UNIDAD 2: INTRODUCCION AL MODELADO DE PIEZAS

Transcripción

1 UNIDAD 2: INTRODUCCION AL MODELADO DE PIEZAS CONTENIDO -Extrusión -Revolución -Solevado (Recubrir) -Barrido -Extrusión base por límite -Extrusión de cortes planos -Cortes de revolución -Cortes Barridos -Cortes Recubiertos -Cortes por Límite -Asistente para Taladros Introducción La transición a 3D requiere algunos términos nuevos. El software de SolidWorks emplea muchos términos con los cuales usted se familiarizará a medida que utilice el producto. Muchos de ellos son términos que usted reconocerá como provenientes del diseño y de la fabricación, como cortes y salientes. Operación - Todos los cortes, salientes, planos y croquis que usted crea son considerados Operaciones. Las operaciones de croquizado son aquéllas basadas en croquis (saliente y corte); las operaciones aplicadas están basadas en aristas o caras (redondeo). Plano - Los planos son superficies planas e infinitas. En la pantalla están representados por aristas visibles. Se utilizan como la superficie primaria de croquis para crear operaciones Saliente y Corte. Extrusión - A pesar de existir muchos modos de crear operaciones y dar forma al sólido, en esta lección solamente se analizarán las extrusiones. Una extrusión extenderá por una cierta distancia un perfil a lo largo de un trayecto normal al plano del perfil. El movimiento a lo largo de dicho trayecto se convierte en el modelo sólido.

2 Croquis - En el sistema de SolidWorks, el nombre utilizado para describir un perfil 2D es croquis. Los croquis son creados sobre caras planas y planos dentro del modelo. Son generalmente utilizados como base para salientes y cortes, aunque pueden existir de manera independiente. Saliente - Los salientes se utilizan también para agregar material al modelo. La operación crítica inicial siempre es un saliente. Después de la primera operación, puede agregar tantos salientes como necesite para completar el diseño. Del mismo modo que con la base, todos los salientes comienzan con un croquis. Corte - Un Corte se utiliza para eliminar material del modelo. Es lo opuesto al saliente. Del mismo modo que el saliente, los cortes comienzan como croquis 2D y eliminan material por extrusión, revolución u otros métodos acerca de los cuales aprenderá posteriormente. Redondeos y redondos - Los Redondeos y redondos generalmente se agregan al sólido, no al croquis. Debido a la naturaleza de las caras adyacentes a la arista seleccionada, el sistema sabe si debe crear una operación Redondo (eliminando material) o Redondeo (agregando material). Intención del diseño - Es el modo en que debe crearse y cambiarse el modelo. Tanto las relaciones entre las operaciones como la secuencia de su creación contribuyen a la intención del diseño.

3 Funciones básicas de extrusión En la unidad 1 hemos visto como realizar el croquizado de una pieza. Ahora veremos como a partir de ese croquis, podemos crear un modelo en 3D mediante la función Extruir Saliente/Base. Una extrusión extenderá por una cierta distancia un perfil a lo largo de un trayecto normal al plano del perfil. El movimiento a lo largo de dicho trayecto se convierte en el modelo sólido. Al hacer click en el ícono, se abrirá un cuadro de PropertyManager en la parte izquierda de la ventana donde se podrá configurar la operación a gusto. En la pestaña desde, se puede configurar la posición desde donde se desea extruir el modelo. Plano de croquis toma como referencia el plano donde se encuentra graficado el croquis. Superficie/cara/plano permite elegir un plano desde el cual se extruirá el croquis. Vértice permite elegir un punto desde donde se extruirá el croquis. Finalmente Equidistancia realiza la extrusión a una distancia x del plano sobre el cual se dibujó el croquis. Como se puede apreciar, en la pestaña Dirección se puede seleccionar uno de los métodos para determinar la altura de extrusión. Usando Hasta profundidad especificada se debe indicar la altura de extrusión D1 del perfil seleccionado. Hasta vértice permite elegir un punto hasta el cual se realizará la extrusión. Hasta superficie permite elegir una superficie donde finalizar la extrusión. Equidistante de superficie nos permite seleccionar una superficie y una distancia. La distancia indicará la separación entre el final de la extrusión y la superficie de equidistancia. Hasta sólido permite elegir la cara de un sólido que determinará el final de la extrusión. Plano medio permite extruir el croquis una altura determinada con la particularidad de que la mitad de la altura se irá para cada lado del plano de extrusión. Un croquis puede ser extruido en una o en dos direcciones. Una o ambas direcciones pueden terminar

4 en alguna profundidad especificada, hasta alguna geometría del modelo o extenderse por todo el modelo. Profundidad - La distancia para una extrusión de profundidad especificada o de plano medio. Por plano medio se entiende la profundidad total de la extrusión. Eso significaría que una profundidad de 50 mm para una extrusión de plano medio resultaría en 25 mm de cada lado del plano del croquis. Ángulo de salida - Aplica un ángulo de salida a la extrusión. El ángulo de salida de la extrusión puede ser hacia dentro (el perfil se hace más pequeño al extruirse) o hacia fuera. Revolución La operación de revolución requiere geometría simétrica de eje y una línea constructiva (usada como el eje) en el croquis. Para utilizar la operación se debe especificar una línea constructiva o línea croquizada como eje de revolución y el croquis no debe cruzar el eje. Al igual que la operación Extruir, revolución tiene la opción de realizar dos direcciones de ataque. Eje de revolución: Seleccione un eje con respecto al que crear la revolución. Éste puede ser una línea constructiva, una línea o una arista, según el tipo de revolución creado. -Dirección1: Define la operación de revolución en una dirección desde el plano de croquis. -Tipo de revolución: Configura la condición final de la operación de revolución relativa al plano de croquis. -Invertir dirección: Si fuera necesario, permite invertir la dirección de la revolución. Hay una serie de opciones:

5 -Hasta profundidad especificada: Crea la revolución en una dirección desde el croquis. En Ángulo en Dirección 1, se define el ángulo cubierto por la revolución. -Hasta el vértice: Crea la revolución a partir del plano de croquis al vértice que especifique en Vértice. -Hasta la superficie: Crea la revolución a partir del plano de croquis a la superficie que especifique en Cara/Plano. -Equidistante de la superficie: Crea la revolución a partir del plano de croquis a una equidistancia especificada desde la superficie que especifique en Cara/Plano. En Equidistancia, ajuste la equidistancia. Si fuera necesario, seleccione Invertir equidistancia para equidistanciar en la dirección opuesta. -Plano medio: Crea la revolución en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj desde el plano de croquis, que está ubicado en el medio del Ángulo en Dirección 1 de la revolución. -Fusionar resultado: (Sólo revoluciones de Saliente/Base). Fusiona el sólido resultante con el sólido existente si es posible. Si no se selecciona, la operación crea un sólido independiente. -Dirección2: Utilizar esto es opcional. Después de rellenar Dirección1, se puede seleccionar Dirección2 para definir la operación de revolución en la otra dirección a partir del plano de croquis. -Operación lámina: Permite crear una operación de revolución mediante una lámina de un espesor determinado. -Espesor de dirección 1: Configura el espesor del volumen de operación lámina para las revoluciones de operación lámina tipo Una dirección y Plano medio. -Contornos seleccionados: Utilice esta opción al crear una revolución utilizando contornos múltiples.

6 Recubrir La operación Recubrir permite darle forma a cuerpos haciendo uso de perfiles y curvas guía. Recubrir crea una pieza mediante transiciones entre perfiles. Un recubrimiento puede ser una base, un saliente, un corte o una superficie. Un recubrimiento se crea mediante dos o más perfiles. Sólo los puntos extremos (inicial y/o final) pueden ser croquis de un punto, el resto debe ser de figuras cerradas. Un sólo croquis 3D puede contener todas las entidades de croquis, incluyendo curvas guía y perfiles. Si se utilizan líneas guía, se debe tener cuidado de que éstas toquen los perfiles guía, puesto que de otro modo no se puede completar la operación y va a salir un error de falta de intersección. Una operación recubrir realiza una fusión conjunta de varios perfiles. El orden de selección de los perfiles es importante al realizar la función, por ello han de ser elegidos en el orden en que se desarrolla la pieza. Opciones de Recubrir El PropertyManager contiene listas de selección de Perfil y Curvas guía. También tiene opciones para determinar cómo orienta el sistema las secciones durante el barrido. El cuadro de diálogo se divide en cinco secciones o cuadros de grupos: -Perfiles: Aquí se seleccionan los intervalos de control que darán forma a la pieza. -Restricciones inicial/final: Esta opción la utilizaremos en caso de ser necesario un direccionado específico de la operación en sus puntos iniciales y finales indistinto de la posición de la curva o del perfil. -Curvas Guía: Aquí deberemos seleccionar lo que como el nombre indica son las curvas que guían la forma final de la pieza. -Parámetros de línea constructiva: Permite seleccionar un cierto número de secciones de verificación para la creación de la operación, hay que recordar que mientras más secciones se tomen, mejor se adaptara la operación a la curva guía seleccionada, peo todo esto a costa de un mayor tiempo de reconstrucción. -Herramientas de croquizar: Para usar esta pestaña se requieren conocimientos de croquizado 3D, por lo que la dejaremos para más adelante.

7 -Opciones: Aquí encontraremos cuatro casillas, a ser: Fusionar caras tangentes: Esta opción permite que en caso de tener distintos solidos que mediante la operación entren en contacto, estos se fusionen dando como resultado un solo solido compuesto por los anteriores. Cerrar Recubrimiento: Crea un sólido cerrado a lo largo de la dirección del recubrimiento. Esto conecta el primer y el último croquis automáticamente. Vista preliminar. Visualiza vistas preliminares sombreadas del recubrimiento. Desactive esta opción para ver la ruta y las curvas guía solamente. Fusionar resultado. Fusiona todos los elementos del recubrimiento. Desactive esta opción si no quiere fusionar todos los elementos del recubrimiento. -Operación Lámina: Permite crear una operación de recubrimiento con un espesor a elección. Barrer La opción Barrer crea un corte o saliente que utiliza, al menos, dos partes de la geometría, un Perfil y un Trayecto. El perfil (por regla general, un croquis cerrado) es la forma de sección transversal que sigue el trayecto. El trayecto (normalmente un croquis o curva de contorno abierto) se usa para orientar el perfil en el espacio. Se pueden agregar otros componentes para definir aún más el barrido. Se pueden usar una o varias Curvas guía para dar forma al perfil a medida que se desplaza por el trayecto. Hay varias opciones para el croquis de perfil. Un barrido puede usar un croquis de varios contornos como el perfil. Las reglas son similares a las de la extrusión.

8 Opciones de barrido El cuadro de grupo Opciones contiene uno o más de los siguientes controles, dependiendo de si el barrido es un saliente o un corte, una operación base o una pieza multicuerpo: Tipo de orientación/torsión Con un simple barrido, la orientación del perfil se controla seleccionando Seguir trayecto, mantener normal constante, Torsión a lo largo del trayecto o Torsión a lo largo del trayecto con constante normal. Si el barrido incluye curvas guía, la orientación del perfil puede controlarse eligiendo: Seguir trayecto y 1ª curva guía, Seguir 1ª y 2ª curvas guía. Tipo de alineación de trayecto Se encuentra disponible cuando Seguir trayecto se selecciona como el Tipo de orientación/torsión). Estabiliza el perfil cuando hay fluctuaciones de curvaturas pequeñas y desiguales a lo largo del trayecto que provocan una alineación incorrecta del perfil. Las opciones son: -Ninguno Alinea el perfil normal al trayecto. No se aplica corrección. -Torsión mínima (sólo para trayectos 3D) Impide que el perfil se entrecruce consigo mismo al seguir el trayecto. -Vector de dirección Alinea el perfil en la dirección seleccionada para Vector de dirección. Seleccione entidades para establecer el vector de dirección. -Todas las caras Cuando el trayecto incluye caras colindantes, permite que el perfil de barrido sea tangente a la cara colindante donde sea posible geométricamente. -Fusionar caras tangentes Con esta opción seleccionada, fusiona las caras tangentes y crea una aproximación. Las caras planas, cilíndricas y cónicas no se fusionan. -Mostrar vista preliminar Con esta opción activada, muestra una vista preliminar sombreada del barrido, que cambia cuando se agregan componentes. Cuanto más complejo es el barrido, más tarda en aparecer la vista preliminar. -Fusionar resultado Con esta opción desactivada, el barrido genera otro sólido. Esta opción no está disponible cuando el barrido es la primera operación de la pieza.

9 -Alinear con caras finales Con esta opción activada, continuará el barrido más allá del final geométrico. Para obtener más información. Esta opción no está disponible cuando el barrido es la primera operación de la pieza. Diferencias entre Barrido y Recubrimiento Se pueden crear muchas formas complejas tanto con el barrido como con el recubrimiento. La herramienta que se utiliza para construir una pieza determinada depende básicamente de la información de diseño que debe emplear. También hay ciertas diferencias generales entre el barrido y el recubrimiento que influyen en el método elegido. Fundamentalmente son las siguientes: -El barrido utiliza un único croquis de perfil. -El recubrimiento usa varios croquis de perfil. Piense en la primera operación que debe realizarse para obtener una botella de plástico como la que aparece en la ilustración de la derecha. Si trabaja con datos de diseño consistentes en dos curvas que describen el contorno de la botella vista desde delante y desde un lado, y la sección transversal es similar en toda la forma, puede crear la operación con el barrido, usando curvas guía para controlar el eje mayor y menor de la sección elíptica. Si los datos de diseño que tiene consisten en una serie de secciones Transversales, puede usar el recubrimiento para construir la pieza. Es especialmente útil si las secciones transversales son distintas. Extrusión de cortes planos Las operaciones Cortar (en todas sus variedades) se crean del mismo modo que los salientes, con uno o varios croquis y una extrusión. El menú para crear una operación Cortar es idéntico al utilizado para crear un saliente. La única diferencia es que un corte elimina material mientras que un saliente lo agrega. Fuera de esta distinción, los comandos son los mismos.

10 Asistente para taladro El Asistente para taladro se utiliza para crear taladros especializados en un sólido. Puede crear taladros simples, cónicos, refrentados y avellanados utilizando un procedimiento paso a paso. Se puede elegir la cara en la que va a insertar el taladro y luego definir las cotas del taladro y ubicarlo utilizando el Asistente para taladro. Uno de los aspectos más intuitivos es que le permite especificar el tamaño del taladro mediante el cierre que va dentro del mismo. También puede colocar taladros en planos de referencia y caras no planas. Por ejemplo, puede crear un taladro en una cara cilíndrica. El Asistente para taladro crea taladros con distintas formas, como ser taladros avellanados y refrentados. El proceso crea dos croquis, uno define la forma del taladro y el otro, un punto, localiza el centro. El Asistente para taladro requiere que se seleccione o preseleccione una cara, no un croquis. La pestaña Favoritos permite guardar configuraciones de taladros para futuros usos. La pestaña Tipo de taladro permite indicar la forma general del taladrado, ya sea refrentado, avellanado, taladro, tapón recto, macho roscador cónico o taladro de legado. También aquí se elige el tipo de unidades a usar y el tipo de cabeza del tornillo. La pestaña Especificaciones de taladro permite ajustar el tamaño del taladro dependiendo de las unidades elegidas en la pestaña tipo de taladro. Aquí también se determina el tipo de ajuste que tendrá el taladrado, ya sea cerrado, suelto o normal, lo que modifica el diámetro de la perforación donde ajusta la rosca del tornillo. Los tamaños también se pueden personalizar si es que no se utilizan piezas de unión normalizadas seleccionando la opción Mostrar ajuste de tamaño personalizado. La pestaña Condición Final permite elegir hasta que profundidad se desea realizar el taladrado. Finalmente, la pestaña Opciones permite seleccionar una distancia de cabezal, un avellanado de lado derecho, un avellanado bajo cabeza y/o un avellanado lado izquierdo.

11 EJEMPLO Tratando de aplicar la mayor cantidad de operaciones aprendidas en la unidad en un ejemplo de aplicación, a continuación se verá paso a paso el desarrollo de un tornillo de rosca métrica M8 de paso normal 1,25mm y diámetro de la broca de 6,8mm. Comenzaremos creando un croquis de lo que será la parte roscada del tornillo: Mediante la operación Revolución se creara el sólido:

12 Utilizaremos la cara superior del cilindro para crear un croquis que dará forma a la cabeza del tornillo: Mediante la función polígono, crearemos un hexágono y lo acotaremos como se muestra a continuación: Mediante una operación de extrusión de Saliente crearemos la cabeza del tornillo, asegurándonos que la casilla fusionar resultados se encuentre activada. La norma indica que la altura de la cabeza debe ser 0,8 veces el diámetro nominal, es decir 0,8x8=6,4mm:

13 Crearemos otro croquis sobre la cabeza del tornillo donde dibujaremos un circulo que nos servirá para realizar el redondeo de los bordes: Utilizaremos en esta ocasión la operación extruir corte donde modificaremos el ángulo de salida a 60 e invertiremos el lado a cortar, con lo que Solidworks interpretara que se desea mantener el material del interior del círculo:

14 Finalmente daremos forma a la parte inferior del tornillo mediante una operación de Corte de Revolución. Para ello crearemos un croquis en el plano alzado como se muestra: Una vez realizado esto podemos dar por finalizado el ejemplo, ya que las operaciones necesarias para realizar el roscado se verán en las unidades siguientes. Se recuerda que es muy importante acotar apropiadamente todos los croquis ya que hacerlo simplificara en gran medida el proceso de corrección o modificación del sólido.