Ulostyöntimet 1. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa

Transkriptio

1 Ulostyöntimet 1 Juho Taipale, Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Teoriatausta Muotin perusrakenne Muotin standardiosat Ulostyöntimien asettelu Ulostyöntö ja vastapäästöjä muovaavat laitteet CAD työkalut harjoituksessa Ulostyöntimet 1 Mallinnuksen vaiheet Harjoituksessa mallinnetaan ulostyöntimet ja ulostyöntölaatikkoon kuuluvat osat valmiiseen muottikokoonpanoon. 1. Avaa zip tiedosto starting_mould.zip ja pura se. 2. Avaa CATIA product tiedosto starting_mould_assembly.catproduct. Tarkastele kappaletta ja valitse ulostyöntimille parhaat mahdolliset paikat. 3. Valitse työskentelytilaksi Mold Tooling Design. 4. Mallinna muotin päällimmäisen ulostyöntölaatan pohjaan rautalankapiirroksena pisteet kohtiin, joihin haluat asettaa ulostyöntimet. Tee mitoitus järkevistä kohdista ottaen huomioon sen, että ulostyöntimien reikiä tehdään muottilaatan lisäksi takalaattaan ja päällimmäiseen ulostyöntölaattaan. Mittojen referenssinä voi käyttää muottilaatan kylkiä, keernan kylkiä tai inserttilaatan kylkiä. Valitse pienimmän koneistusepätarkkuuden vaihtoehto. Tee oma rautalankapiirros jokaiselle ulostyönninkoolle ja tyypille. Aloita rautalankapiirroksen tekeminen valitsemalla hiiren oikealla painikkeella EjectorPlateA EjectorPlateA Object Edit. Tai tuplaklikkaa EjectorPlateA. Mold Tooling Design Ejection components Injection components Split Component Part Design Split Pocket Generative Shape Design Join Jos työkalujen käytössä tulee ongelmia, yritä löytää ratkaisu CATIA Help tiedostoista. Kuva 1 Käytä EjectorPlateA (EjectorPlateA.1) objektin alla olevaa objektia. Sitä voidaan käsitellä, kuten mitä tahansa Part tiedostoa. Muottikokoonpanossa ylemmän tason objekti sisältää referenssin CATIA:n kirjastoon, paikan ja kaikki muut tiedot, jotka on annettu osan työkaluikkunassa Juho Taipale, Tuula Höök Ulostyöntimet 1

2 5. Mittaa ulostyöntimen minimipituus (Kuva 2). Ulostyöntimien tulee ulottua liikkuvan muottipuoliskon muottipesän pinnan yläpuolelle. Ulostyöntölaattojen ja liikkuvan puolen muottipesän välinen etäisyys määrää näin ollen ulostyöntimen pituuden. Avaa CATIA kirjasto. Ulostyöntimet löytyvät valikosta Insert > Ejection components. Kuva 2 Ulostyöntimen minimipituus on mitta ulostyöntölaattojen välistä muottipesän pintaan. Valitse ulostyönnin minimipituuden ja halkaisijamitan (tai muiden poikkipinta alan mittojen) perusteella. Tavallisin ulostyönnin on sylinterimäinen, mutta tarjolla on myös poikkipinta alaltaan suorakaiteen muotoisia ja putkimaisia (holkki)ulostyöntimiä. Pienihalkaisijaisissa ulostyöntimissä on olake. 6. Valitse ulostyöntimen tyyppi: Litteä (FlatEjector ), olakkeellinen (EjectorPin ), holkki (EjectorSleeve ) tai tavallinen pyöreä ulostyönnin (Ejector ). Samasta valikosta löytyvät myös keernatapit (CorePin ), ulostyöntölaattojen pohjatassut (StopPin ), vinotapit (AnglePin ) ja ulostyöntötangot (KnockOut ), joilla ulostyöntölaatat kiinnitetään valukoneeseen. Avaa valitsemasi komponentin työkaluikkuna ja hae kirjastosta muottikokoonpanoon sopiva ulostyönnin. Ulostyöntimien halkaisija valitaan kappaleen muotojen, materiaalin ja ulostyöntöön tarvittavan voiman perusteella. Aloita suunnittelu 3 4 mm ulostyöntimistä. 7. Valitse rautalankapiirros, jonka mukaan haluat sijoittaa ulostyöntimet. Ulostyöntimet voi asetella myös yksitellen suoraan ulostyöntölaatan pohjaan ja syöttää sijainnin koordinaatteina. Tee Standard Drillings ulostyöntölaattaan ja takalaattaan, mutta älä muottilaattaan. Muottilaattaan tehdään reiät jäljempänä esitettävällä tavalla. Standard Drillings parametrilla asetetusta reiästä tulee hieman suurempi kuin ulostyönnin. Muottilaattaan tulee mm pituinen tarkkasovitteinen reikä, joka ulottuu muottipesän pintaan. Loput reiät voivat olla väljiä. CATIA ohjelmistossa on Rules toiminto, jolla voit asettaa väljän reiän ulottumaan tietyn matkaa muottipesän pinnan alapuolelle. Saman rakenteen saa aikaan myös manuaalisesti. 8. Tarkkasovitteiset reiät tehdään tässä harjoituksessa leikkaamalla ne Join työkalulla tehdyillä pinnoilla ja väljät reiät Pocket työkalulla. Toimi seuraavasti: Tee Standard Drillings parametrilla reiät ulostyöntölaattaan ja takalaattaan, mutta ei muottilaattaan. Ala muokata liikkuvan puolen muottilaattaa (samalla tavoin kuin aloitettiin ulostyöntimien paikkojen rautalankapiirroksen mallintaminen). Siirry Generative Shape Design työskentelytilaan. Valitse Join työkalulla ulostyöntimien sylinteripinnat (Kuva). Palaa takaisin Part Design työskentelytilaan. Leikkaa muottilaattaan reiät Split työkalulla ( Insert Surface Based Features Split ) Kuva 3 Pinnat, joilla leikataan liikkuvan puolen muottilaattaan tarkkasovitteiset reiät Juho Taipale, Tuula Höök Ulostyöntimet 2

3 Avaa muottilaatta uuteen ikkunaan (Valitse hiiren oikealla painikkeella CorePlate CorePlate Object Open in New Window ) Mallinna väljien reikien rautalankapiirros muottilaatan pohjaan ja tee reikä Pocket työkalulla. Sulje ikkuna. Kuva 4 Ulostyönnin, joka on katkaistu muottipesän pinnan tasaan. Muottipesän pinna alla on mm mittainen tarkkasovitteinen reikä ja sen takana väljä reikä. Väljä reikä ohjaa ulostyöntimet paikoilleen, kun muottia kootaan. 9. Jos ulostyöntimen pää ei liity muottipesässä tasomaiseen pintaan, ulostyöntimet täytyy lukita. Lukitus on esitetty oheisessa kuvassa, Kuva 5. Kuva 5 Lukitut ulostyöntimet. Ulostyöntimen kaulukseen hiotaan tasomainen kohta, ja ulostyöntölaattaan tehdään vastaava muoto. 10. Tee päällimmäisen ulostyöntölaatan pohjaan rautalankapiirros, johon merkitset pisteillä palautustappien paikat. Aloita rautalankapiirroksen tekeminen valitsemalla hiiren oikealla painikkeella EjectorPlateA EjectorPlateA Object Edit. Tai tuplaklikkaa EjectorPlateA. 11. Valitse haluamasi kokoinen palautustappi CATIA kirjastosta ja aseta se paikoilleen samalla tavalla kuin ulostyöntimet. Palautustappi on suurihalkaisijainen ulostyöntötappi. Näytä porattavat laatat Standard Drillings parametriksi ja valmista tarkkasovitteinen reikä samalla tavoin kuten ulostyöntimien tapauksessa. 12. Leikkaa ulostyöntimet muottipesän pinnan tasalta ja palautustapit jakopinnan tasalta poikki. Tarkista ulostyöntölaattojen ja liikkuvan puolen kiinnityslaatan välinen etäisyys ennen kuin teet leikkauksen. Parhaiten onnistut asettamaan etäisyyden oikein, kun liität ulostyöntölaattojen taakse pohjatassut. ( Insert Ejection Components ) Voit myös asettaa alemman ulostyöntölaatan ja kiinnityslaatan välille Offset relaation Assembly Design työskentelytilassa. Ulostyöntimet leikataan CoreSurfacella Mold Tooling Design työskentelytilassa. Valitse kaikki mallintamasi ulostyöntimet. (Valitse hiiren oikealla painikkeella Selected Objects Split component.) 13. Aseta muottilaatan keskelle suuttimen ulosvetoholkki (Kuva 6) ja ulostyöntötappi sitä varten. Käytä samoja tekniikoita ja työkaluja kuin asettaessasi ulostyöntimet ja leikatessasi niiden asennusreiät. Suuttimen ulosvetoholkki löytyy valikosta Insert Injection Components. Ulosvetoholkin sisälle tuleva ulostyönnin leikataan poikki hieman alempaa kuin mihin suuttimen sisällä olevaa muovia pidättävä muoto päättyy Juho Taipale, Tuula Höök Ulostyöntimet 3

4 Kuva 6 Suuttimen ulosvetoholkki paikoillaan. Holkki asetetaan muottilaatan sisään siten, että takalaatta pitää sen paikoillaan. Sisälle tuleva ulostyönnin tulee normaalisti ulostyöntölaattojen väliin. 14. Tee rautalankapiirros, johon merkitset tukipylväiden paikat. Tutki kirjaston tai CATIA Help tiedostojen avulla, missä kohdassa tukipylvästä on sen kohdistuspiste. Kohdistuspiste on merkitty tukipylvään kuvaan keltaisella neliöllä. Tee rautalankapiirros kohdistuspisteen perusteella valittuun pintaan. 15. Hae tukipylväät työkalukirjastosta ja näytä piirros niille samoin kuin edellä. Tukipylväät voi asettaa paikoilleen myös syöttämällä koordinaatit työkaluikkunaan, mutta rautalankapiirroksen käyttäminen on paljon helpompaa. Jos päätät käyttää koordinaatteja, sijoituskohdaksi näytetään sopiva pinta muottikokoonpanosta. 16. Aseta muottikokoonpanoon halutessasi ohjaukset ulostyöntölaatoille. Palautustapit riittävät useimmiten ohjaamaan ulostyöntölaattoja, jos ne ovat riittävän paksut. Tutki standardiosaluettelojen ja teoria aineistojen perusteella, millaisia vaihtoehtoja on käytettävissä ulostyöntölaattojen ohjaamiseksi. Selvitä löytyykö ohjauskomponenttia CATIA kirjastosta. Jos löytyy, selvitä missä sen kohdistuspiste on ja tee sen jälkeen rautalankapiirros muottiin vastaavalle kohdalle. Hae komponentit ja aseta ne paikoilleen. Muista syöttää Standard Drillings parametri. 17. Jos komponenttia ei ole CATIA kirjastossa, hae se jostakin web pohjaisesta kirjastosta, käytä valmistajien CD ROM luetteloita tai vastaavia lähteitä. Web pohjaisia kirjastoja on esimerkiksi Part Server, Part Server toimittaa komponentit CATIA makroina. Katso CAD Pikaoppaasta ohje makron käyttämiseksi. 18. Tallenna komponentti muottikokoonpanon kanssa samaan kansioon ja käytä sitä muottikokoonpanossa, kuten käyttäisit mitä tahansa kokoonpanon osaa. Jotta voisit asettaa osan paikoilleen, avaa Assembly Design työskentelytila. Itse mallinnettuja tai kirjastoista haettuja osia voi alkaa koota omaan kirjastoon, mutta tässä harjoituksessa komponentti vain tallennetaan kansioon. 19. Jos komponentti on haettu web kirjastosta ja asetettu paikoilleen Assembly Design työskentelytilassa, sinun täytyy mallintaa asennustaskut ja reiät itse. Taskut ja reiät tehdään leikkaamalla ulostyöntölaatat ja/tai muottilaatta ja kiinnityslaatta komponentin pinnoilla. Toimi esimerkiksi seuraavasti: Avaa makrolla tuotettu komponentti uuteen ikkunaan ja tee leikkaamiseen käytettävistä pinnoista Join Generative Shape Design työskentelytilassa. ( Start Mechanical Design Generative Shape Design ) Täytä reiät, jos niitä on. Jos lopputuloskena on erillisiä pintoja, liitä kaikki pinnat yhdeksi Join :ksi Sulje uusi ikkuna ja siirry takaisin muottikokoonpanoon Tuplaklikkaa leikattavan laatan xxplate objektia xxplate (xxplate.1) objektin alla. Tai valitse hiiren oikealla painikkeella xxplate xxplate Object Edit. Katso Kuva 1. Siirryt tällöin Part Design työskentelytilaan. Leikkaa laatta valmistamallasi pinnalla Split työkalua käyttäen. Jos muoto on hyvin yksinkertainen, voit mallintaa asennusreiät ja taskut Pocket työkalulla Juho Taipale, Tuula Höök Ulostyöntimet 4

5 Tavoitteet oppimiselle Ulostyöntimien ja palautustappien mitoitus Ulostyöntimien ja palautustappien sijoittelu Muiden ulostyöntölaatikossa olevien komponenttien mitoitus ja sijoittaminen paikoilleen Osien tuonti muottikokoonpanoon Opiskeltavat CAD työkalut Mold Tooling Design: Insert: Ejection components, Split Component Part Design: Split, Pocket Generative Shape Design: Join Arviointi Hyväksytty Ulostyöntimien ja palautustappien tuonti muottikokoonpanoon on onnistunut Ulostyöntimien ja palautustappien sijoittelu on onnistunut Ulostyöntimiä ja palautustappeja varten on oikean kokoiset reiät oikeissa laatoissa Ulostyöntimen ja palautustappien koko on järkevä Erinomainen Ulostyöntimien ja palautustappien tuonti muottikokoonpanoon on onnistunut Ulostyöntimien ja palautustappien sijoittelu on onnistunut Ulostyöntimiä ja palautustappeja varten on oikean kokoiset reiät oikeissa laatoissa Ulostyöntimen ja palautustappien koko on järkevä Muotissa on lisäksi suuttimen ulosvetoholkki ja tukipylväät Suuttimen ulosvetoholkin sisällä oleva ulostyönnin on katkaistu oikeaan mittaan Juho Taipale, Tuula Höök Ulostyöntimet 5

6 CAD Pikaopas Ejection components Mold Tooling Design Insert Ejection components Liittää ulostyöntöön tarvittavat komponentit muottikokoonpanoon. Samalla voit määrittää poraukset väljiä reikiä varten päällimmäiseen ulostyöntölaattaan ja takalaattaan. Tarkkasovitteiset reiät mallinnetaan erikseen. Injection components Mold Tooling Design Insert Injection components Liittää muottipesän täyttämisessä tarvittavat osat muottikokoonpanoon. Näitä osia ovat syöttöholkki, suuttimen vetotappi, tukipylväät ja jäähdytyskanavien osat. Samalla työkalulla voidaan mallintaa asennusreiät asettamalla Standard Drillings kohtaan parametriksi työstettävät laatat Juho Taipale, Tuula Höök Ulostyöntimet 6

7 Split Component Mold Tooling Design right click over the component/components Selected Objects Split component Työkalulla leikataan ulostyöntimet oikean mittaisiksi siten, että ne päättyvät tarkasti Muottipesän pintaan. Käytä Core Surface :a leikkaavana pintana. Join Generative Shape Design Insert Operations Join Liittää erilliset pinnat tai käyrät yhdeksi kokonaisuudeksi. Voit valita mallintamiasi pintoja, käyriä, kappaleessa olevia seinämiä tai kappaleessa olevia nurkkia ja tehdä niistä objektin, jota voi käyttää myöhemmin pintana tai käyränä. Kappaleen nurkkia tai pintoja ei tarvitse siis kopioida erikseen. Makro Mold Tooling Design Tools Macro Macros Valitse painikkeista Select ja hae makro. Valitse sen jälkeen Run. CATIA kysyy nyt, mihin komponentti tallennetaan. Kirjoita haluamasi hakemistopolku ruutuun ja paina OK Juho Taipale, Tuula Höök Ulostyöntimet 7

8 Split Part Design Insert Surface Based Features Split Leikkaa tilavuusmallin pinnalla. Leikattava osa häviää mallista. Nuolien suuntaan oleva osa mallia jää jäljelle. Leikkaavan pinnan täytyy olla yksi yhtenäinen pinta. Pocket Part Design Insert Sketch Based Features Pocket Pocket työkalulla voidaan kappaleesta poistaa materiaalia pursottamalla profiilia kappaleen sisällä Juho Taipale, Tuula Höök Ulostyöntimet 8