В данном цикле уроков осуществляем реверс-инжиниринг скачанной модели турбины в формате Step. Аналогичные действия можно использовать для формата Iges, Sat, x_t – т.е любых обменных САПР форматом, содержащих NURBS поверхности. Для фасетных форматов, как Stl, это не совсем подходит, т.к ряд используемых операций не применим для полигональных поверхностей. В прошлом уроке мы создали опорную геометрию, в этом уроке на её основе воссоздадим модель и проведём небольшую модификацию.
Подготовка
Открываем модель из прошлого урока. Создаём новую деталь. Переключаемся на набор «Каркас и поверхности». Запускаем команду «Копировать объекты».
В панели «Параметры» меняем значение переключателя «Источник» на «Выбранный файл».
В окне «Открытые документы» выбираем открытый ранее файл импеллера. Жмём кнопку «Выбрать».
В панели «Параметры» меняем значение переключателя «Копировать» на «Коллекцию». Выбираем коллекцию Импеллер. Создаём объект.
Теперь у нас есть вся необходимая опорная геометрия для создания модели. Модель из прошлого урока можно закрыть.
Создаём эскиз в плоскости ZY. Проецируем в него половину копии линии очерка (три сегмента). Из нижней точки линии очерка строим вниз вертикальный отрезок 11 мм. Строим из начала координат произвольный вертикальный отрезок и меняем его стиль на осевую линию. Выходим из режима эскиза.
Работа с поверхностями
Запускаем команду «Поверхность вращения». Указываем построенный ранее эскиз. Устанавливаем тип построения «Тороид». Создаём объект.
Создаём эскиз на копии параллельной плоскости. Проецируем в эскиз два длинных ребра лежащей в этой плоскости кривой пересечения.
Строим отрезок между вершинами длинных рёбер кривой пересечения как раз на месте короткого ребра. Выходим из режима эскиза.
Эта сложная схема требуется из-за того, что кривая пересечения не всегда получается цельной — в ней могут быть разрывы, таким действием мы гарантировано убираем эти разрывы.
Создаём на каждой копии плоскости аналогичный эскиз. Всего должно получится 6 эскизов.
Далее нам нужно будет построить поверхность по сечениям, для большей точности нужны направляющие кривые. Используем для этого сплайны.
Запускаем команду «Сплайн по точкам».
Скрываем элементы каркаса, чтобы сплайн не привязывался к копиям кривых вместо эскизов. Здесь также скрыты поверхности, но это необязательно делать — в уроке это требуется для более контрастных картинок.
Указываем все левые точки коротких отрезков эскизов. Создаём объект.
Указываем все правые точки коротких отрезков эскизов. Создаём объект.
Запускаем команду «Поверхность по сечениям». Указываем все шесть эскизов в качестве сечений, а сплайны в качестве направляющих кривых. Создаём объект.
Поверхность лопасти надо увеличить, чтобы обеспечить гарантированное пересечение с валом.
Запускаем команду «Продление поверхности».
Выделяем рамкой всю поверхность, устанавливаем значение удлинения 25 мм. Создаём объект.
Не обращайте внимание, что поверхность создалась неравномерно — лишнее всё равно срежется. Верхнюю часть поверхности можно не продлевать, но тогда вместо выделения рамкой придётся указывать нужные рёбра вручную.
Запускаем команду «Усечение поверхности». Переключаем результат на усечение исходной поверхности. Как грани поверхности указываем поверхность по сечениям, как секущий объект — поверхность вращения. Создаём объект.
Запускаем команду «Эквидистанта поверхности». Указываем вертикальную грань операции вращения. Задаём расстояние 0. Создаём объект.
Запускаем команду «Продление поверхности». Указываем верхнее ребро эквидистанты. Задаём длину 12 мм. Создаём объект.
Запускаем команду «Усечение поверхности». Переключаем результат на усечение исходной поверхности. Как грани поверхности указываем поверхность по сечениям, а как секущий объект указываем эквидистанту. При необходимости меняем направление. Создаём объект.
Как грани поверхности снова указываем поверхность по сечениям, а как секущий объект указываем копию плоскости через ребро. При необходимости меняем направление. Создаём объект. Эту операцию можно было бы не делать, если бы при продлении мы бы указали только нужные рёбра, а не всю поверхность.
Для замыкания поверхности лопасти нам нужно замкнуть контур по верхним рёбрам поверхности по сечениям, чтобы можно было построить там поверхность-заплатку. В идеале нам нужно, чтобы замыкающее ребро лежало на поверхности вала. Построим сплайн, лежащий на нужной поверхности.
Запускаем команду «Сплайн на поверхности».
Указываем среднюю грань поверхности вращения и две лежащие на ней вершины поверхности по сечениям. Создаём объект.
Вместо сплайна на поверхности в данном случае можно использовать и отрезок, но в этом случае при сшивке потребуется немного загрубить точность.
Строим заплатку на верхних рёбрах поверхности по сечениям и только что построенном сплайне. Создаём объект.
Запускаем команду «Сшивка поверхностей». Указываем поверхность по сечениям и заплатку. Создаём объект.
Запускаем команду «Усечение поверхности». Переключаем результат на усечение исходной поверхности. Как грани поверхности указываем поверхность вращения, а как секущий объект указываем сшивку. При необходимости меняем направление. Создаём объект.
Запускаем команду «Удалить грани». Убираем галочку «Сохранить целостность». Указываем оставшуюся вертикальную грань поверхности вращения. Создаём объект. Для удобства можно скрыть эквидистанту в дереве.
Запускаем команду «Сшивка поверхностей». Указываем сшивку и поверхность вращения. Создаём объект. Скрытую эквидистанту в дереве можно показать.
Запускаем команду «Усечение поверхности». Переключаем результат на усечение исходной поверхности. Как грани поверхности указываем эквидистанту, а как секущий объект указываем последнюю сшивку. При необходимости меняем направление. Создаём объект.
Эти циклы сшивка-усечение требуются, чтобы для усечения каждый раз отделялась нужная часть поверхности — для этого её требуется ограничить, сшивки помогают создавать замкнутые области.
Запускаем команду «Сшивка поверхностей». Указываем сшивку и оставшийся кусочек эквидистанты. Ставим галочку «Создавать тело». Создаём объект.
Работа с телами
Получили тело — переключаемся на набор «Твердотельное моделирование».
Запускаем команду «Скругление». Переключаемся на способ «С постоянной хордой». Указываем внешние (относительно вала)рёбра, как на рисунке. Устанавливаем размер 5мм. Создаём объект.
Указываем внешние продольные рёбра, как на рисунке. Устанавливаем размер 1,5мм. Создаём объект.
Запускаем команду «Массив по концентрической сетке».
Указываем построенное тело, указываем ось Y, устанавливаем 7 экземпляров массива. Создаём объект. Напоминаю, что в исходной модели было 5 лопастей и мы не могли изменить это количество.
Так как мы уже перешли на твердотельное моделирование, строить вал поверхностью не имеет смысла — построим его твёрдым телом. Это также избавит нас от необходимости булевых операций — они пройдут автоматически при создании нового твердотельного элемента.
Запускаем команду «Элемент вращения»
Указываем эскиз с образующей. Создаём объект.
Благодаря тому, что в качестве результата операции стоит «Объединение», мы сразу получаем единое тело турбины.
Мы получили импеллер, полностью идентичный исходному, который при этом возможно редактировать.
Самостоятельно настройте цвет модели, можете также поэкспериментировать с количеством лопастей.
