KON-C2003 Koneenrakennustekniikka B Syksy 2017 Harjoitus 5: 3D-mallinnustehtävä Viikko 42, palautus viikolla 43 Mekanismin osien 3D-mallinnus, kokoonpanopiirustus ja osaluettelo Oheinen kuva esittää erästä jarrumekanismia (jäljempänä kuva myös vastaavasta oikeasta jarrumekanismista). Mallinna mekanismin osat 3D ja laadi runkokappaleesta (7) mitoitettu 2D työpiirustus. Tee 3D-osista kokoonpano ja tästä edelleen 2Dkokoonpanopiirustus täydennettynä osaluettelolla. Tehtävästä palautetaan: Mekanismin 2D-kokoonpanopiirustus sisältäen osaluettelon ja yhden 3Dnäkymän, josta ilmenee, että kokoonpanopiirustus on 3D-mallin pohjalta tehty Runkokappaleen (nr. 7) mitoitettu 2D-työpiirustus, jonka tulee olla 3D-mallista tehty. Piirrustuksessa tulee olla täydellinen mitoitus. Toleranssi-, pinnanlaatu- ja geometrisia toleranssivaatimuksia ei kuitenkaan tarvitse merkitä. Ohjeita: Molemmat varret (nr2) ovat samanlaisia (eli tarvitsee siis mallintaa vain kerran 3D) Kaikki pitkät niveltapit 4 kpl (nr10) ovat samanlaisia Kaikki lyhyet niveltapit 3 kpl (nr9) ovat samanlaisia Niveltappien toisiin päihin tulee asennusta helpottava sopiva viiste sekä vastaavasti toisiin päihin sopivasti muotoiltu kanta (esim. lieriö) Molemmat jarrukengät (nr3) ovat samanlaisia, jarrukengän pintaosa (osa nr4) voidaan yksinkertaisuuden vuoksi mallintaa yhteen osan 3 kanssa Asennusalustaa ei tarvitse mallintaa Kiinnityspultteja ja muttereita (nr8) ei tarvitse mallintaa, pulttien reiät pitää kuitenkin rungossa olla, varmista, että reikien ympärillä on riittävästi tilaa pulttien kiristämisessä käytettäville työkaluille Mitoista lähtötietona annetaan vain rummun/akselin halkaisija d1= 300 mm, kaikki muut mitat sinun tulee itse valita, jotta konstruktio on toimiva (mahdollisia ratkaisuja on lukematon määrä, pitäydy kuitenkin suunnilleen mallikuvan mittasuhteissa) Käytännössä aina tehtäviä lujuus- tms. laskelmia ei tässä työssä edellytetä Osien niiden yksityiskohtien muoto, joka ei ilmene kuvasta, tulee sinun itse valita/suunnitella (esim. tangon nr5 päädyt ja laatan nr6 taustapuoli) Ei ole tarkoitus, että kopioit mallikuvan muodot osiin sellaisinaan, voit yksinkertaistaa osia reilustikin, muuttaa pyöristyksiä jne. kunhan rakenne- ja toimintaperiaatteet pysyvät alkuperäisinä ja konstruktio on toimiva sekä osat valmistettavissa Akselin/rummun voit halutessasi mallintaa yksinkertaisena lieriönä, tätä ei tarvitse kokoonpanossa numeroida eikä osaluettelossa esittää Osaluetteloon tulevat tiedot syötetään kunkin 3D-osan luontivaiheen yhteydessä ko. tiedoston file/properties-valikon kautta, sijoitettaessa sitten osaluettelo kokoonpanopiirustukseen ohjelma hakee ao. kokoonpanoon sisältyvien osien tiedot taulukkoon automaattisesti, osaluettelon muotoa voidaan myös editoida niin, että aina halutut sarakkeet/tiedot saadaan siihen mukaan Osaluettelon muotoa ei tässä tehtävässä tarvitse sovittaa otsikkoalueen mukaan, se voi olla kuvassa erillisenä taulukkona
Numeroi kokoonpanon osat loogisesti itse uudelleen, mallikuvan numerointia ei tarvitse noudattaa, käytä numeroinnissa formaattia, jossa pampulassa on vain osan numero (lukumäärää ei tarvitse tähän kohtaan laittaa, muuta jos ohjelma tarjoaa oletusarvona) Sheidatun 3D-mallin kuvan tulostaminen saattaa luokkien verkossa kestää kauan, tällaista tulostetta ei tehtävässä edellytetä Selvitä/valitse osien mitat ennenkuin alat mallintaa, jotta vältyt turhilta korjaustarpeilta Koneenpiirustusten sääntöjen soveltamista edellytetään työpiirustuksessa Palautus: Viimeistään viikon 43 harjoituskerroilla.
Esimerkki tehtävässä kuvattua rakennetta vastaavasta todellisesta jarrusta (Galvi):
Kokoonpanojen luonti ja käsittely SolidEdge:llä Kokoonpanolla tarkoitetaan useamman kuin yhden toisiinsa liittyvän/liitettävän erillisen osan yhdessä muodostamaa kokonaisuutta. Kokoonpanopiirustuksella tarkoitetaan kuvaa, jossa esitetään kaikki po. kokoonpanoon kuuluvat osat toisiinsa toiminnallisesti oikeissa asennoissa liitettyinä ja numeroituina (perinteisesti 2D). Kokoonpanopiirustuksessa osia ei mitoiteta. 2D-kokoonpanopiirustus luodaan SolidEdge:ssä kokoonpanon 3D-mallia hyväksikäyttäen (tämä tulee siis laatia ensin). Siinä, missä työpiirustus on osan valmistusohje on kokoonpanopiirustus vastaavasti kokoonpano-ohje. Kokoonpanopiirustukseen liittyy aina osaluettelo, jossa annetaan kustakin numeroidusta osasta tarkemmat tiedot, ennenkaikkea valmistettavan osan ollessa kyseessä tieto sen piirustuksen numerosta, joka sisältää ao. osan täydellisesti mitoitetun työpiirustuksen. Itse valmistettavista osista tulee siis kokoonpanopiirustuksen lisäksi aina löytyä mitoitettu työpiirustus. Valmiskomponetteihin voidaan osaluettelossa viitata standardinmukaisilla tai valmistajan tunnuksilla ja merkinnöillä. Kokoonpanon mallin ja kokoonpanopiirustuksen laatimiseksi voi valmisosienkin mallintaminen kuitenkin olla tarpeen. Kokoonpanot mallinnetaan SolidEdge:llä seuraavasti: 1. Jokainen kokoonpanoon sisältyvä erilainen osa mallinnetaan normaalisti kukin erikseen 3D/Part-tilassa. File/Properties-kohdan Summary- ja Project- ikkunoiden tekstikenttiin tulee syöttää osakohtaiset tiedot, jotka aikanaan siirretään automaattisesti kokoonpanopiirustuksen osaluetteloon (esim. Summary/Title = osan nimi, Project/Document Number = osan/mallin numero jne.). Saadaan siis n kpl.par-tyyppisiä tiedostoja, joihin on myös tallennettu ko. osien osaluetteloinformaatio. Muista Save. 2. Runkokappaleen 3D-mallista luodaan 2D/Draft-työpiirustus ja mitoitetaan tämä täydellisesti (turhan työ välttämiseksi on syytä huolellisesti varmistaa, että mallit ovat oikein ennen tätä). Projektioiden sijoittelussa käytetään Drawing View Wizard-käskyä. Mahdolliset leikkaukset tehdään Cutting plane- ja Section View-käskyjä käyttäen. 3. Avataan uusi 3D/Assembly-tiedosto (.asm-tyyppi) ja rakennetaan tähän haluttu kokoonpano em. osien 3D-malleja käyttäen. Osat sijoitetaan Edge barin kautta (ks. seuraava sivu). Jos sama osa esiintyy kokoonpanossa useampana kappaleena, se yksinkertaisesti sijoitetaan uudelleen, jokainen erilainen osa mallinnetaan siis vain kertaalleen 3D. Par-tiedostojen tulee olla tallennettuina ja käytettävissä, kun Asseblyssä lähdetään sijoittamaan osia paikoilleen. Asseblyssä ei siis mallinneta mitään uutta, vaan yksinkertaisesti sijoitellaan paikoilleen olemassolevia osia. Tuloksena syntyy useammasta erillisestä 3D-osasta koostuva 3D-malli. 4. Avataan uusi 2D/Draft-tiedosto ja lähdetään rakentamaan tähän 2D-kokoonpanopiirustusta. Projektioiden sijoittelussa käytetään taas Drawing View Wizard-käskyä. Muista vaihtaa Files of type-kohtaan.asmtyyppi, jotta ohjelma löytää kohdassa 3 tekemäsi.asm-tyyppisen kokoonpanon, tämän jälkeen sijoittelu ja käsittely tapahtuu samoin kuin yksittäisten osien ollessa kyseessä. Voit halutessasi tehdä kokoonpanoon myös leikkauksia. 5. Sijoita kokoonpanopiirustukseen osaluettelo käyttäen käskyä Parts List/Place Parts List, luettelo syntyy nyt automaattisesti käyttäen kohdassa 1 kullekin osalle syöttämiäsi tietoja. Jos Auto-Balloon on kytkettynä päälle, osanumerot pampuloineen ja viiteviivoineen generoituvat kuvaan automaattisesti (nuolisymboli viiteviivojen kärjissä on ok). Numerointijärjestys seuraa osien sijoitusjärjestystä.asm-tiedostossa. Osaluettelo tulostuu kuvaan oletusarvoista muotoilua käyttäen, se on kuitenkin editoitavissa jälkeenpäin aktivoimalla se ensin valinta-/nuolityökalulla ja valitsemalla tämän jälkeen (Parts List) Properties. Kohdassa Columns voit määritellä taulukkoon mukaan tulevat sarakkeet. Kohdassa Size/Placement/Title Block voit siirtää sarakkeiden otsikot joko taulukon ylä- tai alalaitaan (Header/Footer). Kohdassa Sorting/Reverse order of entries voit kääntää luettelon numeroinnin kasvamaan alhaalta ylöspäin, jos tähän on tarve. Tehtävässä tulee palauttaa tämä 2D-kokoonpanopiirustus osaluettelolla ja yhdellä 3D-näkymällä täydennettynä tulostettuna. Joudut siis käsittelemään neljää erityyppistä tiedostoa: - 3D-mallitiedostot (.par) osien mallintamiseksi - 2D-piirustustiedostot (.dft) osien työpiirustusten laatimiseksi - 3D-mallitiedosto (.asm) kokoonpanon mallintamiseksi - 2D-kokoonpanopiirustus osaluettelolla (.dft)
Työskentely SolidEdge:n Assembly-ympäristössä 3D-kokoonpanot (.asm-tyyppiset tiedostot) kootaan SolidEdgessä olemassaolevista yksittäisten osien 3Dmalleista (.par-tyyppiset tiedostot). Menettely on seuraavanlainen: 1. Avaa uusi.asm-tyyppinen tiedosto ja tallenna se haluamallasi nimellä. 2. Osat sijoitetaan poimimalla ne työalueen reunaan avautuvasta Edge-barista klikkaamalla. Edge-bar kytketään tarvittaessa päälle omasta kuvakkeestaan näytön ylälaidasta. (Vanhojen versioiden Place Part-käsky kysyy sijoitettavan osan tiedostonimeä, syötä tämä tai poimi haluamasi suoraan valikosta osoittamalla). Huomaa, että ohjelma hakee vaihtoehtoja oletusarvoisesta tallennushakemistosta (directory), jos olet tallentanut osien mallit jonnekin muualle, sinun tulee luonnollisesti muuttaa hakupolkua vastaavasti, jotta tiedostot löytyvät. Jos olet tallentanut mallisi disketille tms., siirrä/kopioi ne kaikki kovalevylle työskentelyn ajaksi, jottei ohjelma joudu tekemään hakuja disketiltä (virhetilanteiden riski kasvaa). Paina mieleesi, minne minkäkin tiedoston tallennat, tämä unohtuu yllättävän helposti. 3. Ensimmäistä osaa sijoitettaessa ei tarvitse antaa mitään sijoittamisen paikkatietoja, ohjelma sijoittaa ensimmäisen osan automaattisesti työskentelyavaruuden keskelle. Jos käsiteltävässä kokoonpanossa on joku luonteva runkokappale tms., kannattaa tämä sijoittaa ensiksi ja käyttää tätä myöhemmän työskentelyn lähtökohtana. Harjoituksessa 11/k-2008 kannattanee ensin sijoittaa jarrumekanismin runko vaakasuoraan. 4. Seuraavia osia sijoitettaessa täytyy ohjelmalle kertoa aina niiden sijainti suhteessa aikaisemmin sijoitettuihin osiin/osaan niin, että niiden asema 3D-avaruudessa tulee yksikäsitteisesti määritellyksi. Valitse taas Edge-barista haluamasi.par-tiedosto. Uusi osa ilmestyy kuvaan mukaan. Näytön ylälaidan Ribbon barissa näet kohdan Relationships. Aikaisemmin sijoitettujen ja uuden osan välille määritellään niin monta relationshippiä, että asema tulee yksikäsitteisesti määritellyksi. Relationshippejä on eri tyyppisiä (ks. esim. SolidEdge alkeisopas): Mate = valitut pinnat samansuuntaisia ja kiinni toisissaan tai rako välissä (offset), Align = valitut pinnat samalla tasolla tai määrätyllä korkeuserolla toisistaan, Axial align = valittujen objektien akselit yhtenevät, kiertovapausaste auki ja helposti omalla relationshipillään määriteltävissä, Angle = valittujen pintojen välillä määrätty kulma, (Insert = valittujen objektien akselit yhtenevät ja valitut pinnat samansuuntaisia tai rako välissä, kiertovapausaste lukittu). 5. Valitse seuraavaksi Ribbon barin symboleista relationship -tyyppi em. vaihtoehdoista ja seuraa ohjelman prompteja (näytön vasen yläkulma). Esim. Mate-valintaa käytettäessä voi työnkulku olla seuraavanlainen: osoita sijoitettavasta osasta jokin pinta joka tulee koskettamaan jotain jo paikotetun osan pintaa, sitten osoita sitä pintaa jota vasten em. pinta tulee, syötä vielä tarvittaessa offsetin lukuarvo ja valitse ok. Huomaa, että Mate asettaa vain em. pinnat vastakkain, muutoin kappaleiden keskinäinen asento on sattumanvarainen, kunnes riittävä määrä relationshippejä on määritelty. Sama logiikka pätee myös muissa relationship-tyypeissä. 6. Jos uuden osan sijainti tuli yksikäsitteisesti määritellyksi ohjelma siirtyy norm. työskentelytilaan ja voit jatkaa muilla komennoilla. Jos taas uuden osan sijoittaminen edellyttää vielä tarkentavia relationshippejä näkyy tämä siten, että ohjelma pyytää Relationship2, Relationship3 jne. Toista sekvenssi kunnes ohjelma on tyytyväinen. Saman osan paikottamisessa joutuu tyypillisesti käyttämään useaa eri relationship -tyyppiä. Huom! Joissain tapauksissa voi relationshippejä jättää myös tarkoituksella auki tai niiden yksikäsitteinen lukitseminen saattaa kappaleen muodon takia olla mahdotonta (esim. pyöreä tappi reiässä, pallopinnat jne.). 7. Käytettäessä Insert-valintaa (Älä käytä!) huomaat, että ohjelma sijoittaa uuden kappaleen aina oletusarvoiseen kulmaan, jota ei sijoituksen yhteydessä voi muuttaa. Tämä korjaantuu siten, että valitset nuolityökalulla sen osan, jonka asentoa/kulmaa haluat muuttaa, valitse edit, Relationships-Ribbon Bar aukeaa, valise relationships-listasta se joka sisältää sama-akselisuusehdon, valitse Ribbon Barin oikeasta laidasta Floating Offset, valitse ok, osan kiertovapausaste em. akselin ympäri vapautuu ja ohjelma kysyy uutta Relationshippiä esim. Relationship 3, määrittele tämä Angle-valinnalla, valitse ok. Harjoitustyössä pääset kuitenkin helpommalla välttämällä Insert-valinnan käyttöä ja paikottamalla esim. niveltapit muita relationship -tyyppejä käyttäen (Axial align). 8. Edit-valinnalla pääset jälkeenpäin muuttamaan myös muiden relationshippien arvoja esim. kulmia, etäisyyksiä jne. Pyri kuitenkin syöttämään kaikki tarvittavat relationshipit kerralla kuntoon, tämä helpottaa työskentelyä. 9. Huomaa siis, että yhden relationshipin syöttämisen jälkeen voi kokoonpano näyttää hyvinkin virheelliseltä, mutta osa hakeutuu paikalleen, kunhan annat lisää ja riittävästi sijainnin reunaehtoja. 10. Normaalissa työskentelytilassa voit tarkistaa kokoonpanosi tilan yksinkertaisesti aktivoimalla haluamasi osan nuolityökalulla ja katsomalla tekstiä ruudulla, jos siellä lukee fully positioned on osa yksikäsitteisesti paikallaan ja muuhun kokoonpanoon nähden sidottu/paikotettu, jos teksti on not positioned ei riittävästi reunaehtoja (relationshippejä) ole annettu, palaa tällöin ko. osan suhteen edit-tilaan ja korjaa tilanne (tarvittaessa). 11. Move-käskyllä voit liikutella paikottamattomia osia ko. osan jäljellä olevien vapausasteiden rajoissa. Huomaa kuitenkin, että nämä siirrot eivät ole varsinaista paikotusta eivätkä siis muuta osien välisiä geometrisia sidoksia.