Підручник з Технології. 10 (11) клас. Ходзицька - Нова програма

Навчальний модуль:

КОМП'ЮТЕРНЕ ПРОЕКТУВАННЯ

За результатами опанування матеріалу навчального модуля ви навчитеся використовувати здобуті знання у практичній діяльності.

Ви дізнаєтеся про:

• можливості систем автоматичного проектування;

• галузі застосування систем автоматичного проектування;

• класифікацію систем автоматичного проектування та їхніх користувачів;

• особливості найпоширеніших систем автоматичного проектування.

• Ви навчитеся:

• добирати об’єкт проектування та аналізувати будову його деталей;

• виконувати кресленики деталей у системі автоматичного проектування;

• створювати 3D моделі об’єктів та окремих деталей.

Ви отримаєте:

• навички художнього та технічного комп’ютерного проектування;

• навички роботи з конкретними системами автоматичного проектування.

Ви застосовуватимете отримані знання для:

• комп’ютерного проектування об’єкта за власним задумом;

• подальшого навчання й самовдосконалення.

Основні поняття комп'ютерного проектування

Проектування — це вид виробничої діяльності, спрямованої на створення приладів чи систем, які відповідають технічному завданню, оптимально задовольняють вимоги і функціонують протягом заданого терміну за прогнозованих умов.

Розвиток нових технологій висуває дедалі жорсткіші вимоги до сучасних інженерів-конструкторів. Раніше точність креслеників та документації, виконаних вручну за допомогою олівця, залежала від багатьох суб’єктивних чинників. Такі кресленики практично неможливо було редагувати, а проектований об’єкт міг бути далекий від досконалості. Сучасні інформаційні технології докорінно змінили принципи конструювання. Завдяки новим технологіям сфера конструювання розвивалася, і в результаті з’явилася окрема галузь — автоматизоване проектування. Стало можливим повторно використовувати раніше спроектовані вироби (мал. 1), легко й швидко створювати типові елементи, самостійно виконувати кресленики та іншу конструкторську документацію.

Мал. 1. Сучасні спроектовані вироби в інтер'єрі кімнати

Автоматизоване проектування — проектування, за якого всі перетворення об’єкта або алгоритму його функціонування здійснюються в процесі взаємодії людини та комп’ютера.

Важко переоцінити значення автоматизації проектування для розвитку науки, техніки, народного господарства. Саме автоматизація проектування зумовлює можливість створення найскладніших технічних об’єктів. Проектування потребує значних затрат людських ресурсів і багато часу, а автоматизація цього процесу дозволяє значно підвищити продуктивність роботи інженерів-проектувальників.

Наявність креслярської програми на персональному комп’ютері дуже полегшує роботу не тільки фахівців на підприємстві, а й викладачів та студентів у навчальному закладі. Сьогодні набули поширення такі системи автоматизованого проектування: Pro/ENGINEER, Solid Works, Auto CAD, КОМПАС 3D (мал. 2) та багато інших. Їхня загальна назва — тривимірні системи. Проектування відбувається на рівні тривимірних моделей із залученням конструкторсько-технологічних бібліотек.

Мал. 2. Проектування в Компас 3D

Галузь застосування та можливості системи автоматичного проектування (САПР)

Одним із важливих компонентів сучасного виробництва є системи автоматизованого проектування (САПР).

САПР — це організаційно-технічна (людино-машинна) система, що складається з комплексу засобів автоматизації проектування і виконує автоматизоване проектування.

Загалом, розробка САПР — складна науково-технічна проблема. За оцінками спеціалістів, для створення справжньої САПР потрібно від 100 до 300 людино-років.

Комп’ютерна графіка є підсистемою САПР, вона забезпечує виконання найбільш трудомісткого й важливого завдання САПР: автоматизацію розробки і створення конструкторської документації. Також САПР забезпечує створення, зберігання й обробку моделей геометричних об’єктів та їх графічне зображення за допомогою комп’ютера (мал. 3).

Мал. 3. Тривимірна модель каркаса дивана

Дізнайтеся більше

Інженерна графіка — це створення і корегування графічної документації (креслеників). Сучасна інженерна графіка — це складний програмний комплекс, що дозволяє здійснювати наскрізне проектування: від постановки задачі до випуску всієї необхідної виробничо-технологічної документації. Основними об'єктами інженерної комп'ютерної графіки є складні структури: інтегральні схеми, промислове й побутове обладнання, хімічні, енергетичні та космічні установки, кузови автомобілів, фюзеляжі літаків, корпуси суден, складні механізми, будівлі та інженерні споруди, комунікації та мережі тощо. Головне практичне втілення інженерної комп'ютерної графіки — це САПР.

Використання комп’ютера значно полегшує підготовку конструкторських та інших графічних документів, звільняючи конструкторів від виконання рутинних і трудомістких графічних операцій, скорочує термін виготовлення документів і покращує їхню якість. Під час автоматизованого креслення створюють «електронний» еквівалент кресленика, а замість паперу і креслярських інструментів використовують екран дисплея, клавіатуру і маніпулятор «миша».

Структурними складовими САПР є підсистеми, що забезпечують виконання певних закінчених проектних завдань з отриманням відповідних проектних рішень і документів. Компоненти багатофункціональних САПР традиційно групуються в три основні блоки:

• САD — система конструювання (Computer Aided Design) — модулі цього блока призначені переважно для виконання графічних робіт;

• САМ — виробництво за допомогою комп’ютерів (Computer Aided Manufacturing) — вирішення завдань технологічної підготовки виробництва;

• САЕ — аналітично-розрахункова підсистема (Computer Aided Engineering) — виконання інженерних розрахунків, аналізу та перевірки проектних рішень.

Мал. 4. Основні складові САПР

Дізнайтеся більше

Перші САПР були переважно промисловими і функціонували на великих електронно-обчислювальних машинах (ЕОМ). Збільшення продуктивності персональних комп'ютерів зумовило поширення САПР у різних галузях. Застосування САПР дозволило накопичувати й передавати знання та досвід конструкторів, що значно скорочує час на розробку виробів та підвищує їхню якість. Сьогодні рівень розвитку САПР, кількість робочих місць САПР визначають рівень розвитку суспільства та потенціал економіки країни. Професія інженера нині набуває нового змісту та потребує знань із багатьох сумісних галузей. Фахівці із САПР дуже затребувані суспільством.

Класифікація САПР і їхніх користувачів

За функціональним призначенням САПР поділяють залежно від вирішуваних задач. Залежно від виконуваних функцій САПР можуть значно відрізнятися за структурою, інтерфейсом користувача, швидкодією тощо.

За спеціалізацією САПР поділяють на:

• унікальні (спеціально створені для проектування важливих і складних об’єктів);

• спеціалізовані (використовують у рамках певних підприємств);

• універсальні (загального використання, наприклад, AutoCAD).

Користувачів САПР поділяють на:

• користувачів-розробників (основні вимоги — знання інформаційних технологій та особливостей галузі);

• користувачів-супровідників (мають знати методологію побудови САПР у загальних рисах, уміти працювати з підсистемами);

• користувачів-проектувальників (потрібні знання в предметній сфері та вміння підготувати вхідну інформацію).

Основні поняття процесу проектування

Сучасні підприємства не зможуть існувати в умовах ринкової економіки, якщо не випускатимуть нову продукцію вищої якості, нижчої вартості та за менший проміжок часу. Для цього їм потрібно використовувати сучасні комп’ютерні технології, що мають високу швидкодію й можливості зручного графічного інтерфейсу для того, щоб поєднати й автоматизувати проектування і виробництво. У такий спосіб скорочується час і вартість розробки та випуску продукції.

Щоб зрозуміти значення систем CAD/CAM/CAE, необхідно знати різні завдання й операції, що постають у процесі розробки та виробництва продукції. Усі ці завдання називають життєвим циклом виробу (product cycle). Приклад життєвого циклу виробу наведено на малюнку 5.

Мал. 5. Життєвий цикл виробу

Прямокутники, намальовані суцільними лініями, представляють два головні процеси життєвого циклу виробу: процес розробки і процес виробництва.

Процес розробки починається із запитів споживачів, які потім опрацьовує відділ маркетингу, і закінчується повним описом продукту й розробкою проектної документації.

Процес виробництва починається з технічних вимог і закінчується постачанням готових виробів.

Операції, що належать до процесу розробки, можна розділити на аналіз та синтез. Як видно з малюнка, первинні операції розробки, такі як визначення необхідності розробки, формулювання технічних вимог, аналіз здійснення і збір важливої інформації, а також концептуалізація розробки, належать до підпроцесу синтезу. Результатом підпроцесу синтезу є концептуальний проект передбачуваного продукту у формі ескіза або кресленика, що відображає зв’язки різних компонентів продукту. У цій частині циклу роблять основні фінансові внески, необхідні для реалізації ідеї виробу, а також визначають його функціональність.

Система комп'ютерної графіки AutoCAD

Система AutoCAD, створена компанією Autodesk, сьогодні є найпоширенішою графічною системою автоматизованого проектування в промисловості (мал. 6).

Мал. 6. AutoCAD — найпоширеніша у світі система автоматизованого проектування

Перша версія AutoCAD вийшла 1982 року і працювала в середовищі DOS. Успіх системи зумовлений прийнятою під час її розробки концепцією системи з відкритою архітектурою. Урешті широкі функціональні можливості AutoCAD перетворили цю систему на стандарт у класі систем автоматизованого технічного проектування та виконання креслярських робіт.

Останні версії AutoCAD містять засоби проектування, моделювання та візуалізації просторових конструкцій, доступу до зовнішніх баз даних, інтелектуальні засоби нанесення розмірів на кресленики, роботи з файлами в найрізноманітніших форматах тощо.

Дізнайтеся більше

Сучасним пристроєм уведення графічної інформації є дігітайзери, або графічні планшети. Назва «дігітайзер» походить від англійського digit — «цифра» і означає пристрій, який перетворює малюнок, виконаний уручну, на цифровий об'єкт. Уведення інформації відбувається за допомогою спеціального пера (стилуса) або координатного пристрою з прицілом (його з'єднують кабелем із планшетом). Графічні планшети чутливі до натиску, швидкості ведення і нахилу стилуса. У найдосконаліших дігітайзерів робоча поверхня планшета має тактильну чутливість, що ґрунтується на п'єзоелектричному ефекті. Такі дігітайзери дозволяють креслити так само, як на звичайній креслярській дошці.

Створення креслеників

Нові кресленики в AutoCAD можна створювати різними способами. Рекомендують робити кресленики за допомогою файла Шаблон кресленика. У файлі містяться заздалегідь встановлені параметри, стандарти й описи. Під час застосування шаблонів значно скорочується час створення кресленика, оскільки потрібні параметри застосовуються до нового кресленика автоматично. У файлі шаблонів задають найчастіше використовувані параметри та основні елементи кресленика, зокрема:

• тип і точність представлення одиниць;

• параметри інструментів і властивості;

• організація шарів;

• основні написи, рамки й логотипи;

• розмірні стилі;

• текстові стилі;

• типи ліній і товщини ліній;

• стилі друку.

У папці Установки програми містяться файли шаблонів креслеників, а також файли, що забезпечують сумісність зі стандартами ANSI, DIN, ISO і JIS. Проте користувачеві, найімовірніше, доведеться налаштувати один чи декілька з цих файлів або створити власний файл шаблону з певними стандартами і вимогами (мал. 7).

Мал. 7. Кресленик, виконаний у САПР AutoCAD

Файл шаблону кресленика можна зробити, зберігши кресленик із розширенням DWT.

Програмне середовище КОМПАС-3D

KOMПAC-3D розроблений спеціально для операційного середовища MS Windows і повною мірою використовує всі його можливості та переваги, надаючи користувачеві максимальну ефективність і зручність у роботі.

Ця програма містить:

1) графічний редактор (мал. 8);

Мал. 8. Графічний редактор КОМПАС-3D

2) систему проектування специфікацій;

3) конструкторсько-технологічну бібліотеку;

4) систему тривимірного твердотілого моделювання (мал. 9);

Мал. 9. Редактор тривимірного моделювання КОМПАС-3D

5) утиліти обміну з AutoCAD.

У середній школі КОМПАС-3D використовують у викладанні курсів інформатики, технології, креслення, геометрії. Система має зручні засоби введення і редагування об’єктів. Отже, цю систему можна розглядати як основний інструмент безперервної графічної освіти — від середньої школи до дипломного проектування.

САПР KOMПAC-3D — це інтерактивний графічний редактор із сучасним інтерфейсом, оснащений інструментальними засобами, які дозволяють створювати об’єкти з використанням набору елементарних параметричних тіл (паралелепіпед, циліндр тощо) та просторових моделей об’єктів (деталей, вузлів, виробів, будівель тощо) під час виконання проектно-конструкторських, технологічних та дизайнерських робіт у машинобудуванні, приладобудуванні, будівництві, архітектурі.

Вправа 1. Робота з вікнами

Запустити Компас-3D можна будь-яким відомим вам способом. Система розміщується: C:\Program Files\KOMПAC-3D. Наприклад, запустіть KOMПAC-3D, двічі клацнувши на ярлик системи.

Після запуску KOMПAC-3D ви бачите головне вікно системи. Оскільки система є прикладною програмою для Windows, його вікно має стандартні елементи управління (мал. 10, с. 168).

Мал. 10. Інтерфейс програми КОМПАС-3D

Рядок меню розташований у верхній частині програмного вікна, одразу під рядком заголовка. У ньому розташовані всі основні підрозділи меню системи. У кожному з них зберігаються пов’язані з ним команди. Панель управління розташована у верхній частині вікна системи під рядком меню. У ній зібрані команди, які найчастіше використовують під час роботи із системою. Панель інструментів розміщена в лівій частині вікна системи і складається з декількох окремих сторінок. Перша з них — Системні (панель геометрії, панель розмірів, панель редагування). Три інші панелі формуються користувачем із доступних команд системи.

Також програма пропонує навчальні посібники, сайт, форум та магазин компанії АСКОН.

Перший запуск та інтерфейс програми

Для початку роботи запускаємо програму з робочого столу або меню Пуск.

Відкриється діалогове вікно New document (Новий документ) (мал. 11). Для створення нового файла документа потрібно обрати тип файла, з яким ми будемо працювати: Drawing (Кресленик), Fragment (Фрагмент), Bom (Специфікація), Assembly (Збірка), Part (Деталь) або в меню обрати команду File-New (Файл-Створити) (Ctrl+N).

Мал. 11. Діалогове вікно КОМПАС-3D

Для створення кресленика потрібно обрати Drawing (Кресленик) у вікні New document (Новий документ), а для створення тривимірного об’єкта вибрати Part(Деталь).

Геометричні побудови

Слід відкрити новий документ командою File-New-Drawing (Файл-Створити-Кресленик) (мал. 12).

Мал. 12. Новий документ КОМПАС-3D

Із розширеного меню панелі інструментів Geometry (Геометрія) вибрати команду Horizontal Line (Горизонтальна (допоміжна) лінія). Для цього натиснути лівою кнопкою миші на трикутник, розташований у правому нижньому куті. Відкриється розширене меню команди. Не відпускаючи лівої кнопки миші, перемістити курсор до потрібної піктограми Horizontal Line (Горизонтальна (допоміжна) лінія) та відпустити кнопку. Команду буде обрано. У результаті виконаних дій на екрані з’явиться горизонтальна лінія, що перетинає весь екран. Установити її приблизно посередині поля кресленика та кліком миші зафіксувати положення. Із цього ж меню обрати команду Vertical Line (Вертикальна лінія). Установити її приблизно посередині поля кресленика та кліком миші зафіксувати положення. Для побудови паралельних, горизонтальних і вертикальних прямих із розширеного меню обрати команду Parallel Straight Line (Паралельна лінія).

Примітка. За замовчуванням система пропонує побудову двох прямих, розташованих на заданій відстані з обох боків від базового об’єкта. Якщо потрібно створити одну паралельну пряму, то можна скористатися кнопкою One/Two Straight Line (Одна/Дві лінії) в Object parameters line (Рядок параметрів об’єктів).

Як базову пряму, відносно якої потрібно будувати паралельні, указати допоміжну вертикальну пряму, побудовану раніше. Підвести курсор до вертикальної лінії, натиснути на ній лівою кнопкою миші. З’являться дві фантомні лінії, які будуть переміщатися за курсором. Активізувати поле Distance (Відстань) із рядка Objectparameters (Рядок параметрів об’єктів), увести відстань, на якій мають перебувати паралельні прямі відносно заданої вертикальної прямої, наприклад 40 мм. Зафіксувати їх, натиснувши кнопку Enter і піктограму Create Object (Створити об’єкт). Не виходячи з команди Parallel Straight (Паралельна лінія), як базову вказати горизонтальну площину, побудовану раніше. Увести відстань, на якій мають розміщуватися паралельні прямі відносно заданої горизонтальної прямої, наприклад 30 мм. Зафіксувати їх, натиснувши кнопку Enter і піктограму Create Object (Створити об’єкт). У результаті виконаних дій на кресленику має утворитися шість допоміжних прямих (мал. 13).

Мал. 13. Побудовані допоміжні прямі

Із розширеного меню інструментальної панелі Geometry (Геометрія) вибрати команду Segment (Відрізок). Для цього натиснути лівою кнопкою миші на трикутник, розташований у правому нижньому куті команди Segment (Відрізок). Відкриється розширене меню команди. Не відпускаючи лівої кнопки миші, перемістити курсор до потрібної піктограми Segment (Відрізок) та відпустити кнопку (мал. 14).

Мал. 14. Побудова відрізка

За вершинами допоміжних прямих побудувати прямокутник.

Установити курсор миші в першій вершині, не відпускаючи лівої кнопки миші, зафіксувати курсор у другій вершині. Для побудови інших відрізків слід увести початкову, а потім кінцеву точки відрізків (мал. 15).

Мал. 15. Побудований прямокутник

Для побудови кола в панелі Geometry (Геометрія) потрібно обрати команду Circle (Коло). Указати точку центра — точку перетину двох допоміжних прямих. Активізувати поле Diameter (Діаметр) рядка Object parameters (Рядок параметрів об’єктів), увести значення, наприклад 35 мм, та натиснути Enter (мал. 16, с. 170).

Мал. 16. Побудоване коло

Проставляння розмірів

Активувати команду для проставляння розмірів можна командою меню Tools/Dimensions (Інструменти/Розміри) або натисканням кнопки Dimensions (Розміри) на панелі інструментів.

Для введення лінійних розмірів потрібно послідовно вказати дві базові точки вершин прямокутника, потім точку положення розмірної лінії, що також визначає й розміщення розмірного напису (мал. 17, а).

Для введення радіальних розмірів спочатку слід указати базове коло, а потім точку, що визначає положення розмірного напису (мал. 17, б).

Мал. 17. Розміри в КОМПAС-3D

Вправа 2. Кресленик кухонної лопатки (мал. 18, а)

Створити новий документ Drawing (Кресленик). Налаштувати параметри першої сторінки. Із розширеного меню панелі інструментів Geometry (Геометрія) вибрати Vertical Line (Вертикальна лінія) та посередині кресленика створити пряму. Із вкладки Straights lines (Допоміжна лінія) обрати команду Parallel Straight Line(Паралельна лінія) та відносно вертикальної прямої створити прямі у два напрямки на відстані 8, 10 та 20 мм. У нижній частині кресленика з вкладки Straights lines(Допоміжна лінія) побудувати горизонтальну пряму. Відносно горизонтальної прямої провести паралельні прямі в одному напрямку на відстані 85, 95, 160, 230, 270 мм. Обрати із вкладки Geometry (Геометрія) інструмент Segment (Відрізок) і по побудованих допоміжних лініях провести відрізки (мал. 18, б).

Відносно верхньої прямої лінії провести вниз паралельну лінію на відстані 20 мм. Вибрати інструмент Circle (Коло) та відносно центра побудувати коло діаметром 40 мм (мал. 18, в).

Інструментом Segment (Відрізок) з’єднати коло з побудованими раніше відрізками. Побудувати всередині коло (кільце) діаметром 20 мм (мал. 18, г).

Мал. 18. Ескіз (а) та побудова кухонної лопатки (б-г)

Щоб скруглити гострі кути, скористайтеся інструментом Fillets (Заокруглення), що розміщений на панелі Geometry (Геометрія). Для побудови необхідно в рядку параметрів об’єктів увести значення радіуса округлення 10 мм. Курсором указати два елементи, між якими потрібно виконати скруглення.

Вправа 3. Кресленик декоративної тарілки

Створити новий документ Drawing (Кресленик). Із розширеного меню панелі інструментів Geometry (Геометрія) вибрати команду Rectangles (Прямокутник). В Objectparameters line (Рядок параметрів об’єктів) указати висоту й ширину 190 мм, обрати пункт With Axes (Із осями). У робочому полі побудувати квадрат. Із розширеного меню інструментальної панелі Geometry (Геометрія) вибрати команду Circle (Коло), вписати коло (діаметр 190 мм) у квадрат (мал. 19).

Мал. 19. Коло вписане у квадрат

Щоб розбити коло на довільну кількість однакових частин, скористаємося інструментом Points on Line (Точки по кривій).

Із розширеного меню інструментальної панелі Geometry (Геометрія) вибрати команду Points on Line (Точки по кривій). У рядку Object parameters line-Numbers of Portions (Рядок параметрів об’єктів-Кількість ділянок)

ввести значення 24, вибрати коло, яке потрібно розбити на частини, і на колі клікнути два рази лівою кнопкою миші. На колі з’являться 24 точки. З вкладки Geometry(Геометрія) обрати інструмент Segment (Відрізок), в Object parameters line (Рядок параметрів об’єктів) обрати стиль лінії Thin (Тонка) та побудувати лінії по точках. У кінці не забувати повернути стиль лінії Normal (Основна). Тепер осьову лінію кола можна видалити. Для цього слід виділити осьову лінію (вона перефарбується в зелений колір) та натиснути Delete.

Побудова кіл усередині

Обрати інструмент Circle (Коло) та від центра основного кола побудувати коло діаметром 180 мм. Інші п’ять кіл побудувати в напрямку до центра з інтервалом у 20 мм (мал. 20).

Мал. 20. Побудова кіл та допоміжних ліній

Для побудови візерунка скористайтеся інструментом Spline by points (Крива Безьє), що дозволяє вводити плавні лінії. Із вкладки Geometry (Геометрія) обрати інструмент Spline by points (Крива Безьє), на перетині кіл і ліній указати першу точку та побудувати по перетинах навколо кола криву, замкнувши її, у рядку Object parameters (Рядок параметрів об’єктів) обрати Create Object (Створити об’єкт). Так само за допомогою інструмента Spline by points (Крива Безьє) побудувати інші криві (мал. 21, с. 171). Додаткові кола можна видалити, для цього слід виділити коло, яке потрібно видалити (воно перефарбується в зелений колір), та натиснути Delete (мал. 22, с. 171).

Мал. 21. Побудова кривих Безьє

Мал. 22. Приклади побудови декоративних тарілок із використанням кривих Безьє

Основи твердотілого моделювання

Твердотіле моделювання, або моделювання твердих тіл, — це математичне та комп’ютерне моделювання тривимірних твердих тіл з урахуванням їхніх фізичних властивостей.

Твердотіла модель являє собою об’єкт, що займає певну частину простору. Завжди можна точно сказати, чи знаходиться точка всередині твердого тіла, на його поверхні або поза тілом. Основними елементами твердого тіла є грань, ребро, вершина, тіло деталі.

Твердотіле моделювання передбачає залежність між параметрами, коли зміна одного з параметрів (наприклад, довжини елемента) призводить до відповідної перебудови всіх параметрично пов’язаних елементів.

Загальноприйнятим порядком моделювання твердого тіла є послідовне виконання операцій об’єднання, вирізання й перетинання над об’єктами (сферами, призмами, циліндрами, конусами, пірамідами тощо).

Програма KOMПAC-3D призначена для створення тривимірних моделей, окремих деталей і складальних одиниць. Програма має багато функцій роботи з проектами, підтримує тривимірне твердотіле моделювання.

У тривимірному твердотілому моделюванні ескіз, на відміну від аналогічного терміна в графіці, — це пласка фігура, на основі якої буде створено тіло. Ескіз можна створити в одній із площин координат, на пласкій грані наявного тіла, у допоміжній площині. Формотворне переміщення ескіза називають операцією.

У KOMПAC-3D доступні такі типи операцій:

• обертання ескіза навколо осі, що лежить у площині ескіза;

• видавлювання ескіза в напрямку, перпендикулярному до площини ескіза;

• кінематична операція — переміщення ескіза вздовж зазначеної напрямної;

• побудова тіла за кількома перетинами ескіза.

Вправа 4. Створення тривимірної моделі кухонної лопатки

Відкрийте новий документ у програмі Компас командою File—New—Part (Файл-Створити-Деталь) (мал. 23).

Мал. 23. Новий документ

Побудову тривимірної моделі деталі розпочинають зі створення основи — першого форматованого елемента. Основа є в будь-якої деталі, вона завжди одна. Побудову основи розпочинають із побудови ескіза, що розташовують на одній з існуючих проекційних площин: горизонтальній, фронтальній або профільній (за необхідності можна створити допоміжну площину). Для вибору площини необхідно в Model Tree (Дерево моделей) натиснути на необхідну назву. Вибираємо площину XY Plane(Площина XY). Піктограму площини буде виділено зеленим кольором, а у вікні деталі буде підсвічено умовну позначку площини (квадрат із характерними точками). Натиснути на кнопку Sketch (Ескіз) на панелі поточного стану. XY Plane (Площина XY), у якій буде створюватися ескіз деталі, стане паралельно до екрана. Щоб створити допоміжні прямі, по яких буде будуватися ескіз, на інструментальній панелі Geometry (Геометрія) слід вибрати Horizontal Line (Горизонтальна (допоміжна) лінія) та створити на основі горизонтальну пряму. З вкладки Straights lines (Допоміжна лінія) обрати команду Parallel Straight Line (Паралельна лінія) та відносно горизонтальної прямої створити прямі в одному напрямку на відстані 25, 30, 60, 65 мм. Із розширеного меню інструментальної панелі Geometry (Геометрія) вибрати Vertical Line (Вертикальна лінія) та посередині основи створити пряму. Обрати Parallel Straight Line (Паралельна лінія) та відносно вертикальної прямої створити прямі у два напрямки на відстані 5, 7, 9 мм. Вибрати інструмент Segment (Відрізок) і побудувати відповідні відрізки. Із розширеного меню інструментальної панелі Geometry (Геометрія) вибрати команду Circle (Коло), побудувати коло діаметром 10 мм. Непотрібні лінії кола витерти за допомогою команди Edit—Trimline(Редагування-Усікти криву). Ескіз готовий. Натиснути на кнопку Sketch (Ескіз), щоб вийти з вікна побудов (мал. 24).

Мал. 24. Ескізи кухонної лопатки

В інструментальній панелі вибрати Extrude (Операція Видавлювання) установити параметри: Forward direction (Прямий напрямок), At Distance (На відстані), Distance1 (Відстань1) — 5 мм. Натиснути Create Object (Створити об’єкт). Лопатка готова. За допомогою кнопки Rotate (Повернути зображення) можна розглядати зображення з усіх боків.

Вправа 5. Створення тривимірної моделі лавочки

У програмі Компас відкрити новий документ командою File—New—Part (Файл-Створити-Деталь).

Для вибору площини необхідно в Model Tree (Дереві моделей) натиснути XY Plane (Площина XY).

Натиснути на кнопку Sketch (Ескіз) на панелі поточного стану.

Почнемо з побудови ніжки лавочки.

На верхній грані площини побудувати відрізок завдовжки 10 мм (попередньо можна скористатися допоміжними прямими). Паралельно до відрізка провести допоміжну лінію на відстані 17 мм. Із двох сторін побудувати відрізки завдовжки 5 мм. З панелі Geometry (Геометрія) обрати команду Arc-Arc by 2 Points (Дуга-Дуга по 2 точках). Як точку 1 указати вершину 1 прямокутника, зазначити радіус 11 мм, Direction-Counter Clockwise (Напрямок-Проти годинникової стрілки). Програма запропонує дві дуги на вибір, лівою кнопкою миші вибираємо потрібну дугу та натискаємо її два рази. Аналогічно побудувати дугу з іншої сторони, указавши в рядку Direction (Напрямок) Clockwise (За годинниковою стрілкою). У нижній частині побудувати два відрізки завдовжки 2 мм. Побудувати дугу радіусом 5 мм Clockwise (За годинниковою стрілкою). По середині деталі створити коло діаметром 3 мм. Ніжка готова. Вийти з панелі Sketch (Ескіз) (мал. 25).

Мал. 25. Ескіз ніжки лавочки

Вибрати операцію Extrude (Операція Видавлювання), At Distance (На відстані) 2 мм. Щоб створити копію деталі, слід скористатися додатковою площиною — обрати команду Construction Geometry (Допоміжна геометрія)-Offset Plane (Зміщена площина). Указати: відносно площини XY, на відстані 25 мм. Вибрати команду Edit Part (Редагування деталі) Change position (Дзеркальне відображення). Як тіло в дереві побудов указати Extrude (Операція Видавлювання), як площину — Offset Plane (Зміщена площина). Створиться копія ніжки. Вибрати верхню грань побудованої ніжки та вказати в меню Sketch (Ескіз). За допомогою інструмента Rectangles (Прямокутник) (висота 57 мм, ширина 14 мм) створити сидіння. Вийти з меню Sketch (Ескіз).

Вибрати операцію Edit Part (Редагування деталі)-Extrude (Операція Видавлювання)-At Distance (На відстані) 3 мм Forward direction (Прямий напрямок). Щоб заокруглити кути, скористатися операцією Fillets (Заокруглення).

Вибрати операцію Edit Part (Редагування деталі)-Fillets (Заокруглення) та вказати радіус 1 мм та кути на деталі. Створити перемички між ніжками. Вибрати бічну грань ніжки та натиснути Sketch (Ескіз). Посередині побудувати прямокутник. Вийти з меню Sketch (Ескіз). Вибрати операцію Extrude (Операція Видавлювання), Both Direction (Два напрямки), Distance1 (Напрямок1) 50 мм, Distance2 (Напямок2) 5 мм, Create Object (Створити об’єкт). У робочому вікні натиснути праву кнопку миші та вибрати з контекстного меню пункт Model Properties (Властивості).

На панелі Model Properties (Властивості) вибрати Color (Колір)-Brown (Коричневий), у вкладці MP Parameters (Параметри МП) обрати Material-Select material fromlist-Nonmetals-Wood (Неметали-Деревина). Натиснути кнопку Create Object (Створити об’єкт). Лавочка готова (мал. 26).

Мал. 26. 3D-модель лавочки

Дізнайтеся більше

Автомобільні компанії сьогодні опинилися в складному стані: цикл розробки моделей має бути коротшим, а складність виробів збільшується. До того ж більш жорсткими стають стандарти безпеки та екологічні норми. А споживачі очікують від своїх автомобілів максимального комфорту і наявності сучасних засобів зв'язку.

І тут на допомогу приходять САПР. Саме вони дозволяють багаторазово полегшити роботу проектувальників, інженерів і дизайнерів. Більш того, вони дозволяють ці зусилля об'єднати, адже команди можуть працювати паралельно.

Наприклад, компанія Dassault Systemes — один зі світових лідерів у сфері рішень для промислового проектування. З-поміж автомобільних компаній, що використовують САПР від Dassault Systemes, є Ford, Jaguar, Land Rover, Toyota, Renault, Honda, BMW, McLaren, Mercedes і навіть Tesla Motors. А BMW, зокрема, використовувала САПР для проектування електромобіля i3, у якому застосовувалися композитні матеріали, особливості та властивості яких (аж до орієнтації волокон) були враховані ще на ранніх стадіях розробки моделі.

Творче завдання

Творити — це створювати та виготовляти щось нове. У сучасному світі керівник будь-якого підприємства зацікавлений у творчих працівниках, які здатні вирішувати виробничі завдання новими методами із залученням новітніх технологій.

Використовуючі різні комп’ютерні програми, ви маєте пам’ятати, що перед вами машина, яка працює за заданим алгоритмом. Тільки творчий підхід до виконання роботи дозволить вам виконати поставлене завдання. Спробуйте власні сили, виконавши творче завдання.

Завдання: на основі зображення та кресленика іграшки «Гоночне авто» (мал. 27) побудувати 3D-модель у системі САПР KOMПAC-3D (за потреби можна змінювати елементи конструкції).

Мал. 27. Іграшка «Гоночне авто»: а — зображення; б — кресленик