Keernojen erottaminen Juho Taipale, Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Teoriatausta Muotin rakenne Koneistettavuus CAD työkalut harjoituksessa Keernojen erottaminen Mallinnuksen vaiheet Harjoituksessa erotetaan kiinteät ja liikkuvat keernat valmiista muottikokoonpanosta. Keernojen erottaminen tehdään CATIA Part Design ja tai Wireframe and Surface Design työskentelytiloissa. 1. Hae tiedosto start_cores_1_catia.zip, tallenna se ja avaa muottipaketti Product1.CATProduct koneellesi. Tarkastele aluksi muotin keernapuolen aihiota koneistettavuuden ja valettavuuden näkökulmasta. Hae yksityiskohdat, jotka: Ovat hankalia koneistaa suoraan muottilaattaan tai pesäinserttikappaleeseen Tulevat todennäköisesti murtumaan tai kulumaan käytössä Estävät muottia avautumasta ja/tai estävät kappaleen ulostyönnön Kaksi ensimmäistä ovat tyypillisesti kapeita ulokkeita, esimerkiksi keernatappeja tai liuskamaisia muotoja (Kuva 1 ja Kuva 2). Kapeiden solien ympäröimät muodot eivät kulu, mutta solat ovat hankalia koneistaa (Kuva 1). Useimmiten ne täytyy valmistaa kipinätyöstämällä, jolloin muotin koneistuskustannukset kasvavat ja viimeistelyyn kuluu enemmän aikaa. Yksityiskohdat, jotka estävät ulostyöntöä tai muotin avautumista, vaativat muottiin liikkuvan keernan. Part Design Split Close Surface Paste Special Wireframe and Surface Design Boundary Join Extract Symmetry Extrapolate Extrude Sweep Jos työkalujen käyttämisessä tulee ongelmia, etsi ratkaisua CATIA Help tiedostoista. Kuva 1 Muottipesä, jossa on kapeilla urilla erottuvia muotoja. Kappaleessa on urien kohdalla rivoitus 1.3.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Keernojen erottaminen 1
Kuva 2 Muottipesässä on korkea uloke keskellä syvennystä. Tyypillinen esimerkki muodosta, joka toteutetaan keernatapilla. Kiinteät keernat 1. Erotetaan aluksi kiinteät keernat muottilevyistä. Avaa muottilaatta, josta keernat tullaan erottamaan, uuteen ikkunaan. Valitse hiiren oikealla painikkeella Core/Cavity Plate.Object tai Pad.Object Open in New Window muottilaatan päällä kokoonpanossa tai sen nimen päällä piirrepuussa. 2. Keerna erotetaan muottilaatasta pintojen avulla. Valitse aluksi näkyvät pinnat ja muotoile sen jälkeen keernalle kanta. Pinnat voidaan luoda usealla eri tavalla. Käytä näkyvien pintojen valitsemiseen esimerkiksi Join tai Extract työkaluja. Extract työkalu antaa mahdollisuuden valita kaikki tangentiaalisesti jatkuvat pinnat kerralla. Mallinna keernan kanta esimerkiksi Extrapolate, Extrude tai Sweep työkaluilla. Kantaa jatketaan muottilaatan pohjaan asti. Seuraavassa kuvassa on esimerkki kahdesta keernan kiinnitystavasta. Keerna voidaan kiinnittää hellitetystä pinnasta, jolloin käytetään Extrapolate tai Sweep työkaluja. Extrapolate työkalu jatkaa keernapintoja tangentiaalisesti, jolloin pinta jatkuu hellitettynä koko muottilaatan läpi. Samanlaisen muodon voi tehdä Sweep työkalulla. Toinen tapa on kiinnittää keerna kauluksen avulla, jolloin kanta on suora. Tällöin on parempi käyttää Extrude työkalua. Kaulus valmistetaan myöhemmin, sitä ei kannata tehdä pintana. Valitse kiinnitystavoista mieleisesi. Kuva 3 Vasemmalla: Kiinnitys hellitetystä pinnasta. Oikealla: Kiinnitys kauluksen avulla. Hellitetty muoto on kätevin siinä tapauksessa, että keerna valmistetaan kokonaan lankasahaamalla. 2. Jos muottilaatassa on useita samanlaisia keernoja, voit kopioida pinnat esimerkiksi Symmetry tai Pattern toiminnolla ja liittää kaikki keernapinnat yhteen Join toiminnolla. 3. Siirry Part Design työskentelytilaan ja leikkaa muottilaattaan keernan kiinnitysaukot Split toiminnolla. Käytä edellisessä vaiheessa luotuja keernapintoja Splitting Element :na. 4. Muottilaatassa on nyt kiinnitysaukot keernoille, mutta keernaa itseään ei ole vielä mallinnettu. Ala mallintaa uutta kappaletta Part Design työskentelytilassa. Avaa se muottilaatan malli, jossa valmistamasi keernapinta on, kopioi pinta ja liitä se Paste Special komennolla aloitettuun kappaleeseen. Paste Special toiminnon voi suorittaa eri tavoin. Tutustu CATIA:n Help tiedostoihin. Jos valitset As Result with Link, kappale päivittyy, jos alkuperäiseen malliin tehdään muutoksia. Usein tämä on toivottava tilanne, koska keernan malli pysyy näin ajantasaisena. 5. Luo keerna Close Surface toiminnolla ja tallenna. 1.3.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Keernojen erottaminen 2
Liikkuvat keernat 1. Liikkuvien keernojen mallintamiseen voidaan käyttää apuna alkuperäisen MoldedPart kappaleen SliderSurface pintoja ja keernakannan pintoja. MoldedPart on osa muottikokoonpanoa Product1.CATProduct. 2. Etsi muottikokoonpanon mallin puurakenteesta liikkuvan keernan SliderSurface pinta ja kannan pinnat. Kopioi ne. 3. Ala mallintaa uutta kappaletta Part Design työskentelytilassa. Liitä kopioimasi pinnat Paste Special komennolla uuteen kappaleeseen. Käytä As Result with Link parametria. 4. Luo keerna Close Surface toiminnolla. 5. Muokkaa keerna haluamasi mittaiseksi ja tallenna tiedosto. Kuva 4 Jos keernalla tehdään läpireikä, se voidaan lukita kartiopinnoista tai hellitetyistä pinnoista muottipesän pintaan tai muotin muihin osiin. Lukitseminen estää keernan taipumista. Se estää myös purseen muodostumisen keernan ja sen vastapinnan välille. Muottilaatan koneistaminen Muottilaatan malli, jossa on keernojen kiinnitysaukot, ei ole välttämättä suoraan sopiva työstöratojen tekemiseen eri työstövaiheisiin ja eri työstökoneille. Aukot täytyy sulkea esimerkiksi jyrsinkoneen työstörataa varten. Sulje ne pursottamalla. Tee muottilaatasta kopioita Paste Special toiminnolla samoin kuin teit kiinteiden ja liikkuvien keernojen kohdalla ja nimeä ne. Tee kopioita, joissa on esimerkiksi jyrsittävä laatta ja lankasahattava laatta. Lankasahalla valmistetaan keernojen kiinnitysreiät. Versiointi Mitä tahansa menettelyä käytätkin keernan ja koneistettavien laattojen mallintamisessa, varmistu, että kappaleeseen tehdyt muutokset kopioituvat niihin. Voit esimerkiksi huomata unohtaneesi asettaa valettavan kappaleen malliin materiaalin kutistumavaran tai jostain muusta syystä tulee tarve muuttaa yksityiskohtia. Näissä tapauksissa on tärkeää, että muutokset päivittyvät mallinnusketjussa eteenpäin. Tavoitteet oppimiselle Opetellaan tunnistamaan muottipesistä muodot, jotka vaativat kiinteiden tai liikkuvien keernojen käyttämistä. Harjoitellaan keernojen mallintamista pintojen avulla. Tunnistetaan mallien versiointiongelma Opiskeltavat CAD työkalut Part Design: Split, Close Surface, Paste Special : Boundary, Join, Symmetry, Extrapolate, Extrude 1.3.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Keernojen erottaminen 3
CAD pikaopas Join/Extract Insert Operations Join/Extract 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. Boundary Insert Operations Boundary Hakee pinnan tai tilavuuskappaleen reunan muodon ja tekee siitä käyrän, jota voi käyttää myöhemmin kuin itse mallinnettua käyrää. Voit asettaa Boundary :lle alku ja loppupisteet Limit parametrilla. 1.3.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Keernojen erottaminen 4
Extrapolate Insert Operations Extrapolate Perusparametreiksi annetaan reunakäyrä ja jatkettava pinta. Jatkaa pintaa reunakäyrästä eteenpäin. Työkalu vaatii tangentiaalisesti jatkuvat pinnat toimiakseen hyvin. Extrude Insert Surfaces Extrude Pursottaa rautalankapiirrosta tai reunakäyrää parametrina asetetun matkan verran annettuun suuntaan. Pursotus voidaan tehdä myös kahteen suuntaan. 1.3.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Keernojen erottaminen 5
Sweep Insert Surfaces Sweep Muodostaa pinnan liikuttamalla profiilia ohjauskäyrää pitkin. Voidaan rakentaa eri tavoin. Vähimmillään parametreiksi tarvitaan yksi profiili ja yksi ohjauskäyrä. Voidaan käyttää myös useampia ohjauskäyriä. Sweep työkalulla muodostettua pintaa voidaan haluttaessa ohjata jonkin toisen pinnan suhteen tangentiaalisesti. Pattern Insert Advanced Replication Tools Circular/Rectangular Pattern Kopioi pinnan suoraviivaiseksi tai ympyrän muotoiseksi patterniksi. Ympyrän muotoinen Pattern vaatii akselin, jonka ympärille pinnat kopioidaan. Suoraviivainen Pattern vaatii suunnat. Suunnaksi kelpaa kappaleen nurkka tai esimerkiksi jokin kappaleen perusakseleista. Muita perusparametreja on kopioitavien objektien lukumäärä. Huomaa, ettet voi kopioida kuin yhden objektin. Jos kopioitava objekti koostuu useammista yksiköistä, tee niistä ensin Join. 1.3.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Keernojen erottaminen 6
Symmetry Insert Operations Symmetry Kopioi pinnan tai useampia pintoja seinämän, perustason, viivan tai esimerkiksi aputason suhteen. Split Part Design Insert Surface Based Features Split Leikkaa tilavuusmallin pinnalla. Leikattava osa häviää mallista. Nuolien suuntaan oleva osa mallia jää jäljelle. 1.3.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Keernojen erottaminen 7
Close Surface Part Design Insert Surface Based Features Close Surface Close Surface työkalulla voidaan täyttää pintoja. Pinta voi olla joko kokonaan suljettu, tai yhdeltä tasomaiselta pinnalta avoin, kuten viereisissä kuvassa. Arviointi Hyväksytty Kaikki tarvittavat keernat mallinnettu. Muottilaattoihin on tehty keernojen kiinnitysaukot. Erinomainen Kaikki tarvittavat keernat mallinnettu. Muottilaattoihin on tehty keernojen kiinnitysaukot. Muottilaatasta on tehty versiot eri työstömenetelmiä varten, esim. muottipesän jyrsintä ja keernan kiinnitysaukkojen lankasahaus. 1.3.2010 Juho Taipale, Tuula Höök Keernojen erottaminen 8