Donate

Традиционное моделирование методом CSG (КБГ)

Моделирование для проектирования продукта

Руководство:Начало

Верстак Draft в FreeCAD является связующим звеном между 2D черчением и 3D моделированием, что делает его уникальным по сравнению с традиционными 2D CAD системами, такими как AutoCAD. Хотя FreeCAD работает в полностью трёхмерной среде, верстак Draft разработан таким образом, чтобы предоставить пользователям привычные инструменты для 2D-черчения, обеспечивая при этом гибкий переход между 2D-эскизами и 3D-объектами. Например, вы можете задать пользовательские рабочие плоскости для рисования на определённых поверхностях или в определённых ориентациях, что позволяет строить параметрические модели. Поскольку FreeCAD является параметрическим, любые изменения, внесенные в размеры, автоматически обновляются во всем проекте.

Одной из сильных сторон верстака Draft Workbench является его обширный набор инструментов, включающий как базовые средства рисования, так и расширенные инструменты модификации. Эти инструменты можно использовать не только для 2D-черчения, но и для манипулирования объектами в 3D-пространстве. Вы можете задавать рабочие плоскости, определять сетки и накладывать ограничения, чтобы геометрические связи оставались неизменными во всём проекте. Чертёжные объекты можно изменять и перемещать с помощью режимов привязки и различных ограничений, что значительно упрощает точное черчение.

Некоторые из инструментов, находящихся в верстаке Draft:

1. Инструменты рисования:

• Линия, Полилиния (ломанная): Эти инструменты позволяют создавать отрезки прямых линий или непрерывные полилинии, которые можно ограничивать и преобразовывать в 3D-фигуры..
• Окружность, Эллипс, and Дуга: Используется для определения базовых круглых и эллиптических форм с возможностью дальнейших манипуляций.

1. Инструменты для управления:

• Переместить, Повернуть or Масштабировать: Эти операции работают как в 3D, так и в 2D, обеспечивая гибкость при позиционировании объектов..
• Смещение: Как и в традиционных системах автоматизированного проектирования, это позволяет создавать параллельные линии или кривые.
• Укоротить/Продлить и Растянуть: Изменяет линии и фигуры, обрезая или удлиняя их, до пересечения с другими объектами.
• Зеркально and Массив: Эти инструменты воспроизводят и моделируют объекты, идеально подходят для изготовления повторяющихся деталей.

Система привязок в верстаке Draft Workbench FreeCAD создана для точности. Работая в 2D или 3D, вы можете привязываться к таким важным точкам, как конечные точки, середины и центры окружностей, что позволяет легко позиционировать элементы относительно друг друга. Такие режимы, как привязка к перпендикулярам, касательным и пересечениям, дополнительно повышают точность. В сочетании с рабочей плоскостью и системой координатной сетки эти инструменты обеспечивают точное выравнивание объектов и компонентов.

Параметрическая природа FreeCAD позволяет накладывать ограничения на проектируемые элементы, обеспечивая сохранение геометрических связей. Например, вы можете сделать линии параллельными или перпендикулярными и задать фиксированные расстояния между элементами. Эти ограничения могут быть скорректированы позже, что делает изменения в дизайне плавными и последовательными в рамках всего проекта. Верстак Draft также легко интегрируется с другими верстаками FreeCAD, такими как Sketcher, который предназначен для параметрического 2D-проектирования с более жёсткими ограничениями, и TechDraw, который позволяет создавать технические 2D-чертежи для целей документации.

Дополнительные возможности верстака Draft включают в себя возможность импорта и экспорта файлов в форматах DXF и SVG, что позволяет работать с проектами и обмениваться ими с пользователями других CAD-программ. Скрипты Python ещё больше расширяют возможности FreeCAD, позволяя автоматизировать задачи или создавать пользовательские рабочие процессы. Вы можете писать скрипты, которые генерируют черновые объекты на основе определённых геометрических правил, оптимизируя повторяющиеся задачи.

Для демонстрации работы и возможностей верстака Draft мы пройдём через простой пример, результатом которого будет этот простой чертёж, показывающий план маленького дома, содержащего лишь варочную плиту (немного абсурдно, но здесь мы можем делать что хотим, верно?):

• Переключимся на Верстак Draft
• Как и во всех приложениях для технического черчения, следует правильно настроить среду, это сэкономит вам много времени. Если вы хотите персонализировать работу в верстаке Draft, вы можете легко сделать это, изменив различные настройки в панели параметров верстака Draft, перейдя в меню Правка → Параметры → Draft. Однако в этом упражнении мы будем действовать так, как если бы эти настройки были оставлены по умолчанию.

• Панель настроек Draft в FreeCAD позволяет настраивать различные аспекты среды 2D черчения. В разделе „“'Общие настройки'„“ вы можете определить рабочую плоскость по умолчанию, настроить точность десятичных дробей, а также установить ширину, стиль и цвет линий по умолчанию для объектов. Раздел „“'Сетка и привязка'„“ позволяет управлять видимостью сетки, интервалом и режимами привязки, обеспечивая точное выравнивание и позиционирование элементов. Параметры „“'Визуального стиля'„“ позволяют настроить внешний вид объектов и сетки, включая цвета линий и заливки. В разделе «Текст и размеры» можно настроить размер, шрифт и цвет текста по умолчанию для аннотаций, что обеспечит ясность на технических чертежах.

• Включение всех кнопок привязки удобно, но также замедляет отрисовку, поскольку при перемещении курсора мыши приходится выполнять больше вычислений. Часто лучше оставить только те, которые вы действительно будете использовать.

• Давайте начнём с включения вспомогательного режима построения, который позволит нам нарисовать некоторые ориентиры, по которым мы будем рисовать нашу окончательную геометрию. Для этого нужно нажать на кнопку Переключить режим построения.
• При желании можно установить рабочую плоскость в XY. Это позволит зафиксировать рабочую плоскость, чтобы она оставалась в плоскости XY независимо от того, как вы меняете вид. Если этого не сделать, рабочая плоскость будет автоматически адаптироваться к текущему виду, то есть вам нужно будет убедиться, что вы находитесь в виде сверху, когда хотите чертить на плоскости XY (поверхность земли), чтобы избежать непреднамеренного изменения ориентации.

Давайте приступим к созданию базовой формы нашего плана.

• Нажмите кнопку Прямоугольник.
• Нарисуйте прямоугольник размером 2 метра на 2 метра, начиная с точки (0,0,0), оставив координату Z равной нулю. Весь этот процесс можно эффективно выполнить с помощью клавиатуры, не прибегая к помощи мыши. Просто введите:
  • re, Ввод, Ввод, Ввод, 2м, Ввод, 2м, Ввод, 0 и Ввод.

Этот рабочий процесс, осуществляемый с помощью клавиатуры, ускоряет черчение, особенно при работе с повторяющимися задачами или точным вводом, что делает его идеальным для пользователей, желающих оптимизировать свой рабочий процесс. Вы можете просмотреть нажатия клавиш для каждого объекта, наведя курсор на соответствующую кнопку.

• Продублируйте этот прямоугольник на 15 см внутрь, используя Смещение, включив режим копирования и задав расстояние 15 см:

• Это все, что нам нужно, и мы можем выключить режим построения. Проверьте, что вся строительная геометрия была помещена в группу "Construction (Вспомогательные)", что позволяет легко скрыть её всю сразу или даже полностью удалить впоследствии.
• Теперь давайте нарисуем две части стены с помощью Полилиния. Убедитесь, что привязка к пересечению включена, так как нам нужно будет привязываться к пересечениям наших линий и прямоугольников. Нарисуйте две плилинии следующим образом, щёлкая по всем точкам их контуров. Чтобы закрыть их, либо снова щёлкните по первой точке, либо нажмите кнопку Закрыть:

• Теперь мы можем скрыть вспомогательную геометрию, щёлкнув правой кнопкой мыши на группе "Construction (Вспомогательные)" и выбрав Скрыть выбранное.
• Теперь давайте нарисуем окна и двери. Убедитесь, что привязка к средней точке включена, и нарисуйте шесть линий, как показано ниже:

• Теперь мы изменим линию двери, чтобы создать символ открытой двери. Начнём с поворота линии с помощью Повернуть. Выберите конечную точку линии в качестве центра вращения; затем укажите базовый угол 0 и поворот -90.
• Затем создайте дугу раскрытия с помощью Дуга. Выберите ту же точку, что и центр вращения, который мы использовали в предыдущем шаге, в качестве центра, щёлкните по другой точке линии, чтобы задать радиус, а затем начальную и конечную точки следующим образом:

• Теперь мы можем начать размещать мебель. Для начала поместим столешницу, нарисовав прямоугольник от верхнего левого внутреннего угла шириной 170 см и высотой -60 см. На рисунке выше, параметр Transparency (Прозрачность) прямоугольника установлен в 80%, чтобы получить красивый мебельный вид.
• Затем добавим раковину и варочную поверхность. Рисование таких символов вручную может быть утомительным, и их обычно легко найти в интернете, например на http://www.cad-blocks.net . В нижеследующем разделе Загрузки, например, мы разделили раковину и плиту с этого сайта, и сохранили их как файлы DXF. Вы можете загрузить эти два файла по нижеследующим ссылкам, щелкнув правой кнопкой мыши и выбрав Raw , а затем save as.
• Вставка файла DXF в открытый документ FreeCAD может производиться либо выбором в меню Файл → Импортировать, или перетаскиванием файла DXF из файлового менеджера в окно FreeCAD. Содержимое файлов DXF не может появиться прямо в центре Вашего текущего вида, в зависимости от того, где он был в файле DXF. Используйте меню Вид → Стандартные виды → Уместить всё, чтобы найти импортированные объекты. Вставьте два файла DXF, и поместите их на подходящем месте на столешнице:

• Теперь мы можем разместить пару размеров с помощью Размер. Чтобы создать размер, нужно выбрать три точки: первая точка задаёт начало размера, вторая точка определяет конечную точку, а третья точка определяет, где будет размещена размерная линия и текст. Тщательно выбирая эти точки, вы обеспечите точное отображение расстояния между двумя выбранными точками. Если вы хотите, чтобы измерение было идеально горизонтальным или вертикальным, даже если начальная и конечная точки не выровнены, удерживайте клавишу Shift при нажатии второй точки. Это зафиксирует измерение в нужной ориентации. Вы можете дополнительно уточнить размеры, настроив такие свойства, как размер, точность и цвет текста на панели свойств, чтобы размеры соответствовали визуальным и техническим стандартам проекта.
• Вы можете изменить положение текста размера, дважды щёлкнув по размеру в дереве. Контрольная точка позволит вам переместить текст визуально. В нашем упражнении текст "0.15" был сдвинут в сторону для большей наглядности.
• Вы можете изменить содержимое текста размера, отредактировав его свойство Override (Переопределить). В нашем примере тексты размеров двери и окна были отредактированы, чтобы указать их высоту:

• Давайте добавим несколько текстов описания, используя Текст. Щёлкните по точке, чтобы расположить текст, затем введите строки текста, нажимая Enter после каждой строки. Чтобы закончить, нажмите Enter дважды.
• Линии индикации (также называемые "выносками"), которые связывают тексты с описываемым предметом, просто выполняются с помощью инструмента "Полилиния". Нарисуйте полилинию, начиная с позиции текста и заканчивая описываемым местом. После этого вы можете добавить точку или стрелку в конце линии выноски, установив для её свойства End Arrow (Конечная стрелка) значение TRUE.

• Теперь наш чертёж завершён! Учитывая количество объектов в проекте, прежде чем считать его завершённым, неплохо бы привести его в порядок и реструктурировать. Организация всего в чёткие, логичные группы не только поможет сохранить проект хорошо структурированным, но и значительно облегчит другим людям навигацию и понимание файла. Сгруппировав связанные элементы - например, мебель, технику или архитектурные элементы, - вы упростите планировку и повысите чёткость проекта. Это также сделает будущие изменения или корректировки гораздо более удобными, особенно если проектом нужно будет делиться или сотрудничать. Кроме того, чистая структура гарантирует, что любой человек, просматривающий чертёж, сможет быстро найти конкретные элементы, не копаясь в захламленном рабочем пространстве, что в конечном итоге способствует получению более профессионального и отполированного конечного продукта. Потратив дополнительное время на организацию сейчас, вы сэкономите много времени и сил в дальнейшем:

• Теперь мы можем распечатать нашу работу, поместив её на лист чертежа, который мы покажем позже в этом руководстве, или напрямую экспортировать наш чертёж в другие CAD-приложения, экспортировав его в файл DXF. Просто выберите нашу группу "План этажа", выберите меню Файл → Экспорт и выберите формат Autodesk DXF. После этого файл можно открыть в любом другом приложении 2D CAD, например LibreCAD. Вы можете заметить некоторые различия, зависящие от конфигурации каждого приложения.

• Самый важный аспект верстака Набросок (Draft) заключается в том, что созданная вами 2D-геометрия может служить основой для создания 3D-объектов. Вы можете легко выдавливать эти фигуры в 3D с помощью функции Деталь Выдавить, которая находится в верстаке Деталь (Part). Также, если вы предпочитаете оставаться внутри верстака Набросок, вы можете использовать Укоротить/Растянуть, который сочетает в себе функции обрезки, удлинения и выдавливания. Инструмент Укоротить/Растянуть, по сути, выполняет выдавливание детали, но делает это "по-черновому", позволяя визуально указывать и привязывать длину выдавливания, обеспечивая больший контроль и точность при работе непосредственно в среде черчения. Такая гибкость делает переход от 2D к 3D плавным и интуитивно понятным, особенно для тех, кто знаком с рабочими процессами 2D, и при этом предлагает расширенные возможности 3D-моделирования.
• Нажав Выбрать плоскость после выбора грани объекта, вы также можете поместить рабочую плоскость в любое место и, таким образом, рисовать объекты Наброска в разных плоскостях, например, поверх стен. Затем их можно выдавливать, чтобы сформировать другие твёрдотельные трёхмерные тела. Поэкспериментируйте, установив рабочую плоскость на одной из верхних граней стен, а затем нарисуйте там несколько прямоугольников.

• Все виды отверстий можно также легко сделать, нарисовав объекты Наброска (Draft) на гранях стен, затем выдавив их, а затем используя булевые инструменты из верстака Деталь (Part) для вычитания их из другого твёрдого тела, как мы видели в предыдущей главе.

По сути, верстак Набросок (Draft) обеспечивает более графический и интуитивно понятный подход к созданию основных операций, аналогичных тем, которые можно найти в верстаке Деталь (Part). В верстаке Деталь (Part) позиционирование объектов часто требует ручной настройки таких параметров, как значения Размещения (Placement - для позиции, поворота и т. д.), что обеспечивает точный контроль, но иногда может показаться менее интуитивным, особенно при быстром редактировании. В отличие от этого, верстак Набросок (Draft) позволяет выполнять те же операции визуально на экране, облегчая перемещение, поворот и манипуляции с объектами непосредственно в рабочей области с помощью инструментов привязки и опций относительного позиционирования.

В этом различии верстаки дополняют друг друга. Рабочий стол верстака Набросок (Draft) идеально подходит для быстрого интерактивного проектирования, позволяя рисовать и позиционировать объекты без постоянного ввода точных числовых значений. С другой стороны, верстак Деталь (Part) предлагает более детальный, параметрический контроль над свойствами объектов, что делает его более подходящим для высокоточной настройки, особенно в инженерных или технических проектах.

Прелесть FreeCAD в том, что вам не нужно выбирать между тем или другим. Вы можете создать пользовательские панели инструментов, комбинируя инструменты из рабочих панелей Набросок (Draft) и Деталь (Part), что даёт вам возможность переключаться между графическими и параметрическими методами по мере необходимости. Это позволяет использовать лучшее из двух миров - быстрые, экранные настройки из верстака Draft и точность верстака Part - в зависимости от потребностей вашего проекта. Кроме того, использование сочетаний клавиш и пользовательских панелей инструментов ускоряет рабочий процесс, позволяя легко переходить от одной операции к другой, не прерывая процесс проектирования.

Загрузки

• Файл, созданный в ходе этого урока: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/cabin.FCStd
• Файл DXF раковины: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/sink.dxf
• Файл DXF варочной панели: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/cooktop.dxf
• Финальный файл DXF, созданный во время этого упражнения: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/cabin.dxf

Связанные станицы

• Верстак Набросок (Draft)
• Набросок Привязки
• Набросок Выбрать плоскость

Традиционное моделирование методом CSG (КБГ)

Моделирование для проектирования продукта

Руководство:Начало