Создание сборок при помощи компоновочных эскизов

Проектирование сборок сверху вниз предполагает построение деталей с привязкой их точек, линий, поверхностей и т.д. к геометрии уже существующих деталей. В практике, однако, часто необходимо изначально, «с чистого листа» создавать несколько деталей во взаимосвязи друг с другом.

Вообще, в эпоху докомпьютерного проектирования одним из ранних этапов работы над проектом было компонование, т.е. создание компоновочного чертежа, отражающего взаимное расположение деталей в сборке и их взаимосвязь. Подобный метод проектирования реализован и в SolidWorks 2009. Заключается он в создании сборки на основе компоновочного эскиза.

До появления компоновочных эскизов в SolidWorks 2007 проектировщики часто применяли следующую методику: создавалась отдельная деталь, в которой рисовался эскиз, отображавший компоновку большинства деталей узла. Никаких твердых тел в этой детали не создавалось. Такую деталь проектировщики иногда называют мастер-деталью. Далее в сборку вставлялись новые детали, каждая из которых имела свой базовый эскиз. Данный эскиз при помощи внешних ссылок был ассоциативно связан с эскизом мастер-детали. Из базовых эскизов создавались твердые тела деталей. Редактированием эскиза мастер-детали, таким образом, можно было быстро скорректировать всю сборку целиком.

Появившиеся в более новых версиях программы компоновочные эскизы призваны сделать данный подход более удобным.

Компоновочный эскиз или компоновка в SolidWorks представляет собой специальный трехмерный эскиз, лежащий в основе сборки. Как и в любом другом эскизе, в компоновке можно использовать блоки. Ключевая особенность компоновочного эскиза SolidWorks – наличие команды, которая позволяет превратить блок компоновочного эскиза в отдельную деталь.

Применение компоновочного эскиза для создания трехмерной сборки простейшего механизма показано на рис. 23.3

Рис. 24.3 Создание сборки посредством компоновочного эскиза

Если при создании новой сборки появляется менеджер свойств команды «Начать сборку» (этот менеджер свойств унифицирован с менеджером свойств команды «Вставить компонент»; и там, и тут имеется флажок «Начальная команда при создании новой сборки», который должен быть установлен), в нем можно нажать кнопку «Создать расположение». Другой способ – воспользоваться меню Вставка – Расположение или нажать кнопку  на вкладке «Расположение» диспетчера команд (или на панели инстру­ментов «Инструменты расположения»).

Вкладка «Расположение» диспетчера команд содержит основные инструменты для работы с компоновочным эскиом. Данная вкладка включает практически все кнопки вкладки «Эскиз», кнопки панели инструментов «Блоки», кнопки « Вставить компонент», « Условия сопряжения», « Переместить компонент» (кнопка вращения компонента при этом отсутствует) и еще несколько кнопок, которые будут описаны ниже.

Компоновочный эскиз представляет собой обычный трехмерный эскиз, хотя при нажатии кнопки  он оказывается в режиме рисования трехмерного эскиза на плоскости «Спереди». Как и в любом трехмерном эскизе, в компоновочном нельзя использовать команды создания прорези, многоугольника, эллипса и текста, команды размножения объектов массивами и эквидистантного смещения.

При желании можно выключить режим рисования трехмерного эскиза на плоскости. Кнопка  не вынесена на вкладку «Расположение», но ее можно найти на вкладке «Эскиз» либо воспользоваться командой меню Вставка – Трехмерный эскиз на плоскости (команда дублируется в контекстном меню, если отобразить в нем редко используемые команды кнопкой  в нижней его части). После этого кнопкой  можно создать в эскизе новые плоскости и рисовать объекты на них. Также можно рисовать объекты компоновочного эскиза в режиме координатных плоскостей.

Нарисовав объекты, следует объединить объекты каждой детали в блоки. Как только в компоновочном эскизе появляется блок, связанный сопряжениями с другими объектами эскиза, в папке «Сопряжения» сборки появляется новое сопряжение «Расположение: тип сопряжения». В дальнейшем данное сопряжение будет определять положение созданной из блока детали в сборке.

Все создаваемые блоки добавляются в дерево построения сборки.

Сам компоновочный эскиз не является отдельным элементом и не имеет своего значка в дереве построения сборки, однако как только в этот эскиз будет добавлен хотя бы один объект, рядом со значком  сборки в верхней части дерева построения появляется значок . Этот значок указывает, что данная сборка управляется компоновочным эскизом. Значок остается в дереве, даже если конструктор не будет привязывать детали сборки к объектам компоновочного эскиза.

Если при рисовании объектов или создании блоков был включен режим рисования эскиза на плоскости, для каждого объекта или блока будет дополнительно создано сопряжение «Расположение: На плоскости н». Для блока сопряжение будет иметь название «Расположение: На плоскости (Имя блока – номер вхождения)». При рисовании вне плоскости следует проявлять осторожность: плоский блок без сопряжения «На плоскости» ведет себя крайне непредсказуемо! Впрочем, всегда можно выделить при помощи клавиши Ctrl нужный блок и нужную плоскость и добавить между ними взаимосвязь «На плоскости».

После того, как компоновочный эскиз нарисован, созданы нужные блоки и взаимосвязи, можно перейти к созданию деталей сборки. Следует выйти из компоновочного эскиза (командой меню Вставка – Расположение или отжатием кнопки ), после чего выделить один из блоков эскиза и воспользоваться меню Вставка Компонент – Создать деталь из блока…. Можно также нажать кнопку « Создать деталь из блока» на вкладке «Расположение» Диспетчера команд. Отметим, что кнопка « Новый узел» имеет точно такой же рисунок, но это абсолютно разные команды.

Команда «Создать деталь из блока» отображает свой менеджер свойств. В группе Выбранные блоки будет указан выбранный ранее блок. Здесь можно указать и другие блоки (их может быть несколько). Далее в группе Ограничение блок / деталь выбирается нужный режим создания блока. Если выбран режим «В блоке», то после создания детали для нее будет создано сопряжение типа «Расположение: деталь – блок зафиксирован». Данное сопряжение не позволяет детали перемещаться относительно блока компоновочного эскиза. Блок и деталь в этом случае представляют собой единое целое. Если же выбран режим «Проект» (более правильный перевод – Проекционный) то сопряжение созданной детали будет иметь тип «Расположение: деталь – блок по нормали». Данное сопряжение позволит свободно перемещать деталь вдоль перпендикуляра к плоскости блока, оставив детали, таким образом, одну степень свободы.

В обоих случаях в рабочей области SolidWorks ничего не изменится. В дереве построения сборки вместо соответствующих блоков (обозначаемых значком ) появятся детали, обозначаемые двойным значком . Внутри каждой детали в виде поглощенных элементов окажутся, соответственно, начало координат детали и ее координатные плоскости, материал детали, папка с сопряжениями (сопряжения блока из компоновочного эскиза будут продублированы в эту папку). Но самое главное, что на основе блока компоновочного эскиза в детали будет автоматически создан свой эскиз (блок окажется поглощен этим эскизом). Имя детали будет отображено в квадратных скобках, т.е. деталь будет виртуальным компонентом, данные которого пока что хранятся в файле сборки, а не в отдельном файле.

В дальнейшем пользователю следует открыть деталь для редактирования (в контексте сборки или в новом окне) и при помощи команд формообразования создать твердотельную модель детали. Созданный автоматически на основании блока эскиз можно использовать как основу для формообразующей операции (например, выдавить его), либо создать на его основе новый эскиз.

Как известно, единожды создав блок, можно вставить его в эскиз несколько раз. Это справедливо и для компоновочных эскизов. Более того, если на основе первого вхождения некого блока создать твердотельную деталь (добавить в блок элементы вытягивания, вращения, фаски и т.д.), то при выполнении команды «Создать деталь из блока» для каждого последующего его вхождения в компоновочный эскиз в соответствующее место будет вставлена не пустая деталь с эскизом, поглотившим блок, а полноцнная твердотельная деталь со всеми созданными ранее элементами формы в дереве построений. Более того, т.к. это будут несколько разных экземпляров одной и той же детали, внесение изменений в один экземпляр немеделенно отразится и на остальных экземплярах.

После создания деталей пользователь может в любой момент нажать на кнопку  и вернуться в режим редактирования компоновочного эскиза. Любое изменение формы, размеров и взаимного положения блоков в компоновочном эскизе приведет к изменению формы, размеров и взаимного положения деталей в сборке.

По умолчанию после создания деталей компоновочный эскиз остается видимым. Иногда это неудобно. Чтобы скрыть компоновочный эскиз, следует щелкнуть правой кнопкой мыши по значку сборки в самом верху дерева построения и воспользоваться командой контекстного меню Скрыть расположения.

Невидимость компоновочного эскиза никоим образом не мешает его редактированию. Здесь же, в контекстном меню, содержатся команды для входа в режим редактирования компоновочных эскизов, команда Отобразить расположения для возвращения его на экран и команда для удаления компоновочного эскиза.

Следует помнить, что компоновочный эскиз сборки в SolidWorks не может управлять деталями в подсборках этой сборки!

Лабораторная работа №25
Конфигурации деталей и сборок SolidWorks