ТЕХНІЧНЕ КРЕСЛЕННЯ ДЕТАЛІ В СЕРЕДОВИЩІ 3 Dlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2016/02/oapr_lab_9.pdf · 2016. 2. 29. · ТРИВИМІРНІ КООРДИНАТИ

Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка”

ТЕХНІЧНЕ КРЕСЛЕННЯ ДЕТАЛІ В СЕРЕДОВИЩІ 3D ГРАФІЧНОЇ СИСТЕМИ AUTOCAD

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до лабораторної роботи №9

з дисципліни «Основи автоматизованого проектування обладнання хімічних виробництв», ч.2

для студентів базового напрямку 6.051302 «Хімічна інженерія»

Затверджено на засіданні кафедри

хімічної інженерії Протокол № 7 від 8 лютого 2016 р.

Львів – 2016

2

Методичні вказівки до лабораторної роботи №9 «Технічне креслення деталі в середовищі 3D графічної системи AutoCAD» з дисципліни «Основи автоматизованого проектування обладнання хімічних виробництв», ч.2 для студентів базового напрямку 6.051302 «Хімічна інженерія» / Укл.: О.С. Іващук, В.М. Атаманюк – Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2016. – 31 с. Укладачі Іващук О.С., канд. техн. наук, с.н.с., асист. Атаманюк В.М., докт. техн. наук, проф. Відповідальний за випуск Атаманюк В.М., докт. техн. наук, проф. Рецензент Вахула Я.І., докт. техн. наук, проф.

3

Мета: Освоєння навиків роботи у 3D просторі в середовищі системи автоматизованого проектування AutoCAD. Робота з освоєння навиків виконання елементарних побудов (створення тривимірних сіток та поверхонь), елементарних деталей та їх комбінацій у 3D просторі (створення тривимірної моделі).

ТРИВИМІРНІ КООРДИНАТИ

Світова система координат WCS, World Coordinate System (МСК, мировая

система координат1) піктограма якої знаходиться у лівому нижньому куті вікна креслення, має три осі. Вісь Х направлена зліва направо, вісь Y – знизу вгору і вісь Z має напрямок у бік користувача перпендикулярно площині XY, що співпадає з площиною екрану (рис .1).

Рис. 1. Схематичне зображення тривимірної системи координат.

При моделюванні двовимірних об’єктів у площині XY, точка визначалася

значенням двох координат X і Y, координату Z, рівну нулеві можна було ігнорувати. У тривимірному просторі точка визначається трьома координатами X, Y, Z.

Методи введення тривимірних координат. Як і на площині, точку можна визначити за допомогою значень абсолютних або відносних координат. Абсолютні координати визначають положення точки відносно початку координат – точки з координатами 0,0,0. Запис відносних координат розпочинається символом @ і визначає положення точки відносно останньої введеної (@x,y,z).

У тривимірному просторі можна задавати прямокутні декартові координати точки у вигляді x,y,z.

Орієнтація осей X, Y і Z визначається за «правилом правої руки» (рис. 2). Якщо середній, вказівний і великий пальці зорієнтувати взаємно перпендикулярно, то великий палець вказує напрям осі Х, вказівний – осі Y, а середній – осі Z.

1 Команди наведені англійською та (або) російською мовами, так як програма AutoCAD наразі не має українізованого інтерфейсу і найчастіше використовуються англо- або російськомовна версії для навчання студентів.

4

Рис. 2. Правило правої руки для визначення осей координат.

Поворот в додатному напрямку системи координат навколо будь-якої з осей

виконується проти годинникової стрілки. Повертаючи руку, можна передбачити як будуть спрямовані осі.

Системи координат UCS (ПСК). AutoCAD дозволяє будувати об’єкти у будь-якій площині тривимірного простору. Для спрощення будування об’єктів у площині, не паралельній площині побудови XY, необхідно задати систему координат так, щоб сумістити площину побудови XY з даною площиною, тобто здійснити перехід від світової системи координат до системи координат користувача. Здійснюється перехід командою UCS, User coordinate system (ПСК, Пользовательская система координат).

Початок системи координат користувача, як правило, переносять у кут або у центр об’єкта, який на даній площині будується.

Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _UCS2 (ПСК) • Клікнути правою кнопкою мишки (ПКМ) по іконці WSC (МСК), вибрати в

контектному меню пункт Origin (Начало):

Рис. 3. Вибір початкової точки для системи координат користувача через

контекстне меню у програмі AutoCAD 2014.

2 Для російськомовноі версії програми AutoCAD команди на англійській мові вводяться із знаком нижнього підкреслення на початку. В дужках наведено російськомовні аналоги команд.

5

Команда призначена для створення, збереження, відновлення або знищення системи координат користувача.

Виконуючи побудови об’єктів у системі координат користувача, координати точок вказуються відносно поточної системи. Якщо необхідно вказати координати точки у світовій системі координат, у той час як вона не є поточною, перед значенням координат ставиться символ зірочки: наприклад, *77,49.

ВИДИ І ВИДОВІ ЕКРАНИ

Тривимірне середовище вимагає специфічного перегляду креслеників. Команда

View (Вид) викликає діалогове вікно призначене для створення, збереження, відновлення виду вікна. Перед виконанням команди здійснюється панорамування, зміна масштабу креслення, вибирається напрям погляду.

Вид (View) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _view (Вид) • Виклик з меню: View > Named Views (Вид > Именованные Виды) – класичний

AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів View (Вид)3 режиму 3D Modeling (3D-

моделирование): View > Views (Вид > Виды): Командою викликається диспетчер видів (рис. 4):

Рис. 4. Диспетчер видів в програмі AutoCAD 2014.

3 Всі позначення для панелей інструментів подано згідно їх розташування у програмі AutoCAD 2014.

6

Створення виду розпочинається натисненням кнопки New (Создать), яка відкриває діалогове вікно New View (Новый вид), після чого задається ім’я виду, визначається категорія, визначаються розміри – весь екран або є можливість задати розмір рамкою. Також визначається чи зв’язується вид з певною системою координат і вигляд візуального налаштування.

У диспетчері видів є також доступ до стандартних ортогональних і ізометричних видів. Для виконання аналогічних функцій призначена панель інструментів View > Views (Вид > Виды) режиму 3D Modeling (3D-моделирование) (рис. 5):

Рис. 5. Швидкий доступ до стандартних ортогональних і ізометричних видів в

програмі AutoCAD 2014 в панельному меню.

Кнопки панелі викликають відповідно види зверху, знизу, зліва, справа, спереду, ззаду, а також здійснюють установку стандартних ізометричних видів ізометрії: південно-західної ізометрії (SW, ЮЗ), південно-східної (SE, ЮВ), північно-східної (NE, СВ), північно-західної (NW, СЗ).

НАЙПРОСТІШІ СПОСОБИ ПОБУДОВИ 3D-ОБ’ЄКТІВ

Площина екрану, яка збігається з площиною XY світової системи координат,

називається площиною побудов. Будуючи двовимірні об’єкти, можна змінювати їх рівень, тобто керувати переміщенням площини побудов вздовж осі Z.

Спостерігати за зміною рівня площини можна при переході до ізометричних видів.

Змінити рівень площини побудови можна введенням додатного або від’ємного числа у поле Elevation (Уровень). Увівши значення 100, отримаємо зсув об’єкта вгору вздовж осі Z, від’ємне значення у полі призведе до зміщення об’єкта вниз вздовж осі Z (рис. 6).

Один із найпростіших способів створення тривимірних об’єктів – видавлювання. Видавлюванням називається зміна такої властивості двовимірного об’єкта, як товщина або висота. Виконати операцію можна, вибравши із контекстного меню об’єкта команду Properties (Свойства) і змінивши значення у полі Thickness (Высота 3D).

7

Рис. 6. Зсув об’єкта вгору вздовж осі Z за допомогою зміни рівня.

Вводити можна як додатне, так і від’ємне значення. У першому випадку об’єкти видавлюються вздовж додатного напрямку осі Z, в другому випадку вздовж від’ємного напрямку (рис. 7). На криволінійній частині об’єктів система виводить деяку кількість твірних.

Рис. 7. Побудова 3D-об’єкта «видавлюванням».

У випадку побудови кола рівнем є положення центру по осі Z. У випадку побудови еліпса для зміни товщини у властивостях об’єкту – слід

використовувати режим побудови у вигляді 2D-полілінії, який можна увімкнути за допомогою команди PELLIPSE, ввівши для цієї змінної нове значення «1».

8

До об’єктів утворених таким способом можна застосувати команду _hide (Скрыть), щоб приховати невидимі лінії.

Видавлювання полілінії, прямокутника тощо створює об’єкти з «непрозорими» боковими стінками.

ТРИВИМІРНІ МОДЕЛІ

Тривимірні об’єкти, в AutoCAD можна представити каркасами, поверхнями і

твердотілими моделями. Каркасні моделі представлені лише ребрами граней і являють собою прозорі

об’єкти. Створюється каркасна модель командами будування двовимірних графічних примітивів, до яких належать відрізки, точки, кола, дуги тощо, але при цьому задавати потрібно тривимірні координати точок X, Y, Z.

Поверхні мають непрозорі грані але порожні всередині, представлені лише оболонкою без наповнення. Поверхні представляються не лише ребрами, вони мають також непрозорі грані. Поверхня може бути представлена сіткою, тобто низкою послідовно розташованих граней, що мають спільні ребра.

Твердотільний об’єкт – суцільний, має об’єм і масу. Засобами AutoCAD можна створити поверхні таких типів: 1. Команда 3DFACE (3DГРАНЬ) будує тривимірну грань, яка задається трьома

або чотирма ребрами. 2. Команда 3DMESH (3DСЕТЬ) будує сітку з чотирикутників, вершини яких

потрібно задати. 3. Команда PFACE (ПГРАНЬ) будує багатогранну сітку, для якої задаються

вершини і вказуються грані до яких вони належать. 4. Команда EDGESURF (П-КРОМКА) будує поверхню Кунса, обмежену

чотирма криволінійними або прямими ребрами. 5. Команда RULESURF (П-СОЕД) утворює сітку, що з’єднує два криволінійні

або прямі ребра. 6. Команда REVSURF (П-ВРАЩ) утворює поверхню обертання шляхом

обертання двовимірного об’єкта навкруг осі. 7. Команда TABSURF (П-СДВИГ) утворює поверхню шляхом переміщення

двовимірного об’єкта в заданому напрямку. Тривимірна грань (3DMesh) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _3dmesh (3DСЕТЬ) • Кнопка на панелі інструментів4 .

4 Дана кнопка відсутня у інтерфейсі панелей інструментів за замовчуванням, налаштовується через пункт Customize (Адаптация).

9

Команда 3DMESH (3DСЕТЬ) будує довільну незамкнену сітку з чотирикутників, вершини яких потрібно задати. Використання команди дозволяє побудувати сітку досить складної конфігурації.

Команда видає запит на розмір сітки в напрямках М (Enter size of mesh in M direction (Размер сети в направлении M)), який ближче до горизонтального напрямку (вісь Х у XY-площині) і N (Enter size of mesh in N direction (Размер сети в направлении N)), який ближче до вертикального напрямку (вісь Y у XY-площині) (рис. 8). У відповідь потрібно ввести число в діапазоні від 2 до 256. Далі видаються запити щодо координат точок (вершин). Необхідно враховувати, що точки сітки мають таку нумерацію і розташування:

00 01 02 …. 0n 10 11 12 …. 1n 20 21 22 …. 2n 30 31 32 ….. 3n … … … … … m0 m1 m2 … mn

Приклад побудови сітки з М = 4, N = 3 показано на рис. 8:

Рис. 8. Приклад побудови сітки командою _3DMESH (3DСЕТЬ).

10

Поверхня переміщення (Tabsurf) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _tabsurf (П-СДВИГ) • Виклик з меню: Draw>Modeling>Meshes> Tabulated Mesh (Рисование >

Моделирование > Сети > Сеть сдвига) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Mesh > Primitives (Сеть > Примитивы): . Команда TABSURF утворює поверхню шляхом переміщення двовимірного

об’єкта в заданому напрямку. Об’єкт переміщення задається відрізком, дугою, поліллінією. Напрямок

переміщення задається відрізком або незамкненою полілінією. Вектором, що задає напрям і відстань зсуву може бути відрізок або

розімкненена полілінія (як 2D, так і 3D). Створена сітка є набором многокутників з паралельними направляючому

вектору сторонами. І визначальна крива, і вектор повинні існувати на рисунку до моменту виклику команди (рис. 9):

Рис. 9. Приклад побудови 3D-сітки командою _TABSURF (П-СДВИГ).

Поверхня обертання (Revsurf) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _revsurf (П-ВРАЩ) • Виклик з меню: Draw>Modeling>Meshes> Revolved Mesh (Рисование >

Моделирование > Сети > Сеть вращения) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Mesh > Primitives (Сеть > Примитивы): . Поверхня утворюється обертанням вибраного об’єкта навколо заданої осі.

11

Об’єктом обертання можуть бути відрізок, дуга, полілінія тощо. Вісь задається відрізком або кінцевими точками незамкненої полілінії.

Об’єкт можна повернути на повний кут 360˚ або на заданий кут. Команда дозволяє вибрати початкове значення кута і задати значення кута

повороту. Додатне значення кута задається проти годинникової стрілки. Розмір сітки поверхонь обертання визначається значенням системних змінних

SURFTAB1 і SURFTAB2.

а б в

Рис. 10. Приклад побудови сітки (об’єкту) командою _REVSURF (П-ВРАЩ): 1 – вигляд початкового об’єкту та осі для обертання; 2 – побудований об’єкт

при значенні SURFTAB = 6; 3 – побудований об’єкт при значенні SURFTAB = 20.

ПОБУДОВА 3D-ТІЛ Тіла можна будувати на базі елементарних форм: паралелепіпедів, конусів,

циліндрів, сфер, торів і клинів, а також шляхом витиснення 2D-об'єктів або обертання їх довкола осі.

Складні просторові тіла створюються шляхом комбінування елементарних. Елементарні форми можна об'єднувати, віднімати і перетинати (тобто брати тільки спільну займану декількома тілами частину об'єму).

Подальша модифікація тіл здійснюється шляхом спряження їх граней і зняття фасок. Підтримується ряд функцій, пов'язаних з редагуванням граней тіл і не потрібні побудова додаткових геометричних об'єктів і виконання логічних операцій. В AutoCAD також є команди, за допомогою яких тіло можна розрізати на дві частини або отримати його розріз площиною.

Густина ліній кривизни, що використовуються для візуалізації криволінійних елементів моделі, визначається системною змінною ISOLINES. Системна змінна FACETRES задає ступінь згладжування тонованих об'єктів з усуненими невидимими лініями.

12

Паралелепіпед (Box) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _box (ЯЩИК) • Виклик з меню: Draw > Solids > Box (Рисование > Моделирование > Ящик) –

класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Primitive > Box (Фигура > Примитив >

Ящик): Паралелепіпед визначається точками кутів основи паралелепіпеда і висотою

або центром, висотою і трьома розмірами – довжиною, шириною, висотою. Основа паралелепіпеда завжди паралельна площині XY поточної UCS (ПСК). Конус (Cone) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _cone (КОНУС) • Виклик з меню: Draw > Modeling > Cone (Рисование > Моделирование >

Конус) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Primitive > Polysolid > Cone (Фигура >

Примитив > Политело > Конус): . Конус будується з еліптичною або круговою основою і визначається

положенням центра, радіусом основи і висотою. За умовчанням основа конуса розташовується в площині XY поточної UCS

(ПСК). Висота конуса (може бути як додатною, так і від’ємною) паралельна до осі Z. Положення вершини конуса визначає його висоту і орієнтацію.

За замовчуванням висота перпендикулярна основі. Змінити орієнтацію конуса можна, якщо вибрати опцію Axis endpoint (Конечная точка оси), і задати координати вершини конуса.

Для побудови зрізаного конуса або конуса, орієнтованого під певним кутом, потрібно скористатись опцією Top radius (Радиус верхнего основания) або спочатку намалювати круг, а потім командою видавлювання виконати витиснення із звуженням під кутом до осі Z.

Піраміда (Pyramid) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _pyramid (ПИРАМИДА) • Виклик з меню: Draw > Modeling > Pyramid (Рисование > Моделирование >

Пирамида) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Primitive > Polysolid > Pyramid

(Фигура > Примитив > Политело > Пирамида): .

13

За замовчуванням піраміда визначається за центром базової точки, точкою посередині кромки і точкою, яка задає висоту.

Циліндр (Cylinder) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _cylinder (ЦИЛИНДР) • Виклик з меню: Draw > Modeling > Cylinder (Рисование > Моделирование >

Цилиндр) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Primitive > Cylinder (Фигура >

Примитив > Цилиндр): . Основа циліндра може бути круговою або еліптичною, розташовується в

площині XY поточної UCS (ПСК). Для побудови циліндра необхідно визначити положення центра основи, радіус

або діаметр основи. Висота циліндра задається введенням конкретного значення. Сфера (Sphere) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _sphere (СФЕРА) • Виклик з меню: Draw > Modeling > Sphere (Рисование > Моделирование >

Сфера) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Primitive > Sphere (Фигура >

Примитив > Сфера): . Сфера будується після визначення положення центра і радіуса. Основа кулі

розташовується в площині XY поточної UCS (ПСК). Тор (Torus) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _torus (ТОР) • Виклик з меню: Draw > Modeling > Torus (Рисование > Моделирование >

Тор) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Primitive > Polysolid > Torus (Фигура

> Примитив > Политело > Тор): . Твердотілий тор за умовчуванням має центр на початку координат і вісь

паралельну осі Z. Площина XY поточної UCS (ПСК) ділить тор на дві рівні частини в подовжньому перетині. Тор будується після визначення положення центра, радіуса кола, що проходить через центр труби і радіуса труби.

Клин (Wedge) Способи введення команди:

14

• Набрати з клавіатури команду: _wedge (КЛИН) • Виклик з меню: Draw > Modeling > Wedge (Рисование > Моделирование >

Клин) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Primitive > Polysolid > Wedge (Фигура

> Примитив > Политело > Клин): . Клин – це твердотілий об’єкт. Основа клина паралельна площині XY поточної

UCS (ПСК), а похила грань розташовується напроти першого вказаного кута основи. Висота клина (може бути як додатною, так і від’ємною) паралельна до осі Z. Ребро похилої грані орієнтоване вздовж осі Х.

Для будування клина потрібно задати координати двох протилежних вершин основи і висоту. Вибір опції Length (Длина) дозволить задати три розміри: Length – довжину вздовж осі Y, Width – ширину вздовж осі Х, Height – висоту вздовж осі Z.

Опція CEnter призначена, щоб задати центр клина. Центром клина є центр похилої грані.

СТВОРЕННЯ 3D-ТІЛ ІЗ ДВОВИМІРНИХ ОБ’ЄКТІВ

Тіла можна створювати шляхом витиснення двовимірних об'єктів (тобто

надання їм висоти) за допомогою команди EXTRUDE (ВЫДАВИТЬ). Витиснення можна застосовувати до таких замкнутих кривих, як полілінії,

многокутники, прямокутники, кола, еліпси, замкнуті сплайни, кільця і області. Неможливо витиснути наступні об'єкти: тривимірні, що входять в блоки,

розімкнені полілінії і полілінії з сегментами, що перетинаються. Напрям витиснення визначається траєкторією або заданням глибини і кута.

Видавлювання (Extrude) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _extrude (ВЫДАВИТЬ) • Виклик з меню: Draw > Modeling > Extrude (Рисование > Моделирование >

Выдавить) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Solid > Extrude (Фигура > Фигура >

Выдавить): . Видавлювання здійснюється перпендикулярно до площини об’єкта або вздовж

заздалегідь заданої траєкторії. Можна задавати кут конусності, під яким сторони тіла будуть звужуватись. Від’ємне значення кута призводить навпаки до розширення сторін.

Об’єкт, що видавлюється може бути областю, колом, прямокутником кільцем, замкненою полілінією. Траєкторія, вздовж якої видавлюється об’єкт, повинна належати одній площині і може бути відрізком, полілінією, дугою. Але об’єкт і траекторія не повинні належати одній площині.

15

Команда EXTRUDE часто використовується для отримання моделей складних об'єктів, як шестерні або зірочки. Особливо зручна ця команда для об'єктів, що мають спряження, фаски і аналогічного роду елементи, які важко відтворити без використання витиснення перетинів.

Обертання (Revolve) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _revolve (ВРАЩАТЬ) • Виклик з меню: Draw > Modeling > Revolve (Рисование > Моделирование >

Вращать) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Solid > Revolve (Фигура > Фигура >

Вращать) . Тривимірний об’єкт утворюється із двовимірного обертанням навколо заданої

осі. Двовимірний об’єкт може бути областю, колом, еліпсом багатокутником, замкненою полілінією або замкненим сплайном.

Неможливо застосувати обертання до наступних об'єктів: тривимірних; тих, що входять в блоки; розімкнутих поліліній і поліліній з сегментами, що перетинаються.

Тіла можна створювати шляхом обертання замкнутих об'єктів на заданий кут довкола осі X або Y поточної UCS (ПСК). Крім того, об'єкт можна обертати довкола відрізка, полілінії або двох заданих точок.

Подібно до команди EXTRUDE, цю команду зручно застосовувати для об'єктів, що мають спряження і інші аналогічні елементи.

Вісь обертання вказується одним із методів: • Specify start point for axis of revolution (Начальная точка оси вращения) –

задаються координати двох точок, початкової і кінцевої, що належать осі. • Опція Object (Объект) – вибирається відрізок або фрагмент полілінії. • Опція X/Y/Z: – віссю вибирається додатний напрям осі Х, Y або Z поточної

системи координат. Після визначення об’єкта обертання і осі вводиться довільне значення кута

повороту об’єкта.

ПОБУДОВА СКЛАДНИХ 3D-ТІЛ AutoCAD дозволяє будувати тіла складної форми, застосовуючи об'єднання,

віднімання і перетин вже побудованих тіл. Об’єднання (Union) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _union (ОБЪЕДИНЕНИЕ)

16

• Виклик з меню: Modify > Solid editing > Union (Редактировать > Редактирование тела > Объединение) – класичний AutoCAD.

• Кнопка на панелі інструментів Solid > Boolean > Union (Фигура > Логические операции > Объединение): .

За допомогою команди UNION можна отримати складний об'єкт, що займає сумарний об'єм всіх його складових.

Віднімання (Subtract) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _subtract (ВЫЧИТАНИЕ) • Виклик з меню: Modify > Solid editing > Subtract (Редактировать >

Редактирование тела > Вычитание) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Boolean > Subtract (Фигура >

Логические операции > Вычитание): . За допомогою команди SUBTRACT можна видалити з безлічі тіл ті частини

об'єму, які також належать іншій множині. Цю команду, наприклад, можна застосувати для отримання отворів в механічних деталях шляхом віднімання циліндрів.

Перетин (Intersect) Способи введення команди: • Набрати з клавіатури команду: _intersect (ПЕРЕСЕЧЕНИЕ) • Виклик з меню: Modify > Solid editing > Intersect (Редактировать >

Редактирование тела > Пересечение) – класичний AutoCAD. • Кнопка на панелі інструментів Solid > Boolean > Union (Фигура > Логические

операции > Пересечение): . За допомогою команди INTERSECT можна побудувати складне тіло, що займає

об'єм, загальний для двох або більш перетинних тіл. Неперетинні частини об'ємів при цьому видаляються з креслення.

РЕДАГУВАННЯ ТРИВИМІРНИХ ТІЛ

В AutoCAD є різні засоби зміни форми об’ємних тіл і їх відображення. Техніка

редагування твердотільних 3D-об'єктів передбачає зняття фасок, спряження, побудову перетинів і розділення тіл на частини.

Для редагування тривимірних об’єктів можна застосовувати команди, які використовуються для 2D-тіл. Ці команди було розглянуто у теоретичній частині

17

попередньої лабораторної роботи5, тому розглянемо тільки приклади їх дії у тривимірному моделюванні.

Спряження граней 3D тіл 1. Задати у командному рядку команду _fillet (СОПРЯЖЕНИЕ), обрати з меню

класичного AutoCAD пункт Modify > Fillet (Редактировать > Сопряжение) або натиснути в панельному меню Home > Modify (Главная > Редактирование) кнопку

. 2. Вибрати ребро тіла для спряження (верхнє коло, рис. 11). 3. Задати радіус спряження. 4. Продовжити вибір ребер або натиснути ENTER для переходу до побудови

спряження.

Рис. 11. Приклад побудови спряження граней 3D-тіла.

5 Іващук О.С., Атаманюк В.М. Методичні вказівки до лабораторної роботи №3 «Технічне креслення деталі в середовищі графічної системи AutoCAD» з дисципліни «Основи автоматизованого проектування обладнання хімічних виробництв», ч.1 для студентів базового напрямку 6.051302 «Хімічна інженерія». – Зареєстровано НМУ НУ «Львівська політехніка» (№ 6258 від 28.04.2015 р.) – Львів. – 2015. – 31 с.

18

Зняття фаски у 3D-тілах 1. Задати у командному рядку команду _chamfer (ФАСКА), обрати з меню

класичного AutoCAD пункт Modify > Chamfer (Редактировать > Фаска) або натиснути в панельному меню Home > Modify (Главная > Редактирование) кнопку

. 2. Вибрати ребро базової грані для фаски (ребро верхньої грані, рис. 12).

AutoCAD підсвічує одну або дві грані, суміжні з вибраним ребром. 3. Для переходу до наступної грані ввести N (опція Next (Следующая)). Для

підтвердження роботи з поточною виділеною гранню натиснути ENTER. 4. Задати довжину фаски для базової грані. Довжина фаски для базової грані

вимірюється від вибраного ребра до точки на базовій грані. 5. Задати довжину фаски для суміжної грані. Довжина фаски для суміжної грані

вимірюється від вибраного ребра до точки на суміжній грані. 6. Вказати ребра, на яких необхідно зняти фаски (верхнє внутрішнє коло вирізу,

рис. 12).

Рис. 12. Приклад побудови фаски граней 3D-тіла.

19

ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Запустити програму AutoCAD. Для запуску системи AutoCAD на платформі Windows необхідно виконати таку

послідовність дій: • активізувати кнопку Пуск на Панелі задач; • вибрати пункт Програми; • вибрати пункт AutoCAD. Якщо в ході встановлення системи на Робочому столі Windows було створено

піктограму для програми AutoCAD, то запуск спрощується — достатньо двічі натиснути ліву кнопку мишки (ЛКМ) на цій піктограмі.

Після запуску на екрані монітора з’явиться головне вікно AutoCAD (рис. 13):

Рис. 13. Загальний вигляд програми AutoCAD 2014 та розташування основних

елементів: 1 – програмне меню AutoCAD; 2 – панель швидкого доступу найбільш вживаних інструментів; 3 – інформація про поточне креслення; 4 – меню для

пошукового запиту, інформаційної довідки; 5 – підменю-стрічка у вигляді панелей, що об’єднані по функціях (панельне меню); 6 – графічне поле (графічне вікно, зона рисунка); 7 – вікно команд, яке іноді називають командним рядком (зона команд,

підказок та відповідей на підказки); 8 – знак системи координат; 9 – панель режимних кнопок (ПРК); 10 – рядок закладок Model та листів.

2. Створити новий файл креслення. Креслення в системі AutoCAD – це файл, який містить опис графічної та іншої

інформації у спеціальному форматі (.DWG). У процесі работи над кресленням він

20

тимчасово зберігається в оперативній пам’яті комп’ютера. Довготривале збереження креслення здійснюється на жорсткому або гнучкому дисках.

Створення нового креслення можна розпочати з вибору команди з меню File > New (Файл > Создать).

3. Збереження файлу креслення. Виконується командою File > Save As (Файл > Сохранить как) або командою

File > Save (Файл > Сохранить). Після виклику команди з’являється діалогове вікно Сохранить как (Save As), в якому вибирається папка і надається ім’я файлу. Зміни, внесені у раніше створений файл, зберігаються командою File > Save (Файл > Сохранить).

4. Індивідуальні завдання. Завдання 1. 1) Створити новий кресленик. 2) У створеному кресленику перейти до виду відповідної ізометрії згідно

індивідуального завдання (додаток 1), створити нову систему координат користувача.

3) За допомогою основних графічних примітивів Відрізок, Полілінія, Коло, Прямокутник тощо (використовуючи кнопки на панельному меню або введення відповідних команд) побудувати необхідні 2D-фігури у площині XY у створеній UCS.

4) 2D-фігури мають бути побудовані у різних шарах, що повинні мати назву номеру варіанту та побудованих на них графічних елементів. Щоб уникнути накладання шарів вимкніть раніше побудовані.

5) Після побудови необхідних фігур повернутись до світової системи координат.

6) Зберегти кресленик як новий файл .DWG із назвою по зразку: «Прізвище_Група_№завдання», наприклад «Петренко_ХІ31_лаб9_завд1».

Завдання 2. 1) Відкрити кресленик із завданням №1. 2) За допомогою зміни параметрів положення рівня Z (Elevation) та висоти 3D-

об’єкта (Thickness) згідно індивідуального завдання (додаток 2), створити 3D-об’єкти із побудованих раніше у завданні №1 двовимірних фігур.

3) Зберегти кресленик як окремий файл .DWG із назвою по зразку: «Прізвище_Група_№завдання», наприклад «Петренко_ХІ31_лаб9_завд2».

Завдання 3. 1) Створити новий кресленик.

21

2) За допомогою команди 3DMESH створити поверхні–сітки згідно індивідуального завдання (додаток 3).

3) Поверхні мають бути побудовані у різних шарах, що повинні мати назву номеру варіанту. Щоб уникнути накладання шарів вимкніть вже побудовані.


Завдання 4. 1) Відкрити кресленик із завданням №1. 2) За допомогою команди TABSURF і REVSURF створити 3D-поверхні згідно

індивідуального завдання із побудованих раніше у завданні №1 двовимірних фігур (додаток 4). Осі видовження та обертання задати довільно.


Завдання 5. 1) Створити новий кресленик. 2) За допомогою команд побудови, комбінування та редагування 3D-тіл

створити складні тривимірні об’єкти згідно індивідуального завдання (додаток 5). Значення густини ліній кривизни ISOLINES встановити довільно в межах від 8 до 20.

3) Тіла мають бути побудовані у різних шарах, що повинні мати назву номеру варіанту. Щоб уникнути накладання шарів вимкніть вже побудовані.


5. Здача креслення викладачеві. Результат виконання здати викладачеві у вигляді файлів .DWG із назвою по

зразку: «Прізвище_Група_№завдання», наприклад «Петренко_ХІ31_лаб9_завд1».

ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 1. Б. Барчард, Д. Питцер. Внутренний мир AutoCAD. – К: «Диа Софт», 2000. 2. Інженерна комп’ютерна графіка: навч. посіб. / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І.

М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. – Львів: Український бестселер, 2012. – 600 с.

3. Михайленко В.Є., Ванін В.В., Ковальов С.М. Інженерна та комп'ютерна графіка: Підручник / За ред. В.Є. Михайленка. - К.: Каравела, 2010. – 360 с.

4. Вовкова З.А. Комп’ютерна графіка: Конспект лекцій для студентів ІІ курсу спеціальності КІКС / Вовкова З.А. – К.: КУЕТТ, 2007. – 140 с.

22

5. Методичні вказівки і контрольні завдання до виконання вправ з AutoCAD для студентів усіх форм навчання / Укл.: О.В. Бабков. – К.:НТУ, 2004. – 33 с.

6. Ванін В.В. Перевертун В.В., Надкренична Т.О. Комп’ютерна інженерна графіка в середовищі AutoCAD: Навч. посіб. – К.: Каравела, 2006. – 336 с.

7. Атаманюк В.М., Іващук О.С. Методичні вказівки до лабораторної роботи №1 «Побудова креслярського штампу» з дисципліни «Основи автоматизованого проектування обладнання хімічних виробництв», ч.1 для студентів базового напрямку 6.051302 «Хімічна інженерія». – Зареєстровано НМУ НУ «Львівська політехніка» (№ 6141 від 17.03.2015 р.) – Львів. – 2015. – 16 с.

8. Іващук О.С., Атаманюк В.М. Методичні вказівки до лабораторної роботи №2 «Побудова елементарного об’єкту» з дисципліни «Основи автоматизованого проектування обладнання хімічних виробництв», ч.1 для студентів базового напрямку 6.051302 «Хімічна інженерія». – Зареєстровано НМУ НУ «Львівська політехніка» (№ 6257 від 28.04.2015 р.) – Львів. – 2015. – 19 с.

9. Іващук О.С., Атаманюк В.М. Методичні вказівки до лабораторної роботи №3 «Технічне креслення деталі в середовищі графічної системи AutoCAD» з дисципліни «Основи автоматизованого проектування обладнання хімічних виробництв», ч.1 для студентів базового напрямку 6.051302 «Хімічна інженерія». – Зареєстровано НМУ НУ «Львівська політехніка» (№ 6258 від 28.04.2015 р.) – Львів. – 2015. – 31 с.

23

Додаток 1

ПОБУДОВА ДВОВИМІРНИХ ОБ’ЄКТІВ У UCS

№ в-нту

Координати початку UCS

Вид ізометрії Фігура для побудови Розміри

фігури Прив’язка до початку UCS

1 0,0,100 SW Коло D = 100 мм Центр кола

2 0,100,200 SE Прямокутник X = 100 мм Y = 150 мм

Нижній лівий кут

3 100,0,200 NW Квадрат X = 100 мм Нижній

правий кут

4 0,200,0 NE Шестикутник,

вписаний в коло D = 100 мм Центр кола

5 200,0,0 SW Еліпс X = 100 мм Y = 150 мм

Центр еліпса

6 100,100,100 SE Восьмикутник,

вписаний в коло D = 100 мм Центр кола

7 200,0,200 NW Коло D = 100 мм 90˚ кола

8 150,50,0 NE Прямокутник X = 200 мм Y = 150 мм

Верхній лівий кут

9 0,100,250 SW Квадрат X = 200 мм Нижній лівий

кут

10 200,50,150 SE Шестикутник,

описаний навколо кола D = 200 мм 90˚ кола

11 150,150,200 NW Еліпс X = 200 мм Y = 150 мм

90˚ еліпса

12 300,100,0 NE Восьмикутник,


13 0,100,300 SW Коло D = 100 мм 180˚ кола

14 100,200,200 SE Прямокутник X = 100 мм Y = 150 мм

Верхній правий кут

15 0,300,0 NW Квадрат X = 300 мм Центр

квадрату

16 0,100,300 NE Шестикутник,

вписаний в коло D = 300 мм 180˚ кола

17 200,300,0 SW Еліпс X = 100 мм Y = 250 мм

270˚ еліпса

18 100,0,200 SE Восьмикутник,


19 200,200,200 NW Коло D = 100 мм 270˚ кола

20 300,0,100 NE Прямокутник X = 100 мм Y = 300 мм

Нижній правий кут

24

Додаток 2

ПОБУДОВА 3D ОБ’ЄКТІВ ВИДАВЛЮВАННЯМ

№ в-нту

Положення рівня Z (Elevation) Висота 3D-об’єкту (Thickness)

1 100 100 2 150 -200 3 -50 300 4 -100 -150 5 -200 -50 6 200 100 7 250 250 8 -150 -50 9 100 150 10 200 100 11 -300 200 12 250 -300 13 100 100 14 0 200 15 200 -50 16 -250 -300 17 -150 100 18 150 -150 19 300 -250 20 -200 200

25

Додаток 3

ПОБУДОВА 3D-СІТКИ КОМАНДОЮ 3DMESH

№ в-нту

M N Координати вершин

1 4 2

-20,0,60; -20,50,60 0,0,0; 0,50,0

80,0,0; 80,50,0 100,0,60; 100,50,60

2 2 5 0,-30,0; 0,0,0; 0,5,-20; 0,10,0; 0,40,0

120,0,0; 120,0,0; 120,0,0; 120,0,0; 120,0,0

3 2 6 -80,-30,0; -80,0,0; -80,25,30; -80,25,60; -80,0,90; -80,-30,90

0,-30,0; 0,0,0; 0,25,30; 0,25,60; 0,0,90; 0,-30,90

4 4 2

0,-50,0; 0,50,0 50,0,50; 50,0,50 50,-50,0; 50,50,0

100,0,50; 100,0,50

5 4 2

0,-40,0; 0,0,0 0,-20,40; 0,20,40

60,-20,40; 60,20,40 60,-40,0; 60,0,0

6 4 2

0,150,60; 0,150,60 0,0,0; 0,120,0

110,0,0; 110,120,0 110,150,60; 110,150,60

7 5 5

-60,0,10; -60,0,10; -60,0,10; -60,0,10; -60,0,10; -20,-20,0; -20,-20,0; -20,0,0; -20,20,0; -20,20,0;

0,-60,10; 0,-20,0; 0,0,0; 0,20,0; 0,60,10; 20,-20,0; 20,-20,0; 20,0,0; 20,20,0; 20,20,0; 60,0,10; 60,0,10; 60,0,10; 60,0,10; 60,0,10

8 5 5

-100,-30,0; -100,-30,0; -80,0,10; -100,30,0; -100,30,0; -30,-100,0; -20,-20,0; -20,0,0; -20,20,0;-30,100,0;

0,-80,10; 0,-20,0; 0,0,0; 0,20,0; 0,80,10; 30,-100,0; 20,-20,0; 20,0,0; 20,20,0; 30,100,0;

100,-30,0; 100,-30,0; 80,0,10; 100,30,0; 100,30,0

9 5 5

-80,0,0; -80,0,0; -80,0,0; -80,0,0; -80,0,0; -60,-60,0; -40,-40,10; -40,0,10; -40,40,10; -60,60,0;

0,-80,0; 0,-40,10; 0,0,20; 0,40,10; 0,80,0; 60,-60,0; 40,-40,10; 40,0,10; 40,40,10; 60,60,0;

80,0,0; 80,0,0; 80,0,0; 80,0,0; 80,0,0

10 5 5

-70,0,0; -70,0,0; -70,0,0; -70,0,0; -70,0,0; 0,-70,0; 0,-70,0; -70,0,0; 0,70,0; 0,70,0; 0,-70,0; 0,-70,0; 0,0,70; 0,70,0; 0,70,0; 0,-70,0; 0,-70,0; 70,0,0; 0,70,0; 0,70,0; 70,0,0; 70,0,0; 70,0,0; 70,0,0; 70,0,0

26

Додаток 4

ПОБУДОВА 3D-ПОВЕРХНІ КОМАНДОЮ TABSURF ТА REVSURF

№ в-нту

Команда Вісь Прив’язка до об’єкту6 Значення

SURFTAB 1,2 1 TABSURF Довільна лінія 90˚ кола 8,8 2 REVSURF Довільна лінія Верхній лівий кут 10,8 3 TABSURF Довільна полілінія Нижній правий кут 12,10 4 REVSURF Довільна полілінія 270˚ кола 6,10 5 TABSURF Довільна лінія 90˚ еліпса 12,15 6 REVSURF Довільна лінія 180˚ кола 20,6 7 TABSURF Довільна полілінія 180˚ кола 12,14 8 REVSURF Довільна полілінія Верхній правий кут 6,18 9 TABSURF Довільна лінія Нижній правий кут 7,15

10 REVSURF Довільна лінія 270˚ кола 15,15 11 TABSURF Довільна полілінія Центр еліпса 12,13 12 REVSURF Довільна полілінія 180˚ кола 7,8 13 TABSURF Довільна лінія 90˚ кола 20,8 14 REVSURF Довільна лінія Верхній лівий кут 7,15 15 TABSURF Довільна полілінія Центр квадрату 16,9 16 REVSURF Довільна полілінія Центр кола 7,12 17 TABSURF Довільна лінія 90˚ еліпса 13,14 18 REVSURF Довільна лінія 180˚ кола 14,8 19 TABSURF Довільна полілінія 270˚ кола 20,10 20 REVSURF Довільна полілінія Нижній лівий кут 20,20

6 Об’єкт слід узяти для відповідного варіанту із додатку 1.

27

Додаток 5

ПОБУДОВА СКЛАДНИХ 3D-ТІЛ

Варіант 1 Варіант 2


28




29



30



31

НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ

ТЕХНІЧНЕ КРЕСЛЕННЯ ДЕТАЛІ В СЕРЕДОВИЩІ 3D ГРАФІЧНОЇ СИСТЕМИ AUTOCAD

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до лабораторної роботи №9

з дисципліни «Основи автоматизованого проектування обладнання хімічних виробництв», ч.2

для студентів базового напрямку 6.051302 «Хімічна інженерія»

Укладачі Іващук Олександр Сергійович Атаманюк Володимир Михайлович

Редактор Атаманюк Володимир Михайлович

Комп’ютерне верстання Іващук Олександр Сергійович

Documents

ТЕХНІЧНЕ КРЕСЛЕННЯ ДЕТАЛІ В СЕРЕДОВИЩІ 3 Dlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2016/02/oapr_lab_9.pdf · 2016. 2. 29. · ТРИВИМІРНІ КООРДИНАТИ