Metallisen kestomuottikappaleen suunnittelua 1, kannet ja kotelot Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Hae kokoonpano start_assembly_1_x.sldasm tai sitä vastaava neutraalimuotoinen tiedosto. Tehtävänäsi on suunnitella tiedoston kokoonpanolle kansi. Tarkemmat ohjeet löytyvät alla olevista kuvista. CAD työkalut harjoituksessa Metallisen kestomuottikappaleen suunnittelua 1 Vaihtoehto 1: Yksinkertainen kokoonpano, jonka punaisella, vihreällä ja sinisellä värillä merkityille alueille suunnitellaan kansi. Vihreät ja siniset alueet vaativat kappaleeseen koneistetut pinnat: uran, pyöreän syvennyksen ja koneistetun reiän. Näiden lisäksi koneistetaan pinnat kappaleessa olevaa laakeria varten. Tilavuusmallinnus, esimerkiksi Revolved Boss/Base Extruded Boss/Base Fillet Extruded Cut Revolved Pattern Vaihtoehto 2: Piirilevy. Suunnittele kansi siten, että se voidaan kiinnittää nurkissa olevista rei istä ruuveilla piirilevyyn. Keskellä oleva sininen komponentti vaatii kanteen esimerkiksi ruuvitorneilla toteutetut tukiruuvit. Kanteen tulee jäähdytysrivat. Kokoonpano Make Assembly from Part Mates Edit Part Open Part Muut Draft analysis Jos kohtaat hankaluuksia työkalujen käyttämisessä, avaa SolidWorks Help ja yritä löytää sieltä ratkaisu. Vaihtoehto 3: Yksinkertainen vaihteisto. Suunnittele vaihteistolle kotelo. Punaiset, siniset ja vihreät osat vaativat koneistetut pinnat. 16.3.2010 Tuula Höök Metallisen kestomuottikappaleen suunnittelua 1 1
Teoriatausta Perusteet: hellitys, nurkkapyöristys, jne.. Yhtenäinen seinämänpaksuus Materiaalin paksuuserot Teknisen komponentin suunnittelu Koneistusvarat Mallinnuksen vaiheet 1. Avaa kokoonpanotiedosto start_assembly_1_x.sldasm. 2. Ala mallintaa kokoonpanoon uutta osaa. Valitse Insert Component New Part. Solid Works kysyy tämän jälkeen, mihin haluat aloittaa rautalankapiirrosta. Voit valita rautalankapiirroksen pohjaksi aputason, jonkin mallin perustasoista tai kappaleen seinämän. Nimeä kappale ja tallenna se. 3. Ota mittoja kokoonpanon osista ja mallinna ensimmäinen karkeaversio muodosta. Jos osa on pyörähdyskappale, paras vaihtoehto on tehdä rautalankapiirros ja pyöräyttää se tilavuuskappaleeksi Revolved Boss/Base työkalulla. Muun muotoisia kappaleita voi hahmotella esimerkiksi pursotuksilla tai pursotetuilla pinnoilla. Älä anna Solid Worksin tehdä relaatioita mallinnettavana olevan kappaleen ja kokoonpanon välille. Mitoita muodot ja hävitä kaikki kokoonpanossa olevat relaatiot. Säilytä rautalankapiirroksessa vain kappaleen sisäiset relaatiot. Tällä tavoin kappaletta voi muokata ja käyttää turvallisesti myös kokoonpanon ulkopuolella. Katso alla oleva kuva ensimmäisen karkeaversion rautalankamallin tekemisestä. Huomaa: Kaikki ne muodot, joita varten valukappaleeseen tarvitaan koneistettu pinta, seuraavat täsmälleen pohjana olevan kappaleen muotoja, mutta ilman nurkkapyöristyksiä. Hellitetyt koneistusvarat lisätään myöhemmin. Ulkopuoliset muodot voi hellittää ja tehdä niihin nurkkapyöristykset haluamallaan tavalla. Kuva 1 Ensimmäisen raakaversion mallintaminen. Ota mittoja pohjana olevasta kappaleesta. Ole huolellinen mitoittaessasi ja mallintaessasi koneistettavia muotoja. Niiden täytyy seurata täsmälleen pohjakappaleen muotoja, mutta ilman nurkkapyöristyksiä. Ulkopinnoille voi mallintaa hellitykset ja nurkkapyöristykset jo rautalankapiirrokseen. 4. Poistu rautalankapiirroksesta ja tee ensimmäinen pursotettu pinta, pyöräytetty tilavuusmalli tai pursotettu tilavuusmalli. Muokkaa rautalankapiirrosta, jos tarpeen. 5. Tarkista, liikkuuko mallintamasi kappale. Jos se liikkuu, aseta se paikoilleen Mate työkaluilla. 16.3.2010 Tuula Höök Metallisen kestomuottikappaleen suunnittelua 1 2
6. Mallinna kaikki loput piirteet vastaavasti. Mittojen täytyy olla tässä vaiheessa vielä täsmälleen työn alla olevien kappaleen muotojen mukaisia. Koneistusvarat mallinnetaan myöhemmin. Muista hellitykset kappaleen ulkopuolelle. Voit halutessasi poistua Edit Component työtilasta ja avata mallinnettavan kappaleen uuteen ikkunaan Open Part toiminnolla. Valitse Open Part hiiren oikealla painikkeella muokattavan kappaleen päällä tai sen nimen päällä piirrepuussa. 7. Jos suunniteltavassa kappaleessa on kiinnitysreikiä tai muita pienikokoisia reikiä, valitse menetelmä jolla valmistat ne. Pohjana olevassa kokoonpanossa voi olla esimerkiksi kierrereikiä. Tällöin valukappaleeseen tulee väljät reiät, jotka useimmiten valetaan kestomuottimenetelmien tapauksessa keernoilla valmiiksi. Valukappaleeseen tulevat kierrereiät voidaan valaa umpeen, jos ne ovat pienikokoisia, mutta useimmiten kierrereikää varten valmistetaan keernalla aihio. Valettavat reiät varustetaan hellityksillä. 8. Tarkista lopputulos aika ajoin Draft Analysis työkalulla. Muokkaa, jos tarpeen. Tarkista samalla myös muotoja ja mittoja. 9. Mallinna koneistusvarat. Käytä esimerkiksi Insert Face Move työkalua. 10. Hellitä koneistusvaroilla lisätyt pinnat. Valitse mahdollisia liikkuvia keernoja varten keernanvetosuunta ja kiinteitä keernoja varten muottipuolisko. Mallinna hellitykset valintojen perusteella. 11. Pyöristä nurkkia, missä tarpeen. 12. Tarkista lopputulos vielä Draft Analysis työkalulla ja muokkaa, jos tarpeen. Tavoitteet oppimiselle Yksinkertaisen kappaleen muotoilu teknisistä lähtökohdista Mittojen ottaminen toisesta kappaleesta Kappaleen mallintaminen suorana kokoonpanon osaksi Opiskeltavat CAD työkalut Tilavuusmallinnus: Aikaisemmin opittujen työkalujen kertaaminen sekä Move Face Kokoonpano: Make Assembly from Part, Mates, Edit Part, Open Part Muut: Draft Analysis Arviointi Hyväksytty Valmis kansi tai kotelo koneistusvaroineen Vähintään 2 asteen hellitys oikeissa paikoissa ja oikeisiin suuntiin Järkevä pyöristys oikeissa nurkissa Erinomainen Valmis kansi tai kotelo koneistusvaroineen Kappaleelle on valittu valmistusmateriaali ja hellitykset on valittu materiaalin vaatimusten perusteella Järkevä pyöristys oikeissa nurkissa Kappaleen muodot ovat teknisesti järkeviä ja perusteltuja. Muodot ovat myös miellyttäviä. 16.3.2010 Tuula Höök Metallisen kestomuottikappaleen suunnittelua 1 3
CAD pikaopas Sketch Ryhmä työkaluja, joilla mallinnetaan rautalankapiirros muiden työkalujen pohjaksi. Insert Cut Extrude Pursottaa rautalankamallia määritetyn matkan määritettyyn suuntaan leikaten reiän pursotuksen kohdalle. Insert Boss/Base Extrude Pursottaa rautalankamallilla hahmotettua muotoa määritetyn matkan määritettyyn suuntaan. Insert Boss/Base Revolve Pyöräyttää rautalankapiirroksena mallinnetun suljetun profiilin akselin ympäri muodostaen tilavuusmallin. Akselina voi toimia jokin rautalankapiirroksessa olevista viivoista, keskiviiva tai apuakseli. Insert Features Fillet Pyöristää tilavuusmallissa tai pintamallissa olevan nurkan. 16.3.2010 Tuula Höök Metallisen kestomuottikappaleen suunnittelua 1 4
Insert Features Draft Kallistaa valitut seinämät parametrina annettuun kulmaan. Kulman voi asettaa joko nurkan tai pinnan suhteen. Insert Face Move Siirtää tilavuuskappaleesta valittuja pintaa sisäänpäin, jolloin kappaleen mitat kutistuvat tai ulospäin, jolloin kappaleen mitat kasvavat. Työkalulla on helppo määrittää koneistusvarat. Insert Pattern/Mirror Circular Pattern tai Rectangular Pattern Kopioi yhden tai useampia piirteitä, tilavuuskappaleen vartaloita tai pintamallin vartaloita ympyrän muotoon akselin ympärille, valitun suuntaiseen riviin tai matriisiksi. Anna kopioitavien kohteiden määrä (alkuperäinen mukaan luettuna) ja välimatkat parametreina. Molds Draft Analysis Näyttää seinämät, joissa on parametrina annettua kulmaa suuremmat hellitykset, punaisella ja vihreällä värillä, hellittämättömät seinämät keltaisella ja satulaseinämät sinisellä värillä. Värit ovat ohjelmiston perusasetuksia. Käyttäjä voi muuttaa ne haluamikseen. 16.3.2010 Tuula Höök Metallisen kestomuottikappaleen suunnittelua 1 5