Придание толщины поверхностям и сшивание поверхностей

Как было сказано в самом начале, моделирование поверхностями в SolidWorks является одним из промежуточных инструментов создания твердотельных моделей.

В SolidWorks существует несколько способов превращения поверхностей в твердое тело и несколько способов редактирования твердых тел при помощи поверхностей нулевой толщины.

Первый способ реализуется при помощи команды «Придать толщину» (меню Вставка ‒ Бобышка/Основание ‒ Придать толщину… или кнопка  вкладки «Элементы» ленты). Суть этого способа заключается в том, что SolidWorks эквидистантно смещает выделенную поверхность на заданное пользователем расстояние в одну или обе стороны, соединяет кромки образовавшихся двух поверхностей торцевыми поверхностями и считает получившийся замкнутый набор поверхностей тонкостенным твердым телом.

Пример работы команды показан на рис. 27.5, а.

Менеджер свойств команды состоит из поля , в котором указывается поверхность, кнопок  для выбора направления отсчета толщины создаваемого тела и поле  для ввода собственно толщины создаваемого тонкостенного тела. Следует обратить внимание, что при нажатии кнопки  каждой из сторон поверхности будет придана полная толщина, введенная в поле , а не половина этой толщины, как может показаться.

Также в менеджере свойств команды присутствует флажок «Результат слияния», работающий так же, как и во всех остальных командах. В частности, если в результате операции создается тело, которое контактирует с существующим телом хотя бы по одной грани, при установленном флажке старое и новое тела будут объединены.

Наряду с командой «Придать толщину», в SolidWorks 2009 существует дополнительная команда «Придать толщину и вырезать» (меню Вставка ‒ Вырез ‒ Придать толщину… или кнопка  вкладки «Элементы» ленты). По сути, данная команда сначала создает твердое тело путем придания толщины заданной пользователем поверхности, после чего вычитает это тело из других твердых тел модели.

Пример работы команды показан на рис. 27.5, б.

Менеджер свойств команды «Придать толщину и вырезать» ‒ такой же, как и у команды «Придать толщину», за исключением отсутствия флажка «Результат слияния».

                                              а)                                                               б)

Рис. 33.5 Работа команд «Придать толщину» и «Придать толщину и вырезать»

Если в результате действия команды «Придать толщину и вырезать» образуются новые твердые тела (т.е. число тел после вырезания становится больше, числа тел до вырезания), то после нажатия кнопки  в данном менеджере свойств на экране отображается окно со списком твердых тел (см. рис. 27.6). Установкой флажков в данном окне пользователь выбирает, какие из твердых тел оставить в модели (если флажок снят, соответствующее тело будет удалено). При установке флажка соответствующее тело в рабочей области будет выделено цветом.

Особенностью команд « Придать толщину» и « Придать толщину и вырезать» является то, что в поле  менеджера свойств команд можно указывать только одну поверхность нулевой толщины (каждая такая поверхность обозначается своим значком в папке « » Дерева построений). В то же время рассмотренные в данной лабораторной работе способы создания поверхностей чаще всего приводят к тому, что нужная пользователю форма будет создана из нескольких соприкасающихся поверхностей (на рис. 27.5, а и б, поверхности также создавались при помощи нескольких операций). Очевидно, что перед приданием толщины этим поверхностям их необходимо каким-то образом объединить.

Объединение поверхностей нулевой толщины в SolidWorks называется сшиванием. Для этого в программе служит команда «Сшить поверхности» (меню Вставка ‒ Поверхность ‒ Сшить поверхность… или кнопка  вкладки «Поверхности» Диспетчера команд). В диспетчере свойств команды содержится одно основное поле  для указания в нем сшиваемых поверхностей, а также два флажка.

Иногда бывают ситуации, когда между существующими поверхностями, которые пользователь пытается сшить, существуют зазоры малого размера. SolidWorks в этом случае попытается их исправить (если не удастся – будет выдана ошибка, и сшивания не произойдет). Установка флажка «Минимальная настройка» в менеджере свойств команды ограничивает данный функционал программы.

Следует отметить, что подобная подстройка поверхностей предназначена в первую очередь для импортируемых из других 3D-программ поверхностей (зазоры и дефекты часто появляются в результате несовершенства алгоритмов перевода геометрии из одного формата в другой). Для полностью параметризованных поверхностей, построенных в SolidWorks, данный функционал, как правило, не работает – независимо от того, установлен флажок или нет.

Флажок «Попытаться создать твердотельный элемент» представляет собой наиболее универсальный способ создания твердых тел из поверхностей. Если пользователь создал набор поверхностей, полностью ограничивающих замкнутый объем, сшивание этих поверхностей с установленным флажком превращает эти поверхности в грани полноценного твердого тела.

Существует еще один сценарий использования команды « Сшить поверхности». Данный сценарий в большей степени характерен для моделирования литейных форм и предполагает использование поверхностей разъема (создаются командой « Поверхность разъема», рассмотренной в прошлой Лабораторной работе).

Данный сценарий проиллюстрирован рис. 27.7.

На рис. 27.7, а показано исходное твердое тело, на рис. 27.7, б к нему добавлена поверхность разъема (выделена красным цветом).

Далее следует воспользоваться командой « Сшить поверхности» и указать в ее поле  поверхность разъема (никаких других граней в этом поле указывать не надо). Как только это будет сделано, в менеджере свойств команды отобразится новое поле . В этом поле следует указать любую из граней твердого тела, находящуюся в нужной стороне от поверхности разъема (в рассматриваемом примере – ниже ее).

В результате работы команды на всех гранях твердого тела, расположен­ных с выбранной стороны от поверхности разъема, будут созданы поверхности нулевой толщины. Затем они будут автоматически сшиты друг с другом и с поверхностью разъема.

Результат работы команды показан на рис. 27.7, в (образованная поверх­ность нулевой толщины здесь также выделена красным лучше другим? цветом). Твердое тело при этом останется в первоначальном состоянии.

Чтобы лучше проиллюстрировать результат работы команды, на рис. 27.7, г исходное твердое тело было скрыто.

          а)                                  б)                                в)                                   г)

Рис. 33.7 Создание поверхности нулевой толщины из тела с поверхностью разъема