Cvičení 1 z předmětu CAD I ÚVOD DO PARAMETRICKÉHO 3D MODELOVÁNÍ Pro/ENGINEER WildFire 2.0 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 nějaké kóty nedošlo k deformaci nebo rozpadnutí modelu (i tak ovšem není nic ztraceno, nevyhovující kóty nebo vazby je možno nahradit jinými, někdy ovšem za cenu složitých operací). Cílem prvního cvičení je osvojení základních postupů tvorby parametrického 3D modelu na jednoduchém modelu svěrky (viz následující obr.). Poznámka: Dále uvedený postup tvorby modelu je jen jedním z mnoha možných, ke stejnému výsledku je možné dojít různými postupy. Vzhledem k omezenému prostoru zde bude vysvětlena vždy jen jedna varianta řešení. 1. Spuštění Pro/ENGINEERa a vytvoření nového modelu Ze složky PROE, která je na ploše před Vámi, spusťte dávkový soubor Pro ENGINEER. Po nastartovaní dostanete prostředí s roletovými menu ve standardních barvách. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 přináší mnoho změn do oblasti dříve známé jako Model Tree (strom modelu), která je nyní označována jako Navigátor - centrum všech konstrukčních nástrojů. Záložky v horní části navigátora umožňují přímý přístup k různým možnostem. K otevření a zavření použijte rám k minimalizaci či maximalizaci navigátora. Navigátor obsahuje níže uvedené záložky: Model navigátor První záložkou je Model tree (strom modelu). Pomocí pravého tlačítka lze např. přejmenovávat prvky pokud pracujete na modelu nebo sestavě.., přistupovat do hladin a vybírat více položek pomocí SHIFT. Pracovní prostory Máte nyní a pomocí této záložky lze procházet složky a adresáře ve vašem počítači přímo v Pro/ENGINEERu. Odtud se můžete připojit k Windchillu a workspacům Pro/INTRALINKu stejně tak jako k projektů ProjectLinku, FTP serverům atd. Navigátor řešení Záložka řešení nabízí připojení ke službám jako jsou online katalogy, nástroje pro spolupráci na projektu a linky do uživatelské oblasti PTC.com a PTC/USER. Každé řešení je ovládáno pomocí samostatného prohlížeče. Zahájení práce: 1
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, v dialogovém panelu Save Object vyberte svůj adresář Documents and Setings. 2. Základy ovládání Při výchozím nastavení určuje střed posuvu a otáčení kurzor nicméně lze využít jako střed otáčení i střed modelu. Otáčení modelu stlačením prostředního tlačítka a pohybem myši. Rotace modelu stlačením CTRL a prostředního tlačítka a posuvem myši vlevo a vpravo. Zoom lze využít kolečka myši k přiblížení a vzdálení modelu případně stlačením CTRL a prostředního tlačítka a posuvem myši nahoru a dolů. Posuv modelu stlačením SHIFT a prostředního tlačítka a pohybem myši. Příkazy se volí z roletového, nebo ikonového menu. Rozpracovaný (editovaný) prvek je v dolní části obrazovky. Čtení ze stavového řádku je nezbytně nutné pro orientaci v příkazech. Helpový řádek pomáhá s výběrem příkazu. Roletová menu, nástr. lišta systému, navigátor, zobrazování pom. prvků, nástr. lišta prvků, strom tělesa, help příkazů, stavový řádek, pomocné prvky, editovaný prvek, typ výběru. 2
3. Základní princip tvorby modelu Tvorba modelu součástky (jinak řečeno dílu, partu či tělesa), po automatickém vytvoření pomocných prvků začíná konstrukcí základní části základním prvkem (feature). K němu pak postupně připojujete další prvky tvořící jednotlivé detaily (jsou to opět další prvky stromu), až vznikne celý model. Z prvků se vytváří strom tělesa a vztahy mezi prvky jsou závislosti rodičů a dětí. Postup tvorby, jak základního prvku, tak každého ze všech následujících prvků je naprosto totožný a sestává ze čtyř hlavních na sebe navazujících postupných kroků: 1. volba náčrtové roviny, orientace skici, určení referencí (pro automatické kótování) 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, Extrude. Krok 1 - volba náčrtové roviny V menu editovaného prvku ve spodní části obrazovky zvolte Placement a Define. Zobrazí se panel Section (viz. obr.) Zvolená šablona má předdefinované základní roviny FRONT, TOP, RIGHT a souřadný systém. Náčrtová rovina bude FRONT. Výběr se provádí ukázáním na její hranu - vysvítí se. Vyberte Front, určete směr vytváření tělesa, tlačítko Flip. Dále orientace náčrtové roviny. Volte Top a ukažte na rovinu TOP viz. obrázek a stisknete Sketch. Dále se objeví menu References. 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 reference jsou dostačující pro automatické kótování. 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. 3
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. Je ho potřeba vždy chvíli podržet, aby se vysvítilo menu s možnými příkazy. 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 Vazbami náčrtu jsou vertikálnost, horizontálnost, kolmost a tečnost, umístění bodu na střed přímky, sjednocení bodů (kolineárnost), symetričnost, shodnost délky úsečky či oblouku a rovnoběžnost. Aby náčrt držel pěkně pohromadě je dobré zavazbit ho co nejvíce a zakótovat teprve to, co už vazbou řešit nejde. 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 převazbené. I v případě použití kolmostí by však měla jedna z úseček zůstat horizontální nebo vertikální, aby náčrt nemohl 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. Přiřadíte-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 4
dvojic vybrat za sebou více. Počet kót se snižuje. A můžete kótovat. Kóty přidáte tak, že v roletovém menu zvolíte 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 dvojklikem na čísla kót zaměníte hodnoty délkových kót na 100 a na kružnici na 80. Pokud je Váš obrázek shodný s výše uvedeným, volte z roletového menu Sketch, Done. Nyní se v dolní části obrazovky zobrazí ikony editovaného prvku kde bude zatržena ikona s kostkou - typ prvku tažení a ikona vysunutí na jednu stranu (třetí zleva). V okénku vedle ní bude vyplněna výška vysunutí 20. Volby v tomto řádku je možné kdykoliv měnit. Pokud chcete jiný typ prvku, musíte tento prvek zrušit tlačítkem křížek. V menu editovaného prvku zmačkněte vpravo zátržítko. Pokud je vše správně zadané vytvoří se první prvek. Stlačíte 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 v nástrojové liště systému. Zvolte Save a Enter. 4.2. Nálitek Nyní vyrobíte nálitek pro utahovací šroub. Volte v roletovém menu Insert, Extrude. Krok 1 volba náčrtové roviny. Klikněte Placement a Define. V menu Section zvolte Use previous a Sketch. Krok 2 náčrt Reference jsou dostačující, odklikněte Close. Zvolte příkaz Sketch, Centerline, ukažte na bod a druhý bod vedle vodorovně. Osu připevněte vazbou k ose válcového otvoru. Příkazem Sketch, Edge, Use zkopírujte kruhovou hranu placky 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 5
Jako vazbu použijte Symetric about centerline, vyberte osu a oba konce vodorovných úseček. Zakótujete již známým způsobem šířku na 30 a délku na 115 podle obrázku, skicu ukončete. V dolní části obrazovky bude zatržena ikona s kostkou - typ prvku tažení a ikona (třetí zleva přepnuta na ikonu s červenou značkou roviny) znamenající vybrat vysunutí až k bodu, křivce, ploše nebo rovině Extrude to selected point, curve... V okénku vedle vyberte správnou rovinu do té se prvek vysune. (Hloubku vysunutí bychom mohli nechat naslepo Blind a ručně dodat stejnou výšku jako má placka tím bychom však měli ve výkrese dvě stejné kóty. Navíc při případné editaci vysunutí rodičovského prvku by bylo nutné editovat oba prvky, každý zvlášť. V menu editovaného prvku zmačkněte vpravo zátržítko. Pokud je vše správně zadané, vytvoří se další prvek. Model tedy nyní vypadá takto: Nezapomeňte uložit!!! 4.3. Proříznutí nálitku V roletové menu zvolte Insert, Extrude. Krok 1 volba náčrtové roviny: Klikněte Placement a Define. V menu Section zvolte opět Use previous a Sketch. Krok 2 náčrt Náčrt vytvoříte obdobným způsobem jako nálitek, tedy nakreslíte vodorovnou osu, zkopírujte kruhové hrany díry v základním prvku, vnější hranu nálitku a mezi ně nakreslete dvě vodorovné čáry, přečnívající čáry ořežte - 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, opět lze vysunutím vyrobit další prvek odříznutí. Z roletového menu zvolte Sketch, Done. V dolní části obrazovky bude zatržena ikona s kostkou - typ prvku tažení a ikona třetí zleva přepnuta na ikonu odřezávání přes všechny roviny - Extrude to intersect with all features. 6
Pátá ikona bude stisknuta. To znamená, že materiál nebude přidán, ale odebrán (remove material). V menu editovaného prvku zmáčkněte vpravo dole zátržítko. Pokud je vše správně zadané, vytvoří se prvek proříznutí. Model tedy nyní vypadá takto: 4.3. Díra pro šroubek v nálitku V roletové menu zvolte Insert, Extrude. 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. V dialogu Section ukažte na ni dle obr. Směr nechat a Sketch. Krok 2 náčrt I když budete měřit od nesprávné hrany na Reference odpovězte Close. Nakreslete půdorys díry - kružnici. Je vidět, že se skutečně kreslí do boku. Pokud si pohledem nechtěně pootočíte, lze ho zpět nastavit z roletového menu View,Orientation, Sketch orientation. Dále nakreslete vodorovnou osu procházející středem kružnice. Krok 3 - vazby a kóty náčrtu Vazba symetrie je použita pro vodorovnou osu. Ukažte na osu a na koncové body hran nálitku (viz. obr), zakótujte. Průměr díry je 7, vzdálenost osy díry od osy základního tělesa je 58. V dolní části obrazovky bude zatržena ikona s kostkou - typ prvku tažení a ikona třetí zleva přepnuta na ikonu odřezávání přes všechny roviny - Extrude to intersect with all features. Pátá ikona bude stisknuta. To znamená, že materiál nebude přidán ale odebrán (remove material).v menu editovaného prvku zmačkněte vpravo dole zátržítko. Pokud je vše správně zadané, vytvoří se prvek průchozí díra. 7
4.4. Díry ze zadní strany svěrky Z roletového menu volte: Insert, Extrude. 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. Zvolte ikonu skici a vyberte zadní rovinu, viz obrázek, směr tvorby prvku vyhovuje zvolte Sketch. Krok 2 náčrt Nyní zkuste opravit Reference. 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 těchto kružnic. Krok 3 - vazby a kóty náčrtu Použité vazby jsou symetrie osy na součástce, rovnost poloměrů a symetrie středů kolem osy hlavní díry. Kružnice mají průměr 6,4 a jsou 55 od sebe - viz. obr. Potom Done. V dolní části obrazovky bude zatržena ikona s kostkou - typ prvku tažení a ikona třetí zleva přepnuta na ikonu do plochy, - Extrude to intersect with selected surface (Musí se vybrat plocha hlavní díry). Pátá ikona bude stisknuta, materiál tedy bude odebrán (remove material).v menu editovaného prvku zmačkněte vpravo zátržítko. Pokud je vše správně zadané vytvoří se prvek a model podle obr. 4.5. 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. Není viditelná v režimu stínovaného zobrazení! Příklad editace modelu Je potřeba změnit průměr díry ve svěrce z hodnoty 80 na 85. Ukažte na základní prvek ve stromu, nebo na plochu upínací díry stiskem levého tlačítka (dojde k označení prvku) a podržením pravého tlačítka se objeví menu, vyberte položku Edit. Objeví se kóty prvku. Poklepáním na číslo kóty dostanete okénko k zadání nového rozměru. V případě, že lze vybrat z více možností, v menu budou položky Next, Previous a Pick from list. Poklepem na pravé tlačítko se posouváme v seznamu. Po všech opravách zvolte z roletového menu Edit, Regenerate. 8