Уровень: сложный
Данный урок рассчитан на опытных пользователей, поэтому совсем примитивные вещи я для краткости опущу. Если появятся вопросы — смело задавайте их прямо под статьей.
Моделировать мы будет вот такую штуку:
Пример реальной детали похожей конфигурации, предоставленный одним из читателей (Евгений, большое Вам спасибо):
Задача по моделированию этой (и подобной ей) форм, часто ставит в тупик даже опытных пользователей.
Давайте присмотримся к самой форме — здесь мы видим плавный переход от окружности к некоторой волнообразной поверхности. Очевидно, что сначала нужно смоделировать саму поверхность, а придать ей толщину — дело нехитрое. Для плавного перехода разумно использовать команду «Лофт» («По сечениям»). Но что взять в качестве самих сечений? Внутренняя форма - это просто окружность. А вот внешнее сечение... Я бы сказал, что это синус, обернутый вокруг цилиндра. А это приводит нас к мысли использовать инструмент «Кривая по формуле».
Задавать кривые математическими функциями в Инвенторе можно как в 2д, так и в 3д эскизах. Изначально, в статье был описан способ с формулой в 2д эскизе, но один из моих учеников - А.А. Пильщиков из г. Снежинск, прорабатывая данный урок, предложил более простой и более рациональный способ получения волнистой линии: формула кривой задается сразу в 3д эскизе и без дополнительных сложностей. Именно его метод представлен как «Способ №1», а мои более громоздкие построения переместились ниже в «Способ №2». Удалять их я не стал, поскольку сами построения там довольно интересные и в каких-то ситуациях они все-таки могут пригодиться.
Итак, начнем построения. Картинки кликабельны — если что-то плохо видно, нажмите на изображение — оно увеличится!
СПОСОБ №1 (БЫСТРО И ПРОСТО)
1) Создаем 2д эскиз в плоскости XY и рисуем окружность из центральной точки эскиза, затем принимаем эскиз.
2) Создаем 3д эскиз и выбираем команду Кривая по формуле, задаем параметры как на картинке:
На всякий случай накладываем на полученную кривую зависимость фиксации и принимаем 3д эскиз.
3) Создаем Лофт. Переключаемся на результат в виде поверхности, указываем окружность в качестве первого сечения, «волну» в качестве второго:
4) Придаем полученной поверхности толщину, чтобы превратить ее в твердое тело:
5) Отключаем в дереве построений в разделе Поверхностные тела видимость поверхности и наслаждаемся результатом:
При желании, вы можете скачать 3d модель из данного урока
СПОСОБ №2 (ДЛЯ ОБЩЕГО РАЗВИТИЯ)
1) Создаем 2д эскиз в плоскости XY и рисуем в нем две окружности:
Обратите внимание, что внешний диаметр — это параметр d0 — в дальнейшем нам это будет важно. Если у Вас это другой параметр — запомните какой!
2) Выдавливаем наш эскиз как поверхность по внешнему диаметру, симметрично относительно эскиза на какое-то расстояние (напр. 20 мм):
3) Создаем рабочую плоскость к получившейся поверхности: касательно цилиндра и параллельно плоскости XZ.
4) В получившейся плоскости строим 2d эскиз. Выбираем команду «Кривая по формуле» и вводим следующие параметры (вот тут точно стоит увеличить картинку):
Способ задания: явно, координаты: Декартовы
Сама функция: y (x)=sin (1 rad * x / 1 мм) Xmin=0 Xmax=Пи * d0
Некая хитрость в формуле синуса связана с тем, что Inventor очень требователен к единицам измерения, которые получатся в результате вычислений. При попытке просто написать y (x)=sin (x) Вы получите предупреждение «Ожидались единицы длины». А значение Xmax задано формулой, исходя из тех соображений, что в дальнейшем мы полученную кривую будем «накладывать» на цилиндр, соотв. длина кривой должна быть равна длине окружности цилиндра (l=pi*D если кто-то забыл 🙂 ). Диаметр мы задаем не числом, а параметром, т.к. это позволит получить удобную в редактировании параметрическую модель. Кстати, советую так делать всегда.
После этого принимаем эскиз. Если Вы все сделали правильно, выглядеть это должно вот так:
5) Создаем теперь уже 3d эскиз. Выбираем команду «Проецирование на поверхность». Переключаемся в режим «Наложение на поверхность». В качестве грани указываем наш цилиндр, в качестве кривых — кривую по формуле. Жмем «Ок».
После отключения видимости (с помощью контекстного меню — правой кнопкой в дереве построений) всех, уже сделавших свое дело элементов, получаем такую картину:
Эскиз1 должен быть виден! Если нет, включите его «Видимость» или активируйте «Общий доступ» (что в принципе одно и тоже).
6) Вызываем команду «Лофт». Сразу же переключаемся на результат в виде поверхности. Задаем сечения: сначала малую окружность из Эскиз1 и затем наш изогнутый синус из 3д эскиза (если выбирать сечения в обратном порядке, поверхность получится проблемная — из двух секторов, с ней потом ничего не сможете сделать). Можно поставить галочку «Объединить касательные грани»:
7) Осталось придать толщину получившиейся поверхности. Используем команду «Толщина/Смещение»:
После этого отключаем в дереве построений видимость всех эскизов и поверхностных тел. Вот все и готово:
Если хочется более «вытянутый» или же наоборот более «резкий» профиль «волны» — играйте с функцией, через которую мы задавали форму. Можно добавить коэффициенты — например, y (x)=2*sin (x) и т.п. В «Лофте» можно использовать 3 и более сеченией — все зависит от той формы, которую Вы хотите получить в конце. Более того, вместо кривой по формуле Вы можете использовать обычный сплайн или какую-то более простую линию, главное, чтобы ее длина равнялась длине окружности. Использование сплайна позволит более гибко управлять формой кромки детали, но в то же время, потребует нанесения большого количества размерных и геометрических зависимостей. В уроке я лишь хотел показать некоторые особенности использования «Кривых по формулам» и возможности 3д эскиза.
Спасибо за внимание! Надеюсь, Вы узнали для себя что-то новое.
Приветствую.
А как сделать аналогичную поверхность, но только чтобы огибающая была не синусоида, а ломаная линия? Такая форма используется в поворотных креплениях для фиксации.
Спасибо.
Практически также. Просто вместо кривой по формуле, второе сечение нужно построить самому. Сразу в 3д-эскизе такую ломаную рисовать неудобно, поэтому сделайте две рабочие плоскости, равноудаленные от начальной xy. В каждой из них создайте 2д-эскизы и нарисуйте правильный многоугольник с нужным числом вершин из начала координат(еще лучше нарисовать в одном эскизе и во второй просто спроецировать его). Можно сразу сделать эти многоугольники вспомогательным типом линий. Потом создайте 3д-эскиз и в нем линией соедините вершины многоугольников в шахматном порядке — так получится нужная Вам образующая для лофта. Т.е. в 2д-эскизе мы создаем объекты к которым потом цепляемся в 3д-эскизе — так построения будут точными, аккуратными и удобными для нас.
Вопрос как раз и возник в способе формирования этой ломаной. Я не понимаю как это сделать. Дело в том, что непонятно на каком расстоянии должны находиться вершины, чтобы получилось требуемое количество и начало сошлось с концом цепочки. Пока что вижу вариант построения по точкам между 2-х эскизов на компланарных плоскостях с последующим формированием плоскостей и их сшивания. Но этот способ трудоёмкий и требует лишние построения, также при сшивании появляются некоторые искажения поверхности.
Здравствуйте. Очень познавательная информация. Подскажите пожалуйста как начертить спираль с переменным шагом. Заранее благодарен.
В 2019-ой версии добавили такую опцию к команде Спираль. Там совсем просто.
В более ранних — постройте цилиндр. На виде сбоку в 2д эскизе постройте сплайн, который будет одним концом близко к цилиндру, а потом будет удаляться от него. В 3д эскизе команда «проецировать на поверхность» — опция наложение — оборачиваете свой сплайн вокруг цилиндра. Получится линия спирали с переменным шагом. Шаг тем меньше, чем дальше в этом месте сплайн от оси цилиндра. Далее, команда сдвиг.
Здравствуйте Михаил. Что то у меня не получается сделать так как вы говорите. Слово (наворачивайте) на цилиндр непонятно. Команда проецирование на поверхность всегда проецирует только на 180 градусов, а с противоположной стороны создаёт копию линии. Что делать?
Нашёл что я делал не так. На цилиндре всё получилось. Огромное спасибо Михаил. Но вопросы ещё остались. Скажите пожалуйста как навернуть спираль переменного шага на конус с плавным переходом (как ножка у бокала). В этой опции не получается. Спасибо.
Михаил, а моги бы показать как построить оребрение на трубе, то есть оребрение по винтовой линии и при этом образующая поверхность оребрения кривая (волной), волной по большему и меньшему диаметру оребрения.
Пришлите пожалуйста мне на почту фото/картинки того, что должно получиться, попробую помочь. По словесному описанию тяжело понять.
На первый взгляд, кажется, что оребрение можно построить инструментом Пружина, а потом просто выдавить волну в режиме удаления материала внутри и снаружи, создав соответствующий эскиз на торце трубы.
Спасибо, Михаил!!!
Долго искал возможность выдавливания на последней стадии.
Спасибо, Михаил! Весьма познавательно, «арсенал» моих инструментов пополнился :))
А линию стыка поверхности, похоже, убрать не получится (подумал сначала про инструмент сшивки поверхностей, но в данном случае он, видимо, не сработает) ?
Эта линия просто граница грани. Убрать ее можно включив стиль отображения «Тонированный», а если «Тонированный с кромками» — то ее конечно видно будет. Сшивка поверхностей для других целей — если есть 2 отдельных поверхностных тела, сшивка сделает из них одно. Это как «Объединить» для твердых тел — т.е булева операция. А здесь мы просто видим место стыка граней.
Если посмотреть еще глубже, то это направляющая Лофта — линия по которой он делает переход одного сечения в другое. Увидеть это можно зайдя в редактирования Лофта -> Вкладка «Переход» -> Снять галочку «автоматическое отображение» — и эту линию можно будет перемещать.
ОК. Спасибо еще и за подробный комментарий !
Спасибо за урок, подчерпнул нового=)
Рад, что Вам понравилось!