从2D转换为铁路3D

2014年7月14日

所有通过令人兴奋的早期计算机辅助设计的人,特别是在个人电脑上,主要在2D和2.5D环境中工作。在3D中完全设计方向的进展缓慢。其中一个最常见的问题是,“我们如何基于2D图纸生成3D模型,很少或没有用户互动?”答案并不容易,随着3D系统的高级而变化。

早期CAD时代的另一个问题是(仍然是),“用户和公司应该什么时候移动到3D?”答案可以通过以下利益来概括为3D设计。

  • 设计中的准确性,从解释2D附图中去除歧义,给出了三维可视化的缓和和质量。
  • 设计的共性,允许重复使用相同的3D模型进行不同的操作,例如CAE(计算机辅助工程)分析,干扰检查,组件,演示,符合人体工程学,公差检查,厚度和角度分析等。
  • 维持从3D模型产生的2D图纸的完整关联性,具有完全精度。
  • 使用从供应商收到的3D数据,并为客户端提供3D模型。
  • 直接在3D模型内生成CNC加工程序。
  • 快速原型设计,这很容易从3D模型生成,并将其作为ST文件发送到3D打印机。

所以如果使用3D的好处似乎如此清晰和令人信服,为什么大多数用户仍然使用2D?这个问题的答案似乎不明显,但其中一些原因如下:

  • 缺乏用户和/或从组织到学习3D的承诺。这源于在过渡到3D期间生产率损失的害怕和训练时间的成本,并且如果没有一致地使用系统,则缺乏同步。
  • 设计师拒绝3D系统强加的规则和方法。例如,需要放置参数,施加约束,创建关系和应用直观管理系统。
  • 特定需要维护遗留数据,包括具有2D原始数据的兼容性和3D链路。
  • 由于传统技术教育和二维环境中的工作经验,用户在2D中设计强劲倾向。
  • 难以使用大量的遗产数据。

基于这些点,我们可以定义能够最大限度地减少所有这些风险(以及用户拒绝)的理想CAD解决方案,并便于重用现有的2D数据,维护遗留数据,并保持3D和2D之间的交互楷模–全部易于使用和快速学习。

我们可以考虑过渡到3D的两种可能的方案:

  • 需要3D,或希望移动到3D。
  • 重用现有的2D数据以生成3D模型。

此想法是提前知道在2D-3D转换期间将从用户要求用户需要多长时间,努力和复杂性。它们主要依赖于MCAD系统,当然还有用户’教育和技术专长。

然而,问题是,许多现有的MCAD系统在市场上没有易于利用现有的2D设计数据所需的所有工具,并在创建3D模型中重用它。所以这篇文章致力于审查铁路。它促进了自己通过(a)强大的集成2d应用程序重用2d数据的系统,(b)轻松复制&粘贴2d到素描,(c)易于使用拖动&下降设计具有限制限制,令人担忧,并且(d)从3D模型中快速创建2D图纸。

所以让’S通过实际用例转到分析2D到3D过程。我在64位Windows 7安装上使用Ironcad 2014 SP2。第一步是打开一个图纸;在我的示例中,它是图1中所示的DWG文件。

图1:在Ironcad中打开的2D DWG绘图文件

图1:在Ironcad中打开的2D DWG绘图文件

在IronCAD中打开2D DWG绘图文件与使用文件一样简单|打开。 Ironcad在一个看起来熟悉的环境中打开绘图,类似于AutoCAD或其他2D CAD软件。我发现我没有任何问题在视觉上控制绘图(缩放,平移等),并通过编辑几何形状(删除,尺寸和位置修改,尺寸控制;见图2)。

图2:2D几何和尺寸编辑

图2:2D几何和尺寸编辑

当然,在这个环境中,我可以使用属性浏览器来插入几何图形,用于几何工具的几何创作和细节–以及特定于机械应用的人,如线程和齿轮,以及非常丰富的零件目录,允许我通过简单的拖放方法插入库组件。

在准备导入的2D几何形状之后,通过编辑它一点,我已准备好在3D环境中使用它。在其他系统中的初始过程是复杂的,这里非常简单,这是非常简单的Ironcad 2014’S复制和粘贴系统。我选择了前视图,然后选择了在模型中使用的相关几何,主要是孔和参考形状(参见图3)。

图3:选择要在3D中使用的几何

图3:选择要在3D中使用的几何

要使用此几何非常简单:首先通过单击图标,使用Copy命令,或按Ctrl + C,然后通过3D场景创建3D文档(也可以使用其他环境;见图4)。

图4:3D场景创建

图4:3D场景创建

我选择铁路的蓝色反射场景环境。然后我创建了一个新的草图并通过Ctrl + V粘贴所选择的几何图形(参见图5)。

图5:在3D草图中粘贴2D几何

图5:在3D草图中粘贴2D几何

在草图环境中,可以创建和修改现有形状;在我的情况下,我发现将几何形状移动到原点的方便,0,0的坐标(见图6)。

图6:几何形状移动到草图源

图6:几何形状移动到草图源

我的下一步是使用草图工具清洁和修改几何体(见图7)。

图7:草图内的几何清洁和修改

图7:草图内的几何清洁和修改

我重复了相同的步骤,但是对于参考图的侧视图;在这种情况下,目标草图在YZ平面上。由于我的绘图中可用的参考几何类型,这将是最好的选择,尽管Ironcad也可以从独特的草图生成3D实体;这完全取决于用户,具体取决于可用的图形数据和他的经验(见图8)。

图8:绘图视图几何粘贴在3D中的两个不同草图中

图8:绘图视图几何粘贴在3D中的两个不同草图中

现在是时候开始使用几何来生成3D功能。我开始使用外径:通过交互式方法,我基于该圆圈创建了一种挤出(参见图9)。通过单击几何图形上的鼠标右键,然后从弹出对话框中选择Extrude所有这些。

图9:挤出外径几何形状

图9:挤出外径几何形状

我可以使用从草图中生成几何的其他方法,但我发现通过实体生成3D功能实体。这种交互方法让我分析每个步骤,并让我选择使用几何或函数的工作。

但后来我决定改变我的方法,因为我在侧面草图上有更多细节。第二条路径适用于具有更多体验和耐心的用户,而且还允许在更受控和用户交互方法中重用几何图形(从绘图中导入的草图)。这种方法让我根据需要在不同的3D平面上创建多种草图。

图10示出了基于从侧视图的几何形状的部分提取产生的轮廓的轮廓的固体旋转特征的结果。

图10:从各种草图创建的旋转固体

图10:从各种草图创建的旋转固体

继续,现在我制作了口袋;也就是说,我使用extrude命令有铁科学措施。为此,我使用其中一个草图中包含的导入圆圈之一(见图11)。

图11:用拆下的材料创建挤出

图11:用拆下的材料创建挤出

可以使用Ironcad的智能功能来执行相同的操作。在这种情况下,我将从目录浏览器中选择气缸对象,然后将其拖动到所需位置(以居中为中心和定位)。这是轻松完成的,让我动态地改变汽缸挤出的位置,尺寸和方向,从而取下了不需要的材料(见图12)。

图12:使用从目录浏览器插入的汽缸创建挤出(用拆卸材料)

图12:使用从目录浏览器插入的汽缸创建挤出(用拆卸材料)

Ironcad提供了各种各样的可能性,可以创建,编辑和重用几何体,因此用户可以决定哪种工具最适合每种情况和形状。例如,使用像Triball接口这样的高级工具,Create多旋转副本,镜像或模式命令,我插入多个重复对象,作为图13和14中所示的循环模式。

 图13:使用从目录浏览器插入的汽缸创建挤出(用拆下的材料)

图13:使用从目录浏览器插入的汽缸创建挤出(用拆下的材料)

值得注意的是,Ironcad 2014的高级图形交互允许增加灵活性,同时显着减少了要遵循的命令和步骤的数量。然而,处理这些培训需要一些培训,而不是其他人的培训!

添加几何非常简单:只需从相邻的目录浏览器拖动形状或advachees。在图14中,我从目录中添加了中央圆柱。

图14:从目录浏览器添加圆柱形

图14:从目录浏览器添加圆柱形

孔可以由图纸中的进口几何形状制成,或者使用目录浏览器的空心圆柱形状。我发现后一种选择更快,更容易,因为我知道其尺寸(直径和深度;见图15和16)。

图15:通过从目录浏览器拖动空心缸创建的孔

图15:通过从目录浏览器拖动空心缸创建的孔

图16:在一个倾斜面上产生的孔,然后循环复制

图16:在一个倾斜面上产生的孔,然后循环复制

我以类似但不同的方式创建了剩余的孔,因为它们是线程的。在这里,在Ironcad中使用自定义孔命令更方便。我发现这很容易使用,因为我需要指定两件事:(a)选择孔的部分,其中孔的位置,和(b)几何形状的草图(在这种情况下圆圈)所在(见图17)。我想在这里注意的一个特殊功能是铁路器在一次拍摄中自动识别所有孔及其位置,因此已经创建了中心点。

图17:带有线程的自定义孔

图17:带有线程的自定义孔

菜单选项和自定义孔的插入是用户友好且易于使用的。我可以选择不同的类型–如简单,反钻,埋头箱,反钻,和磁带R-和单位(公制或英文),以及带有其表示的线程(大小和音调)(如果适用;见图18) 。

图18:使用螺纹表示显示的自定义孔命令应用的线程

图18:使用螺纹表示显示的自定义孔命令应用的线程

完成模型的最终步骤包括添加详细信息,例如圆角和倒角(见图19)。

图19:添加到3D部分的最终详细信息

图19:添加到3D部分的最终详细信息

凭借完成,我现在可以基于该3D模型生成2D图纸,维护其3D-2D完全关联,并进行两次检查模型’S形状和尺寸。

结论

铁卡中的主要方法是使用简单的拖放操作来构建3D几何,但它还使用2D草图根据需要制作3D几何图形–所有没有复杂参考平面的先决条件或几何之间的任何依赖性,这在其他MCAD应用中也是众所周境的。

有利于IronCAD2014的点是不需要任何加载项来执行这些操作,因为包括所有这些功能和集成的2D机械应用。其他MCAD系统要求他们损害,包括一些高级。

铁卡 2014提供了广泛的选择,可更好地管理从二维数据提取的几何形状的3D模型的三维发展。它能够通过将几何形状与传统用户的图纸和草图相结合,并利用像Tribalt和Drag-Drop形状的特殊功能,使其能够快速且易于使用。

铁卡表明,能够解决我在发病时所说的问题:如何将现有的2D图形标准转换为3D模型 - 以及设计时累积的所有好处。

关于作者

Daniel Dobrzynski是CAD / CAM行业的专家,超过27年’经验为企业顾问。他曾担任设计师(主要是汽车&大公司的航空航天区),凸轮编程器,后处理器发电机,推进机器构建器,用于CAM仿真,PLM管理员,方法和程序创建者。他拥有20多年的CAD / CAM / CAE认证培训师。 更多的…

 

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