Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины ОП.13 Компьютерная графика для студентов очной формы обучения специальности СПО 35.02.07 Механизация сельского хозяйства

Департамент образования, науки и молодежной политики Воронежской области

государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение Воронежской области

«Лискинский аграрно-технологический техникум»

ОП.13 КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины

для студентов очной формы обучения

специальности СПО

35.02.07 «Механизация сельского хозяйства»

Лиски

2016 г.

Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины ОП.13 Компьютерная графика. Учебно-методическое пособие предназначено для студентов специальности 35.02.07 Механизация сельского хозяйства.

Авторы:

Сазанова А. А., преподаватель

Рецензенты:

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Целью дисциплины «Компьютерная графика» является практическое освоение студентами технологии разработки графических конструкторских документов, реализованной в среде универсальной графической системы «КОМПАС». Система «КОМПАС» является не только прикладной системой автоматизации чертежно-графических работ, но и мощным средством моделирования сложных каркасных, полигональных (поверхностных) и объемных (твердотельных) конструкций. Программы данного семейства автоматически генерируют ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже. Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели. Имеется возможность связи трёхмерных моделей и чертежей со спецификациями, то есть при «надлежащем» проектировании спецификация может быть получена автоматически; кроме того, изменения в чертеже или модели будут передаваться в спецификацию, и наоборот.

«КОМПАС» выпускается в нескольких редакциях: «Компас-График», «Компас-СПДС», «Компас-3D», «Компас-3D LT», «Компас-3D Home». «Компас-График» может использоваться и как полностью интегрированный в «Компас-3D» модуль работы с чертежами и эскизами, и в качестве самостоятельного продукта, предоставляющего средства решения задач 2D-проектирования и выпуска документации. «Компас-3D LT» и «Компас-3D Home» предназначены для некоммерческого использования.

При изучении дисциплины за основу взята редакция «Компас-3D» V15 (лицензионная).

 

Тема 1. Дисциплина «Компьютерная графика». Области применения компьютерной графики.

Компьютерная графика – это раздел информатики, в котором изучаются методы и средства для преобразования данных в графическую форму представления и из графической с помощью ЭВМ.

В настоящее время компьютерная (машинная) графика находит самое широкое применение в различных областях науки и техники, промышленности, в экономике, управлении, обучении.

Области применения компьютерной графики:

Научная графика. Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства – графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

Деловая графика – это область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки – вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.

Конструкторская графика используется в работе инженеров–конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.

Иллюстративная графика – это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика, ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и «движущихся картинок». Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объемом вычислений. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная анимация – это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране рисунке начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения. Мультимедиа – это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.

Графика для Интернета. Появление глобальной сети Интернет привело к тому, что компьютерная графика стала занимать важное место в ней. Все больше совершенствуются способы передачи визуальной информации, разрабатываются более совершенные графические форматы, ощутимо желание использовать трехмерную графику, анимацию, весь спектр мультимедиа.

Вопросы для самопроверки:

Что такое компьютерная графика?

Перечислите области применения компьютерной графики.

 

Тема 2. Кодирование графической информации. Разновидности графических изображений.

Как и все виды информации, изображения в компьютере закодированы в виде двоичных последовательностей. Используют два принципиально разных метода кодирования: растровое и векторное.

Растровое кодирование.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов. Пиксель – минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом. В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные точки, причем каждой точке присваивается значение его цвета, т. е. код цвета.

Например, возьмем черно-белое изображение ромба и наложим на него сетку, которая разбивает изображение на квадратики. Такая сетка называется растром. Далее для каждого квадратика определим цвет (черный или белый). Для тех квадратиков, в которых часть оказалась закрашена черным цветом, а часть белым, выберем цвет в зависимости от того, какая часть (черная или белая) больше. В результате получается так называемый растровый рисунок, состоящий из квадратиков-пикселей. Разбив «обычный» рисунок на квадратики, мы выполнили его дискретизацию. Двоичный код для черно-белого рисунка, полученного в результате дискретизации можно построить следующим образом: заменить белые пиксели нулями, а черные – единицами; выписать полученные значения в строку таблицы одну за другой.

В процессе дискретизации производится кодирование, т. е. присваивание каждой точке конкретного значения цвета в форме кода. Качество изображения тем выше, чем большее количество цветов используется. Совокупность используемых цветов образует палитру цветов. Наиболее распространенными значениями глубины цвета при кодировании цветных изображений являются 8, 16 или 24 бита на точку.

С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая система цветопередачи называется RGB. При передаче изображений на принтерах используется палитра цветов в системе CMY, цвета в которой формируются путем вычитания из белого цвета определенных цветов (голубого, пурпурного, желтого).

Преимущества растровой графики:

Простота получения для довольно сложных объектов (сканер, цифровая камера).

«Фотореалистичность».

Стандартизованность форматов файлов.

Крайне широкая распространенность, как в компьютерных технологиях, так и в полиграфии.

Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.

Основные недостатки растровой графики:

Большой размер файла, тесно связанный с качеством и никак не зависящий от изображенных объектов.

Фиксированность качества, определяемая разрешением.

Относительная невозможность масштабирования (без потерь).

Невозможность поворота без искажений на угол, отличающийся от 90°.

Ограниченность использования текста и векторных объектов.

Существует много разных форматов растровых рисунков. Чаще всего встречаются следующие:

BMP (англ. bitmap – битовая карта, файлы с расширением .bmp) – стандартный формат в операционной системе Windows; поддерживает кодирование с палитрой и в режиме истинного цвета;

JPEG (англ. Joint Photographic Experts Group – объединенная группа фотографов-экспертов, файлы с расширением .jpg или .jpeg) – формат, разработанный специально для кодирования фотографий; поддерживает только режим истинного цвета;

GIF (англ. Graphics Interchange Format – формат для обмена изображениями, файлы с расширением .gif) – формат, поддерживающий только кодирование с палитрой (от 2 до 256 цветов); в отличие от предыдущих форматов, части рисунка могут быть прозрачными, то есть на веб-странице через них будет «просвечивать» фон; в современном варианте формата GIF можно хранить анимированные изображения; используется сжатие без потерь, то есть при сжатии изображение не искажается;

PNG (англ. Portable Network Graphics – переносимые сетевые изображения, файлы с расширением .png) – формат, поддерживающий как режим истинного цвета, так и кодирование с палитрой; части изображения могут быть прозрачными и даже полупрозрачными (32-битное кодирование RGBA, где четвертый байт задает прозрачность); изображение сжимается без искажения; анимация не поддерживается.

Примеры растровых редакторов:

Adobe Photoshop;

Corel PhotoPaint;

The Gimp;

MS Paint.

Векторное кодирование.

Для чертежей, схем, карт применяется другой способ кодирования, который позволяет не терять качество при изменении размеров изображения. Рисунок хранится как набор простейших геометрических фигур (графических примитивов): линий, многоугольников, сглаженных кривых, окружностей, эллипсов. Такой рисунок называется векторным. Основной элемент изображения векторной графики – линия. Линия представлена в памяти ПК несколькими параметрами и в этом виде занимает гораздо меньше места. Любой сложный объект можно разложить на линии, прямые или кривые. Поэтому часто векторную графику называют объектно-ориентированной. В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур. При векторном кодировании для отрезка хранятся координаты его концов, для прямоугольников и ломаных – координаты вершин. Окружность и эллипс можно задать координатами прямоугольника, в который вписана фигура.

Преимущества векторного изображения:

Полная и сравнительно простая редактируемость, в том числе отдельных объектов.

Распечатка и отображение с максимально возможным качеством (разрешением устройства).

Произвольная масштабируемость без потери качества и изменения размера файла.

Небольшой размер файла.

Возможность простого преобразования в растровый формат с любым разрешением.

Возможность создания макета страницы.

Основные недостатки векторной графики:

Программная зависимость.

Невозможно или нерационально создание сложных рисунков (фотографии).

Недостаточны живописные возможности.

Жесткость контуров и, следовательно, переходов.

Недоступно большинство эффектов трансформации, разработанных для растровых редакторов.

«Мозаичность» изображения с использованием цветов или тонов.

Привязанность к условной координатной сетке при редактировании.

Среди форматов векторных рисунков отметим следующие:

WMF (англ. Windows Metafile – метафайл Windows, файлы с расширением .wmf и .emf) – стандартный формат векторных рисунков в операционной системе Windows;

CDR (файлы с расширением .cdr) – формат векторных рисунков программы CorelDRAW;

AI (файлы с расширением .ai) – формат векторных рисунков программы Adobe Illustrator;

SVG (англ. Scalable Vector Graphics – масштабируемые векторные изображения, файлы с расширением .svg) – векторная графика для веб-страниц.

Примеры векторных редакторов:

Adobe Illustrator;

Corel Draw;

Adobe (Macromedia) FreeHand;

Microsoft Visio.

Вопросы для самопроверки:

Из чего состоит растровое графическое изображение?

Из чего состоит векторное графическое изображение?

Перечислите достоинства и недостатки растровых изображений.

Перечислите достоинства и недостатки векторных изображений.

Перечислите растровые и векторные форматы графических изображений.

 

Тема 3. Оформление чертежей: стандарты (ЕСКД).

Стандарты ЕСКД – это документы, которые устанавливают единые правила выполнения и оформления конструкторских документов во всех отраслях промышленности, строительства, транспорта. Стандарты установлены не только на конструкторские документы, но и на все виды продукции, выпускаемой предприятиями. Государственные стандарты (сокращенно ГОСТ) обязательны для всех предприятий и отдельных лиц.

Каждой группе стандартов присвоено свое обозначение. Например, в записи ГОСТ 2-301 – 68 цифра 2 (с точкой после нее) указывает на принадлежность стандарта к ЕСКД, цифра 3 указывает группу стандартов, 01 – номер стандарта, а 68 – год его регистрации.

Форматы, рамка чертежа

(ГОСТ 2.301-68)

Форматы. Чертежи и другие конструкторские документы выполняют на листах определенных размеров. Для экономного расходования бумаги и удобства хранения чертежей стандарты ЕСКД устанавливает строго определенные форматы листов, форматы листов определяются размерами внешней рамки, по которой обрезают листы.

ГОСТ 2.301-68 устанавливает пять основных форматов для чертежей и других конструкторский документов: А0, А1, А2, А3, А4. Площадь формата А0 равна ~ 1м2. Другие основные форматы могут быть получены последовательным делением формата А0 на две равные части параллельно меньшей стороне соответствующего формата. Размеры сторон основных форматов приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Размеры сторон основных форматов

Рамка. Каждый чертеж должен иметь рамку, которая ограничивает его поле (рис. 1). Линии рачки проводят сверху, справа и снизу на расстоянии 5 мм от внешней ранки (выполненной тонкой линией), а с левой стороны на расстоянии 20 мм от нее. Эту полоску оставляют для подшивки чертежей.

Рис. 1 – Рамки чертежа

Основная надпись чертежа

(ГОСТ 2.104-68)

На чертежах в правом нижнем углу помещается основная надпись чертежа (рис. 2). Форму, размеры и содержание ее устанавливает ГОСТ 2.104-68: на чертежах и схемах – форма 1 (рис. 2); на текстовых документах – форма 2 и 2а (рис. 2).

Рис. 2 – Основная надпись чертежа

В учебных заведениях заполняют следующие графы (графы обозначены числами в скобках):

графа 1 – наименование изделия, изображенного на чертеже. Вначале пишут имя существительное, затем определения;

графа 2 – обозначение (номер) чертежа по ГОСТ 2.201-80;

графа 3 – обозначение материала детали (графу заполняют только на чертежах деталей);

графа 4 – литера, присвоенная документу (литера «У» – для учебных чертежей);

графа 5 – масса изделия в килограммах;

графа 6 – масштаб изображения;

графа 7 – наименование учебного заведения (ТГУ) и группы;

графа 8 – фамилии студента и преподавателя;

графа 9 – подписи студента и преподавателя;

графа 10 – дата подписания чертежа;

графа 11 – порядковый номер листа;

графа 12 – общее количество листов документа.

В графе с размерами 14×70 записывают то же обозначение чертежа, что и в графе 2, только повернутое на 180° для горизонтальных форматов и форматов А4, и на 90° для вертикальных форматов.

Линии, применяемые на чертежах

(ГОСТ 2.303 – 68)

При выполнении конструкторских документов применяют линии различной толщины и начертания. Каждая линия имеет свое назначение.

Сплошная толстая основная линия. Для изображения видимых контуров предметов, рамки и граф основной надписи чертежа применяют линию, называемую сплошной толстой основной. Ее толщина выбирают в пределах от 0,5 до 1,4 мм. Толщина линии обозначается строчной латинской буквой s.

Штриховая линия. Для изображения невидимых контуров предмета применяют линию, называемую штриховой. Штриховая линия состоит из отдельных штрихов (черточек) приблизительно одинаковой длины. Длину каждого штриха выбирают от 2 до 6 мм в зависимости от величины изображения. Расстояние между штрихами в линии должно быть от 1 до 2 мм, но приблизительно одинаковое на всем чертеже. Толщина штриховой линии берется от s/3 до – s/2.

Штрихпунктирная тонкая линия. Если изображение симметрично, то на нем проводят ось симметрии. Для этой цели используют штрихпунктирную тонкую линию. Эта линия делит изображение на две одинаковые части. Она состоит из длинных тонких штрихов (длина их выбирается от 5 до 30 мм) и очень коротких штришков (точек) между ними. Расстояние между длинными штрихами от 3 до 5 мм. Толщина такой линии от s/3 до s/2. Штрихпунктирную тонкую линию используют и для указания центра дуг окружностей (центровые линии). Концы осевых и центровых линий должны выступать за контуры изображения предмета, но не более чем на 5 мм.

Сплошная тонкая линия. Толщина ее от s/2 до s/3. Она используется для проведения выносных и размерных линий.

Штрихпунктирная с двумя точками тонкая линия. При построении разверток используют штрихпунктирную с двумя точками тонкую линию для линии сгиба.

Сплошная волнистая линия. Ее используют в основном как линию обрыва в тех случаях, когда изображение дано на чертеже не полностью. Толщина такой линии от s/3 до s/2.

Масштабы изображений

(ГОСТ 2.302 – 68)

В практике приходится выполнять изображения очень крупных деталей, например, деталей самолета, корабля, автомашины, и очень мелких – деталей часового механизма, некоторых приборов и др. Изображений крупных деталей могут не поместиться на листах стандартного формата. Мелкие детали, которые еле заметны невооруженным глазом, невозможно вычертить в натуральную величину имеющимися чертежными инструментами. Поэтому в черчении изображения больших деталей уменьшают, а малых увеличивают по сравнению с действительными размерами.

Масштаб – это отношение длины отрезка на чертеже к длине соответствующего отрезка в натуре. Масштабы изображений и их обозначение на чертежах стандартизованы. Стандарт разрешает выбирать следующие масштабы:

натуральная величина – 1:1;

масштабы уменьшения – 1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40; 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000;

масштабы увеличения – 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1; 40:1; 50:1; 100:1.

Масштабы записывают так: M1:2, M5:1, M1:1 и т. д. Если масштаб указывают на чертеже в специально предназначенной для этого графе основной надписи, то перед обозначением масштаба букву М не пишут.

Следует помнить, что, в каком бы масштабе ни выполнилось изображение, размеры на чертеже наносит действительные, т. е. те, которые должна иметь деталь в натуре. Угловые размеры при уменьшении или увеличении изображения не изменяются.

Нанесение размеров

(ГОСТ 2.307-68)

Различают размеры рабочие (исполнительные), каждый из которых используют при изготовлении изделия и его приемке (контроле), и справочные,указываемые только для большего удобства пользования чертежом. Справочные размеры отмечают знаком «*», а в технических требованиях, располагаемых над основной надписью, записывают: «* Размер для справок»

Не допускается повторять размеры одного и того же элемента на разных изображениях

Линейные размеры на чертежах указывают в миллиметрах, без обозначения единицы измерения, угловые – в градусах, минутах и секундах, например: 4°; 10°30'24''.

Для нанесения размеров на чертежах используют размерные линии, ограничиваемые с одного или обоих концов стрелками или засечками. Размерные линии проводят параллельно объекту, размер которого указывают. Выносные линии проводят перпендикулярно размерным (рис. 3), за исключением случаев, когда они вместе с измеряемым отрезком образуют параллелограмм (рис. 3). Нельзя использовать в качестве размерных линии контура, осевые и выносные.

Рис. 3 – Выносные линии

Минимальные расстояния между параллельными размерными линиями – 7 мм, а между размерной и линией контура – 10 мм (рис. 4). Необходимо избегать пересечения размерных линий между собой и выносными линиями. Выносные линии должны выходить за концы стрелок или засечек на 1…5 мм.

Рис. 4 – Параллельные линии

Размерные стрелки на чертеже должны быть приблизительно одинаковыми.

Размерные числа наносят над размерной линией возможно ближе к ее середине. При нанесении размера диаметра внутри окружности размерные числа смещают относительно середины размерных линий (рис. 5).

При большом количестве параллельных или концентричных размерных линий числа смещают относительно середины в шахматном порядке (рис 5).

Размерные числа линейных размеров при различных наклонах размерных линий располагают, как показано на рис. 5. Если необходимо указать размер в заштрихованной зоне, то размерное число наносят на полке линии – выноски. Для учебных чертежей высота размерных чисел рекомендуется 3,5 мм или 5мм, расстояние между цифрами и размерной линией – 0,5…1 мм.

Рис. 5 – Шахматный порядок расположения линий

При недостатке места для стрелок на размерных линиях, расположенных цепочкой, стрелки заменяют засечками, наносимыми под углом 45 градусов к размерным линиям или точками, но снаружи проставляют стрелки (рис. 6).

При недостатке места для стрелки из – за близко расположенной контурной линии последнюю можно прерывать (рис. 6).

Рис. 6 – Размерные линии

Угловые размеры наносят так, как показано на рис. 6. Для углов малых размеров размерные числа помещают на полках линий – выносок в любой зоне.

Если надо показать координаты вершины скругляемого угла или центра дуги скругления, то выносные линии проводят от точки пересечения сторон скругленного угла или от центра дуги скругления (рис. 7).

Если вид или разрез симметричного предмета или отдельных, симметрично расположенных элементов, изображают только до оси симметрии с обрывом, то размерные линии, относящиеся к этим элементам, проводят с обрывом, и обрыв размерной линии делают дальше оси или обрыва предмета, а размер указывают полный (рис. 7).

Рис. 7 – Размерные линии с разрывом

Размерные линии можно проводить с обрывом и при указании размера диаметров окружности независимо от того, изображена ли окружность полностью или частично, при этом обрыв размерной линии делают дальше центра окружности (рис. 7).

При изображении изделия с разрывом размерную линию не прерывают (рис 7).

Размерные числа нельзя разделять или пересекать, какими бы то ни было линиями чертежа. Осевые, центровые линии (рис. 8) и линии штриховки (рис. 8) в месте нанесения размерного числа допускается прерывать.

Рис. 8 – Нанесение размерных чисел

Перед размерным числом радиуса помещают прописную букву R. Ее нельзя отделять от числа любой линией чертежа (рис. 8)

Размеры радиусов наружных и внутренних скруглений наносят, как показано на рис. 9. Способ нанесения определяет обстановка. Скругления, для которых задают размер, должны быть изображены. Скругления с размером радиуса (на чертеже), менее 1 мм не изображают.

Рис. 9 – Нанесение радиусов

В случаях, если на чертеже трудно отличить сферу от других поверхностей, наносят слово «Сфера» или знак ○ (рис. 10). Диаметр знака сферы ○ равен размеру размерных чисел на чертеже.

Размер квадрата наносят, как показано на рис. 10. Высота знака равна высоте размерных чисел на чертеже.

Рис. 10 – Нанесение обозначений сферы

Если чертеж содержит одно изображение детали, то размер ее толщины или длины наносят, как показано на рис. 10.

Размеры изделия всегда наносят действительные, независимо от масштаба изображения. Размерные линии предпочтительно наносить вне контура изображения, располагая по возможности внутренние и наружные размеры по разные стороны изображения (рис. 11). Однако размеры можно нанести внутри контура изображения, если ясность чертежа от этого не пострадает.

При нанесении размера диаметра окружности знак Ø является дополнительным средством для пояснения формы предмета или его элементов, представляющих собой поверхность вращения. Этот знак проставляется перед размерным числом диаметра во всех случаях (рис. 10). В ряде случаев, пользуясь этим знаком, можно избежать лишних изображений. Так, применение знака Ø позволило для детали на рис. 11 ограничиться одним изображением.

Рис. 11 – Нанесение дополнительных обозначений

Вопросы для самопроверки:

Что такое стандарты ЕСКД?

Что обозначают цифры в записи ГОСТ?

Какие форматы используются при разработке чертежей?

Какие графы заполняются при выполнении учебных чертежей?

 

Тема 4. Введение в систему КОМПАС. Графический интерфейс, инструменты программы КОМПАС. Основные понятия.

Основные понятия системы «Компас»:

Чертеж детали - это необходимое и достаточное количество видов, сечений и разрезов для изготовления этой детали.

Вид - это изображение обращенной к наблюдателю видимой части поверхности предмета.

«Чертеж» в системе «Компас» — это основной документ системы, подразумевающий лист чертежа. Он хранится в отдельном файле специального двоичного формата ( тип файла по умолчанию *.cdw) и состоит из: рамки, основной надписи, видов, технических требований, шероховатости поверхности.

«Вид» в системе «Компас» — это любое изображение на чертеже, а не обязательно какая—либо проекция детали в строго геометрическом толковании. В частном случае - это вообще отсутствие какого-либо изображения.

Фрагмент в системе «Компас» — это другой тип документа системы (тип файла по умолчанию *.frw). Он отличается от чертежа отсутствием объектов оформления. Во фрагменте нет рамки, основной надписи, знака неуказанной шероховатости, технических требований. Фрагмент отлично подходит для эскизирования, разработок новых тем.

КОМПАС-3D – это приложение многодокументного интерфейса (Multiple Document Interface, MDI). Приложения MDI позволяют открывать несколько файлов (документов) одновременно, а также использовать для отображения данных одного документа несколько представлений (отдельных окон). Рассмотрим главное окно программы, представленное на рис. 12.

Рис. 12 – Главное окно программы «Компас-3D»

Главное окно приложения КОМПАС состоит из нескольких элементов:

• Главное меню – содержит пункты, общие для всех типов документов КОМПАС-3D, а также специальные команды, которые изменяются в зависимости от типа активного документа (деталь, чертеж и т. п.).

  Компактная панель инструментов объединяет панели инструментов, предназначенные для создания и редактирования моделей, чертежей или элементов спецификаций.

  Панели инструментов – элементы управления, содержащие кнопки, раскрывающиеся списки, поля ввода, сгруппированные по назначению и области применения.

  Дерево построения – окно древовидного представления этапов построения модели (детали, сборки) или чертежа. Этот элемент управления показывает порядок формирования пользователем данных документа, а также иерархические связи между элементами чертежа или трехмерными операциями, формирующими модель. Дерево построения позволяет легко перемещаться по документу, что существенно упрощает его редактирование.

  Окно представления документа – в этой области показаны данные документа. Это та часть главного окна, в которой будет виден результат действий пользователя: изображена модель, чертеж или строки спецификации.

  Панель свойств – на данной панели отображаются вкладки с настройками и свойствами, доступными для редактирования при выполнении команд (создания операций).

  Строка сообщений – строка, размещенная в нижней части главного окна программы и содержащая контекстную подсказку по текущей операции.

Главное меню подразделяется на: файл, редактор, вид, инструменты, операции, сервис. Более подробно рассмотрим Меню Инструменты. Меню Инструменты и Операции содержат полный набор команд для создания и редактирования графических элементов или трехмерных формообразующих операций. Все команды дублируются кнопками на различных панелях инструментов, входящих в компактную панель. Инструменты – очень разветвленный пункт системного меню. Некоторые его команды содержат несколько раскрывающихся подменю, которые в свою очередь могут также иметь вложенные меню. Именно поэтому отдельные операции целесообразнее выполнять с помощью кнопок на панелях инструментов.

Геометрия – данное подменю включает в себя команды для создания примитивов: отрезков, окружностей, эллипсов, дуг, многоугольников, сплайнов, вспомогательных примитивов и пр.

• Собрать контур – эта команда позволяет создавать контур из отдельных графических объектов, пересекающихся между собой. Контур представляет собой замкнутую линию, состоящую из дуг, отрезков или сплайнов. Очертания контура можно изменять, перетаскивая его характерные точки (они представляют собой маленькие черные квадраты, которые появляются при выделении контура). При сборке контура характерные точки появляются в местах пересечения графических объектов, формирующих контур.

  Штриховка – данная команда позволяет заштриховывать или заливать цветом произвольную замкнутую область на чертеже.

  Заливка – команда служит для создания градиентной заливки различных замкнутых контуров на чертеже (команда появилась в КОМПАС-График только с выходом десятой версии).

  Размеры – это подменю содержит команды, позволяющие поместить на документ линейные, угловые, диаметральные, а также другие типы размеров.

  Обозначения – данное подменю включает в себя команды для оформления чертежа согласно требованиям стандартов (ЕСКД, СПДС или ISO). С их помощью можно обозначать шероховатости, базы, линии выноски, допуски формы, линии разреза и т. д.

  Обозначения для ПСП – набор команд для создания на чертеже специализированных обозначений для промышленно-строительного проектирования.

  Ввод текста – эта команда служит для размещения текста в произвольном месте чертежа или фрагмента.

  Ввод таблицы – данная команда позволяет создать на чертеже таблицу.

  Выровнять позиции по горизонтали и Выровнять позиции по вертикали – эти команды дают возможность быстро привести в порядок хаотично разбросанные по чертежу линии обозначения позиций.

  Выровнять размерные линии – эта команда предназначена для выравнивания и упорядочивания размерных линий. Она позволяет расположить размерные линии для линейных размеров на одной прямой, а для угловых размеров – на одной окружности (или на окружностях с равными радиусами). Выравнивание осуществляется по указанному размеру-образцу.

  Параметризация – данное подменю содержит команды для задания и управления параметрическими зависимостями (связями) между отдельными элементами чертежа.

Меню Операции, как было сказано, появляется только для трехмерных документов. В его состав входят команды для создания эскизов, формообразующих операций, массивов, вспомогательных объектов и т. д. в трехмерном документе. Данное меню имеет различные команды для документов КОМПАС-Сборка и КОМПАС-Деталь.

• • Эскиз – эта команда запускает создание нового эскиза для его последующего использования в формообразующих операциях. автоматически становится базовой для создаваемого эскиза.

    Эскиз из библиотеки – данная команда позволяет задать в качестве эскиза одну из заготовок, предлагаемую системой КОМПАС.

    Операция – это подменю включает в себя четыре пункта, отвечающие четырем основным операциям добавления материала детали: Выдавливания, Вращения, Кинематическая и По сечениям.

    Деталь-заготовка – данная команда позволяет начать построение новой детали, основываясь на геометрии уже существующей (то есть используя ее в качестве заготовки).

    Вырезать – данное подменю аналогично подменю Операция. Оно содержит четыре команды, реализующих все те же четыре базовых операции, только теперь для удаления материала детали: Выдавливанием, Вращением, Кинематически и По сечениям.

    Пространственные кривые – это подменю включает в себя пять команд для создания точки в пространстве, конической и цилиндрической спиралей, а также пространственных ломаных и сплайнов.

    Поверхность – данное подменю содержит команды для построения трехмерных поверхностей на основе эскизов, а также для импорта поверхностей, созданных в других системах трехмерного моделирования.

    Ось – это подменю содержит команды (Через две вершины, Пересечение двух плоскостей, Через ребро и Конической поверхности), реализующие построение вспомогательных осей в модели.

    Плоскость – данное подменю предназначено для создания вспомогательных объектов при построении 3D-модели. Входящие в него команды предоставляют более десятка различных способов для построения вспомогательных плоскостей: построение плоскости на расстоянии от базовой (Смещенная), через три вершины, через ребро и вершину, под углом к другой плоскости, в виде касательной к поверхности, в виде средней плоскости и др.

    Элементы оформления – это подменю позволяет создавать в трехмерной сборке различные элементы оформления: линейные и радиальные размеры, линии-выноски, обозначения шероховатости и пр.

 

Вопросы для самопроверки:

• Что такое чертеж?

  Что такое «чертеж» в системе «КОМПАС»?

  Что такое «вид» в системе «КОМПАС»?

  Что такое «фрагмент» в системе «КОМПАС»?

  Какие инструменты располагаются на панели «Геометрия»?

 

Тема 5. Понятие геометрической формы. Нанесение размеров на чертеже с учетом геометрической формы предмета. Чертеж плоской детали.

Понятие геометрической формы.

В черчении предметом называют материальный объект, представляющий собой модель изделия или геометрического тела, деталь, сборочную единицу, комплект, комплекс. Названные предметы являются объектами изучения с точки зрения отобра­жения их геометрических, технических параметров (свойств) графическими способами.

Изучая предмет с натуры, можно получить информацию о его форме, конструктивных особенностях, материале, из которого он изготовлен, размерах, массе, покрытии, цвете, примерной стоимости изделия, функциональном назначении, эксплуатационных свойствах и др.

Геометрическая информация представляет собой совокуп­ность данных о геометрической форме предмета, положении и ориентации его в пространстве. Каждый предмет имеет свою форму, которая является его ос­новной визуальной характеристикой.

Геометрической формой называется внешний облик предме­та, характеризующийся совокупностью его геометрических свойств. К геометрическим свойствам предметов относятся: раз­меры, пропорции, взаимное расположение составляющих эле­ментов формы. Предметы бывают простой и сложной формы. К предметам простой формы относятся те, которые представляют собой гео­метрические тела: цилиндр, конус, шар, призма, пирамида. К предметам сложной (составной) формы относятся такие, которые образованы сочетанием различных геометриче­ских тел.

 

Нанесение размеров на чертеже с учетом геометрической формы предмета. Чертеж плоской детали.

Основные правила нанесения размеров вам уже известны. Рассмотрим теперь на примере чертежа предмета — опоры (рис. 13) — некоторые дополнительные сведения о нанесении размеров.

Рис. 13 – Нанесение размеров

Предмет, изображенный на рисунке 13а, можно мысленно разделить на параллелепипед с кубическим отверстием и цилиндр (рис. 13б). Их размеры и наносят на чертеже: для параллелепипеда и кубического отверстия — длину, ширину и высоту; для цилиндра— диаметр основания и высоту. Необходимо еще нанести размеры, определяющие взаимное положение частей предмета, т. е. координирующие размеры: 16, 18, 5 и 6 мм. Размеры 16 и 18 мм определяют положение цилиндра относительно параллелепипеда, являющегося основанием предмета. Размеры 5 и 6 мм определяют положение куба относительно параллелепипеда.

Размеры, определяющие высоту цилиндра и кубического отверстия, в данном случае наносить не нужно. Высота цилиндра определяется как разность между общей высотой предмета (36 мм) и толщиной параллелепипеда (14 мм) и равна 22 мм. Высота кубического отверстия определяется высотой основания, т. е. она равна 14 мм.

Каждый размер на чертеже указывают только один раз. Например, если на главном виде (рис. 13а) нанесен размер основания цилиндра диаметром 20, то на виде сверху его наносить не надо.

В то же время чертеж должен содержать все размеры, необходимые для изготовления предмета. Очень часто школьники забывают нанести такие размеры, как 16, 18, 5 и 6 мм, без которых невозможно определить на чертеже взаимное положение частей предмета.

На чертежах обязательно наносят габаритные размеры. Габаритными называют размеры, определяющие предельные (наибольшие и наименьшие) величины внешних (и внутренних) очертаний изделий. На рис. 13 это размеры 67, 32, 36. При нанесении размеров меньшие размеры располагают ближе к изображению, а большие — дальше. Так, размер 14 на главном виде (рис. 13а) находится ближе к изображению, а 36—дальше. Благодаря соблюдению этого правила удается избежать лишних пересечений размерных и выносных линий. Таким образом, габаритные размеры, которые всегда больше других, располагают дальше от изображения, чем остальные. Без габаритных размеров чертеж не закончен.

На рисунке 14 а и б приведены два примера нанесения размеров детали типа вал. В первом случае правильное, во втором - неудачное, с ошибками. Ошибки выделены цветом.

Рис. 14 – Нанесение размеров

Размеры необходимо наносить так, чтобы удобно было читать чертеж и при изготовлении детали не выяснять что-либо путем подсчетов. На первом чертеже (рис. 14а) длина детали —100 мм — видна сразу. На втором (рис. 14б) – ее надо подсчитывать.

Размеры наносят, как правило, вне контура изображения и так, чтобы размерные линии по возможности не пересекались между собой. Цифры пишут над размерными линиями, тогда чертеж удобно читать. На рисунке 14б это не везде выдержано. Размеры диаметром 30, 40, 20 (справа) расположены внутри контура изображения. Размеры диаметром 20 нанесены под размерной линией. Размер диаметром 50 вынесен далеко вправо, что привело к пересечению многих выносных линий и осложнило понимание чертежа. В данном случае его удобней нанести, как на рисунке 14а.

Осевая (штрихпунктирная) линия должна выходить за контур изображения примерно на 3 мм и не пересекать размерное число. На рисунке 14б это не выдержано. Неудачно проведены и выносные линии, они не выходят за размерные линии или проведены слишком далеко.

У деталей, имеющих форму тел вращения, часто торцовые кромки срезают на конус. Этот элемент называют фаской. Ее назначение — облегчить сборку деталей, защитить кромки от повреждения, а руки рабочего от порезов.

Наиболее часто встречаются фаски под углом 45°. Их размеры наносят записью, например 2X45°, где 2—высота фаски (рис. 15а). Если встречается несколько одинаковых фасок, их размер наносят один раз с указанием количества (рис. 15б).

Рис. 15 – Нанесение размеров фаски

 

Размеры фасок под другими углами указывают линейным и угловым размерами, а не надписью (рис. 15в).

 

Вопросы для самопроверки:

Определение геометрической формы.

Перечислите предметы простой формы.

Перечислите предметы сложной формы.

Сколько раз можно указывать один и тот же размер на чертеже?

Где следует наносить размеры на чертеже?

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Библиотека обучающей и информационной литературы [Электронный ресурс]. – http://www.k2x2.info/kompyutery_i_internet/kompas_3d_v10_na_100/p4.php.

Большаков В. П. Инженерная и компьютерная графика. Практикум / В. П. Большаков. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 592 с.: ил.

Большаков В.П. КОМПАС-3D для студентов и школьников. Черчение, информатика, геометрия / В. П. Большаков. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 304 с.: ил.

Большаков В. П. Создание трехмерных моделей и конструкторской документации в системе КОМПАС-3D / В. П. Большаков. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 496 с.: ил.

Залогова Л. А. Компьютерная графика. Элективный курс: Учебное пособие / Л. А. Залогова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 2012 с.: ил.

Зиновьев Д. В. Правила оформления чертежей [Электронный ресурс] / Д. В. Зиновьев. – http://autocad-lessons.ru.

Черчение для всех [Электронный ресурс]. - http://veselowa.ru/