизирует и надо подолгу глядеть на неё в исступлении, пока поймешь что же тебе там нужно было.
И ещё огромная полупустая белая простыня параметров слева, к которой курсор мыши так и тянется чтобы её уменьшить, но нет, она может только увеличиваться до размеров всего экрана
17.11.18 в 14:30
0
Вот поэтому и непонятна позиция представителя. Даже разработчики Unigraphics прислушиваются к мнению пользователей, а тут как будто школьники с безразмерным самомнением.
20.11.18 в 07:21
0
Это действительно представитель Компаса пишет или какой-то тролль школьник?)
Тут ему все наглядно объяснили, а он с пеною во рту не хочет принимать минусы программы)

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Разборки с картридером SD card

"Архивируем" модуль EEPROM для ArduinoDue

Обзор 3D-принтера Creality CR-X

Оптика на FDM 3D-принтере – как это делается

Технология обработки печатных изделий

RIZE представляет полноцветный настольный 3d-принтер XRIZE и новые материалы