Wprowadzenie do bryłowego, parametrycznego modelowania elementów i zespołów maszyn w programie Pro/Desktop 2000i

Transkrypt

1 Wprowadzenie do bryłowego, parametrycznego modelowania elementów i zespołów maszyn w programie Pro/Desktop 2000i 1. Wprowadzenie Opracował: dr inż. Zbigniew Rudnicki Współczesne parametryczne systemy komputerowego wspomagania projektowania (CAD) a wśród nich Pro/Desktop (firmy Parametric Technology Corporation) umożliwiają m.in: 1. Tworzenie na płaszczyznach roboczych (ang.: Workplanes) SZKICÓW (Sketch) czyli profili wykorzystywanych do definiowania brył. Przy szkicowaniu istotne są WIĘZY GEOMETRYCZNE czyli cechy pojedynczych elementów geometrycznych lub zależności między parami elementów geometrycznych, takie jak: równoległość, prostopadłość, styczność, współliniowość, koncentryczność, określony kierunek, jednakowy rozmiar, konkretny wymiar liczbowy. 2. Bryły powstają przez zastosowanie dla bieżącego szkicu jednej z takich operacji jak: wyciąganie (Extrude), obracanie (Revolve), przemieszczanie wzdłuż tworzącej (Sweep), czyli nadawanie CECH (Features) trójwymiarowości (są to operacje z paska narzędzi Features). 3. Pro/Desktop przy wstawianiu linii wymiarowych samoczynnie realizuje PARAMETRYZACJĘ czyli: wprowadza do modelu geometrycznego ZMIENNE matematyczne (zwane też parametrami). Dla każdego wymiaru automatycznie tworzona jest zmienna. Wykaz zmiennych pokazuje okno wywołane z menu Tools-Variables. Parametryzacja umożliwia: tworzenie modelu matematycznego przez wpisywanie równań i nierówności dwustronne powiązanie modelu geometrycznego z matematycznym, to znaczy: a) wymiary geometryczne przechodzą do równań, b) zależności matematyczne powodują zmiany geometrii 4. MODELE BRYŁOWE detali maszyn umożliwiają m.in.: prezentowanie brył w trzech wymiarach zestawianie zespołów z poszczególnych detali generowanie rysunków technicznych detali tworzenie animacji ruchu lub zmian geometrii Po wyeksportowaniu modeli do innych programów możliwe jest też m.in.: prowadzenie analiz wytrzymałościowych (FEM - Finite Element Method = Met. Elem. Skończonych), symulowanie ruchu i pracy (CAE - Computer Aided Engineering, Virtual Prototyping) komputerowo sterowane wytwarzanie (CAM - Comp.Aided Manufacturing, Rapid Prototyping) 2. Ekran Pro/Desktop a. Rys. 1. Oprócz standardowego niezbędne są tylko 4 paski narzędzi

2 3. Ćwiczenie Uruchom Pro/Desktop'a (z menu Start). Utwórz nowy projekt (New Design). Ustaw paski narzędzi tak aby było widać ich nazwy, lecz także aby nie zasłaniały obszaru rysunku. 3.1 Płaszczyzny robocze (Workplanes) i szkice (Sketches) Wciśnij na chwilę 3-ci przycisk paska Design aby zobaczyć 3 płaszczyzny robocze (Workplanes) jak na rys. 2. Rozwiń [+] na drzewku płaszczyzn z lewej strony. Pokaże się szkic Initial utworzony automatycznie przy starcie. Zapamiętaj: Dla każdej operacji tworzenia bryły konieczny jest oddzielny szkic a dla niektórych nawet więcej niż jeden. Każdy szkic leży na jakiejś płaszczyźnie roboczej. Oprócz trzech podstawowych możesz tworzyć kolejne płaszczyzny, a na każdej może być wiele szkiców. Rys. 2. Płaszczyzny robocze (Workplanes) i szkic Initial 3.2 Rysowanie (tworzenie szkicu) Wciśnij pierwszy przycisk paska Design (Select Lines) Narysuj trzy linie i okrąg jak na rys.3. Następnie wybierz "Delete Line Segment" i obetnij wystające końce linii aby otrzymać trójkąt. Spróbuj rozciągać myszką ten trójkąt na różne strony - ciągnąc za odcinek lub wierzchołek Shift A dopasowuje widok do okna. Rys Nadawanie i usuwanie więzów Rys. 4: Przejdź do widoku z góry (na pasku Views - środkowy przycisk: Plan View) Narzędziem zaznacz wszystkie boki trójkąta (z trzymaniem Shift) i nadaj im - z paska Constraints - więzy równej długości (Equal Length). Wciśnij Select Constraints aby zobaczyć symbole nadanych więzów jak na rys 4. Wybierz i spróbuj rozciągać trójkąt myszką. Jakie wnioski?

3 Teraz wróć do widoku więzów, wymaż symbole równości boków i znowu pociągnij myszką za wierzchołek. Następnie narzędziem zaznacz dwa boki trójkąta (z trzymaniem Shift) i nadaj im - z paska Constraints - więzy prostopadłości. Sprawdź czy widać symbole więzów (Select Constraints) jak na rys.5 Wstaw linie wymiarowe (po wcisnięciu Rys. 5 pociągnij za wymiarowany bok) 3.4 PARAMETYZACJA - Zmienne i równania Z menu Tools-Variables otwórz okno zmiennych (rys.6.) - gdzie widać zmienne utworzone dla naszych dwu linii wymiarowych. Otwórz też okno równań: Tools -Design Rules Rys. 6 W oknie Design Rule podwójnie kliknij w miejscu gdzie ma się pojawić pierwsze równanie. Następnie utwórz równanie określające, że bok2 (czyli: base\length 2) ma być 2 razy dłuższy niż bok1. UWAGA: zamiast wpisywać nazwy można pobierać je przez ich klikanie w oknie Variables. Zatwierdź równanie (przycisk z "fajką" lub ENTER). Zauważ że zmienna wynikowa zmieniła stan na Output. Zobacz efekt na rysunku. Spróbuj teraz rozciągać trójkąt myszką. 3.5 Zmiana wymiarów i nazw zmiennych. Wymiarowanie okregów i ich położenia Aby zmodyfikować wartości wymiarów i ich nazwy: podwójnie kliknij dany wymiar narzędziem. Zmień nazwę z "length 1" na "a", i wartość a na 20 Zmień nazwę z "length 2" na "b", jak widać wartość b nie da się zmienić bo wynika z równania. Zwymiaruj położenie okręgu, w tym celu trzeba: Rys. 7 - najpierw narzędziem kliknąć bok a potem - ustawić myszkę przy obwodzie okręgu aby pokazał się znacznik środka, i wtedy pociągnąć linię wymiarową. Zmień nazwy tych wymiarów odpowiednio na a1 i b1 Zwymiaruj średnicę: najpierw kliknij okrąg potem pociągnij (musi pojawić się symbol φ). Zmień na 5 mm Aby dopasować widok do okna naciśnij SHIFT A lub użyj rolki w myszce.

4 3.6 Jeszcze raz równania Dopisz równania jak na rys. 8. Rys Tworzenie bryły a) Rys. 9. b) Ostatecznie dla szkicu jak na rys.9a zastosuj (z paska Features) operację Extrude jak na rys.9b Zaokrągl krawędź: wybierz ją narzędziem Select Edges a potem z paska Features uruchom operację Round Edges; wpisz promień 4. Krawędzie otworu sfazuj (2 mm) podobnie: wybierz krawędź i operację Chamfer. Rys.10 Po wybraniu przedostatniego przycisku na pasku Views możesz obracać bryłę myszką (zakończ klawiszem ESC). Zapisz uzyskaną bryłę do pliku (np.: ze swoim imieniem).

5 3.8 Tworzenie rysunku technicznego na podstawie bryły Wybierz z menu: File-New-Drawing. Zaakceptuj format A4, skalę 2:1 oraz jako Predefined Standards wybierz ISO. Wstawianie rzutów (rys.11): Wstaw widok (rzut) z góry - z menu: Drawing-Add Modeling View, Base (jeśli się nie pojawi to trzeba zmniejszyć rysunek i sprawdzić czy jest poza granicami arkusza a następnie przesunąć go); oraz rzut widok (rzut) z przodu - z menu: Drawing-Add Modeling View, Frontal i ustaw je odpowiednio (zaznacz jeden i prawym klawiszem myszy wybierz: Align Other Views) Wstawianie przekroju (rys.11): Narysuj pionową linię przekroju (Line Straight) z trzymaniem Shift a z jej końca poziomą linię i tą ostatnią przekształć na konstrukcyjną klawiszami CTRL G. Wybierz rzut (Select View) i wstaw przekrój - z menu Drawing Add Section View Wymiarowanie (rys.11): Wymiary liniowe (Dimension Linear) wstawiamy klikając pierwszy punkt (lub linię) a potem ciągnąc za drugi punkt (lub np. okrąg). Wymiary średnic (Dimension Diametric) i promieni (Dimension Radial) wstawiamy ciągnąc za okrąg lub łuk. Rys Montowanie zespołu Spróbujemy teraz połączyć dwie bryły takie jak opracowana przed chwilą. Utwórz New-Design. Wstaw dwukrotnie opracowany detal Assembly Add Component Narzędziem Select Faces wybierz wnętrze otworu w jednym detalu i z trzymaniem Shift także w drugim (rys.12) a następnie wycentruj osie obu otworów Assembly Center Axes. Teraz narzędziem Select Parts można wybrać jeden detal i myszką obracać wokół osi otworu.

6 Rys.12 Teraz wybierz (z Shift) dolne ścianki w obu detalach jak na rys.13a i wykonaj operację umieszczenia ich na jednej płaszczyźnie: Assembly Mate aby otrzymać efekt jak na rys.13b a) b) Rys. 13