¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

10 €нвар€ 2021

»нструменты T-FLEX CAD и поиск альтернатив построени€

»ван „еранЄв

»ван „еранЄв Ч ведущий инженер-конструктор ќтдела технологической подготовки производства, ¬ыборгский судостроительный завод.
»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

ѕеред вами завершение серии публикаций Ђѕланирование и оптимизаци€ пор€дка построени€ 3D моделиї. ¬ первых двух част€х были рассмотрены базовые принципы работы в CAD системах и способы оптимизации процесса 3D моделировани€:

¬ведение в T-FLEX CAD и основные принципы моделировани€
“еори€ и практика планировани€ 3D построений в T-FLEX CAD

¬ последней части будут рассмотрены инструменты 3D моделировани€ в системе T-FLEX CAD и преимущества использовани€ альтернативных способов построени€.

ƒанна€ информаци€ будет особенно полезна новым пользовател€м T‑FLEX CAD. ¬ дополнение рекомендуем загрузить учебную версию T‑FLEX CAD и изучить учебное пособие.

ћатериал подготовил »ван „еранЄв, ведущий инженер-конструктор ќтдела технологической подготовки производства ¬—«.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

Ќачинать надо с операции выталкивани€ Ч это, пожалуй, основна€ Ђформообразующа€ї команда. ƒл€ еЄ создани€ необходимо задать профиль, направление и длину. ѕри этом можно руководствоватьс€ разными способами задани€ длины и направлени€. —амый простой из них Ч указать необходимую величину выталкивани€. Ќаправление при этом будет автоматически задано перпендикул€рно плоскости, на которой начерчен 3D профиль (рис. 1, а). ѕомимо этого, направление выталкивани€ может задаватьс€ с использованием уже созданной в модели геометрии: по ребру, по двум точкам (рис. 1, б, в соответственно) и т. д. ƒлина же выталкиваемого элемента будет соответствовать размерам прив€зочной геометрии (длине ребра, рассто€нию между двум€ точками) либо выравниватьс€ по выбранной грани. Ќо в первую очередь така€ прив€зка задаЄт направление выталкивани€, поэтому необходимо следить за тем, чтобы выбранна€ дл€ прив€зки геометри€ совпадала с нужным направлением. ≈ще получить требуемую длину можно выталкиванием до грани, точки (рис. 1, г, д) и других элементов. Ќаправление задаЄтс€ автоматически перпендикул€рно плоскости 3D профил€. ¬озможность задать направление вручную, конечно, сохран€етс€.

ѕрофиль выталкивани€ может быть задан также разными способами.  роме нарисованного 3D профил€ можно использовать ребро, а также плоский 3D путь, отдельную линию 3D профил€ и т. д. ѕри использовании пр€мого ребра в качестве профил€ необходимо об€зательно задать направление выталкивани€ (любым способом) и длину, котора€ также может быть задана имеющейс€ геометрией. Ќа рис. 1, е приведЄн пример выталкивани€ ребра перпендикул€рно грани (жЄлтой) до выбранной грани (синей). ѕри этом получаетс€ тонкостенна€ поверхность (без толщины). „тобы создать толщину, можно использовать опцию придани€ тонкостенному элементу толщины (рис. 1, ж). ¬ этом случае мы сможем получить нужную стенку, заполн€ющую весь проЄм, одной операцией и без рисовани€ 3D профил€, что существенно сэкономит врем€. “очно так же можно выталкивать грани (рис. 1, з), при этом они выталкиваютс€ полностью.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 1. –азличные способы создани€ выталкивани€

»спользование опции Ђтонкостенный элементї очень удобно при моделировании конструкций типа корпусов, коробов и т. п. с плоскими стенками. Ќа рис. 2, а-г приведЄн пример построени€ такой модели. —начала выталкиваетс€ дно по 3D профилю, затем создаЄтс€ одна из стенок путЄм выталкивани€ ребра на заданное рассто€ние, и втора€ стенка (противоположна€ первой) выталкиваетс€ до верхней грани первой стенки, либо еЄ можно построить с помощью симметрии. “реть€ и четвЄрта€ стенки создаютс€ выталкиванием вертикального ребра по двум точкам на внутренних сторонах элементов, тут тоже можно использовать симметрию. ѕри таком способе построени€ используетс€ всего один начерченный профиль и обеспечиваетс€ равенство высот всех стенок, а также соответствие их длин размерам основани€. “аким образом, существенно экономитс€ врем€ и сохран€етс€ конфигураци€ модели при изменении размеров.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 2. ѕримеры использовани€ тонкостенного элемента при выталкивании

¬ предыдущем примере конструкци€ сборна€, и все стенки создаютс€ по отдельности. Ќо с использованием тонкостенного элемента можно выталкивать и контуры (рис. 2, д), притом довольно сложные, как замкнутые, так и открытые. “ак можно моделировать не только Ђкоробкиї и профильные трубы, но и листовые детали, упроща€ 3D профили, Ч вычерчивать контур только одной поверхности листовой детали.  роме того, вместе с тонкостенным элементом можно автоматически создавать и дно (или крышку, рис. 2, е). “аким образом, одной операцией можно создать деталь типа стакана, корпуса, крышки и т. п. ¬ случа€х, когда Ђкрышкаї должна быть отдельной (например, заглушка на торце профильной трубы), дл€ экономии времени можно два раза использовать один и тот же 3D профиль: сначала дл€ выталкивани€ трубы (с тонкостенным элементом), затем дл€ выталкивани€ крышки (без тонкостенного элемента; рис. 2, ж). ѕри этом экономитс€ врем€ и обеспечиваетс€ точное соответствие контура крышки профилю трубы.

≈щЄ одним примером эффективного использовани€ тонкостенного элемента можно считать создание шайб, бобышек и колец путЄм выталкивани€ кругового ребра отверсти€ в стенке (рис. 2, з). ƒлина выталкивани€ будет соответствовать высоте шайбы, а толщина тонкостенного элемента Ч ширине поверхности шайбы. Ёто лишь отдельные примеры того, как, использу€ опции команды выталкивани€, возможно оптимизировать построение модели и ускорить процесс моделировани€. “ак же при использовании команды можно создавать отступы по концам выталкивани€, уклоны, фаски по кромкам.

јналогичные способы оптимизации моделировани€ есть и в других командах системы, точно так же тонкостенный элемент может использоватьс€ в операции вращени€, выталкивании по сечени€м и по траектории.

¬месте с Ђформообразующимиї командами неразрывно используютс€ и булевы операции (сложение, вычитани€, пересечение), так же имеющие свои особенности. Ќапример, у операции вычитани€ есть очень полезна€ опци€ дл€ второго операнда Ч Ђоставл€ть в сценеї. ќна позвол€ет дл€ получени€ вырезов в детал€х (телах) использовать другие детали (тела), которые при этом должны оставатьс€ в модели. ѕолучаемый вырез будет полностью соответствовать по размерам сопр€гаемой детали и автоматически перестраиватьс€ при еЄ изменении.

¬ качестве примера на рис. 3, а-б показано создание отверсти€ под штифт в винте с помощью Ђвычитани€ї самого штифта. ѕри этом штифт размещаетс€ в необходимом месте в сборке либо создаЄтс€ как второе тело. ƒл€ его прив€зки могут быть созданы дополнительные элементы, например 3D узел в профиле дл€ операции вращени€ на пересечении осей винта и штифта. ѕри создании булевой операции вычитани€ с использованием опции Ђоставл€ть в сценеї дл€ второго операнда (штифта) в винте по€вл€етс€ отверстие, а сам штифт остаЄтс€ в сборке. ”прощение работы достигаетс€ благодар€ отсутствию необходимости в вычерчивании профил€ выреза и создани€ выталкивани€. „ем сложнее геометри€ сопр€гаемых деталей, тем эффективнее будет использование этой опции.

≈сли требуема€ форма выреза не должна точно совпадать с сопр€гаемой деталью, то использование этой опции также возможно с некоторыми ограничени€ми, но придЄтс€ изменить пор€док построени€ модели. ƒл€ примера на рис. 3, в сопр€гаема€ деталь имеет отверстие и фаски. ѕосле булевой операции в зелЄной детали мы также получим на месте отверсти€ фаски и выступ (рис. 3, г). „тобы этого избежать, их необходимо создавать в сопр€гаемых детал€х после булевой операции (рис. 3, д-е). ѕри этом необходимо прорабатывать пор€док построени€ обеих деталей в св€зке друг с другом.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 3. ѕримеры использовани€ булевой операции вычитани€

ќпцию Ђоставл€ть в сценеї удобно также использовать при создании в разных телах (фрагментах) соосных отверстий, например под крепЄж. ƒл€ этого операци€ выталкивани€ (или вставка фрагмента) выреза создаЄтс€ с пересечением всех тел, в которых будут отверсти€ (рис. 3, ж), а затем дл€ первого из тел создаЄтс€ операци€ булева вычитани€ с использованием этой опции. “ак в первом теле образуетс€ отверстие, а Ђвырезаемоеї тело сохран€етс€ (рис. 3, з). јналогично создаЄтс€ отверстие дл€ второго тела (рис. 3, и), при этом опци€ либо используетс€, либо нет в зависимости от того, нужно ли сохранить тело выреза. Ѕулева операци€ в этом случае примен€етс€ к разным телам по отдельности, так как еЄ применение сразу к двум телам приведЄт к объединению тел.

¬ р€де случаев операцию булева вычитани€ (либо выталкивание до грани) эффективно замен€ет операци€ отсечени€. ќна позвол€ет обрезать тело (фрагмент) по заданной геометрии, например по плоскости (рис. 4, а). Ќадо помнить, что рабоча€ плоскость бесконечна€, и тело отсечЄтс€ по всем местам пересечени€ с этой плоскостью.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 4. ѕримеры использовани€ операции отсечени€

“акже возможна обрезка по грани (рис. 4, б) или набору граней, причем выбранна€ геометри€ должна полностью пересекать отсекаемое тело.  роме того, можно использовать отсечение дл€ обрезки одной детали по контуру второй, или получени€ отверсти€ по отверстию в смежной детали. ƒл€ этого сначала создаЄтс€ выталкивание тонкостенной поверхности по контуру детали (дл€ этого можно создать, например, 3D путь по набору рЄбер) или ребру отверсти€, а затем по этой поверхности отсекаетс€ втора€ деталь (рис. 4, в, г). — использованием опции рассечени€ на два тела удобно моделировать детали, сопр€гаемые по определЄнному профилю, использу€ при этом тело-заготовку (рис. 4, д-е). ƒл€ этого также необходимо построить тонкостенную поверхность по контуру сопр€жени€, и в результате рассечени€ будет образовано два тела. “ак же можно рассекать тело плоскост€ми. ѕосле выполнени€ операции отсечени€ тонкостенна€ поверхность (если она создавалась) останетс€ в модели. ≈Є необходимо скрыть, если далее она использоватьс€ не будет.

—уществуют и инструменты создани€ конкретных конструктивных элементов. ¬ первую очередь, это команда ќтверстие, позвол€юща€ создавать самые разнообразные отверсти€, как гладкие, так и резьбовые, а также с фасками и цековками.  оманда имеет много опций по настройке создаваемого отверсти€, использует базу данных разных типов резьбы и поддерживает создание массива отверстий по ранее созданному массиву 3D узлов. ƒл€ создани€ отверсти€ необходима прив€зка к 3D узлу, центру кругового ребра или к гран€м с заданием смещений. Ќа рис. 5 приведены примеры отверстий, создаваемых данной командой. “акже могут создаватьс€ целые массивы отверстий, дл€ этого нужно предварительно создать массив 3D узлов по местам расположени€ отверстий. »спользование этой команды позвол€ет экономить много времени и не заниматьс€ поиском в справочниках диаметров отверстий под нарезание резьбы.

 роме команды создани€ отверсти€ имеетс€ цела€ библиотека типовых конструктивных элементов (проточек, канавок, шлицев и т. д.), позвол€юща€ облегчить создание модели. Ѕиблиотека доступна через окно Ђћеню документовї, конструктивные элементы вставл€ютс€ в модель как фрагменты с прив€зкой по имеющейс€ геометрии.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 5. ѕример отверстий

Ќа рис. 6 показан пример модели, созданной только с помощью этой библиотеки. ƒеталь немного упрощена, обратите внимание: 3D построени€ не выполн€лись вообще, —  создаютс€ автоматически при вставке, а каждый использованный фрагмент остаЄтс€ доступным дл€ редактировани€ через дерево построени€. –азмеры стандартных конструктивных элементов соответствуют √ќ—“, что также снимает необходимость в поиске данных. Ётот способ моделировани€ применим в первую очередь именно к телам вращени€, так как элементы в них легче (и чаще) стандартизируютс€. —тоит учесть, что пользователь имеет возможность создать дл€ себ€ свою аналогичную библиотеку типовых элементов, от примитивных моделей типа пр€моугольных стенок, до сложных, например заготовок под корпус редуктора.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 6. ѕример модели, построенной из типовых конструктивных элементов

”скорению работы существенно способствуют и команды копировани€ геометрии Ч создание симметрий, массивов и копий. ќни тоже имеют свои особенности Ч например, их можно применить не только к телам, но и к 3D построени€м. ќпераци€ симметрии позвол€ет не только создавать зеркальную копию, но и удал€ть исходную (переносить с зеркальным отображением). ќпци€ полезна, например, при создании в одной модели двух зеркальных вариантов, а также в тех случа€х, когда отображение правого/левого варианта управл€етс€ переменной. ¬ зависимости от способа создани€ могут получатьс€ разные массивы Ч линейные, круговые, по точкам и т. д. ќпераци€ создани€ копии отличаетс€ двум€ особенност€ми: созданием всего одной копии и возможностью повернуть копию относительно оригинала при использовании в качестве прив€зок двух систем координат (за счЄт ориентации системы координат и производитс€ поворот копии).

Ёто был очень краткий обзор имеющихс€ в системе инструментов моделировани€.  роме описанных способов оптимизации моделировани€ существуют и другие возможности упростить и ускорить построение модели, они могут открыватьс€ пользователю по мере того, как он набираетс€ опыта работы с системой.

»спользование альтернативных способов построени€

»зучив некоторые способы оптимизации моделировани€, попробуем пересмотреть пор€док построени€ модели фланца-переходника, разработав дл€ неЄ альтернативный способ построени€ модели. ќптимизаци€ будет направлена на уменьшение количества 3D профилей (личные предпочтени€ автора), их упрощение и более широкое использование вспомогательной геометрии (плоскостей и 3D узлов).

ƒл€ начала немного переосмыслим геометрию детали Ч то, что в Ђбазовой технологииї считалось вырезом дл€ облегчени€ (и получалось так же с помощью вырезани€), представим пр€моугольным выступом на задней стороне и будем строить его уже Ђнаращиваниемї. “акое изменение отношени€ к геометрии позвол€ет по-иному спланировать пор€док построени€ модели. ћоделирование начинаетс€ тоже с операции вращени€, но при этом создаЄтс€ только сам фланец, без выступа на задней стороне (рис. 7, а). “акже из данной операции исключаетс€ центральное отверстие, оно будет строитьс€ отдельно. «атем во фланце создаетс€ группа концентрических отверстий (рис. 7, б) так же, как и в Ђбазовойї технологии (выталкивание тела одного отверсти€ Ч круговой массив этих тел Ч булево вычитание). Ћибо можно создать массив 3D узлов и строить командой Ђотверстиеї сразу массив отверстий.

«атем необходимо определить взаимосв€зи между остальными элементами модели:

  • центральное глухое отверстие невозможно создать, пока не создан выступ на задней стороне фланца;
  • радиальное отверстие невозможно создать, пока не создан выступ на задней стороне фланца и лыска. ≈щЄ желательно наличие центрального отверсти€ (в зависимости от способа создани€ радиального отверсти€);
  • чтобы ширина выступа строго соответствовала ширине лыски, необходимо создание сначала лыски, а затем выступа (можно, конечно, и наоборот).

“о есть получаем следующий пор€док построени€: лыска Ч выступ на задней стороне фланца Ч центральное отверстие Ч радиальное отверстие. ѕри этом надо обратить внимание на то, что лыска уже не рассматриваетс€ в качестве Ђпеременногої элемента, как в первом варианте. «десь на еЄ наличие зав€зываетс€ построение части модели, и в случае исключени€ лыски из конструкции детали пор€док построени€ придЄтс€ пересматривать.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 7. јльтернативный пор€док построени€ модели фланца-переходника

ƒл€ создани€ лыски будем использовать отсечение по плоскости. ѕри этом, чтобы ширина лыски всегда была равна 40 мм, отсекающую плоскость необходимо строить по точке, лежащей на круговом ребре фланца на рассто€нии 20 мм от горизонтальной плоскости симметрии фланца. ƒл€ этого создаЄтс€ рабоча€ плоскость со смещением 20 мм от горизонтальной плоскости и 3D узел на пересечении кругового ребра с этой плоскостью (рис. 7, в, г).

¬ыступ на задней стороне необходимо строить выталкиванием, но это можно сделать и без черчени€ 3D профил€. ƒл€ выталкивани€ можно использовать ребро лыски, при этом мы гарантированно получаем равенство ширины лыски и выступа. “ак как по исходному условию диаметр фланца может мен€тьс€, нам необходима прив€зка, котора€ будет обеспечивать изменение длины выталкивани€ и необходимый отступ торца выступа от плоскости симметрии (чтобы центральное отверстие гарантированно было закрыто этим выступом). ƒл€ этого создаЄтс€ плоскость, параллельна€ вертикальной осевой плоскости с необходимым смещением, и выталкивание ребра производитс€ до этой плоскости (рис. 7, д; после булева сложени€ Ч рис. 7, е). ≈Є можно использовать и дл€ задани€ направлени€ выталкивани€.

÷ентральное отверстие создаЄтс€ командой Ђотверстиеї Ч еЄ редактирование в дальнейшем может быть гораздо удобнее редактировани€ 3D профил€. ƒл€ прив€зки отверсти€ предварительно создаЄтс€ 3D узел в центре кругового ребра торца (рис. 7, ж), он может быть создан при рисовании 3D профил€ дл€ операции вращени€.

јналогично создаЄтс€ боковое (радиальное) отверстие. 3D узел дл€ него строитс€ на пересечении плоской грани лыски, горизонтальной плоскости симметрии и плоскости, средней между двум€ торцами (опци€ Ђпостроить –ѕ между двум€ –ѕї). ќтверстие создаЄтс€ сразу с расточкой (ступенчатое), а глубина задаЄтс€ способом Ђдо следующей граниї с включенной опцией Ђучесть неплоские граниї, при этом оно гарантировано выходит в центральное отверстие (рис. 7, з).

¬ завершение остаЄтс€ выполнить фаску на наружном диаметре фланца и вставить фрагмент штуцера (рис. 7, и). ¬ целом этот вариант построени€ модели не так уж сильно отличаетс€ от Ђбазовогої. —равнение способов построени€ по дереву построени€ модели приведено на рис. 9.  оличество Ђформообразующихї операций осталось прежним, но намного меньше стало 3D профилей и, соответственно, проекций (они создаютс€ автоматически при черчении на грани).  оличество рабочих плоскостей тоже равное, но в первом варианте они автоматически создавались на гран€х при черчении 3D профилей, а во втором варианте плоскости использовались дл€ необходимых геометрических построений.

ѕор€док построени€ этой модели можно изменить более радикально, по-другому сгруппировав элементы детали. ≈сли рассмотреть профиль вращени€ во втором варианте (рис. 7, а), то видно, что он довольно простой. —троитс€ плоский диск с небольшим выступом, и вращать такие простые профили особого смысла нет, если вместо этого применимо выталкивание. “акже видно, что и концентрические отверсти€ фланца, и лыску можно получить одной операцией выталкивани€ вместе с наружной поверхностью фланца, поэтому в варианте Ђальтернативный-2ї первой операцией будет именно выталкивание (без учЄта выступа на задней стороне, не со стороны уплотнени€, рис. 8, а). «десь стоит обратить внимание на отверсти€: если их количество не мен€етс€ при изменении диаметра фланца (а он, по условию, переменный), то никаких проблем не будет. ј если количество отверстий может измен€тьс€, то их всЄ же лучше выполн€ть отдельно (массивом) от наружного контура.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 8. Ђјльтернативный-2ї пор€док построени€ модели фланца-переходника (фрагменты)

¬ыступ на торце фланца построим отдельно с булевой операцией сложени€. —разу же можно сделать фаску на этом выступе, она ничему не помешает, так как дальнейших построений на этих поверхност€х не будет (рис. 8, б). Ќаличие уплотнительного выступа снижает оптимальность такого пор€дка построени€ модели, гораздо лучше он бы подошЄл к фланцу с плоским торцом.

ѕостроение выступа на задней стороне и центрального отверсти€ оставим, как во втором варианте (рис.7, д-ж), боковое отверстие сделаем, как в первом, Ч выталкиванием, но не ступенчатым и без расточки (рис. 8, в); выталкивание используем потому, что отверстие получаетс€ простое. –асточку сделаем пр€мо по модели штуцера Ч вставл€ем его как фрагмент с нужным заглублением (на глубину расточки) и вычитаем булевой операцией, оставл€€ в сцене (рис. 8, г). “акой способ обеспечивает соответствие расточки размеру штуцера. Ёто важно при его изменении, например в случае добавлени€ новых вариантов переходника под другие соединительные размеры технологического рукава. ¬ данном построении это оправданно, так как модель фланца отдельно от штуцера использовать не планируетс€. Ќо об€зательно провер€ем, чтобы отверстие в штуцере не было больше бокового отверсти€ во фланце и чтобы на торце штуцера не было фасок.

¬ целом третий вариант отличаетс€ предельно Ђнагруженнойї первой операцией и зависимостью от модели штуцера. ¬ первых двух вариантах геометри€ переходника от него не зависела.

»нструменты моделировани€ T-FLEX CAD

–ис. 9. —равнение способов построени€ модели по дереву построени€

¬ариантов построени€ этой модели, как и любой другой модели вообще, можно придумать ещЄ много.  аждый из них имеет свои преимущества и недостатки, а также может накладывать определЄнные ограничени€. ≈сли перед началом построени€ модели проработать разные варианты, то всегда можно получить наиболее оптимальную Ђтехнологиюї, в том числе как результат совмещени€ нескольких. ќптимальность способа построени€ определ€етс€ также и личными предпочтени€ми пользовател€, но чтобы их сформировать, необходимо попробовать разные приЄмы моделировани€ и выбрать из них те, которые дл€ него будут более предпочтительными. ¬ конечном итоге повышение эффективности работы с системой может быть достигнуто именно за счЄт выбора пользователем наиболее удобного дл€ себ€ способа моделировани€ разных конструкций. ÷елью этой статьи и было побуждение начинающих пользователей —јѕ– к более внимательному изучению базовых инструментов и их возможностей, и если еЄ изучение позволит читателю расширить используемый функционал, то цель можно считать достигнутой.


«агрузка бесплатной учебной версии T‑FLEX CAD 17

«агрузка учебного пособи€


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: Dassault Systèmes и софтверна€ республика
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2021 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.