Creating a simple part with PartDesign/pl



Ten tutorial ma na celu naukę początkujących użytkowników FreeCAD kilku prostych funkcji na przykładzie. Po omówieniu podstaw w User hub będziesz w stanie zamodelować pierwszą część.

W tym tutorialu omówimy w szczegółach:


 * Używanie warsztatu Part Design, rysowanie szkicu.
 * Używanie funkcji "Pad" i "Pocket"
 * Zmiana koloru i przezroczystość.
 * Ręczne przenoszenie części.
 * Wyświetlanie przypisanych wymiarów w szkicu.
 * Edycja jednego lub wielu wymiarów.
 * Korzystanie z funkcji geometrii zewnętrznej i użycie płaszczyzny odniesienia do wyśrodkowania otworu.

Używanie warsztatu Part Design, rysowanie szkicu
Stwórz nowy dokument i zmień na używając selektora warsztatu (numer 6 na obrazku) lub przez menu  View → Workbench. FreeCAD uruchamia się z paskami narzędzi u góry,  "combo view" po lewej, i widokiem 3d po prawej.

Tworzenie nowej zawartości (body):

Wciśnij Create body. Uwaga: nie pomyl tej ikony która jest niebieska, z ikoną od Part Container która jest żółta.. W zakładce "Model" pod "combo view sidebar" pojawi się nowy obiekt nazwany "Body". Pojawi się on pod nazwą dokumentu, która jest "Unnamed" do czas aż nie zapiszemu dokumentu do pliku. Body jest pojemnikiem/kontenerem w którym elementy Part Design są kolejno rozmieszczane w celu utworzenia pojedynczej bryły. Zawiera własne osie odniesienia i płaszczyzny. Zostanie oznaczony na niebiesko w drzewie modelu (model tree), co oznacza że jest aktywny, czyli możemy edytować elementy które zawiera jak również dodawać nowe elementy do niego. Jeśli nie jest zaznaczony na niebiesko, kliknij na niego dwukrotnie, lub wciśnij prawy przycisk myszy i w menu kontekstowym wybierz Toggle active body (Przełącz na aktywną zawartość). Przed nazwą "Body" jest niebieska ikona identyczna z tą, za pomocą której stworzyłeś obiekt "Body". Klikając w strzałkę lub znak plusa znajdujący się przed "Body" możesz rozwinąć jego zawartość. W tej chwili zawiera on jedynie element nazwany "Origin". Przez "Origin" także znajduje się znak strzałki lub plusa. Kliknij na niego aby rozwinąć jego zawartość. Odsłania to wyżej wymienione osie i płaszczyzny odniesienia, jak pokazano na poniższym obrazku: Nowo stworzone aktywne "Body" z rozłożoną zawartością

Nazwa "Origin" jest na szaro, co oznacza że zawartość nie jest widoczna w widoku 3d. Możesz zrobić "Origin" widoczne w widoku 3d wybierając "Origin" i wciskając spacje na klawiaturze. "Origin" teraz będzie oznaczone na czarno na drzewie. Wciśnij spacje ponownie aby ukryć "Origin" w widoku 3d. Wciśnij ponownie na strzałkę lub znak plusa przed "Origin" aby zwinąć jego zawartość.

Przed kontynuacją zmieńmy nazwę "Body".

Zmiana nazwy "Body":

W drzewie modelu, kliknij na "Body" prawym przyciskiem myszy. Wybierz rename i zmień nazwę. Na przykład na "Body part1" i wciśnij.

Tworzenie szkicu (sketch):

Teraz będziemy rysować szkic który będzie definiował kształt naszej części. Szkic to diagram opisujący profil, który ma być zastosowany do elementu w celu uzyskania kształtu. Może być „dodatni”, jak na przykład "pad", lub „negatywny" jak "pocket".

Ponieważ kształt naszej części jest regularny wzdłuż osi Y, stworzymy podkładkę (Pad) wzdłuż tej osi.

Wciśnij przycisk New sketch. "Combo View" przestawił się teraz na zakładkę "Tasks" i wyświetla "Select feature" (wybrane funkcje). To okno dialogowe wymaga wybrania płaszczyzny do której zostanie przypisany nasz szkic, i wyświetli dostępne możliwości. Wybierz XZ_Plane (Base plane) i wciśnij. Interfejs się zmienił, szkicownik teraz przejmuje kontrolę, i pasek narzędzi pojawił się nad widokiem 3d. Znajdujemy się na płaszczyźnie XZ aby narysować szkic.

Aby sobie pomóc w szkicowaniu, wybierz poniższe opcje w "Edit controls" w zakładce "Tasks" po lewej:
 * Show grid (pokaż siatkę): checked
 * Grid size (rozmiar siatki): 10 mm
 * Auto constraints(automatyczne ograniczenia): checked

Narysujemy poniższy szkic:



Zacznijmy od pierwszego segmentu:

Wybierz narzędzie Line. Kliknij na punkt początkowy, upewniając się najpierw, że poza czerwoną kropką myszy i po jej prawej stronie pojawi się czerwona kropka. Kliknij obok na osi X około 10 kwadratów w prawo lub około 100 mm. Jeśli w tym miejscu segment nie jest dokładnie 100 mm, nie ma to znaczenia, później nadamy mu stały wymiar, który ograniczy tę długość.

Zrób podobnie dla reszty segmentów. Staraj się celować w punkty, które stworzyłeś, aby świeciły się żółto. Co oznacza, że te punkty będą połączone. Powinieneś mieć coś mniej więcej takiego:



Zwróć uwagę na małe czerwone linie nad i obok segmentów które narysowałeś. Są to poziome i pionowe ograniczenia (constraints). Zwróć również uwagę na symbol w postaci małego łuku po lewej stronie: oznacza to, że punkt jest przymocowany do osi Z.

Teraz wybierz inne linie lewym klawiszem myszy, i trzymając lewy przycisk przesuń mysz. Niektóre z tych linii lub kropek się przesuną, inne nie.

Stosowanie ograniczeń:

Na górze "combo box, w zakładce "tasks" możesz odczytać liczbę "swobodnych stopni????" narysowanego już elementu. Musi ich być około 6. Celem ograniczeń jest redukcja liczby stopni swobody do zera.

Skośna linia powinna się teraz swobodnie obracać: będziemy ją ograniczać kątowo.

Kliknij na pochyłą linie, następnie kliknij na linie na dole, wybranie linie będą ciemno zielone. Teraz kliknij Constrain internal angle.



Wpisz wartość 30°. Obie linie mają teraz sztywny wybrany przez nas kąt. Ograniczenie zostało stworzone po lewej od szkicu. Za pomocą myszy przesuń stworzone ograniczenie do wewnątrz szkicu.

Teraz ograniczymy dolną linie konkretnym wymiarem. Wybierz tą linie i kliknij Constrain horizontal distance.

Wpisz wartość 100 mm. Pionowa linia po prawej stronie wyrównuje się teraz dokładnie z dziesiątym kwadratem siatki po prawej stronie.

Ustawmy ogólną wysokość profilu, wybierając najwyższy punkt po lewej stronie, a następnie punkt początkowy.Kliknij w constrain vertical distance i wpisz wartość 50 mm.

Zrób to samo dla poziomej długości nachylonej linii z innym ograniczeniem odległości pionowej 50 mm.

Przesuń wymiary na zewnątrz szkicu dla lepszej widoczności. Powinieneś mieć coś takiego:



Zwróć uwagę że linia swobodnych kątów zmniejszyła się do dwóch. Są to wciąż otwarte końce????.

Rysowanie łuku

Kliknij w Arc, pozycja środka łuku powinna wynosić około x = 80 y = 30. następnie kliknij, aby zdefiniować pierwszy punkt początkowy łuku w prawym górnym punkcie końcowym linii poziomej; następnie kliknij, aby zdefiniować koniec łuku do górnego punktu końcowego prawej pionowej linii (upewnij się, że punkty są zaznaczone na żółto przed kliknięciem).

Nadaj ograniczenie promienia: wybierz łuk, kliknij Constrain radius i podaj wartość 20mm.

Teraz stwórzmy łuk styczny do linii, do których jest podłączony: wybierz łuk, kliknij Constrain tangent. Pojawi się informacja o zastępowaniu ograniczenia. Kliknij. Zrób takie samo ograniczenie stycznej dla drugiego końca łuku.

Przygotowaliśmy szkic w dwóch etapach, ale mogliśmy również całkowicie naszkicować element, zanim całkowicie go ograniczymy.

W pełni ograniczony szkic:

Jeśli wykonałeś tą część tuto rialu poprawnie, powinieneś to uzyskać taki wynik:



Szkic zmienił kolor na zielony, co oznacza że cały został ograniczony. Nie ma w nim żadnych dwuznaczności, wszystko jest perfekcyjnie zdefiniowane. Potwierdza to komunikat solwera w lewym górnym rogu. Zwróć także uwagę że środek łuku lekko się przesunął, tak naprawdę podając te trzy ostatnie ograniczenia, FreeCAD obliczył prawdziwą pozycję środka.

Jeśli szkic nie jest jeszcze zielony, jeden lub więcej punktów nie jest zbieżnych (2 punkty można nałożyć, ale nie są zbieżne). Utwórz małe okno (okno przechwytywania) wokół punktu, aby wybrać Coincident constraint. Uwaga: nie pomyl ograniczenia więzów zbieżności z punktem szkicu; podczas gdy ich ikony są bardzo podobne, ta druga ma większą ikonę; dodaje samotny punkt na szkicu

Postępuj w ten sam sposób ze wszystkimi punktami.

Jeśli Twój szkic dalej nie jest zielony, sprawdź czy wszystkie linie (i jedna skośna) mają zarówno Horizontal lub  Vertical ograniczenia, i dodaj je w razie potrzeby.

Używanie funkcji "Pad" i "Pocket"
Kliknij w w zakładce "tasks". Warsztat Sketcher zostanie automatycznie zamknięty,  a warsztat Part Design ponownie wybrany. Combo View powróci do zakładki Model. Jeśli zostawiłeś "Body part1" rozwinięty, to zobaczysz nowy element obok "Origin" i zagnieżdzony w elemencie "Body".

Teraz zapiszmy nasz dokument. Nadajmy mu nazwę (na przykład "tutorial1", lub jaką kolwiek inną nazwę). Dobrą praktyką jest częste zapisywanie dokumentu, na przykład po skończeniu danego szkicu.

Kliknij w Axonometric view a następnie  Fit all. Wycentruje to twój widok 3d.

Kliknij w Pad, podaj długość 30mm; zaznacz  Reversed aby zmienić kierunek w którym bryła będzie "rosnąć". Kliknij, kształt jest teraz gotowy. W drzewie modelu obiekt "Pad" (nazywany jako "feature") pojawi się zamiast szkicu. W rzeczywistości to zatwierdzony szkic, ponieważ kształt się na nim opiera; kliknij na strzałke lub plusa przy "Pad" aby rozwinąć go. Pod "Pad" pojawi się nasz szkic; jest on automatycznie niewidoczny w widoku 3d (jego etykieta jest szara)

Zauważ, że utworzony kształt jest bryłą.



"Tworzenie otworu"

Kliknij na górną powierzchnie elementu i kliknij  aby stworzyć szkic. FreeCAD automatycznie stworzy szkic przypisany do tej powierzchni. Jesteśmy więc na płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny XY, ale przesuniętej o wysokość elementu, czyli o 50 mm.

Możesz przestawić swój widok 3d aby wyświetlał rzut izometryczny  lub pozostać w widoku od góry You can switch the 3D window to an axonometric view  or stay in top view. W każdym momencie możesz wrócić do widoku szkicu (widok jest skierowany na płaszczyzne szkicu) używając Sketcher ViewSketch icon.

Note that the origin of this new sketch is that of the body. They may be different, but here are confounded with the absolute origin.

Za pomocą narzędzia Circle narysuj okrąg mniej więcej na środku płaszczyzny. Okrąg może być o dowolnym promieniu.

Wybierz okrąg i stwórz ograniczenie za pomocą  Radius constraint, jako promień podaj 5mm.

Teraz wybierz punkt w śworku okręgu i kliknij Lock constraint; kliknij podwójnie myszą na poziomy wymiar i podaj wartość -65mm (tutaj wskazujemy pozycję względem początku szkicu). Zrób to samo dla pionowego wymiaru (-15mm). Okrąg jest teraz w poprawnym miejscu a szkic jest teraz zielony, co oznacza że jest w pełni ograniczony.



Zamknij szkic; w drzewie modelu pojawił się nowy o obiekt o nazwie "Sketch001". Podczas gdy szkic jest cały czas zaznaczony, kliknij Pocket.

Pocket to funkcja zwana jako "subtraktywna" (subtractive), usuwa ona przestrzeń/materiał z naszej części, tutaj w postaci walca, ponieważ szkic jest okręgiem. Zaznacz opcje "Through all" aby otwór przeszedł na wylot. Wciśnij aby zakończyć operacje. W drzewie modelu pojawił się nowy element nazwany jako "Pocket". Jest on oparty na szkicu "Sketch001"

Zmiana koloru i przezroczystości
It is possible to change the color of the part, it is often useful to distinguish a part among others. The transparency of the piece can also be modified, which is useful for visualizing its internals.

Select the Body part1 body and go to the lower part of the Combo View, click on the View tab; locate the Shape Color property; you may need to use the vertical scroll bar to the right to find it. You can also widen the Property column: hover your mouse pointer over the separating line between the Property and Value headers; when the pointer turns into a double-sided arrow, press and hold your left mouse button and drag sideways, then release. In the right column, click on the gray square, which opens the Select Color dialog. Pick another color then click OK. Next, again in the View tab, change the value of Transparency, for example to 50 and press to complete (0 = totally opaque, 100 = totally transparent).

The hole is now visible inside the part. This is often useful for seeing the hidden or internal faces of the model.

You can also vary "Line Color" and "Line Width" to change the line thickness and the color of the part outline.

Ręczne przesuwanie częśći
Przejdź do zakładki "View" i wybierz Toggle axis cross. To są osie absolutne. Powinieneś teraz zobaczyć na widoku 3d trzy osie X, Y i Z w kolorach czerwonym, zielonym i niebieskim. Te punkty orientacyjne pomogą Ci zorientować się w przestrzeni. Te punkty orientacyjne są stałe i niezmienne, są przypisane do widoku, który się obraca, albo obiektu, który obraca się w tej przestrzeni.

Wybierz "Body"; Pod Combo View po lewej możesz to: (zakładka „Dane” musi byś ustawiona, może być konieczne kliknięcie karty „Dane”, aby była widoczna)



Kliknij na te małe trzy kropeczki (jeśli się nie pojawiają kliknij na pole "Placement"), otworzy się nowe okno w zakładce Tasks. Używając strzałek możesz zmienić pozycje i kąt części. To właśnie pozycja "body" przesuwa się w przestrzeni, orientacja w przestrzeni 3d się nie zmienia.

Inna metoda: w ComboCiew wybierz "Body" i kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz "Transform". Pojawi się coś takiego:



Przytrzymaj i przesuń stożki wzdłuż osi, lub przytrzymaj kilki aby obrócić "body" w jedną ze stron.

Teraz zresetuj wszystkie kąty i pozycje do wartości 0.

Wyświetlanie przypisanych wymiarów w szkicu
Może być bardzo użyteczne wyświetlenie niektórych wymiarów w szkicu. Może to być użyteczne nie tylko w celach informacyjnych ale też aby na przykład ustawić inne wymiary.

W drzewie modelu rozwiń "Body part1" a następnie "Pad". Pojawi się twój pierwszy szkic. Kliknij na niego dwukrotnie (lub kliknij prawym i wybierz "Edit sketch" w menu kontekstowym) następnie kliknij  Toggle Constraint.(Uwaga: w zależności od rozdzielczości Twojego ekranu, niektóre ikony mogą nie być widoczne. Na prawo, na końcu paska z opcjami ograniczeń znajdziesz przycisk . Kliknij na niego a wyświetlą się wszystkie opcje, włącznie z tymi które się nie zmieściły) Teraz możemy tworzyć wymiary informacyjne a nie ograniczenia, wymiary informacyjne będą na niebiesko i nie będą wypływać w żaden sposób na kształt Twojego szkicu. Są one obliczane automatycznie.

Przykładowo, możesz wyświetlić takie wymiary:



Widzimy na przykład, że łuk ma długość 20, ponieważ jest styczny z krawędziami.

Widzimy również, że FreeCAD oblicza lewą ścianę (50-50 x TAN 30 °), a także wymiar odległości osi łuku z początkiem.

Edycja jednego lub wielu wymiarów
Podczas modelowania możesz zmienić wymiary modelu. To bardzo proste: aby zmienić grubość częśći, kliknij dwukronie na "Pad" i podaj nową wartość, na przykład 40mm. Tę wartość możesz też zmienić w dolnej części combo view. Sprawdź czy kształt obiektu się zmienił.

Tak samo dla długości częśći, kliklij dwa razy na szkic, następnie dwa razy na ograniczenie 100mm, i zmień na 110mm.

Teraz widzisz że część się powiększyła, ale otwór nie jest na środku. Tak się stało ponieważ ograniczenie zostało przypisane do początku szkicu (punktu 0,0). Nie koniecznie byśmy tak chcieli, otwór powinien być zawsze wycentrowany, niezależnie od wielkości płaszczyzny na której się znajduje.

Wycentrowanie otworu
Pierwsza metoda używająca zewnętrznej geometrii

Ponownie włącz edycje szkicu z otworem i usuń pionowe i poziome ograniczenia.

Teraz kliknij  External Geometry.

Zrobimy dwie linie na szkicu, ale nie uwzględnione kształcie stworzonym na podstawie szkicu, czyli kształtu zrobionego za pomocą funkcji "Pad".

Kliknij na pionową krawędź, na przykład tej od strony naszego zaokgrąglenia.

Powinna pojawic się nowa fioletowa linia. Powtórz dla drugiej krawędzi, tej od strony nachylenia.

Teraz możemy użyć tych linii (a w sumie ich końcowych punktów) aby wycentrować nasz okrąg. Ale zanim to zrobimy, musimy dodać dwie przekątne linie pomocnicze.

Kliknij w Construction Mode, przełączymy się w tryb konstrukcyjny: linie będą niebieskie i nie zostaną uwzględnione poza trybem edycji szkicu. To pozwoli nam na wycentrowanie okręgu. Utwórz przekątne w taki sam sposób, w jaki narysowałeś pierwsze linie. Upewnij się, że wszystkie punkty są zgodne.

Następnie wybierz środek okręgu, potem dwie przekątne linie i kliknij Point on object, okrąg będzie teraz musiał mieć środek na przecięciu przekątnych, to jest właśnie centrum naszej płaszczyzny. Szkic musi być zielony, całkowicie ograniczony (to jest wymagane). Zauważ, że oprócz promienia okręgu nie jest już konieczne tworzenie więzów wymiarowych.



Zamknij szkic. Teraz otwór jest na środku. (funkcja "Pocket" nie została usunięta ale zmodyfikowana). Jeśli ponownie zmienisz wymiary, grubość lub długość, otwór znowu sam się wycentruje.

Unikaj linii kontrukcyjnych:

Często można uniknąć tworzenia linii konstrukcyjnych. Możesz ponownie otworzyć szkic, usunąć linie konstrukcyjne i użyć Symmetric constraint pomiędzy dwoma przeciwległymi wierzchołkami i środkiem okręgu (wybierz punkty w tej kolejności):



Dostaliśmy dokładnie taki sam rezultat, otwór jest w tym samym miejscu co poprzenio. Ale dzięki dostępnym ograniczeniom mamy więcej możliwych metod. Ten przykład pokazuje że często lepiej jest wybrać prostszą metodę, ograniczając w ten sposób liczbę stworzonych obiektów, a zatem także liczbę możliwych błędów.

Druga metoda używająca płaszczyzny odniesienia 

To jest inna, szybsza metoda dostępna od wersji 0.17: użycie płaszczyzny odniesienia i jej przypisanie.

Zacznijmy od usunięcia funkcji "Pocket" jak również szkicu z otworem. Wybierz górną powierzchnię obiektu i kliknij Datum point: stwórz punkt odniesienia w aktywnym "body". Wybrany tryb mocowania jest środkiem ciężkości.

Jeśli powierzchnia jest kwadratowa, środek ciężkości jest na przecięciu jego przekątnych. Upewnij się że punkt odniesienia został stworzony.

Ponownie wybierz górną powierzchnię, i trzymając CTRL wybierz stworzony punkt odniesienia w drzewie modelu. Puść CTRL i kliknij Datum plane. Stworzona została płaszczyzna, której punt 0,0 jest naszym punktem odniesienia.

Teraz bardzo łatwo jest stworzyć okrąg na środku! Wybierz z drzewa modelu, lub w widoku 3d płaszczyznę którą stworzyłeś, i kliknij Create a sketch, szkic został stworzony, ale jego punkt środkowy (0,0) jest naszym punktem odniesienia. Teraz narysuj okrąg o promieniu 5mm i upewnij się że szkic jest na zielono.

You get with "Pocket", as created previously, the hole and it will always be centered.



This tutorial is completed, save this file, you can have fun exploring various features. Change other dimensions, make other shapes, put other holes on other faces, it is when making mistakes that we progress!

You can also continue with this other tutorial of a slightly more complicated part:

Basic Part Design Tutorial 017