Embedded Files
Рис.1 Колесный диск на автомобиле ВАЗ 2114. Взято с сайта trikita55.ru
На сегодня в мире эксплуатируется более 1,2 млрд автомобилей. У каждого из них есть как минимум по 4 колеса. В большинстве случаев колесо состоит из двух основных элементов: диск и покрышка.
Для разных автомобилей размеры и форма дисков и покрышек различаются.
Посмотрите на рисунок и найдите отличия между тремя представленными колёсами. Очевидно что между ними есть несколько отличий. А именно:
- диаметр колеса;
- толщина профиля покрышки;
- тип диска;
- ...
Рис.1.1 Сравнение колёс разного размера. Взято с сайта autoshini.com
На большинстве автомобилей предназначенных для широкого круга потребителей устанавливаются колёса с диаметром диска 13-15 дюймов. На внедорожниках устанавливают диски большего размера Если речь идёт об экономном варианте то используются штампованные диски, полученные штамповкой листа железа, более красивый и дорогой вариант представлен литыми и коваными дисками, имеющими иные технологии производства.
Рис.2 Различные виды дисков. Взято с сайта mytopgear.ru
Целью текущей работы является создание 3D-моделей двух параметризованных типов дисков с использованием двух программ: Inkscape и OpenScad.
Основные Параметры дисков
Основные Параметры дисков
Для рассмотрения основных параметров воспользуемся статьёй с сайта drive2.ru и картинкой оттуда же (Рис.3).
Рассмотрим на примере диск с такими параметрами: 8.5Jx18 H2 5×120 ET20 d74.1 (выштамповывается на диске).
Это строчка означает следующее:
- Размер обода. Обозначается в дюймах. В нашем примере равен 18 дюймам.
- Ширина обода. Обозначается в дюймах. В нашем примере равна 8,5 дюймов.
- Диаметр отверстия под ступицу (DIA). Обозначается в миллиметрах. В нашем примере равен 74.1 миллиметра.
- Количество и диаметр расположения отверстий под болты (PCB). В нашем примере 5 болтов расположенных на окружности диаметром 120 мм.
- Вылет диска (ET20). В нашем примере равен 20 мм в наружную сторону диска.
Рис.3 Схема обозначения размеров автомобильных дисков. Взято с сайта drive2.ru
Как моделировать диск?
Как моделировать диск?
Рис.3 Кованый автомобильный диск и чертёж его разреза. Взято с сайта http://top-sovet.ru
Рассмотрим Рис.3. В разрезе диск имеет весьма причудливую форму. Очевидно что никакими цилиндрами в OpenScad такую форму не воспроизвести и нам потребуется другая технология моделирования. А именно метод создания тел вращения. Но для создания тела вращения нужен плоский профиль, который мы могли бы вращать. Алгоритм моделирования следующий:
Общий план работы
Общий план работы
- Находим в сети подходящий профиль (например рис.3) в виде растровой картинки.
- Создаём векторную копию найденного профиля в векторном редакторе Inkscape.
- Создаём тело вращения в OpenScad.
- Вводим параметры диаметра и ширины диска.
- Добавляем центральное отверстие заданного диаметра (один из параметров диска).
- Добавляем заданное количество отверстий под болты (один из параметров).
- Добавляем дизайн для диска.
Моделируем плоский профиль в Inkscape
Моделируем плоский профиль в Inkscape
Рис.4 Логотип программы Inkscape. Взято с сайта tipsonubuntu.com
Программа Inkscape (WIKI, ссылка на загрузку) - это редактор векторной графики. В этой программе мы создадим векторный профиль диска, который будем затем вращать в программе OpenScad.
Создавать векторный профиль разреза диска мы будем обводкой картинки взятого из сети профиля диска.
Для начала найдём подходящую картинку. Открываем новую вкладку с поисковой системой (yandex.ru/google.com) переходим в поиск картинок и вводим в поисковой строке "профиль колёсного диска."
Выбираем подходящую картинку на которой изображён диск в поперечном разрезе. Например, такую:
Рис.5 Изображение профилей литых дисков. Взято с сайта 5koleso.ru
Найти её легко. Достаточно набрать в поисковике строчку "колёсный диск профиль" и перейти в картинки. Выбираем подходящую картинку. Копируем её в буфер обмена, запускаем векторный редактор Inkscape и вставляем скопированное изображение в рабочее поле программы.
Рис.6 Пример рабочего окна программы Inkscape
Обводка контура векторной кривой
Обводка контура векторной кривой
Для обводки мы будем пользоваться инструментом Кривые Безье.
Рис.7 Кнопка выбора инструмента "Кривые Безье"
Рис.8 Пример расположения точек при обводке рисунка
Для начала нужно просто расставить точки, соединённые ломаной кривой. Точки ставим не где попало на во всех углах, а так же вершинах выпуклостей и впадин границы (пример на рис.8). Цвет линии можно поменять сделав левый клик по любому цвету в палитре (внизу экрана) и выбрав пункт "Установить обводку", или настроить его через меню "Заливка и обводка" (Shift+Ctrl+F).
Результатом первоначальной обводки должна стать такая картина:
Рис.9 Пример обводки рисунка векторным контуром
На рис.9 сделана полупрозрачная заливка жёлтым чтобы нагляднее показать контур (ваш вид может отличаться). То есть обводим мы только одну половину контура диска. Не обращаем внимание на отверстие посередине диска и отверстия под болты. Теперь этот контур мы будем делать плавным и точно соответствующим рисунку.
Для этого выбираем инструмент работы с точками:
Рис.10 Кнопка редактирования узлов
Рис.11 Придание плавности кривым Безье
Нажимаем на линии которую хотим загнуть и тянем её в нужном направлении (рис.11). Делаем так со всеми линиями пока не получим полного повторения контура.
Некоторые узлы полезно сделать сглаженными чтобы контур не имел резких перегибов:
рис.12 Кнопки управления типами узлов
Создание сглаженного узла выглядит так:
Рис.13 Работа со сглаженными узлами
Конечный результат обводки выглядит так:
Рис.14 Финальный вид векторного контура
Полученный контур копируем в буфер обмена. Создаём новый документ в Inkscape и вставляем в него скопированный контур.
Рис.14 Создание нового документа в программе Inkscape
Выбираем контур и задаём для него положение:
Рис.15 Область установки координат объекта на рабочем листе в программе Inkscape
Сохраняем файл в своей папке с именем kontour.svg, задав его тип как "Простой SVG".
Создаём тело вращения в OpenScad
Создаём тело вращения в OpenScad
Рис.16 Создание тела вращения. Взято с сайта autocad-lessons.ru
Пример создания тела вращения представлен на рис. 16. Чтобы создать тело вращения в OpenScad нужно импортировать наш контур, расположить его нужным образом и выполнить команду выдавливание вращением.
Если всё сделано правильно то мы увидим объёмную фигуру вида представленного на рис. 17 (в данном примере выполнено не полное вращение, а лишь на 180 градусов).
Обратите внимание, что возможно вам потребуется выполнить поворот импортированного контура перед выдавливанием чтобы получить правильную форму диска.
Рис.17 Объёмная фигура созданная методом выдавливания вращением
Вводим параметры диаметра и ширины диска.
Вводим параметры диаметра и ширины диска.
Рис.18 3D-модель диска в OpenScad, вид снизу
Перед тем как задать размеры диска посмотрим какие размеры он имеет сейчас, сразу после построения. Из рис.18 можно заметить что внешний диаметр диска сейчас примерно равен 200 мм, но как узнать точнее?
Чтобы узнать точные размеры нужно открыть наш контур в редакторе Inkscape.
Рис.19 Инструмент "Измеритель" на панели инструментов
Узнать размеры нашего контура поможет встроенный инструмент "Измеритель" (рис.19).
Выбираем инструмент "Измеритель" и растягиваем его края между нужными точками (рис.20). В представленном примере радиус диска равен 86,87 мм (в вашем контуре он может быть другим).
Рис.20 Измерение радиуса контура диска
Такие же измерения ширины диска дают размер 58,45 мм.
Обратившись к разделу "Основные параметры дисков" в начале урока вы можем увидеть что диаметр и ширина дисков задаются в Дюймах (1 дюйм=25,4 мм).
Если радиус текущего профиля равен 86,87 мм, значит диаметр его обода равен 86,87*2=173,74 мм. Это есть 6,840 дюйма. Чтобы из этого размера нам получить диаметр D=15 дюймов потребуется масштабировать (в данном случае увеличить) профиль на величину 15/6,840 = 2,192 раза. Следовательно команда масштабирования будет содержать в себе параметр D/6,840. И теперь задавая параметр D в дюмах мы сможем получить в OpenScad именно такой размер диска.
С шириной диска аналогичная ситуация и аналогичные расчёты. Текушая ширина профиля равна 58,45 мм. В дюймах это будет 2,301 дюйм. Параметр ширины обода диска W задаётся в дюймах, поэтому чтобы подогнать ширину получившегося диска нам придётся увечить ширину на W/2,301.
Обратите внимание что ваши размеры могут отличаться!
Page updated
Google Sites
Report abuse