Параметрическое моделирование

Параметрическое моделирование (parametric modeling) применяется с объектами, сохраняющими свою основную геометрическую информацию стандартную форму, текущий размер и количество сегментов формы. Поскольку эта информация и возможность ее изменения доступны даже после преобразования объектов, пользователь может вносить изменения или отменять модификацию объектов, а также увеличивать или уменьшать их разрешение. Как правило, хотя параметрическое моделирование основывается на сплайнах, не все сплайновые модели являются параметрическими

Произведенные с параметрическими объектами изменения можно настраивать в любой момент времени, даже если после их применения было осуществлено несколько операций. Деформация полигонального объекта приводит к его необратимому изменению. Поэтому если сначала искривить объект, а затем попробовать уменьшить степень искривления, то, скорее всего, придется опять начать работу с недеформированным объектом

Если параметрическая модель предназначена для использования вне программы трехмерного моделирования— например, в играх— то ее необходимо преобразовать в полигональную модель. Этот процесс часто называют разрушением (collapsing) каркаса объекта.

 

Вопросы и задания.

1. Дайте определение трехмерной графики.

2. Какие шаги требуются для получения трехмерного изображения?

3. Опишите содержимое шагов для получения трехмерного изображения.

Перечислите основное программное обеспечение для 3-D моделирования.

5. Расскажите об истории развития трехмерного моделирования.

6. Расскажите об основных системах моделирования.

 

Лекция 4

Основные сведения по оформлению чертежей

1. Введение.

2. Государственные стандарты ЕСКД.

3. Шрифт чертежный.

4. Типы линий.

5. Форматы

6. Основная надпись чертежа

7. Общие правила нанесения размеров на чертежах

8. Масштабы

9. Вопросы и задания

 

Введение

Условиями успешного овладения техническими знаниями являются умение читать чертежи и знание правил их выполнения и оформления. Чертеж является одним из главных носителей технической информации, без которой не обходится ни одно производство.

В настоящее время нельзя представить себе работу и развитие большинства отраслей народного хозяйства, а также науки и техники без чертежей. На вновь создаваемые приборы, машины, сооружения и разрабатываемые сети сначала разрабатывают чертежи (проекты). По ним определяют их достоинства и недостатки, вносят изменения в конструкцию. Только после обсуждения чертежей (проектов) изготавливают опытные образцы изделия или разрабатывают сетевую инфраструктуру. Рабочие, инженеры и техники должны уметь читать чертеж, чтобы понять как саму конструкцию, так и работу изображенного изделия, а также изложить свои технические мысли, используя чертеж. Чертежи широко используются и в учебных заведениях при изучении теоретических, общетехнических и специальных предметов.

Чертежом называется графическое изображение объекта (например, изделия) или его части на плоскости (чертежной бумаге, экране монитора и др.), передающее с определенными условностями в выбранном масштабе его геометрическую форму и размеры. В техническом черчении, объектами которого являются изделия и сооружения, применяются различные виды чертежей, представляющие собой отдельные конструкторские документы. Правила выполнения основных видов этих чертежей регламентируются государственными стандартами.

Целью изучения настоящего курса является успешное овладение начертательной геометрией, инженерной и компьютерной графикой, техническими знаниями и требованиями стандартов при выполнении, оформлении и чтении чертежей, навыками работы в системах автоматизированного проектирования, таких, как КОМПАС, AutoCAD, CorelDrow.

Изучение курса «Инженерная компьютерная графика» поможет студентам овладеть специальными учебными дисциплинами, расширит их технический кругозор и позволит осознано читать любую техническую литературу, содержащую чертежи и схемы, а также работать в системах автоматизированного проектирования.

Государственные стандарты ЕСКД

Появление стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) было вызвано: потребностью выработки общих правил выполнения и оформления чертежей, что обеспечивало их понимание во всех отраслях промышленности; необходимостью проведения унификации (приведение к единообразию) форм и размеров изделий; необходимостью представления на мировой рынок конкурентоспособных изделий.

Стандарт ЕСКД — это нормативный документ, устанавливающий единые правила выполнения и оформления конструкторских документов для всех отраслей промышленности, строительства, транспорта и учебных заведений, утвержденный компетентным органом (Государственным комитетом по стандартизации). Комплекс стандартов ЕСКД в нашей стране введен с января 1971 года.

Каждому стандарту ЕСКД присваивается свой номер с указанием года регистрации, например, стандарт на чертежный шрифт ГОСТ 2.304-81. Эта запись читается следующим образом: Государственный стандарт, регистрационный номер два, точка, триста четыре, утвержденный в 1981 году.

Соблюдение Государственных стандартов (сокращенно ГОСТ) ЕСКД обязательно для всех предприятий, организаций, учебных заведений и отдельных лиц. Стандарты периодически обновляются.

 

Шрифт чертежный

Первый стандарт, с которым вы познакомитесь, устанавливает правила начертания букв, цифр чертежного шрифта, а также условных знаков, используемых на чертежах.

Стандарт устанавливает десять размеров шрифта: 1,8; 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20; 28; 40. За размер шрифта принимается величина, определяющая высоту прописной (заглавной) буквы. Шрифт может быть выполнен как с наклоном в 75°, так и без наклона.

Начертание букв чертежного шрифта. Высота буквы измеряется перпендикулярно к основанию строки.

Прописные буквы. Высота прописной буквы (h) равна размеру шрифта. Нижние элементы букв Д, Ц, Щ и верхний элемент буквы Й выполняются за счет расстояний между строками. Толщину линии шрифта (d) выбирают равной 0,1 h. Используя названные параметры (h, 0,lh), выстраивают вспомогательную сетку, в которую вписывают буквы (рис. 23).

Ширина большинства прописных букв (g) равна 0,6h или 6d, что примерно соответствует размеру h ближайшего наименьшего номера шрифта. Исключение составляют буквы А, Д, М, X, Ц, Ы, Ю, ширина которых равна 0,7d, ширина букв Ж, Ф, Щ, Ш, Ъ принимается за 0,8d, а ширина букв Г, 3, С составляет 0,5d. Написание прописных букв дано на рис. 26.

Строчные буквы. Высота большинства строчных букв (с) равна 0,7h, что примерно соответствует размеру (h) ближайшего наименьшего номера шрифта. Например, для шрифта № 10 высота строчной буквы будет равна 7 мм, а для размера № 7 — 5 мм. Верхние и нижние элементы строчных букв выполняются за счет расстояний между строками и выходят на величину 3d (рис. 24).

Ширина большинства строчных букв равна 5d. Ширина букв а, м, ц, ъ равна 6d, букв ж, т, ф, ш, щ, ы, ю — 7d, а букв з, с — 4d.

Рассмотрев написание букв чертежного шрифта (рис. 23, 24), нетрудно заметить, что 16 прописных и строчных букв русского алфавита имеют одинаковое начертание. Написание других прописных букв отличается от написания строчных. Начертание цифр и знаков чертежного шрифта представлено на рис. 25.

На начальной стадии овладения навыком написания чертежным шрифтом следует писать по вспомогательной сетке и только потом переходить к свободному письму с использованием строки, состоящей из двух параллельных линий, проведенных друг от друга на расстоянии высоты прописной или строчной буквы.

При написании чертежного шрифта следует усвоить следующие правила:

1. Все надписи на чертеже должны быть выполнены от руки.

2. Высота букв, цифр и знаков на чертежах должна быть не менее 3,5 мм.

3. Начертание букв выполняйте по частям. Движение руки при выполнении прямолинейных элементов букв осуществляется сверху вниз или слева направо, а закругленных — движением вниз и влево или вниз и вправо. Стрелка указывает направление движения рук (рис. 26).

4. Одинаковые элементы различных букв, цифр, знаков следует выполнять одним и тем же приемом, что способствует выработке автоматизма при их написании.

5. Выдерживайте заданный наклон шрифта с помощью направляющих штрихов.

6. Строго соблюдайте конструкцию каждой буквы и соотношение высоты и ширины буквы.

7. Старайтесь выдерживать такое расстояние между буквами, чтобы зрительно оно казалось одинаковым.

8. Четкость, ясность и удобство чтения чертежа зависят от качества его выполнения и правильного выбора размеров шрифта.

9. Все надписи на чертеже должны быть аккуратными.

 

Типы линий

Любая линия чертежа выполняется строго по ГОСТ 2.303-68. Стандарт устанавливает девять типов линий различной толщины и начертания.

Толщина основной линии обозначается S. Толщина других линий выбирается в зависимости от S. Каждая линия имеет свое назначение и начертание. На рис. 27 приведены основные сведения о линиях чертежа. Почти все типы линий на чертеже выполняются с использованием чертежных инструментов.

1. Сплошная толстая основная — применяется для выполнения линий видимого контура, линий контура сечений. Этой линией вы будете обводить внутреннюю рамку чертежа, графы основной надписи. Толщина сплошной основной линии (S) выбирается в пределах от 0,5 до 1,4 мм.

2. Сплошная тонкая линия предназначается для нанесения размерных и выносных линий, нанесения штриховки, проведения полок линий-выносок, для изображения воображаемых линий перехода одной поверхности в другую. Толщина линии выбирается от S/3 до S/2.

3. Сплошная волнистая линия применяется для изображения линии обрыва, разграничения вида и разреза. Толщина линии от S/3 до S/2. Этот тип линии выполняется от руки.

4. Сплошная тонкая с изломом. Этой линией изображают длинные линии обрыва. Толщина линии от S/3 до S/2.

5. Штриховая линия используется для изображения линий невидимого контура, невидимых линий перехода. Длину штриха выбирают от 2 до 8 мм, расстояние между штрихами от 1 до 2 мм. Толщина линии от S/3 до S/2.

6. Разомкнутая линия предназначается для изображения места секущей плоскости при построении сечений и разрезов. Толщина линии от S до 1,5 S.

7. Штрихпунктирная тонкая линия применяется для изображения осевых и центровых линий. Длина штриха выбирается от 5 до 30 мм, расстояние между штрихами от 3 до 5 мм. Штрихи чередуются с точками. Толщина линии от S/3 до S/2.

8. При изображении окружности штрихи штрихпунктирной линии должны пересекаться в центре окружности, и поэтому линию называют штрихпунктирная центровая, подчеркивая тем самым ее назначение (рис. 28).

9. Штрихпунктирная (осевая и центровая) линия должна выступать за контуры изображения предметов на 3-5 мм (рис. 28, а). Если необходимо задать центр окружности для отверстия диаметром менее 12 мм, то центровые линии выполняют одним штрихом (рис. 28, б). На рисунке 31 показано нанесение осевых и центровых линий.

10. Штрихпунктирная утолщенная линия применяется для изображения поверхности, подлежащей термообработке или покрытию (в школьном курсе не используется).

11. Штрихпунктирная тонкая линия с двумя точками применяется для изображения линий сгиба на развертках, для изображения частей изделий в крайних или промежуточных положениях. Длина штриха от 5 до 30 мм, расстояние между штрихами от 4 до 6 мм. Толщина линии от S/3 до S/2.

 

Форматы

ГОСТ 2.301-68 устанавливает форматы чертежной бумаги, предназначенной для выполнения чертежей и других конструкторских документов. Форматом называется размер листа бумаги (рис. 29).

 

На занятиях вы будете использовать лист формата А4 с размерами сторон 210X297 мм.

По внешней рамке производится обрезка листа чертежной бумаги. Но если вы решили работать на бумаге, размеры которой чуть больше размера формата, то необходимо на нем выполнить сплошной тонкой линией внешнюю рамку (рис. 30).

На формате проводится внутренняя рамка чертежа сплошной толстой основной линией на расстоянии 5 мм сверху, снизу, справа и 20 мм слева от внешней рамки. Левая сторона формата служит для подшивки чертежей. Пространство бумаги, ограниченное внутренней рамкой, называется полем чертежа. Оно предназначено для выполнения изображения, простановки размеров изделия, написания технических требований, предъявляемых к изделию.

Стандартом установлены размеры основных форматов, приведенные на рис. 31.

Рис. 31

Кроме основных форматов, допускается использование дополнительных, размеры которых также устанавливает ГОСТ.

 

 

 

Основная надпись чертежа

Все виды конструкторской документации (графические и текстовые) имеют основную надпись, которая располагается в правом нижнем углу поля чертежа.

На листах формата А4 основную надпись располагают только вдоль короткой стороны, а на остальных форматах — вдоль короткой либо вдоль длинной стороны, в зависимости от расположения изображений изделия на формате.

Форму, размеры, содержание основной надписи устанавливает ГОСТ 2.104-68. Основная надпись производственного чертежа имеет следующие размеры: длина — 185 мм, высота — 55 мм (рис. 32, а). На рис. 32, б показан пример ее заполнения.

Размеры основной надписи учебных чертежей стандартами не регламентируются. Исходя из практики ее удобнее выполнять длиной 185 мм и высотой, выбираемой в пределах от 15 до 24 мм. Пример основной надписи учебного чертежа представлен на рис. 33.

Рассмотрим, какую информацию несет основная надпись, применяемая на производственных и учебных чертежах.

Цифрами обозначены номера граф (рис. 32, а, рис. 33, а), в которых записываются:

1. Наименование изделия.

2. Обозначение документа (вписывается только на производственных чертежах).

3. Обозначение материала, из которого изготовлена деталь.

4. Литера (вписывается только при оформлении некоторых производственных чертежей).

5. Масса изделия указывается в килограммах (на многих чертежах не заполняется).

6. Масштаб (например, 1:1).

7, 8. Номера листов графического документа (заполняется только на производственных чертежах).

9. Наименование организации, выпустившей документ.

10. Указываются функции исполнителей документа — «чертил», «проверил».

11. Указываются фамилии исполнителя и проверившего документ.

12. 14-18 (заполняются только на производственных чертежах).

13. Записывается дата изготовления документа.

19. Графа, специально введенная только для учебных чертежей, в которой записываются № задания и вариант (для удобства проверки).

Примеры заполнения основной надписи представлены на рис. 32, б и 33, б.