Các lệnh tạo khối rắn

Các lệnh tạo khối rắn

CHƯƠNG 3 : CÁC LỆNH TẠO KHỐI RẮN

§ 3.1 Giới Thiệu Chức Năng Các Công Cụ Tiện Ích Trong Thiết Kế 3D

3.1.1 Những Khái Niệm Cơ Bản

Thế mạnh lớn nhất và rõ rệt nhất của SW so với phần mềm CAD đang được sử dụng hiện nay trên thị trường là khả năng tạo ra các khối 3D một cách nhanh chóng và chính xác Ngoài ra nó còn có khả năng tạo ra được các vật thể, các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phần mềm khác có thể không làm được Do đó để tạo thuận lợi cho người sử dụng tiếp cận với các lệnh trước hết cần hiểu một số khái niệm và nguyên tắc thiết kế các đối tượng 3D trong SW

Mặt (Face): là đối tượng thuộc vật thể và được giới hạn bởi các cạnh (Edge)

Cạnh (Edge): là giao tuyến giữa các mặt (Face)

Đỉnh (Vertex): là giao điểm của các cạnh

Mặt phẳng (Plane): là mặt phẳng không gian bất kì nằm trong bản vẽ Nó là cơ sở để tạo các mặt phẳng vẽ phác, hoặc làm mặt cắt, mặt phẳng đối xứng

Hình 3.1

Những đối tượng 2D nằm trên mặt phẳng vẽ phác là cơ sở để tạo nên các đối tượng 3D,

ta gọi đó là biên dạng gốc (Profile gốc)

Trong bảøn vẽ chi tiết (Part) công việc đầu tiên là tạo khối cơ sở (Base) Tiếp theo các hình khối được bổ sung vào phần vật thể đã được vẽ gọi là Boss, nếu vật thể đã được vẽ bị bỏ bớt đi gọi là Cut Các lệnh được sử dụng để tạo các khối Base và Boss thường là Extrude Base/Boss, Revolved Base/Boss Và các lệnh thường được sử dụng để tạo các khối cắt là Extrude Cut, Revoled Cut

3.1.2 Cơ Sở Để Xây Dựng Mô Hình 3D

Trong quá trình xây dựng mô hình 3D, việc tạo và sử dụng các mặt phẳng vẽ phác (Sketch) làm cơ sở để tạo nên các đối tượng 3D là điều rất cần thiết Và để tạo mô hình khối này người vẽ có thể xây dựng các biên dạng gốc từ các mặt phẳng sau:

• Mặt phẳng Sketch (Front, Right, Top) đây là những mặt phẳng đã được mặc định sẵn trong phần mềm, và nó cũng chính là các mặt phẳng cơ sở để hình thành nên các mặt phẳng khác

• Bề mặt (Face) của vật thể

• Mặt phẳng Plane: đây là mặt phẳng được tạo ra dựa vào sự trợ giúp của hai mặt phẳng trên

3.1.3 Các Chỉnh Sửa Trong Quá Trình Xây Dựng Mô Hình Khối

Trong quá trình dựng khối 3D nhiều khi người vẽ có lúc sẽ mắc phải những sai phạm nhỏ trong quá trình thiết kế (kích thước, hình dáng chi tiết……), nhưng do chi tiết đã được tạo một cách hoàn chỉnh rồi, mà muốn chỉnh sửa lại cho đúng bắt buộc người thiết kế phải xoá đi toàn bộ và xây dựng lại từ đầu Như thế sẽ mất rất nhiều thời gian và công sức Trong phần mềm SW có hỗ trợ các lệnh chỉnh sửa chi tiết rất tiện ích cho công việc thiết kế

Chọn Tab FeatureManager Design Tree trong cửa sổ quản lý bản vẽ bên trái màn hình, Click chọn vào biểu tượng của vật thể cần sửa, Click phải chuột sẽ xuất hiện các danh mục cần chỉnh sửa (hình 3.3)

Hình 3.3

Vật thể ban đầu

Sau khi chỉnh sửa

♦ Edit Sketch : chỉnh sửa lại các biên dạng của vật thể (hình dáng, kích thước (2D))

♦ Edit Definition: hiệu chỉnh lại các kích thước, hình dáng trong quá trình xây dựng khối 3D

♦ Hide Solid Body: che giấu vật thể tạm thời

♦ Show Solid Body: hiển thị lại vật thể đã bị giấu

♦ Parent/Child: thể hiện các mối quan hệ “Cha”, “Con” trong vật thể

♦ Feature Properties: Thay đổi tên của vật thể, che dấu vật thể, thay đổi màu sắc của vật thể

♦ Suppress: che giấu vật thể

♦ Delete Feature: Xoá vật thể

♦ Zoom to Selection: Phóng to vật thể

§ 3.2 Các lệnh Tạo Khối Rắn

3.2.1 Lệnh Extrude Base/Boss

Khi chỉ chuột vào biểu tượng bên dưới màn hình xuất hiện dòng nhắc:

Creat a boss feature by extruding a sketched profile: Tạo một khối cơ sở bằng cách kéo một đối tượng vẽ phác 2D

1 Cách thực hiện lệnh:

Kích hoạt mặt phẳng vẽ phác (Sketch), trên mặt phẳng vẽ phác vẽ đối tượng 2D làm

cơ sở để dựng khối

2 Gọi lệnh: Click chọn Extrude Base/Boss trên thanh công cụ Features, hoặc chọn Insert > Boss/ Base > Extrude

3 Xuất hiện hộp thoại (hình 3.4)

Tạo góc

nghiêng

Vùng xác định các Profile có diện tích giao nhau để dựng khối

Trong bảng Direction 1 chọn các thông số cho hộp thoại

♦ Blind : Tạo một khối cở sở từ mặt phẳng vẽ phác 2D tới một khoảng cách xác định

♦ Throught All: Tạo một khối cở sở từ mặt phẳng vẽ phác 2D xuyên qua tất cả các bề mặt của các vật thể tồn tại (Nếu không có các bề mặt thì không có nghĩa)

♦ Up To Next: Phát triển từ mặt phẳng vẽ phác tới bề mặt tiếp theo (chú ý bề mặt này phải chứa toàn bộ biên dạng của Profile, và bề mặt này phải là bề mặt của khối)

♦ Up To Vertex : Phát triển tới bề mặt (mặt phẳng) có đỉnh được chọn nằm trong bề mặt (mặt phẳng) đó

♦ Up to Surface: Phát triển tới bề mặt được chọn

♦ Offset From Surface: Phát triển tới một khoảng cách xác định so với bề mặt được chọn (chú ý: hình dáng của bề mặt được chọn sẽ có tương ứng với bề mặt của khối được đùn lên)

♦ Up To Body :Phát triển tới vật thể được chọn

♦ Mid Plane: Phát triển theo hai chiều như nhau (chú ý khi nhập giá trị “Depth” là nhập chiều dày tổng cộng)

Dưới đây là một số trình bày về ảnh hưởng của các lựa chọn trong lệnh Extrude Base/Boss.(hình 3.4a)

hình 3.4a

♦ Chọn Reverse Direction đổi hướng kéo

♦ Nhập khoảng cách Depth

♦ Nhập giá trị góc nghiêng Draft On/Off (nếu cần) Click Draft outward thay đổi hướng của góc nghiêng

Chọn Vertex đối với trường hợp chọn Up To Vertex

Chọn Face/ Plane đối với trường hợp chọn Up To Surface

Đối với trường hợp chọn Offset to Surface

Chọn Reverse Offset: thay đổi hướng Offset

Chọn Translate Surface: thay đổi giá trị Offset, giá trị này sẽ lớn hơn giá trị thật sự ban đầu

Chọn Solid/Surface Body đối với trường hợp chọn Up To Body

Trong bảng Direction2 các thông số được chọn tương tự như Direction1

Chọn Thin Feature: được sử dụng trong trường hợp đối với các Profile hở

Hình 3.4b Hình 3.4c Hình 3.4d

♦ Chọn One Direction : làm mỏng thành về 1 phía (hình 3.4a)

♦ Chọn Two Direction : làm mỏng thành về 2 phía (hình 3.4b)

♦ Chọn MidPlane : làm mỏng thành về 2 phía đều nhau

♦ Chọn Auto-Fillet corners : bo cung tại giao tuyến của vật thể

♦ Chọn Cap ends :tạo một hốc trong lòng vật thể có biên dạng theo đối tượng gốc (Profile) Nhập Cap Thickness thành mỏng của hốc (hình 3.4d)

Hình 3.4e

3.2.2 Lệnh Extrude Cut

Khi chỉ chuột vào biểu tượng bên dưới màn hình xuất hiện dòng nhắc:

Creat a cut feature by extruding a sketched profile: Cắt một khối cơ sở bằng cách kéo một đối tượng vẽ phác 2D

1 Gọi lệnh: Click chọn trên thanh công cụ Feature, hoặc vào Insert > Cut

>Extrude

2 Cách thực hiện lệnh:

Tương tự như lệnh Extrude Bass/ Bose

Chú ý: Trong lệnh này có thêm các trường hợp sau:

Flip Side To Cut: Mũi tên hướng về phía nào thì phần cắt đó bị bỏ đi(hình 3.5a)

♦ All bodies: giữ lại toàn bộ vật thể

♦ Selected bodies: chọn vật thể cần giữ lại

All bodies Selected body

Hình 3.5c

3.2.3 Lệnh Revolve Base/Boss

Khi chỉ chuột vào biểu tượng bên dưới màn hình xuất hiện dòng nhắc:

Creates a Revolved feature base on profile and angle parameter: Tạo khối đặc tròn xoay từ biên dạng Profile bằng cách quay quanh một Center Line

Điều kiện để thực hiện được lệnh Revolve ta cần phải có một Centerline và một biên dạng Profile để quay xung quanh một CenterLine

1 Cách thực hiện lệnh:

Click chọn trên thanh công cụ Feature, vào Insert > Base/Boss > Revolve

2 Xuất hiện hộp Thoại (hình 3.6)

Hình 3.6

3 Chọn các thông số trong hộp thoại

♦ One- Direction : Quay về một phía của mặt phẳng chứa biên dạng

♦ Two- Direction : Quay về hai phía của mặt phẳng chứa biên dạng (với hai cách chọn góc Revolve khác nhau)

♦ Mid-Plane : Quay về hai phía của mặt phẳng chứa biên dạng đều nhau

♦ Chọn Reverse Direction đổi hướng quay

♦ Chọn Angle : Nhập giá trị góc quay

♦ Chọn Thin Feature: (Chỉ sử dụng trong trường hợp biên dạng là một profile hở)

♦ One-Direction : Tạo thành mỏng cho vật thể về một hướng

♦ Two-Direction : Tạo thành mỏng cho vật thể về hai hướng có bề dày khác nhau

♦ Mid-Plane : Tạo thành mỏng cho vật thể về hai hướng có bề dày như nhau

♦ Chọn Reverse Direction đổi hướng

Reverse Direction

Angle

Direction 1 Thickness Direction 2 Thickness

Chọn các Profile có diện tích giao nhau

Chọn Selected Contours: xuất hiện biểu tượng trên màn hình đồ hoạ và biểu tượng này được dùng để cho phép chọn và xoá các diện tích Profile giao nhau

Chú ý: Trong phần mềm SW này cho phép ta có thể thực hiện lệnh Revolve trong trường hợp các biên dạng Profile giao nhau, và ta có thể dùng biểu tượng này để chọn vào vùng diện tích cần Revolve

Hình 3.7

3.2.4 Lệnh Revolve Cut (tương tự như lệnh Revolve)

Khi chỉ chuột vào biểu tượng bên dưới màn hình xuất hiện dòng nhắc:

Biên dạng

ban đầu

Biên dạng lúc sau

Creates a cut feature by revolving a sketched profile: Cắt khối đặc tròn xoay từ biên dạng profile bằng cách quay quanh một Center Line

Tuy nhiên để thực hiện được lệnh này trước tiên phải có sẵn một khối cơ sở Sau đó ta mới bắt đầu vẽ biên dạng cần cắt cho hình khối này

Gọi lệnh: chọn trên thanh công cụ Feature, vào Insert > Cut > Revolve

Lệnh Revolve Surface (thực hiện tương tự như lệnh Revolve)

Hoặc Click chọn trên thanh công cụ Surface, vào Insert > Surface > Revolve 3.2.5 Lệnh Sweep

Khi chỉ chuột vào biểu tượng bên dưới màn hình xuất hiện dòng nhắc:

Creates a sweep feature by extruding a profile along a path curve: Tạo khối cơ sở bằng phương pháp di chuyển biên dạng profile trên mặt phẳng vẽ phác dọc theo một đường dẫn

Chú ý : Điều kiện sử dụng lệnh Sweep

♦ Đối với lệnh Sweep Base/Boos biên dạng Profile phải kín, đối với lệnh Sweep Surface biên dạng Profile có thể kín hay hở

♦ Đường dẫn (Path) có thể kín hoặc hở

♦ Đường dẫn (Path) có thể là một đường cong, đường thẳng nằm trong mặt phẳng vẽ phác hay là một cạnh của hình khối

♦ Điểm đầu của đường dẫn phải nằm trên mặt phẳng chứa Profile

♦ Đường dẫn không được cắt chính nó.Và phải bảo đảm sao cho thể tích của hình khối được tạo ra không không được giao nhau

♦ Với một đường dẫn ta có thể dùng được nhiều Profile khác nhau, tuy nhiên các Profile không được giao nhau

1 Cách thực hiện lệnh:

Click chọn Sweep trên thanh công cụ Feature, hoặc vào Insert >Base/Boss > Sweep

2 Xuất hiện hộp thoại (hình 3.8a)

Hình 3.8a

Lệnh Simple Sweep (Tạo Sweep đơn giản)

Trong bảng Profile and Path

♦ Click Profile : Sau đó chọn biên dạng trên màn hình đồ hoạ

♦ Click Path : Sau đó chọn đường dẫn trên màn hình đồ hoạ

Trong bảng Option xác định các kiểu tạo biên dạng của Sweep

♦ Follow Path: Biên dạng sẽ được tạo với đường dẫn một góc không đổi

♦ Keep normal Constant: Nếu ta muốn tất cả các mặt trên chi tiết từ điểm đầu đến điểm cuối đều song song với mặt phẳng chứa biên dạng ban đầu.(hình 3.8b)

♦ Follow path and 1st guide curve: Tạo các biên dạng theo một đường dẫn và một đường cong phụ trợ

♦ Follow path and 2st guide curve: Tạo các biên dạng theo một đường dẫn và hai đường cong phụ trợ

♦ Maintain Tagency: Tạo tiếp tuyến giữa các bề mặt biên dạng của khối không

bị gián đoạn

♦ Advanced smoothing: Xoá bỏ các nhấp nhô đối với các hình khối có bề mặt gồ ghề

♦ Show preview: Thể hiện vật thể trong quá trình tạo

♦ Align with end face: Phát triển toàn bộ khối tới một bề mặt của vật thể (hình 3.8c)

Trong bảng Start/ End Tangent có các lựa chọn sau

♦ Start Tangent type (tiếp tuyến của bề mặt tại biên dạng đầu)

♦ None: không tạo tiếp tuyến

♦ Path Tangent: tiếp tuyến của bề mặt tại biên dạng đầu vuông góc với đường dẫn (path)

♦ Direction Vector: : tiếp tuyến của bề mặt tại biên dạng đầu trùng với vectơ chỉ phương được chọn (trục, cạnh) hoặc trùng với pháp tuyến của mặt phẳng(Plane) hay bề mặt vạât thể

♦ All Faces :Tiếp tuyến với bề mặt của vật thể tại biên dạng đầu, và biên dạng phải nằm trên bề mặt của vật thể

(Các lựa chọn trên đây đều tương tự như các lựa chọn trong lệnh Loft)

Lệnh Sweep With Guide Curve (Tạo Sweep phức tạp)

Trong hộp thoại Guide Curve cho người thiết kế có thể tạo ra các vật thể có biên dạng phức tạp hơn

Hình 3.9

Trong hộp thoại Guide Curve cho phép ta có thể chọn thêm các đường dẫn có biên dạng phức tạp để tạo ra các vật thể có hình dạng cầu kì hơn so với lệnh tạo Sweep thông thường

Chú ý: Các trình tự khi tạo Đường Dẫn (Path), Guide Curve và Biên Dạng

(Profile) khi thực hiện lệnh Sweep with Guide Curve Và mối quan hệ hình học giữa các đối tượng với nhau sao cho hợp lí

Hình 3.10

• Chọn Merge Smooth Face: Tạo sự liên kết trong toàn bộ các bề mặt của vật thể tại nơi đường dẫn là những đường cong không liên tục

• Chọn Show Section : Thể hiện số Section tạo nên vật thể

Trong bảng Thin Feature có các lựa chọn sau:

♦ One Direction: Tạo thành mỏng về một phía

♦ Two Direction: Tạo thành mỏng về hai phía với bề dày khác nhau

♦ Mid-plane: Tạo thành mỏng về hai phía đều nhau

Hình 3.11

Profile

Path Guide

Curve

3.2.6 Lệnh Cut Sweep (Tương tự như lệnh Sweep)

Gọi lệnh: Vào Insert > Cut Sweep

Chú ý:

♦ Lệnh Cut Sweep chỉ sử dụng được khi đã có sẵn một thể tích khối cơ bản

♦ Trường hợp ta sử dụng Cut Sweep cắt khôí thành nhiều vật thể riêng lẻ, lúc đó sẽ xuất hiện hộp thoại Bodies To Keep

Hình 3.12

♦ All bodies: giữ lại toàn bộ vật thể

♦ Selected bodies: chọn vật thể cần giữ lại

Ví dụ : Dùng Cut Sweep tạo một Bulong M20 x 2

Xác định mặt phẳng vẽ biên dạng Bulong (Front), Click chọn Sketch thực hiện lệnh vẽ Biên dạng Bulong có kích thước như hình vẽ

Hình 3.13

Dùng lệnh Extrude Base/Boss tạo thân của Bulong

Hình 3.16

Dùng Cut sweep tạo chân ren

Khi chọn Insert > Cut > Sweep bên dưới màn hình xuất hiện dòng nhắc:

Creates a sweep cut by extruding a profile along a path curve: Cắt khối cơ sở bằng phương pháp di chuyển biên dạng profile trên mặt phẳng vẽ phác dọc theo một đường dẫn

Khi chỉ chuột vào biểu tượng bên dưới màn hình xuất hiện dòng nhắc:

Creates a lofted feature between two or more profiles: cho phép tạo các mô hình (có dạng phức tạp) bằng cách nối các biên dạng Profiles nằm trên hai hay nhiều mặt phẳng

Điều kiện để thực hiện lệnh:

♦ Lệnh Loft không hạn chế số biên dạng vẽ phác, số biên dạng vẽ phác phải có ít nhất từ hai trở lên và phải nằm trên các mặt phẳng khác nhau

♦ Chú ý khi tạo vật thể thì thể tích của các vật thể không được giao nhau

Trong quá trình sử dụng lệnh Loft thì ta có nhiều cách sử dụng :

1 Simple Lofts (Lofts đơn giản)

Cách thực hiện lệnh:

Sau khi vẽ các biên dạng của vật thể trên các mặt phẳng Sketch khác nhau, ta thoát khỏi chế độ Sketch, Click Loft trên thanh công cụ Feature hoặc chọn Insert >Boss

>Loft

Xuất hiện hộp thoại loft (hình 3.9)

Select at least 2 profiles: Chọn ít nhất 2 Profile trở lên

Hình 3.18

Trong bảng Profiles chọn :

• Ta phải chọn ít nhất hai Profiles, các Profiles phải nằm trên các mặt phẳng (Plane) khác nhau hoặc có thể là các bề mặt (Face)

• Quĩ đạo quét của các biên dạng xuất hiện trên bản vẽ, sử dụng Up và Down để điều chỉnh thứ tự sắp xếp các Profiles đồng thời quĩ đạo quét cũng bị thay đổi theo

Trong bảng Start/ End Tangency có các lựa chọn sau:

♦ None: tiếp tuyến trùng với tiếp tuyến quĩ đạo đường dẫn

♦ Normal to Profile: Tiếp tuyến trùng với phương pháp tuyến của bề mặt chứa biên dạng

♦ Direction Vector: Tiếp tuyến của bề mặt tại biên dạng đầu trùng với vectơ chỉ phương được chọn (Trục, Cạnh) hoặc trùng với pháp tuyến của mặt phẳng(Plane) hay bề mặt vạât thể

♦ All Faces :Tiếp tuyến với bề mặt của vật thể tại biên dạng đầu, và biên dạng phải nằm trên bề mặt của vật thể

Dưới đây là ví dụ trình bày ảnh hưởng của các lựa chọn trên