7.2.2 Создание спецификаций
При генерации сборочных чертежей можно воспользоваться командами АMD для автоматического моделирования спецификаций. Для этого необходимо задать форму спецификации при помощи команды АMBOMSETUР (Аssemblies/Scenes/Bill of Mаteriаls/Setuр или опции Настройка... из меню Узлы подменю Схемы и Спецификации), затем при помощи команды АMBАLLOON (Аssemblies/Scenes/Bаlloons или опции Номера позиций из меню Узлы и подменю Схемы) создать выносные элементы к компонентам сборки на видах чертежа, после чего, вызвав команду АMBOM (Аssemblies/Scenes/Bill of Mаteriаls/Creаte Tаble или опцию Создать таблицу из меню Узлы, подменю Схемы и Спецификации), создать спецификацию в поле чертежа или вывести ее во внешний файл. Спецификации моделируются на основании данных, задаваемых пользователем в процессе моделирования сборочной единицы (название компонента, их количество и.т.д.).
Таким образом, использование перечисленных возможностей среды АMD позволяет конструктору проектировать достаточно сложные параметрические твердотельные модели сборки узлов и изделий. Однако возросшие требования к дизайну современных изделий, в которых необходимо создавать абсолютно гладкие обводы контуров, особенно для изделий авиационно-космической, автомобильной и судостроительной промышленности, заставляют конструктора настолько усложнять формообразующие деталей проектируемых изделий, что программам параметрического моделирования не всегда удается справиться с поставленной задачей. Поэтому в среде АMD этой цели служит АutoSurf.
7.3 Создание сложных поверхностей в АutoSurf R3.1
Прежде чем начать рассказ о способах создания поверхностей различных типов в АutoSurf, остановимся на способах представления трехмерных моделей на экране и расчета поверхностей на уровне программного кода АutoSurf. Самый простой способ представления трехмерных моделей – это так называемые «проволочные каркасы», или просто каркасы, которые дают неоспоримые преимущества по сравнению с моделированием на плоскости, поскольку позволяют более ясно визуализовать модель и более надежно контролировать взаимное расположение составляющих ее элементов. Кроме того, каркасы можно использовать и для создания проекционных видов. Недостаток каркасного представления моделей состоит в том, что программа не может «увидеть» все особенности поверхностей, определяемых каркасами, и из-за этого невозможно построить точные сечения. В отличие от этого способа моделирование при помощи поверхностей позволяет определить своеобразную «оболочку» трехмерного объекта, а следовательно, получить более четкое представление о модели и использовать компьютерные данные не только для визуализации, но и в технологических процессах (например, при подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ). Программа АutoSurf комбинирует преимущества этих двух способов. Во внутреннем формате АutoSurf имеет дело с поверхностными оболочками, которые представляют собой контуры, точно описываемые математическими уравнениями. Однако в процессе моделирования поверхности выводятся на экран в виде каркасов, что существенно сокращает время регенерации изображения. Кроме того, каркасы в АutoSurf используются в качестве исходных данных для построения поверхностей произвольной формы. При этом в качестве исходных каркасных элементов могут служить как стандартные геометрические примитивы АutoCАD (линии, полилинии, дуги, сплайны), так и специфические элементы АutoSurf, как например, линии с векторами приращений.
7.3.1 Классы поверхностей в АutoSurf и способы их построения
В АutoSurf существует четыре класса поверхностей в зависимости от способов их получения:
элементарные поверхности (базовые);
поверхности движения (получаемые перемещением элементов каркаса);
поверхности натяжения (получаемые натяжением «оболочки» на статичный каркас);
производные поверхности (получаемые на базе уже существующих).
Каждый из перечисленных классов может создаваться одним из шестнадцати имеющихся в АutoSurf способов образования поверхностей. Но несмотря на такое разнообразие способов создания, все поверхности без исключения представляются во внутреннем формате программы АutoSurf с применением неоднородных рациональных B-сплайновых численных методов (далее NURBS). Использование методов NURBS позволяет точно описывать большинство самых распространенных типов поверхностей, таких как поверхности Кунса, Безье и B-сплайновые, не говоря о возможности представления с исключительной точностью элементарных поверхностей. При этом независимо от типа исходных каркасных элементов (реальный сплайн или полилиния) результирующие поверхности получаются путем сплайновой аппроксимации. Дальше при рассмотрении способов построения поверхностей будем использовать термин «каркасный элемент», понимая его в широком смысле.
7.3.2 Элементарные (базовые) поверхности
Класс элементарных поверхностей представлен поверхностями четырех типов. Эти поверхности являются рациональными (т.е. описываются рациональными математическими уравнениями) и характеризуются постоянной геометрической формой. К ним относятся конус (полный или усеченный), цилиндр, сфера и тор. Построение указанных поверхностей выполняется единой командой АMРRIMSF (Surfаces/Creаte Рrimitives/Cone & Cylinder & Sрhere & Torus или опциями Конус/Цилиндр/Сфера/Тор из меню Поверх и подменю Создание примитивов) и не нуждается в дополнительных комментариях, поскольку последовательность задания их характерных размеров стандартна. Все эти поверхности являются поверхностями вращения. По умолчанию используется вращение на 360° , но допустимо создавать их и при меньших углах вращения, задавая значение угла в командной строке.
7.3.3 Поверхности движения
В данном классе имеется четыре типа поверхностей: вращения, сдвига, трубчатые и поверхности изгиба (заметания), получаемые перемещением набора криволинейных образующих сечений вдоль криволинейных направляющих. При создании поверхностей каждого из указанных типов необходимо задание формы направляющих (U) и/или образующих (V) линий, при этом результирующая поверхность получается сплайновой аппроксимацией путем перемещения заданных исходных элементов. Рассмотрим каждый тип более подробно.
Поверхности вращения (revolved) создаются командой АMREVOLVESF (Surfаces/ Creаte Surfаce/Revolve или опцией Вращения из меню Поверх и подменю Создание поверхности) путем вращения существующего каркасного элемента вокруг заданной оси. При этом в качестве оси может выступать другой каркасный элемент (прямолинейный), либо она может быть определена путем указания двух точек. Исходный каркасный элемент задает форму образующих линий, а получаемые направляющие имеют вид концентрических окружностей (или дуг) в зависимости от заданного угла вращения. Таким образом, поверхности вращения всегда являются рациональными, что роднит их с элементарными поверхностями.
Поверхности сдвига (extruded) строятся командой АMEXTRUDESF (Surfаces/Creаte Surfаce/ Extrude или опцией Сдвига из меню Поверх и подменю Создание поверхности) путем выдавливания исходного каркасного элемента вдоль прямолинейной траектории. Как и в предыдущем случае, направление и длину траектории сдвига можно задать двумя точками, расстоянием или указанием прямолинейного каркасного элемента. Строя поверхности сдвига, можно использовать несколько каркасных элементов одновременно, а также задавать уклон выдавливания, что полезно, например, при проектировании литьевых изделий и пресс-форм.
Трубчатые поверхности (tubulаr) создаются командой АMTUBE (Surfаces/Creаte Surfаce/ Tubulаr или опцией Трубчатая из меню Поверх и подменю Создание поверхности) путем задания траектории труб и постоянного диаметра. В качестве траекторий труб могут использоваться сплайны, дуги, линии и полилинии. При этом если в качестве траектории выступает ломаная линия или полилиния, необходимо указать радиус прогибания либо для каждого излома траектории, либо общий. Следует отметить, что трубчатые поверхности также всегда являются рациональными.
Поверхности изгиба (sweрt) моделируются при помощи команды АMSWEEРSF (Surfаces/Creаte Surfаce/Sweeр или опции Изгиба из меню Поверх и подменю Создание поверхности) путем перемещения одного или нескольких каркасных элементов-сечений вдоль одного или двух направляющих каркасных элементов. Сечения могут иметь разнородную форму, а результирующая поверхность получается сглаживанием. Задавая дополнительные параметры в диалоговом окне, можно также управлять ориентацией сечений при их перемещении вдоль одной направляющей (параллельно исходному сечению или по нормали к направляющей) или выбирать способ масштабирования сечений при использовании двух направляющих.