Операции с поверхностями и гранями твердого тела

Еще два способа использовать поверхности нулевой толщины в SolidWorks – это обрезка твердого тела поверхностью и замена грани твердого тела поверхностью. Первый способ реализуется посредством команды меню Вставка – Вырез – Поверхностью… (или кнопки  вкладки «Поверхности» Диспетчера команд).

Менеджер свойств команды состоит из единственного поля в группе Настройки сечения, в котором задается секущая поверхность.

Заданная в поле поверхность может обрезать тело только в том случае, если пересекает его целиком. Иными словами, SolidWorks не может продлевать поверхности при использовании данной команды.

Если поверхность пересекает несколько твердых тел, в менеджере свойств отобразится стандартная группа Область действия элемента, позволяющая выбрать тела, которые будут обрезаны.

При обрезке поверхность в простейшем случае рассекает твердое тело на две части. Одна из этих частей будет удалена. Маркер в виде стрелки в рабочей области показывает в сторону удаляемой части тела. Кнопка  позволяет изменить направление маркера, т.е. служит для удаления другой части тела.

Напомним, что если хочется рассечь тело поверхностью без удаления его частей, следует использовать команду « Разделить».

Чтобы заменить одну или несколько граней твердого тела поверхностью, следует использовать команду меню Вставка – Грань – Заменить… или кнопку  вкладки «Поверхности» Диспетчера команд.

Менеджер свойств команды содержит два поля: в поле  указываются одна или несколько граней твердого тела, которые необходимо заменять, а в поле  – одна или несколько поверхностей, которыми следует заменить грань.

Следует отметить ряд особенностей работы данной команды:

· Поверхность, указанная в поле , при необходимости может быть продлена командой. Однако такое продление возможно не всегда;

· В поле  можно использовать как одну поверхность, полученную в результате сшивания нескольких поверхностей, так и несколько несшитых поверхностей. Однако чаще всего это приведет к ошибке, так как каждая из поверхностей в поле  будет продлена до размера грани, указанной в поле ;

· Тем не менее, если в поле  также указать несколько граней, замена будет произведена корректно. Количество граней в полях  и  порядок их следования должны соответствовать друг другу;

· В общем случае команда может обрабатывать несколько наборов граней: например, верхнюю грань призматического тела заменить одной поверхностью, а нижнюю – другой;

· Все грани, перечисленные в поле , должны принадлежать одному телу.

Нужно отметить, что в результате работы обеих команд использованная поверхность не исчезает. Ее можно скрыть, а если она больше не нужна –удалить при помощи команды « Удалить тело».

Пример работы команд показан на рис. 27.9: слева показаны исходное тело и поверхность, в середине – результат обрезки тела поверхностью, справа – результат замены поверхностью верхней грани тела.

Существует еще один относительно простой способ создания поверхностей нулевой толщины. Любое твердое тело можно представить как набор поверхностей, ограничивающих замкнутый объем. Таким образом, удалив одну или несколько граней твердого тела, мы получим набор граней, уже не являющийся замкнутым.

Рис. 33.9 Обрезка тела поверхностью и замена грани тела поверхностью

В SolidWorks существует специальная команда для удаления граней твердого тела. Она запускается при помощи меню Вставка – Грань – Удалить…или кнопкой  вкладки «Поверхности» Диспетчера команд.

Команда может работать в трех режимах: простого удаления, удаления с удлинением смежных граней и удлинения с накладыванием поверхности-заплаты. В первом случае команда преобразует твердое тело в поверхность нулевой толщины, во втором и третьем случаях твердое тело остается таковым, команда лишь упрощает его форму.

Менеджер свойств команды содержит поле , в котором перечисляются удаляемые грани, и переключатель режима работы.

Превращению тела в поверхность соответствует положение переключателя «Удалить»; в положении «Удалить и применить заплату» SolidWorks удлиняет смежные грани; в положении «Удалить и заполнить» SolidWorks накладывает заплату (имеет место не совсем корректный перевод положений переключателя).

В положениях «Удалить и применить заплату» и «Удалить и заполнить» ниже появляется дополнительный флажок «Отобразить предварительный просмотр». Если флажок установлен, в рабочей области будут выделены кромки поверхности-заплаты или удлиняемой части существующей грани.

Также в положении «Удалить и заполнить» дополнительно отображается флажок «Заполнение касательности» (правильнее перевести как «Касательность заполняющей поверхности»). Данный флажок определяет способ соединения поверхности-заплаты с оставшимися гранями тела.

Пример работы команды показан на рис. 27.10: а – исходное тело (грани, подлежащие удалению, выделены синим цветом); б – простое удаление создало две поверхности нулевой толщины; в – режим «Удалить и применить заплату» – верхняя грань тела была удлинена; г – режим «Удалить и заполнить», флажок «Заполнение касательности» снят; д – режим «Удалить и заполнить», флажок «Заполнение касательности» установлен.

             а)                      б)                       в)                       г)                       д)

Рис. 33.10 Удаление граней твердого тела

Команды « Заменить грань» и « Удалить грань» в SolidWorks можно отнести не только к командам поверхностного моделирования, но и к командам манипуляции с гранями твердого тела. Помимо этих команд, в SolidWorks также имеется команда перемещения грани (меню Вставка – Грань – Переместить…или кнопка  вкладки «Элементы» Диспетчера команд).

Данная команда осуществляет три операции над гранями твердого тела: эквидистантное смещение граней, перемещение граней в направлении вектора и вращение граней вокруг определенной оси. Режим работы команды определяется переключателем в группе Переместить грань менеджера свойств команды («Сместить» для эквидистантного смещения, «Преобразовать» для параллельного переноса и «Вращать» для вращения граней).

Грани, которые необходимо перемещать, задаются в поле  менеджера свойств команды. Поскольку чаще всего необходимо изменять набор граней, в момент выделения первой из них на экране отображается панель с кнопками выделения соединенных граней (см. Лабораторную работу №11 в 1-й части пособия). Кнопки данной панели позволяют выделить грани, внутренние, внешние, копланарные, концентрические, смежные и т.п. по отношению к выделенной грани.

В случае эквидистантного смещения в поле  группы Параметры задается расстояние смещения. Флажок ниже позволяет изменить направление смещения на противоположное.

В случае параллельного переноса в поле  задается расстояние смещения, а в поле  указывается вектор, определяющий направление этого смещения. Реверс направления также включается флажком.

В случае вращения в поле  указывается ось вращения, а в поле  – угол. Направление отсчета угла также можно изменить на противоположное флажком «Реверс направления».

Пример работы команды показан на рис. 27.11. На рисунке а показано исходное тело. Подлежащие смещению грани здесь выделены синим цветом.

На рис. 27.11, б показан результат эквидистантного смещения граней; на рис. 27.11, в – результат параллельного переноса граней в направлении вектора, выделенного на рисунке голубым цветом. Наконец, на рис. 27.11, г показан результат поворота граней вокруг «Оси 1».

                    а)                           б)                              в)                            г)

Рис. 33.11 Смещение граней

Также в меню Вставка – Грань расположены команды «Исправлять кромки» и «Диагностика импортирования», предназначенные для автоматического исправления ошибок, возникающих в результате импортирования поверхностей нулевой толщины из других программ трехмерного моделирования. Данные команды не будут рассматриваться в данном пособии.

Лабораторная работа №34
Моделирование сварных деталей и конструкций

Технологии сварки получили огромное распространение в современном машиностроении. Достаточно большой класс машин (например, строительные, дорожные и подъемно-транспортные машины, оборудование для добычи и переработки полезных ископаемых, прочее промышленное оборудование) производится путем соединения на определенном этапе металлических деталей при помощи сварки.

Программа SolidWorks содержит ряд инструментов, упрощающих и облегчающих проектирование подобных машин, агрегатов или их узлов. Данные инструменты в программе располагаются на вкладке «Сварные детали» Диспетчера команд либо на одноименной панели инструментов (см. рис. 34.1).

Рис. 34.1 Вкладка диспетчера команд "Сварные детали" и соответствующая панель инструментов

Инструменты SolidWorks 2009 помогают решить следующие задачи при проектировании сварных конструкций:

Ø Автоматизировать проектирование конструкций типа ферм. Программа позволяет пользователю создать условный каркас фермы из линий и затем заменить отдельные линии этого каркаса стандартными прокатными профилями;

Ø Задать общие свойства сварных соединений в конструкции, которые будут автоматически применяться к каждому создаваемому сварному шву. В дальнейшем эти свойства можно будет также централизовано изменить;

Ø Автоматически рассчитать длину каждого из профилей и их необходимое количество (с учетом размеров сварных швов и необходимых зазоров) и свести результаты в спецификацию сварной сборочной единицы;

Ø Структурировать сварную конструкцию по этапам сборки с созданием на соответствующих этапах производных сборочных единиц (узлов сварной конструкции). Применение таких сборочных единиц вместо изначальных сварных конструкций с полным списком деталей в больших сборках снижает общую сложность последних;

Ø Автоматизировать добавление в сварную конструкцию усиливающих косынок и торцевых пробок;

Ø Визуализировать сварные швы и автоматически добавлять их обозначения на чертежи деталей и сборок.

Важно помнить, что, в отличие от ЕСКД, где сварные конструкции принято считать сборочными единицами, а их элементы – деталями, в SolidWorks и сама конструкция, и ее элементы называются деталями, относящимися к разным уровням структуры проектируемого изделия.