ПРИМЕНЕНИЕ КОМПАС-3D В ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКЕ

APPLICATION OF KOMPAS-3D IN ENGINEERING GRAPHICS

Apandiev Bagand Sirazhutdinovich

student, Kazan State Power Engineering University

Russia, Kazan

Rukavishnikov Viktor Alekseevich

doctor of Pedagogical Sciences in the specialty 13.00.08, Candidate of Technical Sciences in the specialty 2.6.13, Associate Professor of the Department of Engineering Graphics, Kazan State Power Engineering University

Russia, Kazan

Аннотация

Рассматривается применение системы трехмерного моделирования КОМПАС-3D при изучении инженерной графики. Цель работы заключается в рассмотрении возможностей программной среды для формирования навыков построения трехмерных моделей деталей и подготовки конструкторских изображений. Показана взаимосвязь между традиционными положениями инженерной графики и цифровым моделированием: выбор базовых геометрических элементов, создание эскиза, формообразование, получение видов и нанесение размеров. Отдельное внимание уделено последовательности выполнения учебной детали, контролю геометрии и оформлению результата в соответствии с требованиями единой системы конструкторской документации. Сделан вывод о том, что КОМПАС-3D может использоваться как средство практической отработки пространственного представления и подготовки графических документов в образовательном процессе.

Abstract

The paper examines the application of the KOMPAS-3D three-dimensional modeling system in the study of engineering graphics. The purpose of this work is to consider the capabilities of the software environment for developing skills in constructing three-dimensional models of parts and preparing engineering drawings. The relationship between traditional principles of engineering graphics and digital modeling is demonstrated: selection of basic geometric elements, sketch creation, shape formation, obtaining views, and dimension application. Special attention is paid to the sequence of executing an educational part, geometry control, and presenting results in accordance with the requirements of the unified system of design documentation. The conclusion is drawn that KOMPAS-3D can be used as a means of practical development of spatial representation and preparation of graphic documents in the educational process.

Ключевые слова: КОМПАС-3D; инженерная графика; трехмерное моделирование; компьютерная графика; конструкторская документация; ЕСКД; эскиз; чертеж.

Keywords: KOMPAS-3D; engineering graphics; three-dimensional modeling; computer graphics; design documentation; GOST; sketch; drawing.

Введение

Инженерная графика является одной из базовых дисциплин технического образования. Ее содержание связано с развитием пространственного мышления, пониманием способов изображения геометрических объектов и освоением правил подготовки графической документации. При традиционном подходе значительная часть учебной работы выполняется вручную: студент строит изображения, наносит размеры, выполняет разрезы и сечения, а затем контролирует соответствие результата установленным правилам. Переход к цифровым технологиям не отменяет этих знаний, а создает возможность отрабатывать их на основе интерактивной трехмерной модели.

Одним из отечественных инструментов, применяемых для решения задач конструкторского проектирования и обучения, является КОМПАС-3D. В официальных материалах разработчика система представлена как система трехмерного моделирования, а ее учебная версия предназначена для образовательного использования и позволяет создавать трехмерные модели деталей и сборок, чертежи и спецификации [1]. Наличие средств трехмерного моделирования и графической подготовки делает программную среду подходящей для практических занятий по инженерной графике.

Актуальность применения цифровых средств обусловлена также необходимостью связывать пространственную модель изделия с его графическим представлением. Студенту важно не только получить внешний вид детали, но и понимать, какие виды, разрезы, сечения и размеры необходимы для однозначного представления конструкции. Правила изображения предметов на чертежах и электронных моделях устанавливаются стандартами ЕСКД [2], а правила нанесения размеров регламентируются отдельными нормативными документами [3]. Поэтому освоение КОМПАС-3D целесообразно рассматривать не как замену инженерной графике, а как средство практического применения ее принципов.

1. Возможности КОМПАС-3D в задачах инженерной графики

Работа над трехмерной деталью начинается с определения ее геометрической структуры. На учебном примере студент может выделить основные элементы: плоскость основания, отверстия, цилиндрические или призматические выступы, пазы и скругления. Такое представление соответствует логике конструктивного анализа: сложная форма рассматривается как совокупность простых геометрических элементов и операций над ними.

В КОМПАС-3D построение модели выполняется последовательно. Сначала выбирается рабочая плоскость и создается эскиз. Затем двумерный контур преобразуется в объемный элемент с помощью операции формообразования. После этого к полученному телу могут добавляться новые элементы либо выполняться вырезы. На следующих этапах применяются операции, позволяющие уточнить форму детали. Такой подход дает студенту возможность видеть результат каждой операции и сопоставлять его с исходным эскизом.

С педагогической точки зрения существенным является то, что цифровая модель обеспечивает непосредственную связь между действием и результатом. Ошибка в эскизе или размере может быть обнаружена до подготовки окончательного чертежа. При этом студенту необходимо сохранять понимание того, что программная команда является инструментом, а не заменой геометрического обоснования. Правильность модели определяется не количеством использованных операций, а соответствием заданной конструкции.

Важной частью работы является подготовка графического документа. Официальная документация КОМПАС-3D содержит материалы по работе с системой и отдельные учебные руководства, включая «Азбуку КОМПАС-3D» и материалы по приемам работы [1; 4]. Кроме того, система поддерживает обмен графическими документами с другими CAD-системами через распространенные форматы, что расширяет возможности использования результатов моделирования в цифровом проектировании [5].

2. Последовательность создания учебной детали

Для демонстрации методики рассмотрим условную учебную деталь, состоящую из прямоугольного основания с цилиндрическим отверстием, выступом и дополнительным пазом. Такая геометрия позволяет объединить несколько типовых операций и одновременно отработать вопросы построения видов и нанесения размеров.

На первом этапе формируется исходный эскиз основания. В эскизе задаются основные линейные размеры и взаимное положение геометрических элементов. После проверки замкнутости контура выполняется операция выдавливания, в результате которой создается объемное основание детали. Важно, чтобы размеры задавались осознанно: каждое значение должно соответствовать условию задачи или принятой конструкции.

На втором этапе создается отверстие. На выбранной грани строится окружность, задается ее диаметр и положение относительно базовых элементов. Затем применяется операция удаления материала. В результате студент может визуально проверить, проходит ли отверстие через деталь и соответствует ли его положение заданным размерам.

На третьем этапе формируется выступ. Для этого на необходимой поверхности создается новый эскиз, после чего выполняется операция добавления материала. При необходимости кромки могут быть обработаны скруглением. На этом этапе особенно хорошо проявляется преимущество трехмерной модели: изменение исходного параметра приводит к изменению формы объекта, а результат можно оценить непосредственно в пространственном виде.

На четвертом этапе выполняется паз. Его контур строится на выбранной грани или плоскости, после чего материал удаляется на заданную глубину. Последовательность операций рекомендуется фиксировать в дереве построения. Это позволяет студенту понимать зависимость элементов модели и при необходимости возвращаться к предыдущим операциям.

После завершения построения выполняется контроль модели. Проверяются основные размеры, наличие всех конструктивных элементов, отсутствие лишней геометрии и соответствие модели исходному заданию. В учебной работе целесообразно дополнительно изменить один-два параметра и проследить, как перестраивается модель. Такая проверка помогает сформировать представление о параметрическом характере цифрового проектирования.

Таблица 1.

Последовательность основных операций моделирования

3. Получение видов, разрезов и сечений

Одной из ключевых задач инженерной графики является переход от объемного представления объекта к плоскому изображению. Студент должен понимать, что трехмерная модель не устраняет необходимость в выборе рационального набора изображений. Наоборот, наличие модели позволяет наглядно проверить, какие элементы видны на каждом направлении проецирования и где необходимо применить разрез или сечение.

ГОСТ 2.305 – 2008 устанавливает правила изображения предметов на чертежах и электронных моделях, включая виды, разрезы и сечения [2]. При подготовке учебного чертежа необходимо выбрать главное изображение так, чтобы оно давало наиболее полное представление о форме детали. Дополнительные виды применяются для показа элементов, которые невозможно однозначно определить по главному виду.

Разрез используется тогда, когда внутреннее устройство детали невозможно достаточно ясно показать только линиями невидимого контура. Для детали с цилиндрическим отверстием, пазом или внутренней полостью разрез может существенно повысить информативность чертежа. В цифровой среде студент может предварительно исследовать модель, определить положение секущей плоскости и затем оформить соответствующее изображение.

При выполнении задания важно различать модель и чертеж. Модель содержит пространственную информацию об объекте, тогда как чертеж является документом, предназначенным для графического представления конструкции в установленной системе обозначений. Поэтому автоматическое получение вида не освобождает от проверки правильности его оформления.

4. Нанесение размеров и контроль графического документа

Размеры являются важнейшей частью конструкторского изображения, поскольку позволяют определить геометрические характеристики изделия. В соответствии с ГОСТ 2.307 – 2011 правила нанесения размеров и предельных отклонений распространяются на графические документы на изделия различных отраслей промышленности и строительства [3]. В учебной работе студент должен не просто расставить размеры, а обеспечить их достаточность и читаемость.

При цифровом моделировании целесообразно сначала определить базовые размеры, которые задают форму детали, а затем размеры отдельных конструктивных элементов. Такой порядок снижает риск противоречий между отдельными параметрами. Например, если положение отверстия определяется двумя базовыми расстояниями, эти расстояния должны однозначно фиксировать его положение на выбранной поверхности.

Контроль следует выполнять в несколько этапов. Сначала проверяется геометрия трехмерной модели. Затем анализируется соответствие видов и разрезов самой модели. После этого контролируются размеры, обозначения и взаимное расположение элементов чертежа. Последним этапом оценивается читаемость документа в целом. Такой алгоритм позволяет разделить геометрические и оформительские ошибки.

Преимущество цифрового подхода заключается в возможности быстро исправлять обнаруженные несоответствия. Однако это преимущество эффективно только при понимании причины ошибки. Если студент механически меняет параметры до получения визуально похожего результата, образовательная ценность задания снижается. Поэтому при обучении необходимо требовать объяснения назначения каждой основной операции и каждого ключевого размера.

5. Методические возможности применения КОМПАС-3D

Использование КОМПАС-3D в инженерной графике может быть организовано как последовательность практических заданий возрастающей сложности. На начальном уровне студент осваивает интерфейс, создание эскизов и простейшие операции построения. На следующем уровне выполняется моделирование деталей, содержащих несколько конструктивных элементов. Далее можно перейти к сборочным единицам, чертежам и спецификациям.

Особое значение имеет сочетание ручного анализа и цифрового построения. Перед началом работы студенту целесообразно предложить определить основные виды детали на бумаге или в виде эскиза. После этого строится трехмерная модель, а затем выполняется сравнение первоначального представления с цифровым результатом. Такой подход позволяет использовать программу не только как средство получения готового изображения, но и как инструмент проверки пространственного представления.

Еще одним направлением является анализ ошибок. Преподаватель может намеренно предложить модель с неверным размером, неправильным положением отверстия или нерационально выбранным главным видом. Задача студента состоит в выявлении ошибки и ее обоснованном исправлении. В результате формируется навык технического контроля, который необходим при работе с конструкторской документацией.

Цифровая среда также позволяет демонстрировать зависимость элементов модели. Изменение параметра основания, диаметра отверстия или положения конструктивного элемента может использоваться как учебный эксперимент. Студент наблюдает, какие элементы перестраиваются автоматически, а какие требуют корректировки. Это формирует понимание логики параметрического моделирования и зависимости между геометрическими объектами.

Следует учитывать и организационные особенности. Для полноценной работы необходим компьютер с установленным программным обеспечением и соответствующими системными ресурсами. АСКОН публикует актуальные технические требования и материалы по поддерживаемым версиям КОМПАС-3D [6]. Для образовательных целей разработчиком также предусмотрена учебная версия, предназначенная для учащихся учебных заведений [1].

6. Практический результат и обсуждение

Практическая ценность применения КОМПАС-3D в инженерной графике определяется возможностью объединить несколько этапов работы в едином цифровом процессе. Студент последовательно проходит путь от плоского эскиза к объемной модели, а затем от модели к графическому документу. При этом каждое действие может быть проверено на соответствие исходному заданию.

В традиционной работе часть ошибок становится заметной только после завершения значительного количества построений. В трехмерной среде многие ошибки можно обнаружить на раннем этапе благодаря визуализации объекта и возможности вращения модели. Это не означает автоматического повышения качества работы: результат зависит от того, насколько правильно студент задает геометрические зависимости, размеры и последовательность операций.

Для преподавателя программа дает возможность организовать индивидуальные задания. Одну и ту же конструкцию можно варьировать по размерам, количеству отверстий, форме пазов и другим параметрам. Это позволяет уменьшить механическое копирование решений и одновременно сохранить общую структуру учебного задания. Кроме того, дерево построения может использоваться как дополнительный объект контроля: преподаватель оценивает не только итоговую форму, но и логику ее создания.

Отдельного внимания заслуживает связь КОМПАС-3D с нормативными требованиями. Цифровой инструмент должен применяться в рамках действующих правил оформления конструкторской документации. Поэтому при обучении важно проверять не только пространственную модель, но и виды, разрезы, размеры и другие элементы документа. В этом случае программа становится частью методики обучения инженерной графике, а не самостоятельной целью.

В результате применения описанной последовательности формируются взаимосвязанные навыки: чтение графической информации, пространственное представление, построение эскизов, трехмерное моделирование, получение графических изображений и контроль размеров. Такая совокупность навыков соответствует практической направленности инженерно-технической подготовки.

Заключение

КОМПАС-3D может использоваться в образовательном процессе как инструмент практического освоения инженерной графики и трехмерного моделирования. Наиболее продуктивным является подход, при котором программа применяется не для механического получения изображения, а для последовательного решения графической задачи: анализа конструкции, создания эскиза, построения модели, получения необходимых изображений и проверки размеров.

Рассмотренная методика показывает, что цифровое моделирование позволяет наглядно связывать двумерные и трехмерные представления детали. При этом основные требования инженерной графики сохраняют значение: необходимо правильно выбирать виды и разрезы, обеспечивать информативность изображений и соблюдать правила нанесения размеров. Соответствующие положения закреплены в стандартах ЕСКД [2; 3].

Таким образом, применение КОМПАС-3D целесообразно сочетать с изучением теоретических основ инженерной графики и нормативных требований к конструкторским документам. Такой комплексный подход позволяет сформировать у студентов не только навыки работы с программным обеспечением, но и понимание принципов построения и оформления инженерной графической информации.

Список литературы

1. АСКОН. КОМПАС-3D: документы и информационные материалы [Электронный ресурс]. – 2026. – URL: https://ascon.ru/products/kompas-3d/training/documents/ (дата обращения: 20.09.2026).

2. ГОСТ 2.305⁠–⁠2008. Единая система конструкторской документации. Изображения – виды, разрезы, сечения. – Введ. 2009-07-01. – М.: Стандартинформ.

3. ГОСТ 2.307⁠–⁠2011. Единая система конструкторской документации. Нанесение размеров и предельных отклонений. – Введ. 2012-01-01. – М.: Стандартинформ.

4. АСКОН. Азбука КОМПАС-3D [Электронный ресурс]. – 2026. – URL: https://ascon.ru/products/kompas-3d/training/documents/ (дата обращения: 20.09.2026).

5. АСКОН. Импорт и экспорт графических документов в КОМПАС-3D v25 [Электронный ресурс]. – 2026. – URL: https://help.ascon.ru/KOMPAS/25/ru-RU/bm1510125.html (дата обращения: 20.09.2026).

6. АСКОН. КОМПАС-3D: техническая информация [Электронный ресурс]. – 2026. – URL: https://ascon.ru/products/kompas-3d/tech-info/ (дата обращения: 20.09.2026).