Liikkuva keerna. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa Liikkuva keerna

Transkriptio

1 Liikkuva keerna Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Hae aloitusmalli start_movingcore_x.sldprt. Tehtävänäsi on hellittää kappaleen muodot siten, että vastapäästölliset muodot voi valmistaa liikkuvilla keernoilla sekä siten, että kappale irtoaa muotista. Hellitysten lisäksi sinun tulee mallintaa pyöristämättömiin nurkkiin nurkkapyöristykset. CAD työkalut harjoituksessa Liikkuva keerna Teoriatausta Vastapäästöt ja hellityksettömät pinnat Muotin perusrakenne Muotin standardiosat Mekanismit keernojen liikuttamiseen Mallinnuksen vaiheet 1. Tutki aloituskappaleen muotoja. Osa muodoista estää kappaleen ulostyönnön ja/tai muotin aukeamisen. Näitä muotoja varten täytyy valmistaa muottiin liikkuvat keernat. Kappale voi vaatia ulospäin, sisäänpäin tai sekä ulos- että sisäänpäin liikutettavia keernoja. Hae tietoa keernojen liikuttamiseen käytettävistä mekanismeista. Käytä teoria-aineistoja apunasi. Perusmekanismit ovat: luisti, vipu, taittuva keerna ja jousikuormitteinen kiila. Tilavuusmallinnus Split Combine Fillet Draft Pintamallinnus Extruded Surface Muut Draft analysis Jos kohtaat hankaluuksia työkalujen käyttämisessä, avaa SolidWorks Help ja yritä löytää ratkaisu sen avulla. Kuva 1 Vasemmalla: Kappaleen hellitysten suunnat. Vihreät pinnat kuuluvat muotin kiinteään puoliskoon ja punaiset liikkuvaan puoliskoon. Kappaleen keskellä on lovi, joka muodostaa vastapäästön. Vastapäästö näkyy väärän värisinä pintoina. Oikealla: Kappale muottilaattojen sisällä. Kappaleen keskellä oleva lovi estää selvästi muotin avaamisen ja samalla myös kappaleen ulostyönnön. Näihin muotoihin tarvitaan liikkuva keerna Tuula Höök - Movingcore_1-1

2 2. Harjoituskappaleiden muodot on mallinnettu pääosin ilman hellityksiä ja nurkkapyöristyksiä. Analysoi muodot Draft Analysis -työkalulla ja selvitä itsellesi, miten päin kappale asetetaan muottiin ja mitkä osat vaativat liikkuvia keernoja. Mitkä pinnat valetaan liikkuvassa ja mitkä kiinteässä muottipuoliskossa? Mihin suuntaan liikkuvat keernat liikkuvat? 3. Mallinna hellitykset aluksi muotin avautumissuuntaan. Käytä Draft -työkalua, missä mahdollista. Muita mahdollisuuksia ovat esimerkiksi hellitysten pursottaminen, Move Face -työkalu ja pintamallinnus. Varmistaudu, että liikkuvaan muottipuoliskoon tulee riittävästi keernamuotoja pitämään kappaletta paikoillaan muotin avautuessa. Muotin jakopinnalle muodostuu yleensä aina jonkin verran pursetta. Onko purse poistettavissa? 4. Liikkuvan keernan ja muotin liitoskohdissa on myös jakopinnat samoin kuin muottipuoliskojen välillä. Näille jakopinnoille pyrkii muodostumaan myös pursetta - jopa helpommin kuin muottipuoliskojen väliin. Liikkuva keerna täytyy muotoilla siten, että jakolinjasta tulee mahdollisimman huomaamaton ja kappaleesta tulee siisti. Alla olevassa kuvassa (Kuva 2) on esimerkki muodoista, joille on hyvä suunnitella keerna, joka ulottuu vastapäästöllisen muodon ulkoreunaan saakka ja jopa ulkoreunan yli muottipesän sisään. Hahmottele keernan muotoa mielessäsi tai piirrä se kynällä paperille. 5. Mallinna hellitykset liikkuvien keernojen liikesuuntaan. Mikäli keerna ulottuu vastapäästöllisen muodon yli, hellitä kappaleesta myös tämä ylittävä osuus. (Kuva 2 keskellä tarjoaa esimerkin ylittävästä osuudesta.) Mallinna hellitykset Draft -työkalulla, missä vain mahdollista. Voit joutua leikkaamaan vastapäästöllisen muodon irti muusta kappaleesta. Käytä leikkaamiseen pursotettua pintaa, jollain muulla tavoin muotoiltua pintaa tai aputasoa sekä Split -työkalua (Kuva 3). Liitä palat hellittämisen jälkeen takaisin toisiinsa Combine -työkalulla. Draft - työkalun lisäksi voit kokeilla hellitysten pursottamista (Kuva 4), Move Face -työkalua tai pintamallinnustyökaluja. Kuva 2 Kuvassa vasemmalla oleva koukku on mallinnettu pääosin ilman nurkkapyöristyksiä ja hellityksiä. Tehtävänä on hahmottaa liikkuvan keernan muodot ja mallintaa nurkkapyöristykset niiden mukaan. Muottipesän ja keernan liitoskohtaan ei tule pyöristystä (keskimmäinen kuva). Keernaan ja muottipesään mallinnetaan pyöristyksiä sekä sisä- että ulkonurkkiin. Keernan ulkonurkka kuluu pyöristämättömänä nopeasti. Äärimmäisenä oikealla olevassa kuvassa on keskimmäisen kuvan rakennetta vastaavat pyöristykset keernan päässä Tuula Höök - Movingcore_1-2

3 Kuva 3 Hellitettävän muodon leikkaaminen irti muusta kappaleesta. Kuvan esimerkeissä vastapäästöllistä muotoa erotetaan pursotetulla pinnalla. Kun hellitykset on mallinnettu, palat liitetään takaisin toisiinsa yhdeksi tilavuuskappaleeksi. Kuva 4 Vasemmalla: Pursotettu hellitys. Oikealla: Valmis muoto hellitettynä ja pyöristettynä. Huomaa terävä nurkka keernan ja muottipesän liittymäkohdassa. 6. Mallinna kappaleeseen nurkkapyöristykset. Jätä pyöristämättä muottipuoliskojen välinen jakolinja, kiinteän keernan ja muottipesän välinen jakolinja sekä liikkuvan keernan ja muottipesän välinen jakolinja. 7. Erota liikkuvien keernojen muodot kappaleesta pintamallinnustyökaluja käyttäen. 8. Tarkista lopputulos kappaleesta ja keernoista Draft Analysis -työkalulla. Tarkista sekä liikkuvien keernojen liikesuunnat että muotin aukeamissuunta. 9. Pyöristä loput nurkat kappaleesta ja keernoista, missä vielä tarpeen. Liikkuvien keernojen ulkonurkkia on useimmiten hyvä pyöristää pienellä säteellä. Millä tavoin pyöristetty muoto sopii muottipesän pintoihin? Tuula Höök - Movingcore_1-3

4 Kuva 5 Muotti on täyttämisen aikana kiinni ja kaikki liikkuvat keernat ovat sisällä. Kuvassa näkyy muotin liikkuvan puolen pesä kokonaisena. Kiinteältä puolelta näkyy ainoastaan kolme liikkuvaa keernaa kappaleen sivulla. Ensimmäisen keernan yläpuolella on liikkuvaan muottipuoliskoon kuuluva sisäänpäin liikkuva keerna. Kuva 6 Keernat siirtyvät pois tieltä ennen ulostyöntöä ja muotin avaamista. Tavoitteet oppimiselle Liikkuvan keernan muotojen hahmottaminen Muotin toiminnallisuuden hahmottaminen Hellitykset keernan liikesuunnassa: Keernan liike muottilaatan sisällä ja liike kappaleen seinämien suhteen Opiskeltavat CAD -työkalut Tilavuusmallinnus: Split, Combine, Fillet Pintamallinnus: Extruded surface Muut: Draft analysis, Move face Arviointi Hylätty: Luetelluilla työkaluilla tehty CAD -malli Hyväksytty: Luetelluilla työkaluilla tehty CAD-malli; Vähintään 2 asteen hellitys oikeissa pinnoissa ja oikeisiin suuntiin; Järkevä pyöristys oikeissa nurkissa Erinomainen: Luetelluilla työkaluilla tehty CAD malli; Kappaleelle on valittu valmistusmateriaali ja hellitykset on mallinnettu materiaalin vaatimusten perusteella; Järkevä pyöristys oikeissa nurkissa; Liikkuvien keernojen muoto on käytännöllinen ja ratkaisu vaikuttaa toimivalta; Liikkuvien keernojen rakenne on selvitetty Tuula Höök - Movingcore_1-4

5 CAD pikaopas Sketch Ryhmä työkaluja, joilla mallinnetaan rautalankapiirros muiden työkalujen pohjaksi. Insert Surface Extrude Pursottaa suljettua tai avonaista rautalankapiirrosta suoraviivaisesti ja muodostaa pinnan. Voit määritellä kulman, jossa pursotus tapahtuu, suhteessa rautalankapiirroksen pohjatasoon. Jos kulmaa ei ole annettu, pursotus tapahtuu pursotettavan rautalankapiirroksen pohjatason normaalin suuntaan. Insert Features Split Leikkaa tilavuusmallin osiin pinnalla tai tasolla. Voit hävittää leikattuja osia, tallentaa ne erillsiin tiedostoihin tai käyttää meneillään olevassa mallinnuksessa sellaisinaan Tuula Höök - Movingcore_1-5

6 Insert Features Combine Liittää erilliset tilavuusmallit yhdeksi tilavuusmalliksi. Features Fillet Pyöristää tilavuusmallissa tai pintamallissa olevan nurkan. Insert Features Draft Kallistaa valitut seinämät parametrina annettuun kulmaan. Kulman voi asettaa joko nurkan tai pinnan suhteen. Molds Draft Analysis Näyttää seinämät, joissa on parametrina annettua hellitystä suuremmat hellitykset, punaisella ja vihreällä värillä, hellittämättömät seinämät keltaisella ja satulaseinämät sinisellä värillä. Värit ovat ohjelmiston perusasetuksia. Käyttäjä voi muuttaa ne haluamikseen Tuula Höök - Movingcore_1-6