seinämänpaksuus Teoriatausta Mallinnuksen vaiheet CAD työkalut harjoituksessa Tasainen seinämänpaksuus

Transkriptio

1 Tasainen seinämänpaksuus Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Ota aloitustiedosto start_univwall_x.sldprt. Avaa tiedosto ja tarkastele kappaleessa olevia seinämänpaksuuksia. Kappaleessa on liian tukevia ruuvitorneja tai tarpeettoman paksuja seinämiä siellä täällä. Se voi olla ruisku tai painevalu. Valitse, kumpaa menetelmää varten optimoit seinämänpaksuudet ja muut piirteet. Tarkoituksena on muotoilla kappale siten, ettei siihen tule imupainumia ja/tai huokoisuutta. CAD työkalut harjoituksessa Tasainen seinämänpaksuus Teoriatausta Tasainen seinämänpaksuus Seinämien paksuuserot Kutistumat Mallinnuksen vaiheet Avaa kappale CAD ohjelmassa ja tarkastele sitä seinämänpaksuuden näkökulmasta. Jos kappaleessa on sekä paksuja että ohuita seinämiä, siihen muodostuu helposti imuvikoja. Painevalukappaleet eivät ole yhtä herkkiä näille vioille kuin muoviset ruiskuvalukappaleet, mutta niissä esiintyy kuitenkin samantapaisia ongelmia. Pinnoitettavien painevalukappaleiden kohdalla täytyy olla erityisen huolellinen. Painevaluihin muodostuu helposti sekä huokoisuutta että täyttymisvikoja, jos niiden muoto ei ole valamisen kannalta optimaalinen Aloituskappaleissa on muutamia isoja ongelmakohtia: Ruuvitornit, joissa on pohjareiät; pohjareikien vuoksi tornin juuri on hyvin paksu Kappaleessa on kiinnitysreikiä ja niiden ympärillä tarpeettoman paksut seinämät, joiden on toisaalta ajateltu auttavan kiinnityksen toteutusta Kappaleessa on massiivisia kohtia, joiden on ajateltu olevan tukevia ja jäykistävän rakennetta, mutta jotka tekevät valamisen ongelmalliseksi; käytä mieluummin ripoja ja erityisesti muovivaluissa myös reunavahvikkeita Korjaa ongelmakohdat esimerkiksi seuraavasti: 1. Ruuvitornit. Eliminoi paksut kohdat. Seuraavan sivun kuvassa (Kuva 1) on esitetty joitakin vaihtoehtoisia tapoja paksujen seinämien eliminoimiseksi. Ruiskuvalun ruuvitornin voi jäykistää rivalla viereiseen seinämään (Kuva 2). Painevaluihin rivoitusta ei suositella. Kierrereiät. Reikien paikkoja ei saa muuttaa. Muut mitat ovat joiltain osin muutettavissa. Huolehdi kuitenkin, että painevalukappaleessa olevaan reikään voidaan työstää valun jälkeen Tilavuusmallinnus Extruded Boss/Base Revolved Boss/Base Extruded Cut Swept Cut Rib Fillet Muut Muotti Reference Plane Reference Axis Mirror Draft analysis Kohdatessasi hankaluuksia työkalujen käyttämisessä, avaa SolidWorks Help ja yritä löytää ratkaisu ensisjaisesti sen avulla Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 1

2 kierre ja ruiskuvalukappaleeseen kiertää ruuvi tai asettaa jokin metallinen kiinnitysosa. Eliminoi paksut seinämät. (Kuva 3) Jäykistettävät kohdat. Ohenna seinämät ja toteuta jäykistys rivoilla ja reunavahvikkeilla. (Kuva 4) Muut massiiviset kohdat. Ohenna seinämät. Jos massiivinen seinämä on muotoiltu lujuusvaatimusten vuoksi, muotoile kohtaan rivoitus, jolla vastaava lujuus. Kaikkien metallivalujen yleinen ominaisuus on, että seinämänpaksuuden kasvattaminen ei kasvata lujuutta samassa suhteessa. Paksun seinämän lujuus per neliömillimetri on pienempi kuin ohuen seinämän. Oikein toteutettu rivoittaminen on tästä syystä tehokkaampaa kuin seinämänpaksuuden kasvattaminen. a) b) c) d) e) Kuva 1 Vaihtoehtoisia tapoja muotoilla ruuvitornit. a) Läpireikä, keerna jakopinnasta alaspäin. Ruuvitornin pohja tulee olemaan hyvin tukeva. b) Läpireikä. Keerna kappaleen pohjasta ylöspäin. Muokkaa reiän mitat siten, että voit koneistaa valun jälkeen M8 kierteen tai vastaavan kiinnitysosan valmiiseen kappaleeseen. c) Pohjareikä. Kappaleen pohjaa on nostettu. Ruuvitornin pohjassa on vielä melko paksuja seinämiä. d) Sama rakenne kuin kuvassa c), mutta seinämää on ohennettu Swept cut työkalulla. e) Ruiskuvalukappale, jossa on rivoitus tornin ja kappaleen ulkoseinämän välillä. Seinämän muotoa joutuu muokkaamaan hieman, jotta rivoitus sopii. Reiän ja ruuvitornin paikka on sidottu Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 2

3 Kuva 2 Vasemmalla: Painevalu. Oikealla: Ruiskuvalu. Kuva 3 (Oikealla) Eliminoi kierteitettävien kiinnitysreikien ympäriltä massiiviset kohdat. Pienet tornit (kuvassa sininen rautalankapiirros) riittävät hyvin tukemaan rakennetta. Kuva 4 Vältä suunnittelemasta kappaleeseen massiivisia seinämiä (vasemmalla ja ylhäällä). Rivoituksilla ja reunavahvikkeilla saa aikaan riittävän jäykän ja lujan rakenteen (oikealla) Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 3

4 Hyödynnä piirrepuun historiaominaisuutta. Rullaa puun alla oleva keltainen viiva muokattavan piirteen alle. 2. Kun teet muotoiluja, aseta piirrepuu aktiiviseksi muotoiltavan piirteen kohdalta. (Kuva vasemmalla) 3. Hyödynnä Mirror, Pattern tms. piirteitä. Liitä niihin niin monta uutta mallinnettua piirrettä kuin mahdollista. Pyöristysten liittäminen ei välttämättä aina onnistu. 4. Aloituskappaleissa on hellityksiä pursotettujen piirteiden sisällä ja pyöristyksiä piirrepuussa siellä ja täällä. Mallintaja ei ole noudattanut suositeltua järjestystä: ensin kaikki pursotukset, leikkaukset ja muut piirteet, sen jälkeen koneistusvarat, sen jälkeen hellitykset ja viimeiseksi kaikki filletteinä tehdyt pyöristykset ja chamfereina tehdyt viisteet. Onko huolimattomasta järjestyksestä jotakin etua tai haittaa. 5. Tarkista kappale korjausten jälkeen hellitysten analysointiin tarkoitetulla työkalulla (Draft Analysis). Muokkaa piirteitä, jos tarpeen. Muotoile hellitykset kohtiin, mistä ne vielä puuttuvat. Pyöristä nurkat, missä tarpeen. Tavoitteet oppimiselle Seinämänpaksuuden huomioiminen valukappaleessa. Piirteiden mallinnusjärjestys. Opiskeltavat CAD työkalut: Aikaisemmin opittujen työkalujen kertaus. Arviointi Hyväksytty Kappale on tehty luetelluilla työkaluilla. Kappaleessa on 2 asteen hellitys oikeisiin suuntiin ja oikeissa pinnoissa. Sopiva pyöristys oikeissa nurkissa. Paksut seinämät on ohennettu järkevästi ja ruuvitornit on mallinnettu jollakin esitetyistä tekniikoista. Erinomainen Kappale on tehty luetelluilla työkaluilla. Kappaleelle on valittu valmistusmateriaali ja hellitykset on mallinnettu materiaalin vaatimusten perusteella. Sopiva pyöristys oikeissa nurkissa. Ruiskuvalukappaleen rivat on mallinnettu teoria aineiston ohjeiden mukaisesti. Kappaleen seinämät on ohennettu teoria aineistoissa esitettyjen ohjeiden mukaisesti. Ruuvitornit on mallinnettu jollakin esitetyistä tekniikoista Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 4

5 Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 5

6 CAD pikaopas Sketch Ryhmä työkaluja, joilla mallinnetaan rautalankapiirros muiden työkalujen pohjaksi. Insert Boss/Base Extrude Pursottaa rautalankamallilla hahmotettua muotoa määritetyn matkan määritettyyn suuntaan. Insert Boss/Base Revolve Pyöräyttää suljetun profiilin akselin ympäri ja muodostaa tilavuusmalliobjektin. Akselina voi toimia jokin profiilin viivoista tai erikseen mallinnettu Centerline. Insert Cut Extrude Pursottaa rautalankamallia määritetyn matkan määritettyyn suuntaan leikaten reiän pursotuksen kohdalle Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 6

7 Insert Cut Sweep Leikkaa tilavuusmalliin reiän kuljettamalla leikattavan muodon poikkileikkausta (Profile) rautalankapiirroksena mallinnettua polkua (Path) pitkin. Poikkileikkauksen on oltava suljettu. Insert Features Rib Tuottaa rivan rautalankapiirroksen perusteella. Valitse rivan pursotussuunta ja suunta, johon seinämää luodaan. Insert Features Fillet Pyöristää tilavuusmallissa tai pintamallissa olevan nurkan. Insert Reference Geometry Plane Aputaso (referenssitaso) on samankaltainen kuin jokin mallin perustasoista ( Top, Right tai Front ). Voit määrittää melko vapaasti, mihin paikkaan ja mihin suuntaan taso asettuu. Käytä aputasoa rautalankapiirroksen alustana, jos mallissa ei ole seinämää tai pintaa sopivalla kohdalla Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 7

8 Insert Reference Geometry Axis Luo akselin, jota voidaan käyttää referenssinä esimerkiksi kopioitaessa piirteitä tai mallin vartaloita ympyrän muotoon. Käytä nurkkia, ympyräpintaa, kartiopintaa, tasoja ja pisteitä, kun määrittelet akselin suuntaa ja paikkaa. Insert Pattern/Mirror Mirror Peilaa piirteitä, pintoja tai tilavuusmallirunkoja (solid/surface bodies) tason, seinämän tai pinnan suhteen ja kopioi peilatut objektit. Molds Draft Analysis Näyttää seinämät, joissa on parametrina annettua kulmaa suuremmat hellitykset, punaisella ja vihreällä värillä, hellittämättömät seinämät keltaisella ja satulaseinämät sinisellä värillä. Värit ovat ohjelmiston perusasetuksia. Käyttäjä voi muuttaa ne haluamikseen Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 8

9 Tuula Höök Tasainen seinämänpaksuus 9