Практическое занятие 34
Применение кинематической операции
Цель: Изучение Кинематической операции. Особенности Кинематической операции твердотельного моделирования.
Краткая теория
В ПЗ 10 и ПЗ 33 вы фактически уже познакомились с перемещением эскиза-сечения по заданным траекториям, хотя слово траектория и не применялось.
1. При применении операции Выдавливание перемещение эскиза производится вдоль отрезка прямой, перпендикулярной плоскости построения эскиза.
Результатом этой операции были модели таких твердых тел, как тонкая пластина (эскиз ‑ Отрезок), цилиндр или труба (эскиз ‑ Окружность), гнутые тонкие пластины (эскиз ‑ Ломаная линия или Кривая Безье).
2. При применении операции Вращение перемещение исходного эскиза производится только по круговой траектории относительно заданной оси вращения.
Результатом этой операции были твердые тела представляющие собой тела вращения: труба (эскиз ‑ Отрезок), тор (эскиз – Окружность), заготовка вазы и т.п.
Таким образом, для получения одинаковых моделей твердых тел можно использовать разные модели твердотельного моделирования. Например, трубу можно получить как с помощью операции Выдавливание, так и с помощью операции Вращение.
Обратите внимание! В обоих случаях траектории перемещения эскиза находились в других плоскостях по отношению к плоскости построения исходного эскиза. Таким образом, эскиз находился в одной плоскости, а при выполнении твердотельной операции происходило его перемещение по строго определенной траектории, которая, в свою очередь, принадлежала другой плоскости.
В этой работе мы познакомимся с Кинематической операцией твердотельного моделирования в системе КОМПАС-3D LT.
Кинематическая операция сочетает в себе свойства операций Выдавливание и Вращение и позволяет создать модель твердого тела, полученную перемещением плоскости эскиза по произвольной траектории.
Кинематическая операция позволяет создать деталь, являющуюся результатом перемещения эскиза-сечения вдоль эскиза-траектории. При этом плоскость, в которой находится эскиз-траектория не совпадает с плоскостью эскиза-сечения.
Ход работы
Часть 1. Применение команды Кинематическая операция к эскизу Окружность
Простым примером применения Кинематической операции является создание модели водопроводной трубы. Действительно эскиз Окружность перемещается по замысловатой траектории, которая сама является эскизом кривой и лежит в перпендикулярной плоскости к первоначальному эскизу.
Эскиз-сечение состоит из окружности, расположение окружности на плоскости и ее радиус пока не важны. Эскиз-траектория представляет произвольную кривую с двумя точками перегиба.
Задание 1. Создание модели изогнутой трубы
1.1. Запустите систему КОМПАС-3D LT.
1.2. Закройте окно справки.
1.3. Выполните команду ФайлÞСоздать…ÞДеталь.
1.4. Установите ориентацию Изометрия XYZ.
1.5. Выберите в окне Дерево модели плоскость XY (Фронтальная плоскость).
1.6. Выполните команду Эскиз через контекстное меню выбранной плоскости построения или нажмите кнопку 
– Эскиз на панели Текущее состояние.
Окно программы подготовлено для создания эскиза во Фронтальной плоскости.
1.7. Выберите команду 
– Окружность на панели Геометрия, тип линии Основная.
1.8. Щелкните левой кнопкой мыши в рабочем поле – это центр окружности, затем переместите курсор в сторону и щелкните еще раз – это точка, через которую должна проходить окружность (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Эскиз-сечение Окружность во Фронтальной плоскости.
1.9. Завершите создание эскиза-сечения Окружность.
Теперь необходимо создать второй эскиз – Траектория, который представляет собой кривую с двумя точками перегиба.
Так как эскиз Окружность находится во фронтальнойплоскости, то его перемещение будем производить по траектории в горизонтальной плоскости.
1.10. Выберите в окне Дерева модели плоскость ZX (Горизонтальная плоскость).
1.11. Нажмите на панели управления кнопку Эскиз – .
1.12. Выберите на панели Геометрия команду Кривая Безье 
, стиль линии Основная.
Примечание.
Если траектория разомкнута, один из ее концов обязательно должен совпадать с плоскостью эскиза-сечения. В нашем случае траектория разомкнута, поэтому первую точку кривой удобнее поставить в точке пересечения осей X и Y, т.е. в начале системы координат эскиза,которое совпадает с началом системы координат в пространстве.
1.13. Постройте кривую с двумя точками перегиба, один из концов которой совпадает с началом координат, примерно так, как показано на рис. 4.2.
Рис. 4.2. Эскиз-траектория Кривая Безье в горизонтальной плоскости.
Внимание.
Так как построение ведется в Горизонтальной плоскости, то Фронтальную плоскость мы видим как бы с "торца", поэтому окружность (справа от траектории) кажется отрезком.
1.14. Завершите работу с эскизом.
1.15. На панели управления нажмите кнопку Показать все 
.
Таким образом, вы создали два эскиза во взаимно перпендикулярных плоскостях, которые отражены в Дереве модели (рис. 4.3):
Рис. 4.3. Эскиз – сечение (Окружность) и эскиз – траектория (Кривая Безье).
· Эскиз: 1 – эскиз-сечение Окружность во фронтальной плоскости.
· Эскиз: 2 – эскиз-траектория Кривая Безье в горизонтальной плоскости.
Теперь эскиз-сечение Окружность надо переместить по эскизу-траектории Кривая Безье.
1.16. На панели построения детали выберите операцию твердотельного моделирования Кинематическая операция 
. Панель свойств операции показана на рис. 4.4.
Рис. 4.4. Панель свойств кинематической операции.
1.17. На закладке Тонкая стенка (она ничем не отличается от аналогичной закладки других операций твердотельного моделирования) выберите Тип построения тонкой стенки − Наружу, толщину стенки пока менять не нужно (оставляем "по умолчанию").
На закладке Параметры панели свойствкинематической операции (рис. 4.4) требуется установить параметры выбранной операции и выбрать объекты, участвующие в формировании твердотельной модели.
Объектами кинематической операции являются эскиз-сечение и эскиз-траектория, которые выбираются щелчком мыши на соответствующих узлах Дерева модели либо непосредственно на самом объекте в рабочем поле программы.
Тип перемещения сечения вдоль траектории устанавливается с помощью команды Движение сечения. Существует три возможных варианта перемещения: ортогонально траектории, параллельно самому себе и с сохранением угла наклона.
· Ортогонально траектории: сечение перемещается так, чтобы в любой точке элемента плоскость сечения была перпендикулярна траектории.
· Параллельно самому себе: сечение перемещается так, что в любой точке элемента его плоскость параллельна плоскости эскиза, содержащего сечение.
· С сохранением угла наклона: сечение перемещается так, чтобы в любой точке элемента угол между плоскостью сечения и траекторией был постоянным и равным углу между плоскостью эскиза-сечения и траекторией в начальной точке траектории.
1.18. Активизируйте опцию Сечение и в Дереве модели щелкните на узле Эскиз: 1 (или на окружности в поле построения).
1.19. Аналогичным образом определите траекторию перемещения эскиза-сечения: это должен быть Эскиз: 2 (Кривая Безье).
1.20. Выберите вариант перемещения – Ортогонально траектории.
1.21. Создайте объект.
Результат применения кинематической операции к сечению Окружность по траектории Кривая Безье показан на рис. 4.5.
Рис. 4.5. Результат применения кинематической операции
к эскизу Окружность.
1.22. Сохраните полученную деталь в файл Труба_кинематика.
Таким образом, вы познакомились еще с одной операцией твердотельного моделирования − Кинематическая операция, в которой эскиз-сечение перемещается вдоль эскиза-траектории.
Часть 2. Применение команды Кинематическая операция к эскизу Отрезок
Задание 2. Создание модели ломаной пластины по эскизу Отрезок
Постройте модель твердого тела по эскизу Отрезок, используя Кинематическую операцию. Длину и расположение отрезка во фронтальной плоскости выберите по своему усмотрению. Траектория движения лежит в горизонтальной плоскости и представляет собой ломаную линию с одной точкой изгиба.
Примерный вариант выполнения этого задания будет показан на рисунках, но он может и не совпадать с вашим.
2.1. Подготовьте окно документа для создания эскиза новой детали во Фронтальной плоскости (см. п.п. 1.3-1.6 или 1.1.-1.6 при первоначальном запуске системы твердотельного моделирования).
2.2. На инструментальной панели Геометрия выберите команду Отрезок, на Панели свойств команды проверьте стиль линии: это должен быть тип Основная.
2.3. В рабочем поле постройте отрезок, задав его начальную и конечную точки.
2.4. Завершите создание первого эскиза Отрезок.
2.5. Выберите в окне Дерево модели плоскость ZX (Горизонтальная плоскость) для построения эскиза-траектории.
Вы, конечно, теперь хорошо знаете, что из эскиза Отрезок можно получить только тонкую пластину, правда, любой изогнутости. По условию задания траектория представляет ломаную линию с одним перегибом.
2.6. На панели Геометрия воспользуйтесь командой 
– Непрерывный ввод объектов (в данном случае – отрезков) для построения ломаной линии с одним перегибом, стиль линии Основная.
Внимание.
Поскольку наша траектория разомкнута, один из ее концов обязательно должен совпадать с плоскостью эскиза-сечения, поэтому п ервую точку ломаной удобнее поставить в точке пересечения осей X и Y.
2.7. Постройте в рабочем поле эскиз-траекторию Ломаная с одной точной изгиба.
2.8. Завершите работу с эскизом-траекторией. Сравните свой результат с рис. 4.6.
Рис. 4.6. Примерный вид эскиза Отрезок
и эскиза-траектории Ломаная линия с одной точкой изгиба.
Теперь можно применить Кинематическую операцию твердотельного моделирования.
2.9. Выберите на инструментальной панели Редактирование детали кнопку команды 
Кинематическая операция.
2.10. На закладке Тонкая стенка панели свойств кинематической операции задайте:
· Тип построения тонкой стенки − Средняя плоскость,
· толщину стенки:2 мм.
2.11. На закладке Параметры определите:
· объекты кинематической операции: сечение (узел Эскиз: 1 в Дереве модели) и траекторию (Эскиз: 2);
· Движение эскиза – Ортогонально траектории.
2.12. Нажмите кнопку Создать объект на Панели специального управления, завершив тем самым работу с операцией. Деталь Ломаная пластина построена!
2.13. Сохраните деталь в файл под именем Пластина_кинематика.
В данном задании к объекту Отрезок была применена Кинематическая операция, которая произвела перемещение отрезка вдоль траектории состоящей из двух отрезков расположенных под углом друг к другу.
