Понятие о мастер-моделях и конвертах в сборках

При проектировании в условиях реальных машиностроительных предприятий пользователи SolidWorks часто сталкиваются с понятием мастер-модели. Данное понятие возникает, например, в следующих сценариях проектирования:

Ø Разрабатывается навесное оборудование двигателя внутреннего сгорания (системы воздухоплдачи, вентиляции картера и т.д.). На этом этапе остов двигателя (блок цилиндров и головка, кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы) уже спроектированы и прошли необходимое согласование. Очевидно, что узлы навесного оборудования двигателя будут строиться в контексте его основных деталей. При этом ни блок цилиндров, ни головка не должны включаться в сборку «Система подачи топлива и воздуха», не должны содержаться в ее спецификации и не должны учитываться в массово-габаритных характеристиках данной сборки.

Ø Разрабатывается изделие в корпусе сложной эргономичной формы. 3D модель корпуса в виде единого куска материала уже построена. На следующем этапе необходимо сделать корпус полым (обеспечив при этом достаточную прочность и жесткость) и разделить его на части, исходя из используемых материалов (корпус из непрозрачной пластмассы может содержать прозрачные вставки) и собираемости (корпус должен быть разборным для установки внутренних узлов и деталей), а также предусмотреть в нем внутренние крепления, защелки, отверстия для винтов и т.д. Часто бывает проще создать в сборке новые корпусные детали, используя точки, ребра, грани и сплайны первоначальной модели корпуса в качестве основы, нежели разделять эту модель на отдельные тела с последующим созданием из них отдельных деталей сборки. Очевидно, что после создания сборки первоначальная модель корпуса станет ненужной.

Блок цилиндров и головка двигателя в первом примере и первоначальная 3D модель корпуса во втором как раз и называются мастер-моделями. Можно сказать, что мастер-моделью в 3D проектировании принято называть некую модель, которая не должна быть частью проектируемой сборки (и, соответственно, не должна отображаться в ее спецификации и учитываться в ее массовых характеристиках), но в контексте которой строятся другие детали сборки. Последнее условие не позволяет просто погасить мастер-модель после завершения проектирования деталей, так как все ссылки на ее геометрию сразу же станут подвешенными.

В SolidWorks мастер-модели не являются объектами отдельного типа. По сути созданные ранее детали или подсборки просто вставляются в сборку на правах обычных деталей или подсборок. Чтобы избежать их появления в спецификации, следует выделить эти детали или узлы в дереве построения сборки и воспользоваться кнопкой « Свойства компонента…» контекстной панели инструментов. В открывшемся окне свойств (рис. 31.5) следует установить флажок «Исключить из спецификации» в правом нижнем углу.

Часто после вставки детали в сборку в качестве мастер-модели проектировщику бывает нужно постоянно контролировать пересечение другими деталями сборки габаритов данной детали. Например, если в качестве мастер-модели вставляется корпус некоторого агрегата и производится его компонование (еще до этапа, когда будет решаться вопрос о креплении внутренних деталей агрегата к корпусу), проектировщику очень важно, чтобы детали агрегата не выходили за пределы корпуса. Сам корпус при этом с большой долей вероятности будет сделан либо невидимым, либо прозрачным.

Бывает и обратная ситуация, как в рассмотренном выше примере с двигателем. Мастер-модель используется в качестве остова, на которую «навешиваются» детали и узлы агрегата. В этом случае важно контролировать отсутствие внедрения деталей агрегата внутрь мастер-модели.

Чтобы автоматизировать контроль за положением деталей сборки относительно другой детали (строго внутри или строго снаружи), в SolidWorks предусмотрены конверты.

Рис. 31.5 Окно свойств компонента сборки

Конверт в SolidWorks – это особый тип детали, который, с одной стороны, заведомо игнорируется при создании спецификации или вычислении массы сборки, и, с другой стороны, позволяет быстро выделить или скрыть / отобразить компоненты сборки, находящиеся внутри или вне его.

Поскольку конверт сборки в SolidWorks является, по сути, деталью, для его создания используются те же методы, что и для создания обычных деталей сборки. В частности, конверт можно создать в контексте сборки либо вставить в сборку в качестве конверта уже существующую деталь. В первом случае используется команда меню Вставка – Конверт – Создать, во втором – Вставка – Конверт – Из файла….

Конвертом в SolidWorks 2009 может стать только деталь (возможность вставлять в качестве конверта подсборки появилась в версии программы 2013).

Конверт обозначается в дереве построения сборки значком . Развернув данный значок, можно увидеть внутри все него все те же элементы, что и у любой детали в сборке: начало координат, координатные плоскости, элементы формы и вспомогательную геометрию. При создании конверта в контексте сборки доступны все те же операции, что и при создании обычной детали.

Деталь конверта в SolidWorks 2009 автоматически делается полупрозрачной и окрашивается в бирюзовый цвет. Менять ее цвет и прозрачность не следует, так как вносимые изменения складываются с изначальным цветом и прозрачностью.

При добавлении конверта в сборку одноименный значок конверта появляется и в дереве конфигураций. При этом конверт конфигурацией не является, и двойной щелчок по нему в дереве конфигураций ничего не дает. Назначение его – дать дополнительные команды контекстного меню Выбрать, используя конверт и Скрыть / Отобразить, используя конверт.

Обе команды работают через окна: окно команды Выбрать, используя конверт показано на рис. 31.6 слева, а окно команды Скрыть / Отобразить, используя конверт – справа.

Рис. 31.6 Окна выбора компонентов сборки и скрытия или отображения их
при помощи конверта

В обоих окнах присутствует набор из трех флажков, при помощи которых определяют, какие из компонентов сборки по отношению к объему конверта следует выделить, скрыть или отобразить. Очевидно, что при установке всех трех флажков одновременно команда будет применена ко всем компонентам сборки без исключения.

В окне выделения при помощи конверта (на рис. 31.6 слева) присутствует флажок, указывающий, как программе вести себя, если в зоне действия конверта окажется подсборка. Если флажок снят, будет выделена подсборка и ее компоненты, если установлен – только сама подсборка.

В окне управления видимостью компонентов (на рис. 31.6 справа) вместо этого присутствуют два переключателя. Первый определяет, что делать с компонентами, попавшими в зону действия конверта: скрыть ли их или, наоборот, отобразить. Второй определяет, что делать с компонентами, не попавшими в зону действия конверта: можно либо оставить их свойство видимости без изменения, либо скрыть их, если первый переключатель стоит в положении «Отобразить детали компонента» или наоборот.

Работа обоих команд базируется на механизме пересечения объемов трехмерных деталей. В связи с этим при использовании в качестве конверта деталей типа «Корпус» данные детали не должны быть полыми. В противном случае функционал выбора или скрытия и отображения при помощи конверта не сможет работать корректно.

Лабораторная работа №32
Моделирование поверхностями нулевой толщины

SolidWorks является системой твердотельного моделирования деталей и узлов машиностроительных конструкций. Это значит, что каждая деталь, создаваемая в программе, представляет собой твердое тело, которое, в вою очередь, состоит из набора поверхностей (граней), образующих в пространстве замкнутый объем. Создать в программе отдельные, «висящие в воздухе» поверхности при помощи рассмотренных ранее команд невозможно.

При этом в некоторых случаях создание твердых тел с гранями сложной формы либо не получается (программа выдает ошибку), либо занимает очень много времени (десятки секунд на современных двух- или четырехядерных процессорах). В то же время математический аппарат, генерирующий собственно грани, вполне мог бы справиться с поставленными перед ним задачами, к тому же достаточно быстро. Иными словами, в некоторых случаях грани сложной формы можно было бы построить достаточно легко, если бы не было условия об обязательном создании именно замкнутого твердого тела.

В связи с этим в SolidWorks предусмотрен ряд команд, позволяющих добавлять в модель поверхности нулевой толщины. Естественно, в конечном итоге пользователь должен создать твердое тело детали. Однако часть промежуточных операций в этом случае выполняется в «поверхностном» режиме.

Для создания поверхностей нулевой толщины в SolidWorks предусмотрена отдельная вкладка Диспетчера команд «Поверхности», показанная на рис. 26.1. Также вместо нее можно воспользоваться одноименной панелью инструментов.

Рис. 32.1 Вкладка «Поверхности» диспетчера команд
и соответствующая панель инструментов