Perusteet 6, lisää pintamallinnusta Juho Taipale, Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Ota piirustus fin_basic_6_3.pdf. Käytä piirustuksessa annettuja mittoja ja mallinna kappale pääasiassa pintamallinnustyökaluin. Kappaleesta ei välttämättä tarvitse tulla valettava. Pääajatuksena on oppia käyttämään haastavia pintamallinnustyökaluja ja tuottaa niillä kauniita muotoja. Yritä selvittää itsellesi, miksi kappale ei ole helposti valettava. CAD työkalut harjoituksessa basic_6_3.catpart Harjoituksessa opetellaan erilaisia muotoilutekniikoita: Offset pinnoilla Paksunnetuilla (Thick Surface) pinnoilla Käyttämällä kappaleen ulkopintoja tilavuuskappaleen tuottamiseen ja sen jälkeen tekemällä kappaleesta kuori Shell työkalulla Leikkaamalla kappaleen ulkomuoto pinnalla tilavuusmalliaihiosta ja tekemällä muodostuneesta kappaleesta kuori Shell työkalulla Teoriatausta Teknisen valukappaleen suunnittelu Ruiskuvalukappaleen suunnittelu yleisesti Päästöt Nurkkapyöristykset Seinämänpaksuus Mallinnuksen vaiheet Harjoituksessa mallinnetaan muovinen pölyimurin suutin erilaisia muotoilutekniikoita käyttäen. Aloita mallintamalla perusmuoto ja kokeile sen jälkeen ainakin kahta mallinnusvaihtoehtoa. Perusmuoto: Sama kaikille mallinnusvaihtoehdoille 1. Tee rautalankapiirros, joka seuraa suuttimen alaosan ulkoreunaa sen yläosan tasalla. Tee toinen piirros, joka seuraa putkimaisen osan alareunaa pohjan yläpinnan tasalla. (Katso alla oleva kuva.) Pintamallinnus Reference Plane Fill Surface Extrude Surface Multi section Surface Split Join Edge Fillet Tilavuusmallinnus Pad Close Surface Thick Surface Split (with Surface) Shell Muotti Pulling Direction Aina, jos työkalujen käyttämisessä tulee eteen ongelma, avaa CATIA help ja yritä ratkaista ongelma sen avulla. 2. Täytä pohjan yläpinta pinnalla (kuvassa alla ulompi piirros). Ohjaa pinta ohjauskäyrällä, jos haluat. Korkeussuuntainen ohjauskäyrä sekä suuttimen pohjan ja putkimaisen osan muotoja seurailevat rautalankapiirrokset. Basic_6_3 1
3. Leikkaa edellä muodostamaasi pintaan aukko sisemmällä rautalankapiirroksella. 4. Mallinna kaksi aputasoa: Toinen suuttimen putkimaisen osan yläpinnan tasalle ja toinen sylinterimäisen muodon loppuun. Tee näille tasoille rautalankapiirrokset sylinterimäisen muodon ylä ja alaosista. (Kuva vasemmalla) 5. Pursota pinta kohdassa 1 mallinnetulla sisemmällä rautalankapiirroksella eli piirroksella, joka seuraa putkimaisen osan muotoa pohjan yläpinnan tasalla. Mallinna pursotukseen sopivan suuruinen päästökulma. Katso kuva yllä. 6. Mallinna Multi Section Surface aputasoille mallinnettujen ympyrän muotoisten rautalankapiirrosten ja pursotuksen välille. Käytä pursotusta Multi Sections Surface :n ohjaamiseen. Pintojen tulisi jatkua tangentiaalisina. Katso kuva alla. Valitse Closing Points parametrit ja pintojen suunnat huolella. Closing Points parametrit ohjaavat pinnan etenemistä. 7. Piilota pursotettu pinta. 8. Tee suuttimen pohjan ulkoreunaa seuraileva rautalankapiirros. Mallinna sen ja yläosan ulkoreunaa seuraavan rautalankapiirroksen välille Multi Section Surface. Katso kuva vasemmalla. Tee piirros siten, että pohjan sivulle muodostuu sopiva päästökulma. 9. Liitä kaikki pinnat yhteen ja pyöristä nurkat, missä tarpeen. Basic_6_3 2
Vaihtoehto 1: Mallinnus offset pinnoilla 1. Mallinna kappaleen sisäpinta Offset työkalulla. Voi käydä niin, ettei CATIA pysty muodostamaan kaikkia pintoja. Täytä reiät Fill työkalulla. 2. Mallinna pinta, jolla suljet sisä ja ulkopinnan väliin jäävän aukon. (Katso kuvat alla.) 3. Liitä kaikki pinnat yhteen Join työkalulla ja käytä Close Surface työkalua tilavuusmallin muodostamiseen. Offset pinta, josta puuttuu kaksi pintalappua. Täytä aukot Fill työkalun avulla valmistetuilla pinnoilla. Täytä sisä ja ulkopinnan väliin jäävä tyhjä tila pinnalla. Basic_6_3 3
Vaihtoehto 2: Mallinnus siten, että kappaleen ulkopinnoilla muodostetaan tilavuusmalli, josta tehdään kuori Shell työkalulla 1. Täytä kappaleen ylä ja alaosassa olevat aukot pinnoilla. 2. Liitä kaikki pinnat yhteen Join työkalulla ja muodosta niistä tilavuusmalli Close Surface työkalulla. 3. Tee kappaleesta kuoti Shell työkalulla. 4. Päästä pinnat ja pyöristä nurkat, missä tarpeen. Tarkista Draft Analysis työkalulla. Vaihtoehto 3: Mallinnus siten, että kappaleen ulkopinnoilla leikataan muoto tilavuusmalliaihioon ja tehdään mallista kuori Shell työkalulla 1. Täytä suuttimen kiinnitysosan päässä oleva aukko pinnalla. 2. Liitä kaikki pinnat yhteen Join työkalulla. Lopputuloksen pitäisi olla vasemmalla olevassa kuvassa esitetyn kaltainen. 3. Tee pursotettu tilavuuskappale käyttäen pursotuksen pohjana suuttimen alareunan muotoa. Leikkaa tilavuuskappale Split työkalulla. Leikkaavan pinnan tulisi olla yhtenäinen. Muuten leikkaaminen ei onnistu. 4. Tee lopputuloksesta kuori Shell työkalulla ja pyöristä nurkat, missä tarpeen. Vaihtoehto 4: Paksunnetuin pinnoin 1. Paksunna mallintamasi aloituspinta Thick Surface työkalulla. Muuta seinämänpaksuutta, jos työkalun käyttö ei heti onnistu. 2. Mallinna tarpeelliset päästöt ja pyöristykset. Basic_6_3 4
Tavoitteet oppimiselle Haastava pintamallinnus. Pinnan käyttäminen leikkaamiseen. Eri työskentelytavat, kun tavoitteena on mallintaa muotoilluista pinnoista tilavuuskappale. Opiskeltavat CAD työkalut Pintamallinnus: Reference Plane, Revolute Surface, Multi section Surface, Extruded Surface, Surface Trim, Surface split, Surface join Tilavuusmallinnus: Close Surface, Thick Surface, Split with Surface Muotti: Pulling Direction Analysis Arvionti Hylätty Opiskelija on tehnyt piirustuksen mukaisen CAD mallin luetelluilla työkaluilla Hyväksytty Opiskelija on tehnyt piirustuksen mukaisen CAD mallin luetelluilla työkaluilla 2 asteen päästö oikeissa paikoissa Kappale on mallinnettu vähintään kahdella eri työskentelytavalla Erinomainen Opiskelija on tehnyt piirustuksen mukaisen CAD mallin luetelluilla työkaluilla Päästöt ja nurkkapyöristykset oikeissa paikoissa ja oikeisiin suuntiin Kappale on mallinnettu vähintään kolmella eri työskentelytavalla Kappaleelle on valittu valmistusmateriaali ja päästökulma on valittu materiaalin perusteella Pystyt vastaamaan kysymykseen: Miksi kappale ei ole helposti valettava? Mitkä ovat hankaluudet? Basic_6_3 5
CAD pikaopas Sketch Ryhmä työkaluja, joilla mallinnetaan rautalankapiirros muiden työkalujen pohjaksi. Reference elements Plane Aputaso vastaa mallin perustasoja (top, right tai front). Voit määrittää parametreilla, mihin kohtaan ja mihin suuntaan aputaso asetetaan. Käytä aputasoa rautalankapiirroksen pohjana, jos kappaleessa ei ole tarjolla tarkoitukseen sopivaa pintaa. Surfaces Extrude Pursottaa pinnan rautalankapiirroksesta suoraan piirroksen pohjana olevaa tasoa vastaan. Voit valita pursotuksen suunnan työkaluikkunassa. Basic_6_3 6
Surfaces Fill Täyttää suljetun rautalankapiirroksen, suljetun särmäketjun tai suljetun särmien ja rautalankapiirrosten yhdistelmän pinnalla. Voit asettaa muodostuvan pinnan jatkumaan tangentiaalisesti ympäröivistä pinnoista. Surfaces Multisections Surface Luo pinnan kahden tai useamman profiilin välille. Pinnan voi halutessaan ohjata ohjauskäyrillä. Ohjauskäyrät ovat profiilien välille mallinnettuja rautalankapiirroksia. Operations Split Leikkaa pinnan toisella pinnalla, tasolla tai rautalankapiirroksella. Basic_6_3 7
Operations Join Liittää yhden tai useamman pinnan yhteen muodostaen yhden yksittäisen pintamalliobjektin. Operations Edge Fillet Pyöristää yhtenäisen pinnan sisällä olevan terävän nurkan. Erilliset pinnat täytyy yhdistää Join työkalulla. Mechanical Design Part Design Sketch Based Features Pad Pursottaa rautalankapiirroksena mallinnettua muotoa asetetun matkan asetettuun suuntaan. Basic_6_3 8
Mechanical Design Part Design Surface Based Features Split Leikkaa tilavuuskappaleen pinnalla ja hävittää materiaalin valitulta puolelta pintaa. Leikkaavan pinnan täytyy sulkea sisäänsä yhtenäinen alue tilavuusmallin sisältä tai jakaa tilavuuskappale kahteen tai useampaan erilliseen osaan. Jos leikkaavassa pinnassa on reikiä, leikkaaminen ei onnistu. Shape Design Volumes Close Surface Luo tilavuuskappaleen suljetusta pinnasta. Shape Design Volumes Shell Tekee tilavuusmallista kuoren, jossa on tietty, parametrina annettu seinämänpaksuus. Valitsemasi seinämät poistuvat. Jos yhtään seimää ei ole valittu, kappaleesta tulee ontto. Basic_6_3 9
Shape Design Volumes Thick Surface Tekee pinnasta tilavuuskappaleen lisäämällä pinnan päälle paksuudeltaan yhtenäisen kerroksen materiaalia. Voit määritellä materiaalikerroksen paksuuden. Jos pinnan paksuntaminen ei onnistu, tavallinen syy on se, että paksunnettavassa pinnassa on yksi tai useampia liian terävästi kaartuvia pintoja. Yritä paksuuntaa pinta vaiheissa tai muuta sen muotoa. Mechanical Design Part Design Dress Up Features Draft Kallistaa tilavuusobjektin seinämän valitun pinnan (neutraalielementin) suhteen. Neutraalielementti toimii kallistuksen saranana. Basic_6_3 10
Basic_6_3 11