Korkki 1 Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Ota piirustus cap_1_1.pdf. Käytä piirustuksessa annettuja mittoja ja mallinna niiden perusteella teknisesti oikein muotoiltu ruiskuvalukappale, joka on myös kauniisti muotoiltu. Tekninen oikeellisuus edellyttää seuraavat asiat: Mitoituksen lähtötaso on valittu. Jakotaso on valittu ja sillä olevat nurkat ovat pyöristämättömiä. On tehty perusteltu valinta suoraan muottilaattaan tai inserttiin koneistettujen kiinteiden keernojen ja erillisistä keernakappaleista valmistettujen kiinteiden keernojen välillä. Keernan ja muottilaatan tai insertin yhtymäkohta on valinnasta riippuen joko pyöristetty tai pyöristämätön. Kaikki loput nurkat on pyöristetty sopivalla pyöristyssäteellä. Valukappaleen ulkonurkkien pyöristys valitaan koneistusmenetelmän, materiaalin vaatimusten ja prosessoinnin asettamien vaatimusten perusteella. Sisänurkkien pyöristykseen vaikuttavat pelkästään materiaalin sekä prosessoinnin vaatimukset. Sivuseinämät on varustettu sopivilla päästökulmilla ja lopputulos on tarkistettu ohjelman työkalulla Draft analysis. Voit jatkaa tässä harjoituksessa mallintamallasi kappaleella myöhemmin tekemällä korkkiin napsautusliitoksen. Napsautusliitokset ovat aiheena myöhemmissä harjoituksissa. CAD työkalut harjoituksessa cap_1_1.sldprt Tilavuusmallinnus Extruded Boss/Base Extruded Loft Extruded Cut Cut with Surface Shell Fillet Rib Pintamallinnus Extruded Surface Lofted Surface Offset Trim Knit Fill Muut Teoriatausta Reference Axis Ruisku ja painevalukappaleen suunnittelu yleisesti Circular Pattern Päästöt Muotti Nurkkapyöristykset Draft analysis Seinämänpaksuus Rivat Aina, kun työkalujen käyttämisessä tulee eteen ongelma, avaa SolidWorks help ja yritä ratkaista Mallinnuksen vaiheet ongelma sen avulla. CAD taidoistasi ja käytettävissä olevasta ajasta riippuen, mallinna kappale joko tilavuusmallinnustekniikoin tai pintamallinnustekniikoin. Pintamallinnustekniikoilla pystyy mallintamaan kappaleisiin monimuotoisempia ulkopintoja kuin tilavuusmallinnustekniikoilla. Pintamallinnustekniikat ovat parempia myös koneistamisen kannalta. Huono puoli on, että pintamallinnus on hankalampaa ja vie kauemman aikaa kuin tilavuusmallinnus. Cap_1_1 1
Tilavuusmallinnus Mallinna seuraavin vaihein: Valmista ulkomuodosta kaksi rautalankamallia ja tee niistä tilavuusmalli Loft työkalulla. Muotoile kappaleen ylä ja alaosat leikkaamalla ne pursotetulla pinnalla. Tee kappaleesta kuori. Mallinna kappaleen sisällä oleva, pullon kaulaa varten tarkoitettu uloke ja sitä ympäröivät rivat. Viimeistele kappale pyöristämällä kaikki tarvittavat nurkat. 1. Mallinna aluksi Loft kappaleen ulkopinnoista. Katso alla olevassa kuvassa olevia vaihtoehtoja, joilla ulkomuoto voitaisiin tuottaa. Loft on vaihtoehdoista paras. a) b) c) Kuva 1: Vaihtoehtoiset mallinnustavat kappaleen perusmuodon valmistamiseen. a) Pursotettu ja päästetty tilavuuskappale, jossa on Fillet työkalulla pyöristetyt pystynurkat. Pyöristyksen leveys pysyy samana pohjasta kappaleen laelle saakka. b) Pursotettu ja päästetty tilavuuskappale. Nurkkapyöristys on mallinnettu rautalankapiirrokseen ja pursotettu siitä. Pyöristys kapenee ylöspäin. c) Loft työkalulla valmistettu tilavuusmalli. Nurkkapyöristys on saman levyinen alhaalta ylös ja pyöristys jatkuu saumattomasti kappaleen ympäri. Paras vaihtoehto. 2. Mallinna rautalankapiirros, joka seuraa kappaleen alareunan muotoa. Mallinna piirrokseen myös nurkkapyöristys. Älä mallinna seinämiä suorilla viivoilla. Muovikappaleista tulee paremman näköisiä, jos niissä ei ole suoria seinämiä yhdistettyinä kaareviin seinämiin. Kaikkien seinämien tulisi olla kaarevia. Kaarevuussäde voi olla hyvinkin suuri. 3. Mallinna toinen rautalankapiirros aputasolle, joka on asetettu reilusti kappaleen yläpuolelle. Sinun täytyy laskea rautalankapiirroksen mitat siten, että kappaleen seinämään tulee noin 4 asteen kulma, kuten mittapiirrokseen on merkitty. Katso alla olevat kuvat. h w Kuva 2: Loftattu muoto ja sen pohjana olevat piirrokset. Huolehdi, että loftin päällä oleva sketsi on mitoitettu siten, että kappaleen ulkoseinämään tulee 4 asteen kulma. w/h = tan 4. Cap_1_1 2
4. Pursota pinnat, joilla muotoillaan kappaleen päälliosa ja pohja. Leikkaa edellä mallinnettu tilavuuskappale näillä pinnoilla. 5. Tee kappaleesta kuori. 6. Mallinna kappaleen keskelle uloke, johon pullon kaula tulee asettumaan. 7. Mallinna yksi ripa ja kopio sitä Circular Pattern työkalulla siten, että kappaleeseen tulee kokonaisuudessaan kuusi ripaa. Käytä työkalussa Instances to skip valintaa. 8. Pyöristä oikeat nurkat. Yritä asettaa pyöristys osaksi Circular Pattern piirrettä, jotta sinun ei tarvitse pyöristää kuin yksi ripa. 9. Tarkista päästöanalyysityökalulla Draft Analysis. Päästöanalyysityökalu laskee kappaleessa olevat päästökulmat ja ilmoittaa tuloksen väreinä. Jos kappaleessa on päästöttömiä pintoja tai pintoja, joissa on päästöjä kahteen suuntaan, korjaa tilanne ja tarkista uudelleen. Pintamallinnus Mallinnus etenee pääasiassa samoin vaihein, mutta tekniikka, jolla kappaleen uloimmat muodot tuotetaan, on erilainen. Aloita mallintamalla päästötön tilavuuskappale, jonka pohjana oleva rautalankapiirros seuraa korkin alareunan muotoa. Mallinna sen jälkeen Surface Loft, jonka rautalankapiirrokset on mitoitettu samalla tavoin kuin edellä tilavuusmallinnetun Loft piirteen kohdalla. Pursota pintoja, joilla muotoillaan kappaleen ala ja yläreunojen muodot ja trimmaa loftattu pinta. Katso alla olevia kuvia. Mallinna Surface Fill päällimmäisen pinnan ja trimmatun loftin väliin. Leikkaa ensimmäisessä vaiheessa mallinnettu tilavuuskappale valmistuneella pinnalla ja tee siitä kuori. Mallinna kappaleen sisälle uloke pullon kaulaosaa varten ja rivat sen ympärille. Viimeistele malli pyöristämällä oikeat nurkat. 1. Mallinna rautalankapiirros, joka seuraa kappaleen alareunan muotoa. Mallinna siihen myös nurkkapyöristys. Älä mallinna yhtään seinämää suoralla viivalla. Muovikappaleet, joille on asetettu vaatimuksia ulkonäön suhteen, on paras tehdä kaarevin seinämin. Kaarevuussäde voi olla hyvinkin suuri, mutta sellainen täytyy kuitenkin olla. 2. Pursota rautalankapiirroksesta tilavuuskappale. Piilota kappale, mutta tee piirroksesta näkyvä. 3. Mallinna toinen rautalankapiirros referenssitasolle reilusti kappaleen yläpuolelle. Referenssitason ja pohjasketsin ei tarvitse olle kappaleen korkeuden verran etäällä toisistaan. Mikä tahansa suurempi mitta käy. Referenssitasolle tulevan piirroksen mitoitus täytyy laskea siten, että kappaleen ulkoseinämään tulee 4 asteen kulma, kuten mittapiirroksessa on esitetty. Katso kuva 2. 4. Loftaa pinta näiden kahden piirroksen välille. 5. Pursota kolme pintaa: Yksi, jolla muotoillaan kappaleen pohja. Yksi, jolla leikataan loftattu pinta suunnilleen niiltä kohdin, josta päälliosan pyöristys alkaa. Ja yksi tarkalleen kappaleen yläpinnan tasalle. Leikkaa lofti Trim työkalulla alimmalla ja keskimmäisellä pursotuspinnalla. Hae pursotettuihin pintosihin mitat kappaleen mittapiirroksesta. Katso oikealla olevia kuvia. h h Kuva 3: Pinnat, joilla muotoillaan kappaleen ylä ja alaosat. h = kappaleen korkeus.katso mittapiirros. Cap_1_1 3
6. Mallinna rautalankapiirros, jolla on sama muoto kuin kappaleen pohjalla, mutta pienempi. Leikkaa päällimmäisin pursotettu pinta Trim työkalulla tätä piirrosta käyttäen. Voit mallintaa piirroksen mille tahansa tasolle, joka on kappaleen pohjan kanssa samansuuntainen. Sinun ei tarvitse välittää orjallisesti mittapiirroksessa esitetyistä pyöristysmitoista. Käytä mielikuvitustasi ja muotoile kappaleen päällipinta mieleiselläsi tavalla. Katso kuvia edellisellä sivulla ja alla. 7. Tee Surface Fill päällimmäisen pikkupinnan ja kappaletta kiertävän pinnan välille. Käytä asetusta Tangential, älä asetusta Contact. Surface Fill työkalun tulisi muodostaa alla olevan kuvan mukainen muoto. Kuva 4: Pinnat, joilla valmistetaan nurkkapyöristys päälliosan ja reunan välille sekä Surface Fill työn alla. 8. Liitä erilliset pinnat yhteen Knit Surface työkalulla kahta alimmaista pursotettua pintaa lukuun ottamatta. Niitä on käytetty ainoastaan muodon leikkaamiseen. 9. Tuo pursotettu tilavuuskappale esiin ja leikkaa se yhteen liitetyillä pinnoilla. 10. Tee kappaleesta kuori. 11. Mallinna kappaleen keskelle uloke, johon pullon kaula tulee asettumaan. 12. Mallinna yksi ripa ja kopio sitä Circular Pattern työkalulla siten, että kappaleeseen tulee kokonaisuudessaan kuusi ripaa. Käytä työkalussa Instances to skip valintaa. 13. Pyöristä oikeat nurkat. Yritä asettaa pyöristys osaksi Circular Pattern piirrettä, jotta sinun ei tarvitse pyöristää kuin yksi ripa. 14. Tarkista päästöanalyysityökalulla Draft Analysis. Päästöanalyysityökalu laskee kappaleessa olevat päästökulmat ja ilmoittaa tuloksen väreinä. Jos kappaleessa on päästöttömiä pintoja tai pintoja, joissa on päästöjä kahteen suuntaan, korjaa tilanne ja tarkista uudelleen. Cap_1_1 4
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 Loft Tuottaa tilavuusmallin kahden suljetun profiilin välille. Voit ohjata muotoa ohjauskäyrillä. Ohjauskärät ovat profiilien välisiä, referenssitasoille valmistettuja rautalankapiirroksia. Cap_1_1 5
Insert Cut Extrude Pursottaa rautalankamallia määritetyn matkan määritettyyn suuntaan leikaten reiän pursotuksen kohdalle. Tools Draft Analysis Insert Cut With Surface 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. Leikkaa tilavuusmallin pinnalla. Valitse leikkaava pinta ja leikkauksen suunta. Pinnan täytyy ulottua leikattavan tilavuusmallin ulkopuolelle tai juuri sen ulkopintaan. Cap_1_1 6
Insert Features Shell Tekee tilavuusmallista kuoren, jossa on tietty, parametrina annettu seinämänpaksuus. Valitsemasi seinämät poistuvat. Jos yhtään seimää ei ole valittu, kappaleesta tulee ontto. Insert Features Fillet Pyöristää tilavuusmallissa tai pintamallissa olevan nurkan. Insert Features Rib Tuottaa rivan rautalankapiirroksen perusteella. Valitse rivan pursotussuunta ja suunta, johon seinämää luodaan. Mitoita rivan päästö suoraan parametrina. 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. Cap_1_1 7
Loft Tuottaa pinnan kahden tai useamman profiilin välille. Voit ohjata pintaa ohjauskäyrillä, jotka ovat profiilien välillä olevia rautalankapiirroksia. Offset Trim 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. Leikkaa pinnan. Työkalu vaatii toimiakseen kaksi pintaa tai pinnan ja piirrosobjektin. Pinnan ja tilavuusmallin yhdistelmä ei käy. Tilavuusmalli leikataan Cut with surface työkalulla. Cap_1_1 8
Fill Muodostaa pinnan rautalankapiirroksen tai olemassa olevan tilavuus tai pintamallin nurkkien sisään. Voit valita, jatkuuko pinta tangentiaalisesti vai suoraviivaisesti mallin pinnoista. Knit Liittää kaksi tai useampia erillisiä pintoja yhteen ja muodostaa niistä yhden yhtenäisen pinnan. Jos liitettävät pinnat sulkeutuvat, voit yrittää muodostaa niistä tilavuusmallin. Työkalussa on valintaruutu toimintoa varten. 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 Circular Pattern Kopioi yhden tai useampia piirteitä, tilavuuskappaleen vartaloita tai pintamallin vartaloita ympyrän muotoon akselin ympärille. Anna kohteiden kokonaismäärä parametrina. Cap_1_1 9
Tavoitteet oppimiselle Haastava mallinnus. Tangentiaalisesti jatkuvien pintojen mallintaminen ja kappaleen ulkopinnan muotoileminen pintojen avulla. Ripojen mallintaminen. Kappaleen ulkopintojen vapaa muotoileminen. Opiskeltavat CAD työkalut Tilavuusmallinnus: Extruded Boss/Base, Extruded Cut, Cut with Surface, Shell, Fillet, Rib Pintamallinnus: Extruded Surface, Lofted Surface, Offset, Trim, Knit, Fill Muut: Reference Axis, Circular Pattern Muotit: Draft analysis Arviointi Hylätty Kappale on tehty luetelluilla työkaluilla Hyväksytty Kappale on tehty luetelluilla työkaluilla Kappaleessa on 2 asteen päästöt oikeisiin suuntiin ja oikeissa pinnoissa Sopiva pyöristys oikeissa nurkissa Kappale on mallinnettu joko tilavuusmallinnus tai pintamallinnustekniikalla Erinomainen Kappale on tehty luetelluilla työkaluilla Kappale on mallinnettu pintamallinnustekniikalla. Kappaleelle on valittu valmistusmateriaali ja päästökulmat on mallinnettu materiaalin vaatimusten perusteella Sopiva pyöristys oikeissa nurkissa. Cap_1_1 10