Удлинение и обрезка поверхностей нулевой толщины

Команда меню Вставка ‒ Поверхность ‒ Удлинить поверхность… или кнопка  вкладки «Поверхности» Диспетчера команд позволяет удлинить созданную ранее поверхность нулевой толщины.

В первую очередь в поле  группы Удлинить грани/кромки следует указать одну или несколько граней поверхности (поверхность, как и твердое тело, может иметь несколько граней, перехождящих друг в друга) или одну или несколько ее кромок. Если указать кромки ‒ поверхность будет дллиняться в направлении, перпендикулярном этим кромкам. Если указать грань поверхности ‒ поврхность будет удлиняться вдоль каждой из кромок, кроме тех, которыми грань соединена с другими гранями этой же поверхности.

Наиболее простым является удлинение поверхности на заданное расстояние. В этом случае переключаетль в группе Граничное условие оставляется в положении «Расстояние», а расстояние удлинения вводится в поле . Пример показан на рис. 26.4, а ‒ г. На рис. 26.4, а голубым цветом выделена кромка, на рис. 26.4, б она удлинена на 15 мм; на рис. 26.4, в голубым цветом выделена грань поверхности, на рис. 26.4, г три из четырех кромок этой грани были автоматически удлинены на 15 мм.

Если присмотреться, то можно заметить, что команда на рис., г отработала несколько некорректно: вдоль нижней кромки грани имеется ступенька, что свидетельствует о попытке SolidWorks 2009 удлинить не только кромки изначальной грани, но и кромки, получаемые на промежуточном этапе работы команды, когда команда уже удлинила часть кромок, а часть ‒ еще нет. К сожалению, при поытке выделить кромки вручную наблюдается та же самая картина. Правильного результата в данном случае удалось добиться, последовательно выполнив оманду два раза: сначала удлинить нижнюю кромку, а затем ‒ удлинить боковые кромки полученной поверхности.

Кромки твердого тела в поле  указывать нельзя ‒ команда выдаст ошибку.

                   а)                         б)                            в)                           г)

              д)                  е)                    ж)                       з)

Рис. 32.4 Удлинение поверхности

Переключатель в группе Граничное условие также может быть установлен в положение «До точки» или «До поверхности». Пример работы режима «До точки» показан на рис. 26.4, д (выделена кромка поверхности и точка) и е (кромка удлинена до точки); пример работы режима «До поверхности» показана рис. 26.4, ж (выделена кромка поверхности и грань тонкостенного твердого тела) и з (кромка удлинена до грани). Для большей наглядности твердое тело на рис. 26.4, з было срыто.

В последнем случае поверхность нулевой толщины, ее грань либо грань твердого тела указываются в поле , которое появляется ниже переключателя. В примере на рис. 26.4, ж и з SolidWorks 2009 отказывался удлинять кромку поверхности до поверхности нулевой толщины данной формы, но смог удлинить кромку до грани твердого тела, полученного выдавливанием того же самого эскиза в тонкостенном режиме.

Наконец, переключатель в группе Тип удлинения позволяет выбрать способ удлинения поврхности: натуральный («Та же поверхность») или линейный. При натуральном способе поверхность на основе прямой линии удлиняется вдоль этой же линии; поверхность на основе дуги удлиняется вдоль дуги такого же радиуса; поверхность на основе сплайна удлиняется также вдоль дуги, радиус которой равен радиусу кривизны сплайна в его конечной точк (или вдоль прямой линии, если кривизна сплайна на его конце равна 0). При линейном способе любая поверхность удлиняется вдоль прямой линии с облюдением лишь касательности к исходной поверхности. Пример показан на рис. 26.5: а ‒ выделена кромка, которая будет удлинена на 20 мм; б ‒ натуральное удлинение; в ‒ линейное удлинение. Также отметим, что на рис. 26.4, ж и з удлинить поверхность такой формы до заданной грани оказалось возможным только линейным способом.

                                  а)                         б)                                  в)

Рис. 32.5 Натуральное и линейное удлинение поверхностей

Другим способом удлинения поверхностей нулевой толщины является команда «Линейная поверхность» (меню Вставка ‒ Поверхность ‒ Линейчатая поверхность… или кнопка  вкладки «Поверхности» Диспетчера команд). Как следует из названия, данная команда удлиняет кромки только линейным способом. Однако она, в отличие от команды « Удлинить» имеет несколько другие, также достаточно удобные режимы.

Кромки поверхности, в которых требуется удлинение, перечисляются в поле  группы Выбор кромки. В отличие от команды « Удлинить», данная команда позволяет указывать в поле  не только кромки поверхностей нулевой толщины, но и любые ребра твердых тел, а также линии разъема. Величину удлинения (т.е. длину выдавливания, если поверхность создается на твердом теле) задают в поле  группы Расстояние/направление менеджера свойств команды.

Режимы работы команды выбираются переключателем в группе Тип менеджера свойств команды. Пример работы команды в разных режимах показан на рис. 26.6. На рисунке а показана исходная поверхность и кромки, которые будут подвергнуты удлинению (выделены голубым цветом), на рисунках б ‒ е полученные в результате удлинения поверхности выделены красным цветом. Длина во всех случаях задавалась одинаковой ‒ 10 мм.

Команда поддерживает следующие режимы:

Ø По касательной к поверхности (см. рис. 26.6, б). Удлинение происходит так, чтобы добавляемая поверхность была касательной изначальной;

Ø Перпендикулярно поверхности (см. рис. 26.6, в). Добавляемая поверхность будет перпендикулярна исходной;

Ø Под углом к вектору (см. рис. 26.6, г). Пользователь задает некоторый вектор (прямое ребро, линейный отрезок эскиза и.т.п. ‒ на рисунке показан голубым цветом) и угол, и удлинение ведется с соблюдением заданного угла к вектору. Значение угла на рисунке принято равным 30º. Как видно из рисунка, вектор является горизонтальной осью; в результате верхняя и нижняя поверхности наклонены к горизонтальной плоскости под углом 15º. Значение угла должно быть больше 0º и меньше 90º! Если необходимо выдавливание параллельно вектору (угол равен 0º), использовать данный режим не получится;

Ø Перпендикулярно к вектору (см. рис. 26.6, д). В данном случае вектором (выделен голубым цветом) является вертикальная ось. В результате верхняя и нижняя поверхности получились горизонтальными;

Ø Элемент по сечениям (ошибка перевода ‒ на самом деле должно быть «Элемент по траектории»; см. рис. 26.6, е). Направление вектора и размер удлинения в данном случае образуют линию-профиль, а выделенные в поле  кромки составляют траекторию выдавливания. Перемещаясь вдоль данной траектории, профиль остается параллельным сам себе. Таким образом, можно рассматривать данный режим как удлинение кромок параллельно заданному вектору (как раз тот случай, когда требуется угол 0º относительно вектора).

      а)                   б)                   в)                  г)                    д)                   е)

Рис. 32.6 Линейные поверхности исправить угол на 15º

В режимах «Перпендикулярно поверхности» и «Перпендикулярно к вектору» слева от поля  для ввода величины удлинения (в группе Расстояние/направление) отображается кнопка  для изменения направления удлинения. В режимах «Под углом к вектору» и «Элемент по сечениям» такая кнопка появляется слева от поля, в котором задается вектор (поле отображается в группе Расстояние/направление ниже поля ). Наконец, в режиме «Под углом к вектору» в группе Расстояние/направление отображается третье поле  для ввода угла отклонения поверхности от вектора. Изменить направление отсчета угла на противоположное нельзя, так как для каждой из кромок этот угол отсчитывается в свою сторону.

Поскольку, как было сказано выше, в поле  можно указывать кромки твердых тел или линии соединения нескольких разных поверхностей нулевой толщины, возникает вопрос, какую из граней твердого тела или какую из поверхностей использовать в режимах «По касательной к поверхности» или «Перпендикулярно поверхности». SolidWorks выбирает одну и граней (или поверхностей) автоматически. Однако если выбор оказался неверным, внизу поля  появляется кнопка «Альтернативная сторона», выбирающая другую грань. Изменение стороны производится по отдельности для каждой из кромок, добавленных в поле ; соответственно, перед нажатием кнопки «Альтернативная сторона» соответствующую кромку в поле  следует выделить.

Наконец, в группе Параметры менеджера свойств команды присутствуют два флажка. Действие флажка «Соединительная поверхность» показана на рис. 26.7: слева он поставлен, справа ‒ снят. Флажок «Отсечь и сшить» включает режим автоматической обрезки и сшивания (т.е. объединения) поверхностей, создаваемых удлинением каждой из кромок. Снятие этого флажка (он установлен по умолчанию) может быть полезна, т.к. SolidWorks не всегда в состоянии корректно обрезать и сшить удлиняемые поверхности. Сняв флажок, пользователь затем может обрезать и сшить поверхности вручную (данные операции будут рассмотрены в Лабораторной работе №27).

Говоря о сшивании (объединении поверхностей), следует помнить, что при выполнении команды « Линейная поверхность» при установленном флажке «Обрезать и сшить» SolidWorks сшивает друг с другом только поверхности, создаваемые командой, но не сшивает полученную поверхность с исходной. Другими словами, на рис. 26.6, б если флажок «Обрезать и сшить» установлен, в папке « Тела поверхности» дерева построения образуется две поверхности (исходная и поверхность линейного удлинения красного цвета). Если же флажок будет снят, в папке « Тела поверхности» окажется девять поверхностей: исходная, до две части каждой из боковых, нижняя и три поверхности соединения ‒ две снизу и одна сверху. Соответственно, если флажок «Соединительная поверхность» снят (рис. 26.7, справа), при установленном флажке «Обрезать и сшить» в папке « Тела поверхности» будет 4 поверхности (исходная, нижняя, сшитые левая и правая), а при снятом ‒ шесть (левая и правая поверхности будут разделены на плоскую и цилиндрическую части).

Команда отсечения поверхностей (меню Вставка ‒ Поверхность ‒ Отсечь… или кнопка  вкладки «Поверхности» Диспетчера команд) позволяет обрезать поверхности нулевой толщины другими поверхностями, гранями твердых тел, плоскостями или даже эскизов. Причем в последнем случае эскиз не обязан лежать на отсекаемой поверхности – при необходимости он будет предварительно спроецирован на поверхность.

Следует отметить, что рассмотренная в первой части пособия кривая разъема не разрезает поверхность нулевой толщины. В частности, в папке  после создания кривой разъема данная поверхность будет по прежнему обозначаться единым объектом.

Основными органами управления командой в ее менеджере свойств являются поле  для указания инструмента (объекта, которымобрезают: другой поверхности, грани твердого тела, плоскости или эскиза) и поле  для указания поверхности, которую обрезают. Данные поля располагаются в группе Выбор менеджера свойств команды.

Для удобства пользователя перед полем  располагается переключатель, которые определяет, какая из частей поверхности после разделения ее обрезающим инструментом будет удалена. В частности, если переключатель находится в положении «Удалить выбранные параметры», то удалена будет та часть поверхности, по которой пользователь щелкнул мышью в момент добавления ее в поле . Если же переключатель стоит в положении «Сохранить выбранные параметры», то часть поверхности, по которой пользователь щелкнул мышью, будет оставлена, а удалена будет другая часть поверхности.

Переключатель в группе Тип отсечения менеджера свойств по умолчанию находится в положении «Стандарт». Для этого режима характерны определенные ограничения: во-первых, в поле  нельзя указывать более одного объекта-инструмента, а во-вторых, нельзя один и тот же объект одновременно указать и в поле , и в поле . В то же время на практике часто встречаются ситуации, когда имеются две пересекающиеся поверхности, которые после обрезки должны образовать угол будущего твердого тела. Т.е. первую поверхность необходимо обрезать при помощи второй, а вторую – при помощи первой.

Чтобы осуществить такую обрезку, переключатель в группе Тип отсечения следует установит в положение «Взаимное». В этом случае и в поле , и в поле  можно указывать любое количество поверхностей, причем одна и та же поверхность может быть указана в обоих полях. Важно отметить, что взаимная обрезка будет корректно работать лишь в случае с поверхностями нулевой толщины; указать в поле  объект любого другого типа (грань, плоскость, эскиз) не получится.

На рис. 26.8, а и б показан пример обрезки поверхности линиями эскиза (на рис. 26.8, а эскиз, используемый в качестве инструмента, выделен голубым цветом; на рис. 26.8, б показан результат обрезки). На рис. 26.8, в, г и д показана обрезка поверхностей в стандартном режиме (поверхность-инструмент на рис. 26.8, в выделена голубым цветом, на рис. 26.8, г и д для большей наглядности она была сделана на 90% прозрачной). На рис. 26.8, г был выбран режим «Сохранить выбранные объекты», а на рис., г – «Удалить выбранные объекты». Щелчок мышью во всех случаях осуществлялся в местах, показанных на рисунках точкой. Наконец, на рис. 26.8, е показан результат взаимной обрезки этими же поверхностями друг друга.

Часто встречается ситуация, когда при проецировании незамкнутого объекта-инструмента на обрезаемую поверхность он не пересекает ее границ. В этом случае, чтобы произвести обрезку, SolidWorks попытается продлить объект-инструмент. Способ продления определяется переключателем в группе Параметры разделения поверхности: в режиме «Натуральный» отрезки линии продлеваются в том же направлении, дуги продлеваются в виде касательных отрезков. Сплайны, а также все объекты в режиме «Линейный» продлеваются в виде отрезков, соединяющих конец объекта с ближайшей границей поверхности, идущих параллельно координатным осям.

                                                         а)                           б)

                        в)                         г)                            д)                       е)

Рис. 32.8 Обрезка поверхностей нулевой толщины эскизом или поверхностью

Пример показан на рис. 26.9: сверху – поверхность и исходный эскиз-инструмент (синего цвета), по середине – натуральное продление, снизу– линейное продление. Для большей наглядности на поверхности на рис. 26.9, б и в была наложена копия обрезающего эскиза, также выделенная синим цветом.

Если установить флажок «Разделить все», то SolidWorks будет использовать одновременно все возможные варианты продления. В этом случае обрезаемая грань будет разделена исходным эскизом и всеми линиями продления на множество частей, чтобы пользователь выделил нужные части в поле .

Лабораторная работа №33
Дополнительные способы создания и редактирования поверхностей нулевой толщины