Jakopinta JuhoTaipale, Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Teoriatausta Muotin perusrakenne Ruisku- tai painevalukappaleen rakenteen perusasiat: päästö, kulmapyöristys, jakopinta ja vastapäästö. CADtyökalut harjoituksessa Jakopinta Mallinnuksen vaiheet Avaa CATIA part tiedosto (start_parting_3_1.catpart) tai jokin neutraalimuotoisista tiedostoista. Jakotasojen tekoon käytetään CATIA:ssa Design työskentelytilaa. Design työskentelytilan lisäksi harjoituksessa käytetään myös Generative Shape Design työskentelytilaa. Skaalaa kappaletta niin, että valetusta kappaleesta tulee annettujen mittojen mukainen. 1. Nimeä avaamasi kappale MoldedPart:iksi. Tämä on tärkeää, mikäli kappaleesta luodaan myöhemmin muottipaketti. (valitse hiiren oikealla napilla Part Properties valitse auenneesta ikkunasta Product -välilehti, jossa voit muuttaa nimen) 2. Määritä ulostyöntösuunta Pulling Direction työkalulla. Kompassi liikkuu automaattisesti kappaleen koordinaatistoon. Valitse kappale klikkaamalla sitä hiirellä. Tämän jälkeen CATIA analysoi päästökulmat automaattisesti. Analyysin perustana käytetyn päästökulman raja-arvoa ja ulostyöntösuuntaa voi muokata auenneessa valintaikkunassa. Päästöjen suuntia kuvataan eri väreillä. Liikkuvan puolen pintaa (Core) kuvataan vihreällä ja kiinteän puolen pintaa (Cavity) punaisella värillä. Mikäli kappaleessa on osia, jotka eivät kuulu liikkuvaan eivätkä kiinteän puoleen, kuvataan niitä joko violetilla (ei päästöä) tai sinisellä (päästö väärään suuntaan) värillä. Näissä perusharjoituksissa värien tulisi aina olla joko vihreitä tai punaisia. Kun olet määrittänyt haluamasi elementit, hyväksy valinta OK -painikkeella. Tämän jälkeen kappaleen puurakenteeseen ilmestyy kolme uutta elementtiä. Nämä ovat Axis System, joka määrittää muotin aukeamissuunnan sekä kaksi Geometrical set :iä (kiinteän ja liikkuvan puolen pinnat). Design Pulling Direction (Draft Analysis) Scale PartingBody piirteiden luonti ja oikeat nimeämiset Generative Shape Design Rectangular Pattern Jos työkalujen ja toimintojen suhteen ilmenee ongelmia, etsi ratkaisua ensimmäiseksi CATIA Help -tiedostoista. Valitsemasi ulostyöntösuunta määrää, kuinka päin kappale asettuu muottipakettiin. Jos suunta meni väärin, sen voi muuttaa vaihtamalla Axis System :n alla olevan Main Pulling Direction :n Z-koordinaatin suunnan päinvastaiseksi (valitse Reverse). Jakopinta - 1
3. Skaalaa pinnat jotka syntyivät Core ja Cavity Geometrical set :n alle. Skaalauksen suuruus riippuu käytettävän materiaalin ominaisuuksista. Päätä mitä materiaalia käytetään ja etsi sopiva arvo skaalaukselle. Käytä Main Pulling Direction koordinaatiston keskipistettä skaalauksen referenssinä. Tee skaalaus erikseen keernapuolen pinnalle ja pesäpuolen pinnalle ja huolehdi siitä, että skaalatut pinnat ovat oikeiden Geometrical Set :en alla. Muuten sekaantuu helposti myöhemmin. 4. Lisää puurakenteeseen uusi Geometrical set (valitse: Insert Geometrical set) ja nimeä lisäämäsi elementti PartingBody :ksi. Muottipakettien tekemiseen käytettävä työkalu löytää näin nimetyn elementin alta automaattisesti oikeat pinnat: keernapinnan, pesäpinnan ja muotin jakopinnan. 5. Käytä mielellään muitakin Geometrical Set ryhmiä, jotta mallintamasi objektit pysyvät paremmin järjestyksessä. Geometrical Set :t selkiyttävät mallin rakennetta, koska CATIA ohjelmisto ei itse järjestä objekteja. Nimeä setit siten, että löydät myöhemmin itse kaikki objektit, jos niihin täytyy tehdä muutoksia. 6. Luo aluksi jakotason leikkaamiseen käytettävä elementti PartingBody Geometrical set :n alle. Aloita Boundary Tool :lla. Jos kappaleen jakolinja etenee koko ajan samalla tasolla, yhtenäinen Boundary on kaikki mitä tarvitaan. Jos kappaleen jakolinja vaihtaa välillä tasoa, täytyy mallintaa useampia kuin yksi Boundary ja yhdistää ne sketsaamalla. (Katso alla ja seuraavalla sivulla olevat kuvat.) Huolehdi, että sketsatut viivat tai kaaret jatkavat jakolinjan muotoa. Jos jakolinja on kaareva, sketsaa kaari ja aseta sen päihin tangentiaalisuusehto Boundary :n kanssa. Jakolinja kulkee vihreän ja punaisen pinnan nurkkakohtaa pitkin. Kuva 1: Vasemmalla: Kappaleen jakolinja kulkee samaa tasoa pitkin koko kappaleen ympäri. Jakotason leikkaava elementti on yksi Boundary Tool työkalulla tehty Boundary elementti. Oikealla: Jakolinja hyppää välillä eri tasolle. Tee Boundary Tool :lla Boundary elementtejä riittävä määrä ja yhdistä välit sketsaamalla. Boundary Tool :iin voi asettaa kaksi Limit :a, joilla määritetään Boundary :n alku- ja loppupisteet. Jakopinta - 2
Kuva 2: Jos jakolinja on kaareva, sketsaa ympyränkaari ja aseta päät tangentiaalisiksi Boundary elementin kanssa. 7. Tee kaikista elementeistä Join. Vaihda Join :n nimi PartingLine :ksi. 8. Mallinna jakotaso samaan tasoon leikkaavan elementin kanssa. Valitse oikea taso ja piirrä uuteen sketsiin jakotason ääriviivat (esim. neliö). Jakotason tulee olla suurempi kuin myöhemmin valittavan muottipaketin laattojen, joten piirrä sketsi riittävän suureksi, jos muotista tulee yksipesäinen. Jos muotista tehdään monipesäistä, mitoita sketsi siten, että voit sen avulla kopioida kaikki pesät. Täytä piirtämäsi sketsi Fill työkalulla. 9. Leikkaa jakotaso aikaisemmin mallintamallasi leikkaavalla elementillä Split työkalua käyttäen. Jakotasoon tulee kappaleen kokoinen reikä. (Katso kuvat alla.) 10. Jos valukappaleen ja jakotason välille jaa aukkoja, ne tukitaan pinnoilla. Huolehdi, että pinnat jatkuvat tangentiaalisesti valukappaleen pinnasta. Kuva 3: Vasemmalla: Leikkaamaton jakotaso. Oikealla: Leikattu jakotaso. Nuolien osoittamissa kohdissa on jakotasossa aukot. Ne tilkitään pinnoilla ja liitetään muuhun tasoon. 11. Valitse Join työkalu ja valitse kaikki jakotasoon kuuluvat elementit: Sketsatun suorakaiteen sisälle mallinnettu taso ja pinnat, joilla aukot kappaleen jakolinjan ja tason välissä on tilkitty. Hyväksy Join ja nimeä piirre PartingSurface :ksi. Jakopinta - 3
12. Täytä seuraavaksi kappaleessa olevat reiät pinnoilla. Valitse reikien nurkat Boundary Tool :lla ja täytä ne esimerkiksi Fill työkalulla. Täytteenä olevia pintoja kutsutaan sulkupinnoiksi. Sulkupinnat asetetaan kappaleessa olevan jakolinjan kohdalle eli nurkkaan, jossa pintojen väri vaihtuu. Voit halutessasi luoda Join :n kaikille sulkupinnoille. Tämä helpottaa työtä seuraavassa vaiheessa. (Kuvat alla.) Kuva 4: Vasemmalla: Kappaleen sisällä oleviin reikiin mallinnetaan Boundary. Oikealla: Boundary :t täytetään pinnoilla esimerkiksi Fill työkalua käyttäen. 13. Luo liikkuvan ja kiinteän puolen pinnat PartingBody setin alle. Tavoitteena on saada molemmille puolille kappaletta yhtenäiset pinnat. Aktivoi Join työkalu ja valitse seuraavat elementit kiinteän puolen pintaa varten: Jakotaso, jonka olit nimennyt PartingSurface :ksi Skaalattu pinta Cavity Geometrical Set :n alta Kaikki sulkupinnat Nimeä Join CavitySurface :ksi ja valitse seuraavat elementit liikkuvan puolen pintaa varten: Jakotaso, jonka olit nimennyt PartingSurface :ksi Skaalattu pinta Core Geometrical Set :n alta Kaikki sulkupinnat Nimeä Join CoreSurface :ksi. 14. Suunnittele pesien asettelu. Käytä teoria-aineistoja apunasi. 15. Asettele pesät käyttämällä skaalattuihin pintoihin Translate, Rotate ja Symmetry työkaluja Design työtilassa ja/tai Rectangular Pattern, Circular Pattern tai User Patter työkaluja Generative Shape Design työtilassa (Start Shape Generative Shape Design).. Tee siirto- tai pattern -objektit mieluiten Core Geometrical set :n ja Cavity Geometrical set :n alle, jotta pysyt itse selvillä, mikä mikin objekti on. Tee pintoja yhtä monta kuin haluat muotissa olevan pesiä. Jakopinta - 4
Huom! On erittäin tärkeää nimetä PartingBody ja sen alla olevat pakolliset elementit oikealla tavalla. Tämä helpottaa työskentelyä huomattavasti luotaessa muottipaketteja tulevissa harjoituksissa Tavoitteet oppimiselle Monipesäisen muotin jakotasojen valmistamisessa tarvittavien työkalujen käyttö. Opittavat CAD työkalut Design: Pulling Direction Surface Features: Planar Surface, Filled Surface, Split Surface, Join Surface Generative Shape Design: Rectangularn Pattern Arviontiperusteet Hyväksytty Pakolliset PartingBody elementit luotuna (PartingLine, PartingSurface, CoreSurface and CavitySurface). Excellent Elementit ovat oikein nimettyjä. Kappaleen materiaali on valittu ja kappaletta on skaalattu materiaalin edellyttämällä tavalla. Jakopinta - 5
CAD tools quick guide Core And Cavity Pulling Direction Pulling Direction Työkalu analysoi kappaleen päästökulmat. Asetettua raja-arvoa pienemmät päästökulmat esitettään vihreällä (liikkuva puoli) ja punaisella (kiinteä puoli) värillä. Päästöttömät pinnat kuvataan violetilla ja väärän suuntaiset päästöt sinisellä värillä. Kompassi liikkuu automaattisesti kappaleen koordinaatistoon, kun työkalu avataan. Kompassi on nähtävissä keskellä vasemman puolen kappaletta. Kun työkalu on valittuna klikkaa näytöllä olevaa kappaletta, jolloin työkaluikkuna aukeaa näytölle. Ikkunassa voidaan määrittää päästökulma, johon laskenta vertaa kappaleessa olevia päästökulmia ja kappaleen ulostyöntösuunta. Ikkunassa on myös mahdollista vaihtaa elementtien sijaintia Local Transfers valikossa. Kun olet antanut haluamasi arvot työkalulle, hyväksy valintasi Ok painikkeella. Tämän jälkeen Catia luo automaattisesti kaksi pintaa eri Geomtrical set :n, joista toinen on kiinteän ja toinen liikkuvan puolen pesäpinta. Syntyneitä pintoja havainnollistetaan oikean puolen räjäytetyssä kuvassa. Operations Scaling Skaalaa kappaletta määrätyn tekijän suhteen. Skaalaus voidaan tehdä joko pisteen tai erillisten tasojen suhteen. Skaalaus voidaan tehdä sekä kappaleelle että pinnoille. Jakopinta - 6
Shape Generative Shape Design Insert Advanced Replication Tool Rectangular Pattern Rectangular Pattern työkalun avulla voidaan kopioida muotoja monipesäistä muottia varten. Operations Boundary Boundary työkalulla voidaan luoda kappaleeseen piirteen muotoja seuraavia yhtenäisiä viivoja. Näitä viivoja voidaan käyttää esimerkiksi jakoviivoina. Surfaces Fill Fill työkalulla täytetään pinnoissa olevia reikiä eli luodaan sulkupinnat. Jakopinta - 7
Operations Split Split työkalullla pinnoista leikataan irti elementtejä. Operations Join Join työkalulla liitetään pintoja/piirteitä toisiinsa. Jakopinta - 8