Cvičení 4 DALŠÍ MOŽNOSTI PARAMETRICKÉHO 3D MODELOVÁNÍ Složitější postupy tvorby tělesa – tažení, šablonování a skořepina. Model je koncovka hadice vysavače. Do té rozšířené části vzadu přijde zašroubovat hadice vedoucí k vysavači, do předního konce se zasunují trubky nekruhového průřezu.
1. Rozvržení postupu Trubku rozložíme do několika částí: - střední zahnutá část s konstantním průřezem - hrdlo pro hadici - nekruhová objímka pro vsunutí trubky - přechodová plocha mezi kruhovou a nekruhovou částí. V tomto pořadí budeme sestavovat i celé těleso. 2. Střední zahnutá část s konstantním průřezem. Tato část by se s použitím dosud známých postupů vysunutí a rotace dělala obtížně – nejprve vysunout jednu krajní rovnou část, pak rotovat oblouk a opět vysouvat rovně. Tento postup jde nahradit jedinou operací - tažením. Tažení tedy umí vyrobit těleso tak, že nějaký profil táhne podle zvolené dráhy –tzv. trajektorie. Před jeho použitím musíme tedy nakreslit jak čáru představující trajektorii, tak profil, který se bude podél trajektorie táhnout. Trajektorie může být libovolná křivka buď v rovině nebo i v prostoru. Omezení spočívá v tom, že těleso vznikající tažením se nesmí zabořit samo do sebe, tj. trajektorie se nesmí křížit nebo její jednotlivé části přiblížit tak, že by se profily protnuly. Trajektorií začneme i my, nakreslíme tedy ve stávající rovině následující návrh: Je to buď úsečka, oblouk, úsečka nebo ze stejných částí složená křivka.
Z tohoto návrhu vyrobíme 2D trajektorii. Příkaz najdeme tam co už známý profil, v roletce je to jen kousek vpravo. Po spuštění vybereme objekty, které tvoří trajektorii, výběr zakončíme entrem. Dále se chce počáteční bod trajektorie – to je vlastně začátek tažení. Leží vždy na jednom konci trajektorie a určuje tedy vlastně směr budoucího tažení – klikneme poblíž jednoho konce trajektorie – chceme-li to mít jako zde, pak vybereme levý konec. V tuto chvíli se na tento konec trajektorie umístí pracovní bod a následuje poslední dotaz, zda tam chceme vytvořit kolmou pracovní rovinu. Odpovíme ano, protože tato rovina se nám bude velmi hodit, až budeme vyrábět profil, který se pak potáhne. Tím je příkaz u konce a otočíme-li se trochu do prostoru bude obrázek jako zde vpravo. Tajektorii nyní zakótujeme jako obvykle. První úsečka od počátku je 10, rádius je 80, druhá úsečka 60 a úhel 120o . Oblouk navazuje na úsečky vazbou tečnost. (Chcete-li to vidět natočené jako zde, je to pravé přední izo.) Tím je trajektorie hotová a můžeme vyrobit profil, který se potáhne. Protože jsme si předtím nechali vyrobit tu rovinu, máme náčrtovku přesně tam, kde má být a lze ihned nakreslit kružnici – trubka je zde kruhová. Kružnici nakreslíme kamkoliv a vyrobíme z ní profil, tak jak jsme to dělali doposud. Zakótujeme průměr na 40 a nyní musíme kružnici přikótovat k trajektorii. Zde je ale jeden háček. Systém totiž do středu té kružnice nasadil fixní bod, trajektorie má také fixní bod ve svém počátku a tak to nejde přikótovat. Musíme nejprve zrušit fixní bod u kružnice (klasicky pomocí „vymazat vazbu“). U kružnice proto, že trajektorie by měla zůstat fixním bodem svázána s pracovním bodem na jejím konci. Pak už můžeme zakótovat střed kružnice, ale ne k trajektorii (to nejde), ale k tomu pracovnímu bodu v počátku trajektorie (proto tam ten pracovní bod je a proto jsme tam nechali i fixní bod u trajektorie). Při kótování tedy ukážeme na kružnici a pracovní bod. Obě kóty budou pochopitelně 0, aby střed kružnice seděl v počátku trajektorie. Tím je vše připraveno pro tažení.
Tažení najdete opět tam, co je vysunutí nebo rotace. Po jeho spuštění se v dialogovém panelu zvolí typ tělesa = kolmo, protože profil je po celé délce kolmý na trajektorii, ukončení = trajektorie, protože chceme udělat těleso po celé délce trajektorie a úhel zúžení = 0.
Po stisknutí OK se vytáhne těleso. Zatím to sice není trubka, ale plná tyč což je ovšem správně, protože jsme táhli kružnici a ne mezikruží. Nevadí, až nadejde ten správný okamžik, trubku z toho vyrobíme snadno.
3. Hrdlo pro hadici Náčrtovou rovinu umístíme do čelní roviny na druhé straně tělesa, než jsme kreslili teď – tedy na konci té delší rovné části. Nakreslíme kružnici, uděláme z ní profil. Vazbou soustřednost ho připojíme k tělesu a zakótujeme průměr na 45. Pak klasickým vysunutím vyrobíme hrdlo - parametry jsou jpřipojení, naslepo, délka 40 a šipka směrem ven z tělesa, hrdlem se tedy těleso o těch 40 prodlouží. Hranu mezi hrdlem a trubkou (viz dolní obr.) zkosíme na 2.5x45o. (Obrázek je ještě před zkosením)
4. Nekruhová objímka pro vsunutí trubky Nekruhová část pro nasunutí trubky začíná 50 od konce kruhové části. Těch 50 pak vyplní přechodová plocha “z kulata na hranato“. Nejprve musíme vyrobit pracovní rovinu vzdálenou 50 od konce trubky a paralelní s rovinou, která tam už je od začátku - modifikátory roviny tedy jsou 1. paralelní a 2. vzdálenost a do okénka vzdálenost přijde těch 50. Pozor na šipky, musí jít od tělesa pryč, aby skutečně vznikla mezera. Do této roviny nakreslíme návrh dle obrázku (3 úsečky a oblouk), vyrobíme profil. Dosadíme vazby tečnosti, pak soustřednosti přichytíme k tělesu a vazbou stejný rádius zajistíme rádius oblouku. Zakótujeme polohu úsečky na 20. Vysunutím naslepo o vzdálenost 40 přidáme objímku. Směr bude opět od tělesa, aby tam skutečně zůstala mezera 50. Nakonec zaoblíme obě podélné hrany poloměrem 5. (obrázek je před zaoblením).
Pozor, to co jsme vyrobili nejsou dvě tělesa, ale pořád jedno. Je sice nespojité, což v reálu nejde, ale počítač snese vše. Teď by zcela logicky měl následovat přechodový mezikus a pak finální operace – z plného materiálu vykouzlit trubku. Jenže to nejde. Operace, která umí dělat trubku, selhává na složitých plochách a ten přechod složitá plocha je. Takže to musíme otočit. Nejprve uděláme trubku a pak doděláme ten mezikus. 5. Skořepina Skořepina je správný název pro tu trubku. Je to těleso, jehož tloušťka stěn je mnohem menší, než ostatní rozměry. Příkaz najdeme mezi umístěnými konstrukčními prvky, tedy tam, co je díra, zkosení, zaoblení, pole,... Přepínačem vnitřní, vnější a střední volíme, kam se tloušťka stěny (v okénku vedle) nanese od nynějšího povrchu tělesa. My chceme, aby nynější rozměr byl vnější rozměr budoucí skořepiny, proto volíme vnitřní. Tloušťka stěny je 2. Kdybychom to takhle nechali, nevyrobíme však trubku, ale těleso s dutinou uvnitř. Nikde jsme totiž zatím nezadali, že ta čela mají být
děravá. Že jsou děravá vlastně znamená, že plochy čel nebudou „potaženy“ stěnou skořepiny. Musíme proto čela vyjmout. Na to stiskneme knoflík „Přidat“ v části „Vyjmuté plochy“ a klikneme na hranu prvního čela. POZOR: musí svítit skutečně pouze hrany okolo čela a ne ty boční – to lze přepnout levým na myši. Až je to správně, entrem potvrdíme. Hned můžeme kliknutím na další hranu vybrat další čelo. Protože naše těleso je nespojité, musíme takto postupně vybrat všechna čtyři čela. Až takto označíme všechna čela, entrem místo dalšího výběru ukončíme označování ploch a vracíme zpět do dialogového panelu. Zde už zbývá OK a je trubka. Přesvědčíme se otáčením, že je to opravdu děravé.
Pozn.1: skořepina umožňuje dělat i skořepinu s nestejnou tloušťkou stěn. Pak se musí ve spodní polovině dialogového panelu kliknout na Nová, zadat tloušťku a přidat plochy (stejným způsobem jako pro vyjmutí), které mají mít tuto tloušťku. Takovýchto množin tam může být i více. Pozn.2: jedno těleso může obsahovat jen jednu skořepinu 6. Přechodový mezikus Na výrobu takovýchto složitých tvarů slouží postup, který se jmenuje šablonování. Jeho princip spočívá v tom, že nejprve sestrojíme řadu průřezů - minimum jsou dva (mohou to být buď profily nebo hrany již hotových těles) a šablonování je propojí. Při tom si můžeme zvolit typ propojovacích čar buď lineární – pak na hranách profilů vznikají ostré zlomy, nebo kubický – pak jsou hrany vyhlazeny (jde pak ještě volit výchozí a koncový úhel sklonu stěny).
Příkaz najdeme v roletce u vysunutí, rotace atd. Po jeho spuštění vybereme za hranu čelo nekruhové části. Protože čelo obsahuje 2 obrysy (vnější a vnitřní), požaduje systém upřesnit, který chceme – chceme vnější (opět se to klasicky přepíná levým na myši a potvrzuje pravým). Stejně vybereme i protilehlou kruhovou hranu. Nyní máme již vybráno vše a entrem se vrátíme do dialogu.V dialogu volíme připojení, ukončení průřezy, typ kubické - úhly necháme 90o. V každém případě necháme zatrženou minimalizaci zkroucení a můžeme OK. Pozn. Na těch pomalejších strojích je teď čas na malou svačinku – operace je náročná. Chce to trpělivost, nechejte PC v klidu počítat. Po vystínování to vypadá skvěle, ale při otáčení z hrůzou zjistíme, že jsme si naší trubku pěkně zašpuntovali. Protože jsme pro šablonování vybrali pouze vnější hranu (jinak to nešlo), a operace byla připojení, vznikl opět „špalek“. Náprava je jednoduchá. Spustíme šablonování ještě jednou, vybereme opět ta čela (chce to nevystínovaný model) – systém nyní už automaticky vybere tu vnitřní hranu a v dialogu změníme operaci připojení na odříznutí!!! a jinak zůstane vše stejné. Po OK se nyní uvnitř podle vnitřních stěn opět vyrobí mezikus a protože je operace odříznutí, tak prorazí díru. Tím je trubka opět průchozí.
7. Díra v nekruhové objímce Pro zajištění trubky slouží otvor v rovné části objímky, do kterého zapadne pojistka na trubce. Otvor je kruhový, v ose, 20 od konce trubky a má průměr 15. Jeho výroba má jediný háček – jedna z hran je zaoblená a nejde k ní přichytit díra od dvou hran. Musíme si pomoci buď pracovním bodem a nebo prorazit díru vysunutím profilu kružnice.
8. Bonbónek na závěr – závit v hrdle pro našroubování hadice Pro vyříznutí závitu je třeba nejprve zvětšit tloušťku stěny hrdla na 3. V prohlížeči klikneme pravým na skořepinu, dáme upravit a ve spodní části dialogu klikneme na Nová. Do okna tloušťka napíšeme 3 a po kliknutí na Přidat vybereme válcovou část hrdla. Ukončením výběru se vrátíme do dialogu, kde potvrdíme OK. Poté aktualizujeme těleso a tloušťka hrdla se zvětší na 3. Tím jsme vlastně vyrobili skořepinu s různými tloušťkami stěn – zbytek trouby zůstal na původních 2. Vlastní závit vyrobíme opět tažením, postup bude stejný jako na začátku, pouze trajektorie nebude 2D ale 3D. 3D trajektorii můžeme vytvořit sami nějakou splineou, ale pro případ šroubovice máme pomocníka, který jí udělá sám. Nejprve musíme umístit náčrtovou rovinu do čela hrdla – tedy vlastně na konec trubky. Pak spustíme 3D trajektorii (je v roletě hned vedle 2D trajektorie) a z nabídky vybereme volbu Spirála. Poté na žádost vybereme vnitřní válcovou plochu hrdla. Dialogový panel vyplníme dle obrázku.
Volbou obrátit nasměrujeme modře se kreslící náhled šroubovice do trubky. Rovina profilu umožňuje nechat si na začátku trajektorie opět nakreslit pracovní rovinu – volíme osa/trajektorie, aby rovina zároveň procházela středem trubky. IK, akceptovat směr os a je to.Teď to chce velký zoom na místo počátku trajektorie a v prohlížeči můžeme zhasnout pracovní bod který tam je – jen překáží a my ho na nic tentokrát potřebovat nebudeme. Zbývá maličkost – nakreslit profil „žlábku“ – tj závitu, který tam vyřízneme. Zde je pro jednoduchost kružnice, znalci si mohou nakreslit i jiný profil. Důležité je, aby profil byl přikótován k trubce vlastně před trubkou – tím je zaručen plynulý začátek závitu. Zbývá tažení s parametrem odříznutí. Operace je tentokrát náročná i pro rychlé stroje – chce to trpělivost.
