Cvičení 1 z předmětu CAD I. ÚVOD DO PARAMETRICKÉHO 3D MODELOVÁNÍ V programu Pro/Engineer 2001

Transkript

1 Cvičení 1 z předmětu CAD I ÚVOD DO PARAMETRICKÉHO 3D MODELOVÁNÍ V programu Pro/Engineer 2001 Parametrický 3D model tělesa je model, který je již od počátku jeho tvorby svázán se systémem vazeb a kót, které popisují jeho rozměry a geometrii. Veškeré rozměry jsou kdykoliv modifikovatelné pouhou změnou číselného údaje u příslušné kóty. S touto variabilitou modelu musíte počítat již od počátku jeho tvorby a navrhnout systém popisu geometrie tak, aby eventuelní pozdější změnou rozměru u nějaké kóty nedošlo k deformaci nebo rozpadnutí modelu (i tak ovšem není nic ztraceno, nevyhovující kóty nebo vazby jde nahradit jinými, někdy však za cenu složitých operací). Cílem prvního cvičení je si na jednoduchém modelu svěrky (viz následující obr.) osvojit základní postupy při tvorbě parametrického 3D modelu. Poznámka: dále uvedený postup tvorby modelu je jen jeden z mnoha možných, ke stejnému výsledku je možné dojít různými postupy. Zde bude vzhledem k omezenému prostoru vysvětlena vždy jen jedna varianta řešení. 1. Spuštění Pro/Engineera a vytvoření nového modelu Ze složky CAD, která je na ploše před Vámi, spusťte dávkový soubor Proe2001. Po nastartovaní dostanete prostředí s roletovými menu. V levém horním rohu najdete roletu označenou File, volte New, Part a solid (implicitní). Zadejte jméno součásti sverka a OK. Vyberte šablonu mmns_part_kst. Vyplňte parametry a OK. A uložte v roletovém menu File, Save. 2. Základy ovládání Posouvání, natáčení zoomování lze provádět kdykoli když se nezadává hodnota z klávesnice. Provádí se stiskem levého CTRL na klávesnici a stlačením tlačítek na myši a se současným pohybem myši. Levé tlačítko zoom, prostřední rotace, pravé posun. Zobrazování pomocných prvků je v ikonovém menu. Příkazy se volí pouze z roletového, ikonového a nebo pravého obrazovkového menu. Zobrazování pomocných prvků a stromu najdete v ikonovém menu. Čtení ze systémových řádek s hláškami je nezbytně nutné pro orientaci v příkazech. Helpový řádek pomáhá s výběrem příkazu. 1

2 Roletová menu, ikony, systémové hlášky, zobrazování pom. prvků,pravé obrazovkové menu Help-funkce příkazů Pomocné prvky Strom tělesa 2

3 3. Základní princip tvorby modelu Při tvorbě modelu součástky, (jinak řečeno dílu, partu či tělesa) se nejprve oprostíte od všech detailů a začnete konstruovat nějakou základní stěžejní část základní prvek (feature). K němu pak postupně připojujete další prvky tvořící jednotlivé detaily (jsou to opět další prvky), až vznikne celý model. Z prvků se vytváří strom tělesa a vztahy mezi prvky jsou v závislosti rodičů a dětí. Postup tvorby, jak základního prvku, tak každého ze všech následujících prvků je naprosto totožný a sestává se ze čtyř hlavních na sebe navazujících postupných kroků: 1. volba náčrtové roviny, orientace skici, 2. náčrt, 3. vazby a kóty náčrtu, 4. vytvoření prvku. 4. Konstrukce svěrky 4.1. Základní prvek V případě výše uvedené svěrky zvolíte za výchozí základní prvek například placku dle obrázku vpravo. Tu vytvoříte pomocí příkazu v roletovém menu stiskem Insert, Protrusion, Extrude. Nyní se v pravé horní části obrazovky zobrazí menu s názvem typu tvořeného prvku se jménem PROTRUSION Extrude. Od této doby je možné dané volby kdykoli měnit obsah položky označením položky v tomto okně a stiskem tlačítka Define. Pokud chcete jiný typ prvku, musíte tento prvek zrušit tlačítkem Cancel. Dále rozhodnete zda-li prvek bude tažen na jednu nebo obě strany od náčrtové roviny- volíte One side a stiskneme Done. Krok 1 - volba náčrtové roviny Zvolená šablona má předdefinované základní roviny FRONT, TOP, RIGHT a souřadný systém. Dále nechť náčrtová rovina bude FRONT. Výběr se provádí ukázáním na její hranu - volba Pick, nebo pravé tlačítko myší, či pravé obrazovkové menu Query sel - výběr s dotazem. Vyberte Front, určete směr vytváření tělesa, viz šipka, volte Done. Dále orientace náčrtové roviny. Volte Default, nebo Top a ukažte na rovinu TOP. Krok 2 návrh Vytvoření návrhu představuje nakreslení půdorysu profilu, ze kterého pak půjde vysunutím vytvořit prvek. Návrh se vytváří vždy v náčrtové rovině a k jeho nakreslení se použijí klasické objekty úsečka, kružnice, oblouk, křivka atd. Protože se z návrhu časem stane prvek, měl by návrh zpravidla tvořit uzavřený obrazec a jeho čáry by se neměly křížit. Na jeho rozměrech teoreticky nezáleží (ty dodáte kótami) a systém se dokáže vypořádat i s jeho částečnou křivostí (s tou by se to ale nemělo přehánět).měřítko je vždy 1:1. Pro/Engineer je povinný parametrický modelář, jehož skica musí mít 0 stupňů volnosti. (jednoznačné zakótování je prováděno automaticky od základních referencí). V našem případě stačí stisknout tlačítko Close, protože dané preference jsou dostačující pro automatické kótování. 3

4 Pro naší placku vyrobíte půdorys např. ze tří úseček a jednoho oblouku a mohl by vypadat např. nějak takto nebo takto, levý dolní roh je umístěn do souřadného systému. Příkazy najdete buď v roletě Sketch nebo na ikonách vpravo. Pro jednoznačnost v dalším textu bude použito pouze příkazů v roletovém menu. Při kreslení ukazujte na body levým tlačítkem myši a příkaz ukončete prostředním tlačítkem. Pravé tlačítko je pro výběr dotazem, nebo pro Editaci nakreslené entity. Úsečky nakreslete příkazem Line, a oblouk příkazem Arc, 3Point/Tangent End. Je možné udělat oblouk hned tečný k úsečkám, ale není to nutné. V případě, že se Vám něco nepovede volte roletu Edit, Modify ukažte na entitu a pravé tlačítko myši zobrazí nabídku editačních příkazů. Dále příkazem Sketch, Circle, Center and Point nakreslíte kružnici soustřednou s obrysem. Krok 3 - vazby a kóty náčrtu Vazby náčrtu jsou např. horizontálnost, vertikálnost, kolmost a tečnost, rovnoběžnost, totožnost atd. Aby náčrt držel pěkně pohromadě je dobré zavazbit ho co nejvíce a teprve co už vazbou řešit nejde, tak zakótovat. Dáte-li mezi přímku a oblouk vazbu tečnost, je to zaprvé rychlejší než všechno kótovat a když pak někdy časem změníte šířku, změní se automaticky i oblouk tak, aby tečnost byla dále zachována. Vazby se přidávají z menu Sketch, Constraints a vymazávají stejně jako entity. Nejprve si pomocí zobrazení vazeb prohlédneme, které vazby tam dosadil systém sám a které tam chybí. Kolmost úseček je možno dosáhnout tak, že dvě vodorovné budou mít vazbu horizontální a jedna svislá vertikální nebo tam může být kolmost mezi úsečkami ne oboje najednou, to by bylo převazbované. I v případě použití kolmostí by však měla jedna z úseček zůstat horizontální nebo vertikální, aby náčrt nemohlo plavat v prostoru. Vazba se přidá tak, že se nejprve vybere požadovaná vazba a pak se ukáže na čáru nebo i na více čar,ke kterým se vazba má přiřadit. Přiřadíme-li již všechny vazby volíte Close v menu vazeb. Jde-li o kolmost nebo tečnost (tj. vlastně návaznost dvou čar) musí se po volbě vazby vybrat dvojice čar (postupným ukázáním), kterých se vazba bude týkat. I zde je možno těch dvojic vybrat za sebou více. Počet kót se snižuje. 4

5 A můžete kótovat. Kóty přidáte tak, že v roletovém menu zvolte Sketch, Dimension, Normal... Na výzvu výběru vyberete levou svislou čáru, na další výzvu oblouk a potřetí kliknete prostředním tlačítkem myši do místa, kde chcete kótu mít a vyberte, zda-li je kóta tečná nebo ze středu, volte tečná systém poté kótu zobrazí. Pak zakótujete šířku klikněte na levou svislou čáru a ve druhém kroku již klikněte do místa, kde chcete kótu. Příkazem z roletového menu Edit, Modify a ukázáním na čísla kót zaměníte hodnoty délkových kót na 100 a na kružnici na 80. Pokud je Váš obrázek jako výše uvedený volte z roletového menu Sketch, Done. Krok 4 - vytvoření prvku Potom zvolte Blind (naslepo) a stiskněte Done a zadejte výšku vysunutí 20, Enter, OK a máte prvek. Stlačíte CTRL+prostřední tlačítko myši. Pohybujeme-li nyní myší (se stále stisknutým tlačítkem), model se plynule otáčí už je vidět, že je to opravdu prvek. Typ zobrazení přepínáte stiskem ikon s kostičkou. Zvolte Save Nálitek Nyní vyrobíte nálitek pro utahovací šroub.volte v roletovém menu Insert, Protrusion, Extrude. Dále rozhodněte zda-li prvek bude tažen na jednu nebo obě strany od náčrtové roviny -volte One Side a stiskněte Done. Krok 1 volba náčrtové roviny Volte Use prev a směr vysunutí tělesa Okay. Krok 2 náčrt Preference jsou dostačující, zvolte Close. Zvolte příkaz Sketch, Centerline, ukažte na bod a druhý bod vedle vodorovně. Osu připevněte vazbou k ose válce. Příkazem Sketch, Edge, Use zkopírujte hranu válce a příkazem Sketch, Line. Nakreslete tři úsečky. Příkazem z roletového menu Edit, Trim, Corner ukažte vždy na čáru a část oblouku, která má zůstat. Oblouk se ořeže. Krok 3 - vazby a kóty náčrtu Vazbu použijete Symetric about centerline, vyberte osu a obě vodorovné úsečky. Zakótujete již známým způsobem šířku na 30 a délku na 115, dle obrázku a skicu ukončete. 5

6 Krok 4 - vytvoření prvku Vyberte směr vytažení, a potom hloubku vysunutí bychom mohli nechat naslepo Blind a ručně dodat stejnou výšku jako má placka tím bychom však neměli zaručeno, že výška nálitku bude sledovat výšku placky. Lepší je volba Up to surface a vybrat po natočení správnou rovinu pak je zajištěno, že nálitek bude mít vždy stejnou tloušťku jako placka. Po stisknutí Done se zadá ta rovina, kde má vysunutí končit. Model tedy nyní vypadá takto: Nezapomeňte uložit!!! 4.3. Proříznutí nálitku V roletové menu zvolte Insert, Cut, Extrude. Potom vysunutí na jednu stranu One side a Done. Krok 1 volba náčrtové roviny: Opět Use prev a směr vytvoření prvku Flip a potom Okay. Krok 2 náčrt Náčrt vytvoříte obdobným způsobem jako nálitek, tedy nakreslíte vodorovnou osu, zkopírujte dvě stávající kruhové hrany základního prvku, jednu hranu nálitku a nakreslete dvě vodorovné čáry, viz.obr. Krok 3 - vazby a kóty náčrtu Proříznutí nálitku musí být opět v ose. Vazba symetrie kolem osy zajišťuje a vazby horizontálnosti čar s kótou ve vzdálenosti 5 zcela určují tvar náčrtu. Náčrt je nyní plně zakótovaný, lze opět vysunutím vyrobit další prvek odříznutí. Z roletového menu zvolte Sketch, Done. Krok 4 - vytvoření prvku Určete část která bude odříznuta Material side vnitřek náčrtu. Směr vysunutí odříznutí Direction, Depth bude skrz vše Through All. 6

7 4.3. Díra pro šroubek v nálitku Z roletového menu volte: Insert, Cut, Extrude, vysunutí na jednu stranu One Side a potom Done. Krok 1 volba náčrtové roviny Díra pro šroubek je z boku nálitku, musíte proto kružnici pro díru namalovat do boku. Aby to šlo, musíte do té boční stěny nálitku umístit náčrtovou rovinu. Setup New, Plane, Query Sel a vyberte rovinnou plochu viz obrázek. A dále Direction -. Okay a Default. Krok 2 náčrt I když budete měřit od nesprávné hrany na Preference odpovězte Close. Nakreslete půdorys díry - kružnici. Je vidět, že se skutečně kreslí do boku. Pokud si pohledem pootočíte lze ho zpět nastavit z roletového menu View, Sketch orientation. Dále nakreslete vodorovnou osu procházející středem kružnice. Krok 3 - vazby a kóty náčrtu Vazba symetrie, je použita na vodorovnou osu. Ukažte na osu a pomocí Query Sel na koncové body hran nálitku viz. obr a zakótujte. Průměr díry je 7, vzdálenost osy díry od osy základního tělesa je 58, viz. obr. Krok 4 - vytvoření prvku Určete část která bude odříznuta Material side vnitřek skici, Směr vysunutí odříznutí Direction, Depth bude skrz vše Through All. 7

8 4.4. Díry ze zadní strany svěrky Z roletového menu volte: Insert, Cut, Extrude, potom rozhodněte zda-li prvek bude tažen na jednu nebo obě strany od náčrtové roviny, volte One Side a Done. Krok 1 volba náčrtové roviny Díry jsou ze zadní strany svěrky, musíte tam proto přesunout náčrtovou rovinu. Postup bude totožný jako u díry do nálitku. Vyberte zadní rovinu, viz obrázek, směr tvorby prvku vyhovuje - Okay a pro orientaci pohledu volte Default. Krok 2 náčrt Nyní zkuste opravit preference. Ukažte na jednotlivé řádky a volte Delete. Potom vyberte osy pomocí tlačítka se šipkou a nakonec Close. Dále nakreslete dvě kružnice a vodorovnou osu procházející středy kružnic. Krok 3 - vazby a kóty náčrtu Použité vazby jsou rovnost poloměrů a symetrie kolem osy hlavní díry a kružnice mají průměr 6,4 jsou 55 od sebe viz. obr. Potom Done. Krok 4 - vytvoření prvku Určete část která bude odříznuta Material side vnitřek děr, směr vysunutí odříznutí Direction, Depth bude do plochy Up to Surface a vyberte vnitřní válcovou plochu a Done Závit Dále lze přidat závity do děr z roletového menu Insert, Cosmetic, Thread a postupně definovat válcovou plochu díry, startovací plochu- začátek závitu, směr, hloubku a velký průměr závitu. Výsledkem je vytvořená plocha, která se na výkresech zobrazuje jako závit. Viditelná není v režimu stínovaného zobrazení. 8

9 Příklad editace modelu Je potřeba změnit průměr díry ve svěrce z hodnoty 80 na 85. Problém lze vyřešit dvěma způsoby: 1. V pravém obrazovkovém menu zvolte Modify (nachází se v nejhornějším adresáři, kde nejspodnější položka není Done, pokud je, tak zmačknout Done) a ukažte na daný měněný prvek. Objeví se jeho kóty. Poklepáním na číslo kóty dostanete okénko k zadání nového rozměru. Po všech opravách zvolte z pravého obrazovkového menu příkaz Regenerate. 2. Z pravého obrazovkového menu, nejhornějšího adresáře, volte Feature, Redefine. Vyberte prvek, stiskněte tlačítko na měněném řádku a zvolte Define. Jste-li hotovi zvolte OK. 9