Painevalut 2 Juho Taipale, Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Hae aloituskokoonpano start_gearbox.zip ja pura se omalle koneellesi. Voit käyttää myös neutraalitiedostoja. Tehtävänä on suunnitella kokoonpanoon kotelo. Kokoonpanon vihreitä, punaisia ja sinisiä osia varten valmistetaan koneistetut pinnat. Vihreät osat ovat lukitusrenkaita. Sisäpuoliset lukitusrenkaat asennetaan kanteen ja sisäpuoliset akseleiden päälle. Punaiset osat ovat laakereita ja siniset huulitiivisteitä, jotka asennetaan akseleille. (Katso kuva 1 alla.) CAD työkalut harjoituksessa diecasting_2.sldprt Kuva 1: Yksinkertainen vaihdekokoonpano, johon suunnitellaan tässä harjoituksessa kansi. Vihreät, siniset ja punaiset osat tarvitsevat valukappaleeseen koneistetut asennuspinnat. Teoriatausta Teknisen valukappaleen suunnittelu Päästöt Nurkkapyöristykset Seinämänpaksuus Koneistusvarat Tilavuusmallinnus: Extruded Boss/Base Thin Extrude Reference Plane Revolved Boss/Base Split Combine Extruded Cut Cut with Surface Draft Fillet Pintamallinnus: Revolved Surface Offset Surface Planar Surface Trim Muotti: Mallinnuksen vaiheet Draft Analysis 1. Hae aloituskokoonpano start_gearbox.zip ja pura se koneesi kovalevylle. Avaa kokoonpanotiedosto start_gearbox.sldasm. Voit halutessasi käyttää myös neutraalimuotoisia tiedostoja. 2. Ala mallintaa kokoonpanoon uutta kappaletta. Valitse Insert Component New Part. Solid Works kysyy, mihin haluat aloittaa rautalankamallin tekemisen. Valitse mikä tahansa pinta tai taso. Poistu rautalankamallinnustilasta, poistu Edit Part työskentelytilasta ja tallenna uusi kappale. Kokoonpano: Mates Jos työkalujen käyttämisessä tulee eteen ongelma, avaa SolidWorks Help ja yritä ratkaista ongelma sen avulla. Diecasting_2 1
3. Hävitä kaikki muodostuneet sidokset uuden kappaleen ja kokoonpanon väliltä, jos niitä on. Tee uudet sidokset. Sido uusi kappale kokoonpanon perustasoihin: kappaleen Top plane sidotaan kokoonpanon Top plane:en, Front plane Front plane:en ja Right plane Right plane:en. 4. Mallinna akselien keskiakselien kautta aputasot. (Katso kuva alla.) Mallinna aputasot uuteen kappaleeseen eli koteloon, jota olet tekemässä. Kuva 2: Akselien keskiakselien kautta kulkevat aputasot. 5. Ala mallintaa kotelon sisämuotoja tekemällä rautalankapiirros, joka seuraa kokoonpanon komponenttien muotoja. Tarkista koneensuunnittelun oppikirjoista tai komponenttivalmistajien ohjeistuksesta yksityiskohtaiset mitat. Sinun tulee selvittää esimerkiksi lukitusrenkaan urine, tiivisteurien tai laakerien asennuspintojen mitoitus. Huomaa, että nyt tehtävä rautalankapiirros sisältää koneistettavia muotoja. Et mallinna yksinomaan valettavia muotoja. Tulet myöhemmin mallintamaan koneistusvarat, joihin lisätään päästöt ja pyöristykset. Kuva 3: Rautalankapiirros akselien numero 1 ja 2 koneistettavasta muodosta. Kuva 4: Rautalankapiirros akselin numero 3 koneistettavasta muodosta. 6. Mallinna rautalankapiirroksista kaksi pyöräytet osat pois Trim tyä pintaa ja leikkaa niistä päällekkäin menevät työkalulla. 7. Pursota sopivan kokoinen tilavuuskappaleaihio. Leikkaa se edellisessä vaiheessa muodostetulla pinnalla. Kuva 5: Vasemmalla: Pyöräytetyt ja leikatut pinnat, joilla leikataan tilavuuskappaleaihio. Oikealla: Leikattu aihio. Aihiossa on syvennys, jolla on sama sisämuoto kuin muotoutuvalla valukappaleella. Diecasting_2 2
8. Mallinna leikattuun sisämuotoon päästölliset koneistusvarat. Mallinna koneistusvarojen rautalankapiirrokset samoille tasoille kuin koneistettavan muodon rautalankapiirrokset. Käytä Revolved Boss/Base työkalua. Ole huolellinen mallintaessasi pyöräytetyn muodon ääriä. Jos pyöräytät puoliympyrän, äärissä ei ole lainkaan päästöjä. Käytä alla olevissa kuvissa esitettyä tekniikkaa. Kuva 6: Pyöräytetyn muodon äärien päästökulmien mallintaminen. Pyöräytä rautalankapiirrosta 88 astetta kahteen suuntaan. Pursota päällipinnat, kuten oikeanpuolimmaisessa kuvassa. Tasoita päälliosa. 9. Tee muodoista niin yksinkertaisia kuin mahdollista ja käytännöllistä. 10. Valitse ulostyöntösuunta ja päästä loput pinnat sen mukaisesti. 11. Tee kappaleesta kuori Shell työkalulla. Tai mallinna Offset pinta sisämuodosta ja leikkaa tilavuusmalliaihio sillä. Kuva 7: Vasemmalla: Leikkaamaton tilavuusmalliaihio, jonka seinämänpaksuus on vaihteleva ja hyvin suuri. Oikealla: Kappale, johon on tehty yhtenäinen seinämänpaksuus Shell työkalulla. 12. Pyöristä oikeat nurkat. 13. Tarkista Draft Analysis työkalulla ja muokkaa, jos tarpeen. 14. Mallinna kotelon päälle rivoitus. Käytä ensisijaisesti Rib työkalua alaspäin suunnattuna. Jos se ei onnistu, mallinna rivat päästöllisenä Thin Extrude piirteenä. Pyöristä ripojen nurkat. 15. Mallinna kappaleen sivuille kiinnitysreiät. Valmis vaihdekotelokokoonpano tulee muodostumaan kahdesta peilaamalla muodostetusta puoliskosta, jotka kiinnitetään pulteilla toisiinsa. Rakenne ei ole välttämättä teknisesti paras ratkaisu, mutta aloittelevalle suunnittelijalle mahdollinen toteuttaa. 16. Tee kotelon toinen puoli peilaamalla. Liitä se kokoonpanoon. Diecasting_2 3
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 Extrude Pursottaa rautalankamallilla hahmotettua muotoa määritetyn matkan määritettyyn suuntaan seinämänä, jolla on tietty asetettu paksuus. Insert Reference Geometry Plane Referenssitaso on samanlainen taso kuin jokin perustasoista (top, right tai front). Voit määritellä pisteet, joiden kautta taso kulkee ja antaa sille suunnan. Käytä referenssitasoa rautalankapiirroksen pohjana, jos edellisessä vaiheessa mallinnettuja seinämiä ei ole mahdollista käyttää. Diecasting_2 4
Insert Boss/Base Revolve Pyöräyttää suljetun profiilin akselin ympäri ja muodostaa tilavuusmalliobjektin. Akselina voi toimia jokin profiilin viivoista tai erikseen mallinnettu Centerline. Insert Features Split Leikkaa tilavuusmallin osiin pinnalla tai tasolla. Voit hävittää leikattuja osia, tallentaa ne erillsiin tiedostoihin tai käyttää meneillään olevassa mallinnuksessa sellaisinaan. Insert Features Combine Liittää erilliset tilavuusmallit yhdeksi tilavuusmalliksi. Insert Cut Extruded Cut Pursottaa rautalankamallia määritetyn matkan määritettyyn suuntaan leikaten reiän pursotuksen kohdalle. Diecasting_2 5
Insert Cut With Surface Leikkaa tilavuusmallin pinnalla. Valitse leikkaava pinta ja leikkauksen suunta. Pinnan täytyy ulottua leikattavan tilavuusmallin ulkopuolelle tai juuri sen ulkopintaan. Insert Features Draft Kallistaa valitut seinämät parametrina annettuun päästökulmaan. Kulman voi asettaa joko nurkan tai pinnan suhteen. Insert Features Fillet Pyöristää tilavuusmallissa tai pintamallissa olevan nurkan. Insert Surface Revolve Työkalu pyöräyttää avonaisen tai suljetun rautalankapiirroksen akselin ympäri ja muodostaa siitä pinnan. Akselina voi toimia jokin rautalankapiirroksen viivoista tai erikseen mallinnettu keskiviiva. Diecasting_2 6
Insert Surface Offset Insert Surface Planar Muodostaa olemassa olevasta pinnasta toisen pinnan parametrina annetun mitan päähän alkuperäisestä pinnasta. Uuden pinnan mitat ja esimerkiksi kaarevuussäteet muuttuvat. Jos alkuperäisessä pinnassa on liian pieniä pyöristyssäteitä, voi muodostuva uusi pinta olla rikkoutunut tai ohjelma ei pysty laskemaan sitä lainkaan. Jos työkalun käytössä on ongelmia, kannattaa ensimmäisenä tarkistaa alkuperäisen pinnan pyöristyssäteet. Muodostaa tasopinnan suljetun särmäjonon tai suljetun rautalankapiirroksen sisälle. Voit valita myös yhdistelmän rautalankapiirroksia ja kappaleen nurkkia. Insert Surface Trim Leikkaa pinnan toisella pinnalla tai rautalankapiirroksella. Työkalu vaatii toimiakseen kaksi pintaa tai pinnan ja piirrosobjektin. Pinnan ja tilavuusmallin yhdistelmä ei käy. Tilavuusmalli leikataan Cut with surface työkalulla. Diecasting_2 7
Tools Draft Analysis Näyttää seinämät, joissa on parametrina annettua päästökulmaa suuremmat päästökulmat, punaisella ja vihreällä värillä, päästöttömät seinämät keltaisella ja satulaseinämät sinisellä värillä. Värit ovat ohjelmiston perusasetuksia. Käyttäjä voi muuttaa ne haluamikseen. Diecasting_2 8
Tavoitteet oppimiselle Yksinkertaisen teknisen kappaleen suunnittelu Mittojen ottaminen toisista kappaleista Muotoilu kokoonpanon sisällä Opiskeltavat CAD työkalut Tilavuusmallinnus: Extruded Boss/Base, Thin Extrude, Reference Plane, Revolved Boss/Base, Split, Combine, Extruded Cut, Cut with Surface, Draft, Fillet Pintamallinnus: Revolved Surface, Offset Surface, Planar Surface, Trim Muotti: Draft Analysis Kokoonpano: Mates Arviointi Hyväksytty Kotelo, jossa on koneistusvarat Vähintään 2 asteen päästöt oikeilla pinnoilla ja oikeisiin suuntiin Järkevä pyöristys oikeissa nurkissa Erinomainen Kotelo, jossa on koneistusvarat Kappaleelle on valittu valmistusmateriaali ja päästökulmat on mallinnettu materiaalin vaatimusten perusteella Järkevä pyöristys oikeissa nurkissa Muodot ovat teknisesti perusteltuja ja kauniita Diecasting_2 9