Программа работы. Освоение и получение практических навыков трехмерного моделирования технических объектов в среде NX 9.

Цель работы

Освоение и получение практических навыков трехмерного моделирования технических объектов в среде NX 9.

Программа работы

1. Изучить основные понятия по теме " Трехмерное моделирование".

2. Ознакомиться с основными принципами трехмерного моделирования в среде Unigraphics.

3. Получить у преподавателя исходные данные для расчета, зарисовать в отчет изометрию модели и записать последовательность разработки модели.

4. Запустить программу Unigraphics, изучить ее интерфейс.

4. Освоить разработку простых трехмерных моделей на компьютере.

5. Создать компьютерную модель объекта, распечатать на принтере.

6. Оформить отчет, продемонстрировать его преподавателю.

3. Отображение трехмерных моделей.

Для того чтобы было удобнее анализировать построенные трехмерные модели можно представить модель как каркас, или закрасить плоскости, образующие модель. Кроме того, модель можно поворачивать, перемещать по экрану, уменьшать или увеличивать. Чтобы представить модель в виде каркаса или закрасить необходимо перевести курсор на поле моделирования (но не на саму модель) и нажать правую кнопку мыши. В развернувшемся окне наводим курсор на кнопку Стиль закраски и в развернувшемся меню наводим курсор на требуемый пункт и нажимаем левую кнопку мыши. Аналогичные операции можно выполнить при нажатии пиктограмм на панели Стандарт.

Для поворота моделей нажимаем колесико мыши, затем наводим курсор на рабочую область и не отпуская колесико производим мышью требуемые манипуляции (здесь требуется некоторый навык чтобы повернуть модель нужной стороной). Объект в поле моделирования будет поворачиваться. Если на манипуляторе мышь есть средняя кнопка или колесико, то, кроме указанного, возможен следующий вариант: нажимаем на колесико, и, не отпуская его, производим манипуляции мышью.

Для изменения масштаба модели (размеров) на экране можно использовать колесико на мыши или нажимаем на панели Стандарт пиктограмму (масштаб +/-), затем наводим курсор примерно в центр рабочей области, нажимаем левую кнопку мыши и не отпуская перемещаем курсор по вертикали. Если курсор движется вверх, то объект уменьшается и наоборот. При использовании колесика нужно навести курсор на рабочую область и вращать колесико, от себя – модель увеличивается и наоборот.

Для перемещения модели по рабочей области следует активировать пиктограмму (сдвиг). Затем курсор нужно навести на рабочую область нажать левую кнопку мыши и, не отпуская ее, перемещать мышь, объект двигается следом за курсором. Можно нажать одновременно среднюю кнопку (колесико) и правую кнопку мыши и не отпуская производить мышью требуемые манипуляции.

Следует отметить, что работа с моделями существенно упрощается, если выбран правильный масштаб (увеличение) и требуемая часть модели на экране расположена крупно.

4. Варианты построения трехмерных моделей.

Имеющийся в программе NX инструментарий позволяет получать трехмерные объекты несколькими путями. Возможно создание трехмерных тел из первичных строительных блоков (в дальнейшем ПСБ), с последующей трансформацией полученного объекта за счет объединения, вычитания пересечения блоков, обрезания ненужного, получения скруглений и фасок. Можно нарисовать т.н. «эскиз» (двумерное тело - параметрическое образование) и произвести с ним операции выдавливания или вращения вокруг оси, получив тем самым трехмерное тело. Возможен вариант выдавливания или вращения замкнутой кривой. Возможно создание поверхностей, и далее, задавая с помощью специальной функции «толщину» такой поверхности можно получить трехмерное тело.

Работа при построении любой трехмерной модели ведется в модуле «Модель», для этого при входе в окне Новый, должна быть активна вкладка Модель.

2.3.1. Построение твердых тел с помощью ПСБ.

Выбор базовых ПСБ в программе NX ограничен следующим набором: параллелепипед, шар, конус, цилиндр. Для создания требуемого объекта последовательно активируем в главном меню пункт Вставить, в развернувшемся подменю пункт Элементы проектирования и затем требуемый геометрический объект.

2.3.1.1. Если был выбран цилиндр, то развернется окно Цилиндр, рис. 2, в котором в поле Тип следует выбрать вариант построения, например, Ось, диаметр высота, нажав на треугольник справа и выбрав из развернувшегося меню нужный вариант.

Рис. 2.

Направление оси цилиндра задается в поле Задать вектор, см. рис. 2, в котором можно выбрать требуемую ось декартовой системы координат, например ось OZ. Для чего нажимаем кнопку ZC. При этом направление построения будет совпадать с положительным значением оси Z. Можно задать направление построения противоположное, нажав кнопку –ZC. Или нажимая кнопку Сменить направление можно менять направление построения цилиндра от места расположения его базы.

Далее необходимо указать координаты центра окружности базы цилиндра (базовой точки). Это делается в поле Задайте точку. Можно указать координаты базовой точки нажав кнопку и вводя их с клавиатуры в поля соответственно XC, YC, ZC. После ввода необходимых значений нажимаем кнопку ОК. Необязательно вводить численные значения координат. Можно “привязать” базовую точку к уже построенному геометрическому объекту, например, к центру окружности или иным геометрическим объектам, допустим, к пересечению двух кривых нажав кнопку и выбрав нужный геометрический объект, нажав требуемую пиктограмму. Затем на ранее построенном объекте наводим курсор на геометрический объект (окружность, пересечение кривых), он выделится цветом, и нажимаем левую кнопку мыши.

В поле Размеры, см. рис 2., вводим с клавиатуры в заданные поля значения диаметра и высоты цилиндра. Перемещение курсора из поля в поле производится мышью или клавишей Tab.

В окне Булевы можно объединить объект с уже построенными в единое тело, для чего нажать кнопку Объединение. Можно вычесть объект из уже построенных нажав кнопку Вычитание. Вычитая цилиндр можно таким приемом вырезать круглое отверстие. Нажав кнопку Пересечение можно получить тело, принадлежащее уже построенному и строящемуся. Следует отметить, что построенное тело и строящееся для реализации вышеперечисленных операций должны пересекаться или касаться. Если нажать кнопку Создать, то будет создано самостоятельное тело.

После ввода требуемых значений нажимаем кнопку Ок внизу окна и создается цилиндр.

2.3.1.2. Для построения параллелепипеда нажимаем кнопку Блок. Разворачивается окно Блок, рис. 3. Поле в верхней части окна предлагает три различных варианта построения параллелепипеда.

Первый вариант – ввод длин ребер параллелепипеда. Если выбран данный вариант, вначале вводим координаты вершины базы, активируя кнопку в поле Задать точку по аналогии с определением координат в пространстве базы цилиндра. Можно привязать вершину базы к уже созданным объектам, или активируя

Рис. 3.

пиктограмму (задать точку) ввести координаты Х, У, Z с клавиатуры, ввод закончить нажав кнопку ОК, программа вернется в окно Блок. Далее в поле размеры производится ввод численных значений длин сторон, параллельных осям Х, У, Z. Затем в поле под названием Булевые операции нажать кнопку, и в развернувшемся меню выбрать требуемую операцию: объединить параллелепипед с уже существующими объектами; вычесть его из уже построенных тел, и т.д. При этом должны быть соблюдены правила проведения булевых операций, изложенные в разделе 2.3.1.1. Завершается работа нажатием кнопки Применить или ОК. Если нажать ОК то работа по созданию параллелепипедов будет закончена, если нажать Применить, то будет создано тело, и мы останемся в окне Блок, можно продолжить работу дальше, строить следующий параллелепипед.

Второй – вводятся мышью 2 точки вершин базы параллелепипеда (расположены на диагонали), их можно привязать к уже построенным объектам, причем, расположены точки в плоскости ХОУ. Последовательность введения точек определяется кнопками в поле Шаги выбора. Можно вводить координаты точек базы используя окно Конструктор точек. Для активации этого окна следует нажать кнопку в поле Метод по точкам, и в развернувшемся подменю нажать кнопку Конструктор точек, обозначенную пиктограммой. В окне Конструктор точек вводятся вначале координаты одной точки, затем производится повторный вход в данное окно и вводятся координаты второй точки. Можно в поле Метод по точкам привязаться к уже построенному геометрическому объекту, центру окружности, например. После того, как две точки базы определены в пространстве в поле Высота ZC с клавиатуры вводится высота параллелепипеда. Далее производим булевые операции как было изложено выше. И заканчиваем работу нажатием кнопок Принять или ОК.

Третий – вводятся координаты двух диагональных точек параллелепипеда. Последовательность введения точек также определяется в поле Шаги выбора. Возможна привязка к уже существующим геометрическим объектам или ввод координат X, Y, Z каждой точки с клавиатуры, как и в варианте 2. Завершается построение булевыми операциями как и во втором варианте.

2.3.1.3. Для построения конуса нажимаем кнопку Конус. Разворачивается окно Конус, рис. 4. Здесь программа предлагает 5 вариантов построения конуса.

Рис. 4.

Их выбор в поле Тип. Вариант 1 и 2 позволяют строить не усеченный конус, реализуя остальные варианты можно построить усеченный конус. Выбираем требуемый, нажимаем ОК. В поле Задать вектор, см. рис. 4, ориентируем в пространстве осевую линию конуса, работа ведется аналогично построению цилиндра (пункт 2.3.1.1). В поле Задайте точку, см. рис. 4, можно нажав кнопку ввести с клавиатуры координаты центра базы конуса, так же как и координаты центра базы цилиндра (пункт 2.3.1.1.). Можно “привязать” базовую точку к уже построенному геометрическому объекту, например, к центру окружности или иным геометрическим объектам, допустим, к пересечению двух кривых нажав кнопку и выбрав требуемый геометрический объект нажав требуемую пиктограмму. Затем на ранее построенном объекте наводим курсор на геометрический объект (окружность, пересечение кривых), он выделится цветом, и нажимаем левую кнопку мыши.

В поле Размеры вводятся численные значения диаметра основания, верхнего диаметра (если конус усеченный), высоты или угла при основании.

В случае, если уже были построены какие то объекты, в поле Булевы, см. рис. 4, можно объединить или вычесть конус из уже построенных объектов. После ввода всех требуемых значений нажимаем кнопку Ок внизу окна и создается конус.

2.3.1.4. Для построения сферы нажимаем кнопку Сфера. Разворачивается окно Сфера, рис. 5. Здесь программа предлагает 2 варианта построения сферы.

Рис. 5.

Выбираем требуемый. В окне Центральная точка, см. рис. 5, вводятся координаты центра сферы, или центр сферы привязывается к построенным ранее геометрическим объектам. Работа ведется так же, как при вводе координаты центра базы цилиндра (пункт 2.3.1.1.). В поле Диаметр указывается диаметр сферы. В поле Булевы, см. рис. 5, если уже были построены какие то объекты, можно сферу объединить, вычесть и т.д. с уже построенными объектами. Последовательность действий рассмотрена в пункте 2.3.1.1. После ввода всех требуемых значений нажимаем кнопку Ок внизу окна и создается сфера.