Bryła obrotowa (osiowo symetryczna), parametryzacja

Bryła obrotowa (osiowo symetryczna), parametryzacja Zagadnienia. Tworzenie bryły obrotowej (dodawanie i odejmowanie brył). Tworzenie rowków. Tworzenie otworów i kołków powielonych za pomocą szyku kołowego. Parametryzacja. Zanim przystąpicie Państwo do wykonania modelu według tej instrukcji (sw_o2_bryla_obrotowa_parametryzacja2.pdf), proszę najpierw wykonać model wg instrukcji sw_02_bryla_obrotowa.pdf, w której nie stosuje się parametryzacji, ale wprowadza konstrukcje szyku kołowego i liniowego. Poznawszy te techniki wykonamy bardzo podobny model części, ale z wykorzystaniem parametryzacji różnych operacji. Rysunek 1. Model do utworzenia Po otwarciu SolidWorks a wybieramy z menu Plik -> Nowy... i jako dokument wybieramy Część (reprezentacja 3D pojedynczego komponenty projektu). Zamierzamy utworzyć szkic, z którego utworzymy bryłę (osiowo symetryczną) poprzez obrót wokół osi. Szkic wykonamy na Płaszczyźnie przedniej. Rysowanie możemy rozpocząć na kilka sposobów np. na zakładce Operacje wybieramy narzędzie Dodanie/baza przez obrót, rys. 2. Rysunek 2. Wybór narzędzia Dodanie/baza przez obrót Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 1

Po wybraniu tego narzędzia SW prosi o wskazanie płaszczyzny na której utworzymy Szkic. Z rozwiniętego drzewa operacji wybierzmy Płaszczyznę przednią, rys. 3. Rysunek 3. Wybieramy płaszczyznę szkicu - Płaszczyzna przednia Model osiowosymetryczny musi posiadać oś. Aby linia narysowana na szkicu posiadała wygląd (i atrybut) osi, na zakładce Szkic, rozwijamy narzędzie Linia, rys. 4 i Z rozwiniętego menuwybieramy Linia środkowa. Rysunek 4. Wybieramy narzędzie Linia środkowa Aby łatwo było uzyskać stan: szkic Całkowicie zdefiniowany narysujmy oś od Początku układu współrzędnych w prawo, na około 120 mm. Podczas rysowania osi postarajmy się, aby żółta ikona wskazująca na pozycję poziomości osi była wyświetlona, rys. 5. Rysunek 5. Rysujemy poziomą oś Następnie, narzędziem Linia naszkicujmy zamknięty wielobok. Podczas szkicowania początek wieloboku możemy od razu umieścić nad Początkiem układu współrzędnych, a następne jego boki rysujmy Pionowo i Poziomo w tym celu zwracamy uwagę, aby podczas szkicowania pojawiały się ikony relacji Pionowy lub Poziomy. Szkic wykonujemy nie dbając o wymiary. Tylko jeden z boków niech ma pozycję ukośną, rys. 6. Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 2

Rysunek 6. Wstępny etap szkicu Teraz możemy przystąpić do wymiarowania szkicu. Z zakładki Szkic wybierzmy Inteligentny wymiar i zwymiarujmy szkic jak na rys. 7, aż do uzyskania komunikatu Całkowicie zdefiniowany. Rysunek 7. Nadajemy wartości wymiarom Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 3

Mimo, że wydaje się, że szkic nie wymaga już żadnych dodatkowych wymiarów jego status jest nadal Niedodefiniowany. Dlaczego? Otóż szkic można jeszcze (proszę spróbować chwytając myszą za dowolny narożnik) przesuwać poziomo. Aby odebrać mu ten stopień swobody narzucimy wiązanie. W tym celu kliknijmy pionową krawędź szkicu znajdującą się nad Początkiem układu współrzędnych i (przytrzymując klawisz Ctrl) kliknijmy punkt Początku układu współrzędnych. Akcja ta otworzy okno pozwalające zdefiniować relacje, rys. 8. W oknie Właściwości w panelu Dodaj relacje klikamy Wspólne. Akcja ta spowoduje, że szkic uzyska status Całkowicie zdefiniowany. A skoro tak się stało to SolidWorks może kontynuować działanie, od którego rozpoczęliśmy rysowanie, czyli Dodanie/baza przez obrót (inaczej mówiąc: może utworzyć bryłę osiowosymetryczną). Ma już poprawny szkic, ma oś utworzy propozycję bryły, rys. 9. Wystarczy akcję zakończyć akceptacją klikając zielony haczyk. Rysunek 8. Rysunek 9. Utworzony model części osiowosymetrycznej Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 4

Parametryzacja W SolidWorks możemy równaniami powiązać wymiary między sobą korzystając z ich nazw. Powróćmy do edycji szkicu, wybierając w drzewie modelu Szkic1, Edycja szkicu, rys. 10. SolidWorks wyświetli szkic jak na rys. 7. Jeśli klikniemy 2x wymiar 150, aby np. poddać go edycji. Akcja ta przywoła okno dialogowe Modyfikuj, rys. 11. Do tej pory wpisywaliśmy inną liczbę w miejsce 150.00mm i klikaliśmy zielony haczyk wtedy wymiar ulegał zmianie i model części zmieniał kształt. Nadawanie nazwy wymiarowi Okno Modyfikuj, ma jeszcze jedno pole edycyjne. Znajduje się w nim napis: D1@Szkic1 co czytamy: wymiar o nazwie D1 na szkicu 1. Rysunek 10 D1 jest nazwą wymiaru. Podczas wymiarowania każdy wprowadzanych do szkicu wymiar otrzymuje swoją nazwę. Nazwa składa się z litery D (od ang. Dimension wymiar) i kolejnej Rysunek 11 liczby poczynając od 1. Pierwszy wprowadzony na szkicu wymiar uzyskuje nazwę D1, drugi wymiar D2, trzeci D3 itd. Znak @ wskazuje konstrukcję (szkic, wyciągnięcie, wycięcie,...) do której wymiar należy (ang. at, czytane et oznacza na czym tutaj: na szkicu). Uwaga. Jeśli podczas wymiarowania szkicu przyporządkujemy odcinkom szkicu wymiary w innej kolejności niż wykonano to na omawianym rysunku uzyskają one inne numery. Inny wymiar wskażemy jako pierwszy, inny jako drugi,... Jeśli zamierzamy częściej posługiwać się jakimś wymiarem możemy nadać mu własną, opisową nazwę. Najlepiej jeśli nazwa wskazuje na własną funkcję wymiaru, nie zawiera polskich znaków, spacji oraz znaków interpunkcyjnych. Funkcją wymiaru D1 jest określenie długości tulei - nadajmy mu więc nazwę dlugosc. Rysunek 12. Wpisywanie własnej nazwy wymiaru Rysunek 13. Wyświetlanie własnej nazwy wymiaru Powiążemy równaniem trzy wymiary na Szkicu1 wymiar 150 o nazwie dlugosc, wymiar 120 o nazwie D6 i wymiar 20 o nazwie D2 w ten sposób, że D6 = dlugosc D2 10. Pełna postać równania to: D6@Szkic1 = dlugosc@szkic1 D2@Szkic1 10 Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 5

Aby wpisać to równanie kliknijmy 2x wymiar 120 i w oknie Modyfikacji w polu edycyjnym, w którym jest wartość wymiaru (120) skasujmy ten wymiar - pojawi się podpowiedź : Aby utworzyć równanie, zacznij od znaku =, patrz rys. 14 Wpiszmy znak = Pojawi się dostęp do Funkcji i Właściwości pliku, rys. 15 Rysunek 14 Kliknijmy na szkicu wymiar 150. W oknie edycyjnym pojawi się napis: "dlugosc@szkic1" Rysunek 15 Uwaga: Pełną nazwę ten wymiaru możemy wpisać z klawiatury, ale trzeba pamiętać o cudzysłowach! Następnie z klawiatury wpisujemy znak minus i klikamy wymiar 20 (lub wpisujemy z klawiatury "D2@Szkic1" pamiętając o cudzysłowach), patrz rys. 17. Rysunek 16 Dalej, wpisujemy z klawiatury znak minus i liczbę 10, rys. 18. Rysunek 17 Uwaga. Pełny zapis równania nie mieści się już w polu edycyjnym, ale na jego początku znajduje się znak =. Operację kończymy klikając zielony haczyk. Rysunek 18 Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 6

Po zatwierdzeniu równania okno Modyfikuj zamyka się i szkic ma postać jak na rys. 19. Wymiar 120 uzyskał czerwony znak Σ. Znak ten pokazuje, że wymiar ten jest wynikiem obliczenia równania. Po sparametryzowaniu wymiaru równaniem. Wystarczy zmienić wartość wymiaru 150 na np. 100, a szkic przyjmie postać jak na rys. 20. 7 EMBED PBrush Rysunek 19 Rysunek 20 Kołki z fazą na płaszczyźnie czołowej Na płaszczyźnie czołowej tulei narysujemy jeden kołek z fazą, a następnie powielimy go szykiem kołowym. W tym celu, na zakładce Operacje, wybierzmy Wyciągnięcie dodania/bazy i jako płaszczyznę szkicu wskażmy płaszczyznę większego okręgu tulei. Na płaszczyźnie tej narysujemy okrąg o średnicy 20mm. Aby zwymiarować położenie okręgu - narysujemy pionową, pomocniczą linię (Linia środkowa) wychodzącą ze środka okręgu i na tej linii umieścimy środek okręgu do wyciągnięcia, rys. 21. Rysunek 21. Szkic do wyciągnięcia Wyjdźmy ze szkicu i określmy wyciągnięcie na 30mm. Następnie wykonajmy fazę 3mm, wybierając narzędzie Sfazowanie (znajdujące się pod narzędziem Zaokrąglenie). Aby uwidocznić oś tulei wybierzmy z menu Widok pozycję Tymczasowe osie, rys.22. Rysunek 22. Kołek z fazą; widoczna oś Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 7

Szyk kołowy Powielmy kołek z fazą szykiem kołowym. W tym celu, na zakładce Operacje, po rozwinięciu narzędzia Szyk liniowy, wybierzmy Szyk kołowy. W oknie Właściwości, w panelu Parametry, w polu Oś szyku wskażmy na rysunku wyświetloną oś tulei, w polu Liczba wystąpień wpiszmy 6 i zaznaczmy kratkę Jednakowe odstępy. W panelu Operacje do powtórzenia, po rozwinięciu drzewa modelu w obszarze rysowania, zaznaczmydodanie-wyciągnięcie1 i Sfazowanie1, rys. 23. Rysunek 23. Szyk kołowy Wycięcie na obwodzie Wykonajmy na obwodzie tarczy wycięcie kołowe. W tym celu na zakładce Operacje wybierzmy Wyciągnięcie wycięcia. Jako płaszczyznę szkicu wskażmy tę samą płaszczyznę, na której narysowano szkic do utworzenia kołka. Zanim narysujemy okrąg do wycięcia narysujmy dwie linie pomocnicze (Linią środkową). Zwymiarowany kąt pomiędzy tymi liniami będzie jednym z wymiarów do pozycjonowania środka okręgu. Drugiego wymiaru pozycjonującego środek okręgu nie wskażemy, lecz wprowadzimy relację wspólności okręgu zarysu tarczy i środka okręgu, rys. 24 i rys. 25. Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 8

Rysunek 24 Rysunek 25 Po zamknięciu szkicu rozpoczęło działanie narzędzie wycinania. W oknie Właściwości (Wytnijwyciągnięcie?), w panelu Kierunek 1, z listy rozwijalnej Status końca wybieramy Do następnej. Tworzenie wycięcia zamykamy zielonym haczykiem OK., rys. 27. Rysunek 26. Wycinanie rowka Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 9

Krawędzie rowka zaokrąglimy promieniem 5mm. W tym celu na zakładce Operacje wybierzmy Zaokrąglenie, wpiszmy promień zaokrąglenia 5mm i wskażmy dwie krawędzie, rys. 28. Rysunek 27. Tworzymy Zaokrąglenia Powielenie wycięcia i zaokrągleń Szykiem kołowym Na zakładce Operacje wybieramy (z rozwiniętego narzędzia Szyk liniowy) Szyk kołowy. W panelu Parametry w polu Oś szyku wskazujemy oś tulei, w polu Liczba wystąpień wpisujemy 6 i zaznaczamy kratkę Jednakowe odstępy. W panelu Operacje do powtórzenia, w polu Operacje do powtórzenia, w rozwiniętym w obszarze rysowania Drzewie modelu, klikamy Zaokrąglenie1 i Wytnij-wyciągnięcie1, rys. 29. Operację zatwierdzamy zielonym haczykiem. Rysunek 28. Powielanie szykiem kołowym wycięcia i zaokrągleń Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 10

Parametryzacja Liczby wystąpień elementów Szyku kołowego W SolidWork istnieje możliwość zdefiniowania zmiennej globalnej, z którą można połączyć kilka wymiarów z jednego lub kilku różnych operacji modelu. Po takim połączeniu zmiana jednego z tych wymiarów spowoduje identyczną zmianę innych, połączonych wymiarów. Tak też postąpimy obecnie. Połączymy średnicę kołków ze średnicą rowków na obwodzie. Do tworzenia zmiennych globalnych można wykorzystywać specjalny formularz lub posługiwać się kreatorem. Obecnie posłużymy się kreatorem. Definiowanie zmiennej globalnej dkolka i podłączanie do niej średnicy kołka Kołek utworzyliśmy operacją Dodanie-wyciągnięcie1 widoczną w drzewie model. Gdy klikniemy 1x w drzewie modelu tę operację w obszarze rysowania pojawią się wymiary ze szkicu, rys. 29. Gdy umieścimy kursor myszy nad tekstem wymiaru średnicy kołka (ø 20) po chwili przybierze on kolor pomarańczowy. Wtedy kliknijmy Prawy klawisz myszy, rys. 30 Rysunek 29 Z rozwiniętego kontekstowego menu wybierzmy Połącz wartości, rys. 30. Rysunek 30 Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 11

Pojawi się okno Wspólne wartości, rys. 31, do którego wpisujemy nazwę zmiennej globalnej (bez spacji, znaków interpunkcyjnych i bez polskich liter; ma ona oznaczać średnicę kołka nadamy jej więc nazwę dkolka). Operację kończymy klikając przycisk OK. Rysunek 31 Podłączenie do zmiennej globalnej dkolka i średnicy wycięcia ø20 Do zmiennej globalnej dkolka należy teraz podłączyć średnicę rowka. Akcję wykonamy podobnie jak to było dla kołka, patrz rys. 29 i 30. Kliknijmy 1x, w drzewie modelu, operację Wytnij-wyciągnięcie1. Wyświetli to w obszarze rysowania wymiary dotyczące wycięcia rowka, w tym jego średnicę. Umieśćmy kursor nad tekstem tego wymiaru i gdy zmieni on kolor na pomarańczowy kliknijmy go prawym klawiszem myszy. Z kontekstowego menu wybierzmy Połącz wartości. Pojawi się okno Wspólne wartości, rys. 32. Rysunek 32 W oknie tym możemy wpisać nazwę zmiennej globalnej, która ma być łącznikiem dla wymiarów średnicy kołka i średnicy rowka, ale ponieważ zmienna globalna jest już zdefiniowana można ją też wskazać na liście rozwijalnej. Operację kończymy przyciskiem OK. Teraz każda zmiana średnicy kołka pociągnie za sobą zmianę średnicy rowka, a także zmiana średnicy rowka wymusi zmianę średnicy kołka. Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 12

Sprawdźmy Odnajdźmy w drzewie modelu operację Dodanie-wyciągnięcie1, w niej Szkic1 i przejdźmy do edycji szkicu. Zmieńmy wymiar średnicy kołka z ø 20 na ø 40. Po zatwierdzeniu nowej średnicy kołka szkic przyjmie postać jak na rys. 33, a model jak na rys. 34. Rysunek 33 Rysunek 34 Gdyby po zamknięciu szkicu wycięcia nie pokazały się w nowym wymiarze - należy Przebudować rysunek modelu klikając narzędzie Przebuduj, rys. 34. Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 13

Powiązanie liczby wystąpień kołków z liczbą wystąpień rowków Zbudujemy zmienną globalną ilewystapien, określającą liczbę wystąpień elementów w szyku poprzez tę zmienną będziemy sterowali jednocześnie liczba wystąpień kołków w Szyku kołowym1 i liczbą wystąpień rowków w Szyku kołwym2. Definiujemy (kreatorem) zmienną globalną wiążąc ją od razu z liczba wystąpień kołków w Szyku kołowym1. W tym celu w Drzewie operacji klikamy Szyk Kołowy1. Wówczas, w obszarze rysowania, na osi modelu pojawi się liczba 6 jest to Liczba wystąpień kołka, rys. 35. Rysunek 35 Kliknijmy liczbę 6 prawym klawiszem myszy i z kontekstowego menu, rys. 36, wybieramy Połącz wartości. Rysunek 36 Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 14

W oknie Wspólne wartości wpisujemy nazwę zmiennej globalnej ilewystapien i klikamy przycisk OK. Rysunek 37 Teraz w Drzewie operacji klikamy Szyk Kołowy2 (który generuje powielenie rowka). W obszarze rysowania, na osi modelu pojawi się liczba 6 Liczba wystąpień rowka. Klikamy ją Prawym klawiszem myszy i z kontekstowego menu wybieramy Połącz wartości. Wywołany zostanie formularz Wspólne wartości, w którym możemy wpisać (lub wybrać z listy rozwijalnej) nazwę zmiennej globalnej ilewystapien, rys. 35. Akcję zatwierdzamy przyciskiem OK. Rysunek 38 Po tych działaniach zmieniając liczbę wystąpień kołka zmienimy liczbę wystąpień wycięcia a także zmieniając liczbę wystąpień wycięcia wymusimy identyczną liczbę wystąpień kołka. Np. jeśli wymusimy utworzenie 4 kołków model przyjmie postać jak na rys. 39. Istnieje jednak jeszcze pewna niedokładność modelu. Na rys. 34 widzimy, że dla 6 kołków i 6 wycięć wycięcia wypadają w połowie kąta co jaki występują kołki. Natomiast na rys. 39 dla 4 kołków widzimy, że wycięcie nie wypada w połowie kąta między kołkami lecz leży bliżej jednego z kołków. Rysunek 39 Jest to zrozumiałe, ponieważ obecnie kąt określający położenie okręgu wycinającego rowek, patrz rys. 25, jest stały i wynosi 30 o. Kat ten powinien wynosić 360/liczba wystąpień kołka/2, a po uproszczeniu: 180/liczba wystąpień kołka. Powiązanie zmiennej globalnej z wybranym wymiarem Aby kąt położenia wycięcia zależał od liczby wystąpień wycięcia (a także kołka) musimy go sparametryzować. Dokonamy tego na szkicu, w którym kąt ten definiujemy. W tym celu wybierzmy w Drzewie operacji, w operacji Wytnij-wyciągnięcie1 edycję Szkicu3. A będąc w stanie edycji szkicu kliknijmy 2x wymiar kąta (obecnie 30 o ). Gdy zgłosi się okno Modyfikuj usuńmy istniejącą wartość kąta (30.00stopnie) i wpiszmy znak równości (=), rys. 40. Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 15

Rysunek 40 Wpis w tym polu powinien wyglądać następująco: =180/"ileWystapien" Jeśli jednak po znaku równości wpiszemy z klawiatury 180 i znak dzielenia (180/), to zniknie kontekstowe menu z pozycją Zmienne globalne i będziemy musieli dalej z klawiatury wpisywać (pamiętając o cudzysłowach!) nazwę zmiennej globalnej. Wygodniej jest zatem, mając sytuację jak na rys. 40, kliknąć pozycję Zmienne globalne, z listy wybrać zmienną ilewystapien, a następnie przesunąć kursor przed tę nazwę i dopisać 180/. Tworzone równanie parametryzujące wymiar kąta zatwierdzamy zielonym haczykiem w oknie, rys. 41. Widzimy, że parametryzacja zadziałała, rys. 42. Rysunek 41 Rysunek 42 Copyright 2015 mgr inż. Bogusław Kozicki, mgr inż. Janusz Bonarowski 16