КОМПАС-3D v18 Home. Мини-курс проектирования под 3D-печать. От основ моделирования к 3D-проектированию сверху вниз
Переднее колесо
Снова появляется следующая деталь. У меня это тележка, вы тоже можете выбрать её в списке. тележка развёрнута неправильно. Кликаем левой кнопкой мыши под основной деталью, чтобы тележка встала в свободном месте, не пересекаясь с другими деталями. Раскрываем группу инструментов «Ориентация». Переключаем способ ориентации на «Углы Эйлера». Вводим угол вращения — 180 градусов. Завершаем процесс вставки компонента — жмём кнопку «Создать» или колесо мыши.
Чтобы подготовить расчетную модель для задания граничных условий закрепления, создадим дополнительные узлы. Щелкнем правой кнопкой на длинных участках трубопровода (10 м) и в выпадающем списке выберем команду Разбить участок (рис. 13). В поле Количество частей диалогового окна Разбивка обычного или изогнутого участка на несколько частей установим значение 5. Далее аналогичным образом разобьем на две части центральный участок трубопровода.
Указываем левой кнопкой мыши на заднее колесо, зажимаем кнопку и перетаскиваем колесо так, чтобы оно вышло из тележки. Создавать ничего не нужно, просто выходим из команды. Обратите внимание, что второе колесо и дышло тоже переместились, т. к. они связаны сопряжениями.
Курс состоит из шести уроков. Подробности уроков убраны под спойлеры для удобной работы со страницей. В итоге, при повторении всех действий в курсе, у вас должен получиться игрушечный паровозик, который можно будет без проблем напечатать на любом 3D-принтере. Все детали максимально адаптированы для удобной печати на небольшом бытовом принтере. Общие габариты собранного изделия будут 197х110х125 мм.
Особенность этого курса — учёт нюансов моделирования именно под FDM-печать: как выбрать грань для размещения на стол принтера, как избежать использования большого количества поддержек, как найти, где они понадобятся. Также детали модели будут открываться в слайсере, и всё, что показывается в ходе урока, будет проверяться на практике. Эта модель может быть вам знакома по третьему уроку азбуки 3D-печати КОМПАС-3D Home.
Забудьте всё, что учили раньше) До этого мы занимались моделированием деталей по заранее известным размерам, проектирование же предполагает, что размеров у нас ещё нет. На самом деле моделировать нам придётся и в этом уроке, но моделирование будет «проектировочное», когда форма и размеры объекта ещё неизвестны. С чего нам начать? Нужно сначала прикинуть габариты будущего изделия, продумать его форму, затем разделить изделие на отдельные оптимальные детали. В профессиональной среде это называется проектирование сверху вниз. Далее изделие можно будет без проблем делать методами коллективной разработки с друзьями или со своими детьми, если вы хотите научить их моделировать. Почему этот урок идёт уже после моделирования? Дело в том, что для того чтобы проектировать в 3D нужно уже уметь моделировать. Можно конечно по старинке продолжать делать прорисовки на бумаге, но зачем тогда нужен САПР?
Урок 4. Колёса и дышло паровоза
Снова появляется следующая деталь. У меня это отбойник, вы тоже можете выбрать её в списке. Можно проделать с ней аналогичные действия, что и с предыдущей и она также встанет на своё место, но для целей обучения это неинтересно. Сделаем иначе. Кликаем левой кнопкой мыши в любом месте, чтобы временно зафиксировать положение детали. Вводим координаты позиции: X – 90 мм, Y – 0, Z – 25 мм. Завершаем процесс вставки компонента — жмём кнопку «Создать» или колесо мыши. Отбойник расположился на некотором расстоянии от основной части, оси шипа и отверстия совпадают. Таким способом также можно размещать компоненты в сборке с последующей фиксацией их на месте. Такой способ менее удобен, чем сопряжения, т. к. требует знать точные координаты компонентов и не позволяет компонентам взаимно перемещаться, как позволяют сопряжения.
Чтобы добавить в модель элементы «гнутый отвод» в узлах 6, 7, 9, 10 (красная рамка на рис. 14), «мертвые опоры» в узлах 1, 15 (зеленая рамка) и «скользящие опоры» в узлах 2-5, 11-14 (желтая рамка), выберем узел и нажмем нужную кнопку на вертикальной панели в правой части экрана. Для одновременной активации нескольких элементов удерживаем зажатой клавишу Ctrl.
В моём случае хватило одного нажатия, второе положение вполне подходит. Если у вас колесо заняло другое положение, то нажмите на кнопку «Следующее положение» несколько раз. Если у вас другие детали не заняли правильное положение, то их также необходимо повернуть аналогичными действиями. Нажимаем кнопку Ок.
Как вы уже заметили, осталась необразмеренной только дуга, которая постоянно гуляет из стороны в сторону. Чтобы этого не происходило, нужно задать размер для расположения центра дуги. Но сейчас центр дуги не виден. Сделаем его видимым. Для этого активируем режим «Отображать степени свободы».
Открываем прозрачное дерево. Снова указываем предыдущий эскиз. Устанавливаем расстояние 50 мм. Активируем переключатель «Второе направление». Устанавливаем расстояние -47 мм. Этим мы вычитаем из первого расстояния второе и у нас остаётся только вырез 3 мм с противоположной стороны тела. Это позволяет нам не строить эскиз второй раз. Создаём операцию.
Запускаем команду «Поверхность выдавливания». Строим поверхность так, чтобы она вышла за пределы вертикальной грани, но не ушла за габарит отбойника, а также вписалась бы в визуальный облик создаваемого паровоза. В данном случае это расстояние 77 мм. Создаём операцию.
Как использовать коллекции геометрии?
После создания геометрии для построения конструкции из профильной трубы выберем в меню Сварная деталь выберем иконку Конструкция и добавим группы параллельных или коллинеарных элементов трехмерного эскиза. Желтым подсветятся созданные автоматически элементы из профильной трубы.
Рассчитываем оптимальное расположение кривошипа. Строим эскиз, как на рисунке. Левая окружность — это проекция отверстия малого колеса. Диаметр 36 мм взят с учётом, чтобы в итоге кривошип был как можно ближе к краю колеса, но ещё оставалось бы место для скругления.
Запускаем команду «Скругление». Устанавливаем способ «С постоянной хордой». Устанавливаем величину хорды 2 мм. Указываем все рёбра, кроме рёбер на нижней грани, т. к. она единственная подходит для размещения на столе принтера. Не забываем обработать отверстия, чтобы уменьшить свесы. Создаём операцию.
Указываем верхнюю грань «трубы». Устанавливаем диаметр 20, расстояние 40 мм. Устанавливаем переключатель «Форма дна» на «Плоское дно». Раскрываем группу команд «Размещение». Устанавливаем переключатель «Смещение» в положение «По параметрам U и V». Чтобы расположить отверстие строго по центру, ставим оба параметра по 50%. Создаём операцию.
Устанавливаем радиус 1 мм. Указываем рёбра, показанные на рисунке. Создаём операцию. Навес под упором не обрабатываем скруглением, чтобы дышло не слетало при вращении колеса. При печати в этом месте потребуются поддержки. Проблем с их отделением возникнуть не должно.
Запускаем команду «Элемент выдавливания». Указываем эскиз. Устанавливаем расстояние 6 мм. Надо расположить дышло на некотором расстоянии от колес. Активируем второе направление. Устанавливаем для него расстояние -1 мм. Это расстояние удалило элемент на 1 мм от исходного эскиза. Из-за отрезка, соединяющего дуги, уже установился режим тонкостенного элемента. Включаем для него симметричную толщину и задаём толщину тонкой стенки 2 мм. Создаём операцию.
Далее необходимо добавить путь или геометрию сварного шва и подтвердить действие, добавив сварочный шов, как отдельный связующий элемент в сборку. После этого действия сварка будет учитываться как часть твердотельной геометрии в сборке и участвовать в расчетах.
Выделяем всю геометрию, относящуюся к котлу и кабине. Не забываем выделить также плоскости и грани тел, которые образуют штифты (достаточно выбрать только грани, обращённые в сторону детали), относящиеся к этой детали. Не переживайте, если что-то забудете выделить — операцию всегда можно отредактировать. Раскрываем блок инструментов «Свойства», вводим наименование «Котел и кабина». Создаём операцию.
