Pracujeme s 3D CAD systémom

 

Časť 1. :         Používanie tenkostenných konštrukčných prvkov pri tvorbe reálneho výrobku.

 

            V dnešnej časti nášho seriálu si ukážeme, ako môžeme v 3D CAD systéme ( v našom prípade Pro/ENGINEER 20.0 ) vytvoriť  priestorový model  reálneho výrobku, ktorý vidíte hotový na obrázku č.1. Je to model hrabličiek – detskej hračky do piesku, s ktorou sa možno práve Vaše deti hrajú a ktoru môžete kúpiť v každom obchode s hračkami.

Z konštrukčného hľadiska sa jedná o teleso tvaru tenkostennej škrupinky, ktorá však nemá všade rovnakú hrúbku. Existuje samozrejme veľmi veľa spôsobov, ako daný tvar môžeme vytvoriť. My si dnes ukážeme, ako efektívne používať tenkostenné prvky typu Thin a ako eliminovať 2D kreslenie skíc na čo najmenší počet.

 

           

Obrázok č.1

 

 

Pracovný postup:

 

1.      Zvolíme si režim práce Pro/ENGINEERa, v ktorom vytvárame jednotlive súčiastky – Part. Prvý konštrukčný prvok vytvoríme ako tenkostenný Thin prvok sekvenciou príkazov Feature, Create, Protrusion, Extrude, Thin, Done. Dostaneme sa do režimu skicára, kde vytvoríme skicu podľa obrázku č. 2. V ďalšom kroku definície prvku mu pridáme hrúbku 61 mm.

 

Obrázok č.2

 

 

2.      Vytvoríme vyrezanie, ktoré bude tvoriť medzeru medzi zúbkami hrabličiek. Opať použijeme Thin prvok, ale teraz pri operácii Cut. Použijeme sekvenciu príkazov Feature, Create, Cut, Extrude, Thin, Done. V skicári nakreslíme iba jedinú rovnu čiarku, ktorú zakótojeme k prednej hrane  a k jednej z bočných stien. Dĺžka čiary je 12 mm, vzdialenosť od bočnej plochy 8,5 mm ( obrázok č.3 ). Vďalšej definícii prvku priradíme hrúbku rezu 5 mm ( Both) a vyrežeme zárez cez celé teleso.

 

Obrázok č.3

 

 

 

3.      Krokom bude znásobenie počtu výrezou pomocou operácie Pattern. Vyberte prvok, ktorý chcete znásobiť a sledujte dialóg systému s Vami. Rozostup medzi jednotlivými prvkami je 11 mm a počet zárezov 5 ( obrázok č. 4 ).

 

Obrázok č.4

 

 

4.      Zaoblíme podľa obrázku č.5 hrany zubovej medzery. Výhodne je použiť typ zaoblenia medzi dvoma hranami – Full Round. Zaoblíme iba hrany výrezu, ktorý sme urobili ako prvý v poradí. Zaoblenie ostatných hrán v ďalších zubových medzerách urobí systém automaticky sám, ak použijeme príkaz Pattern a myškou ťukneme na plochu zaoblenia v prvej zubovej medzere. Vytvárame tzv. referenčný pattern ( obrázok č.6 ).

 

Obrázok č.5

 

Obrázok č.6

 

 

5.      Podobne, ako v kroku č.4, zaoblíme  bočné hrany prvej zubovej medzery polomerom R 2,5 mm. Použitím príkazu Pattern sa automaticky vytvoria zaoblenia aj na hranách ďalších zubových medzier. Zaoblíme zadnú časť nášho modelu použitím zaoblenia typu Full Round tak, aby sme dosiahli tvar, aký je na obrázku č. 8. Nakoniec polomerom R 2,5 mm zaoblíme bočnú hranu nášho modelu podľa obrázku č. 9.

 

Obrázok č.8

 

Obrázok č.9

 

6.      Pre konštruovanie rukoväte hrabličiek je vhodné vytvoriť si pomocnú rovinu, ktorá bude tvoriť rovinu jej symetrie .Najprv si vytvoríme pomocnú os ( Datum Axis ), ktorá je osou válcovej plochy vytvorenej v predchádzajúcom kroku zaoblením Full Round. Použijeme sekvenciu príkazov Feature, Create, Datum, Axis, Thru Cyl a ukážeme na spomínanú valcovú plochu. Pomocnú rovinu preložíme cez túto os a definujeme jej rovnobežnosť s niektorou z bočných plôch zubových medzier. ( obrázok č.10 ).

 

Obrázok č.10

 

 

7.      Zo spodnej strany najväčšej plochy vytiahneme materiál do výšky 15 mm smerom hore. Rozmery a polohu sekcie vidíte na obrázku č. 11. Použijte sekvenciu príkazov  Feature, Create, Protrusion, Extrude, ( Solid ), Done.

 

Obrázok č.11

 

8.      Podľa obrázku č. 12 zaoblíme prednú hranu rukoväte polomerom R 8 mm. Horné hrany v pozdĺžnom smere zaoblíme opäť rádiusom typu Full Round a prienikovú krivku medzi prednou časťou a rukoväťou zaoblíme konštantným polomerom R 1 mm ( obrázok č. 13 ).

9.      Z objemového telesa, ktoré vidíme na obrázku č. 14, utvoríme pomocou príkazu Shell tenkostennú škrupinku ( obrázok č. 15 ). Hrúbka škrupinky je 2 mm.

 

Obrázok č.12

 

Obrázok č.13

 

Obrázok č.14

 

Obrázok č.15

 

10.   Ukončenie rukoväťe vytvoríme pomocou dvoch konštrukčných prvkov typu Thin. Prvý prvok podľa obrázku č.16 vytvoríme pomocou sekvencie príkazov Feature, Create, Protrusion, Extrude, Thin, Done a ako kresliacu rovinu použijeme koncovú plochu rukoväte. V skicári nebudeme nič kresliť, ale pomocou Geom Tools, Use Edge použijeme už existujúce vnútorné hrany rukoväte. Zabezpečíme si tak, že pri zmene prierezu rukoväte sa tento prvok bude stále viazať na tieto vnútorné hrany. Ďalej určíme smer vytvárania prvku a jeho hrúbku na 3 mm a výšku na 7,5 mm. Rotačné ukončenie vytvoríme takmer takým istým spôsobom a  použijeme  sekvenciu príkazov Feature, Create, Protrusion, Revolve, Thin, Done. Skicu necháme orotovať o 180 stupňov ( pozri obrázok č. 17 ).

 

Obrázok č.16

 

Obrázok č.17

 

11.   Zostáva ešte vytvoriť na rukoväti odsadené výstupky, ktoré bránia šmýkaniu sa hrabličiek v ruke. Vytvoríme najprv jedno odsadenie, ktore potom znásobíme Patternom. Pre vytvorenie prvého odsadenia použijeme známu sekvenciu príkazov Feature, Create, Protrusion, Extrude, Thin, Done. Pri definovaní kresliacej roviny použijeme príkaz Make Datum a kresliacu rovinu vytvoríme ako Offset ( odsadenú )  o 11 mm od plôšky koncového výstupku ( obrázok č. 18 ). Pomocou Geom Tools, Use Edge v skicári použijeme vonkajšie hrany koncového výstupku. Potom definujeme smer vytvárania prvku ( do vnútra ), jeho hrúbku  napr. 2 mm a vysunutie 13 mm. Hotové odsadenie vidíte na obrázku č. 19.

 

Obrázok č.18

 

Obrázok č.19

 

12.   Odsadenie na rukoväti znásobíme pomocou príkazu Pattern tak, aby vznikli 3 prvky a boli navzájom posunuté o 24 mm ( obrázok č. 20 ). Ostáva už len vhodne zaobliť hrany odsadení. Opäť tu s výhodou môžeme použiť referenčný pattern zaoblení. Zaoblením hrán koncového výstupku sme model hrabličiek úspešne dokončili a náš model vyzerá tak, ako na obrázku č. 21.

 

 

Obrázok č.20

 

Obrázok č.21

 

 

Ak na záver zhodnotíme postup vytvárania tohoto modelu, zistíme, že sme kreslili a kótovali iba 3 skice a aj tie boli veľmi jednoduché. V ostatných krokoch sme nemuseli nič kresliť a predsa sme vytvorili presne taký model, ako sme videli na obrázku č.1. Postup, ktorý sme použili, umožňuje robiť na našom modeli pružné zmeny kedykoľvek bez toho, aby sme sa museli obávať, že po zmene dostaneme nežiadúci tvar alebo sa zmenu tvaru vôbec nepodarí urobiť, pretože model pri regenerácii zhavaruje. Na našom modeli môžeme  kľudne zmeniť počet zubových medzier, počet osadení na rukoväti , zmeniť hrubku škrupinky atď.

      Dúfam, že ste v tomto úvodnom príspevku našli nejakú inšpiráciu pre svoju prácu. Teším sa s Vami na stretnutie pri ďalšej časti seriálu.

 

 

 Ing. Martin Gecik