INDICE
1. KBE (KNOWLEDGE BASED ENGINEERING)
EL CONOCIMIENTO BASADO EN LA INGENIERIA 13 1.1. Introducción. 15 1.2. El Conocimiento 15 1.3. Gestión del conocimiento. 16 1.4. Metodologías y herramientas para la gestión del conocimiento. 17
1.4.1. Sistemas de gestión documental (EDM: Enterprise Document Management). 17 1.4.2. Sistemas de ingeniería basados en el conocimiento KBE 17 1.4.3. La ingeniería concurrente CE. 20 1.4.4. Sistemas PDM. 20 1.4.4.1. KADS y COMMONKADS. 21 1.4.4.2. KIF, ONTOLINGUA y CYC. 21 1.4.4.3. STEP/EXPRESS. 22 1.4.4.4. DEKLARE. 22 1.4.4.5. MOKA. 22 1.4.5. Sistemas específicos para la gestión del conocimiento KM 24 1.5. La evolución 24 1.5.1. Sistemas interactivos 25 1.5.2. Sistemas abiertos 26 1.6. El KBE más adecuado 27 1.7. Implantación 30 1.8. Conclusiones 2. SISTEMAS DE CAD/CAM. 33 2.1. Introducción. 35 2.2. Definición de los sistemas CAD/CAM 35 2.3. CAD/CAM en el proceso de diseño y fabricación. 40 2.4. Desarrollo histórico. 42 2.5. Componentes del CAD/CAM. 58 2.6. El CAD/CAM desde el punto de vista industrial. 60 2.7. Situación actual y perspectivas. 63
2.7.1. Mecánica. 63 2.7.2. Arquitectura e Ingeniería Civil. 65 2.7.3. Sistemas de Información Geográfica y Cartografía. 65 2.7.4. Ingeniería Eléctrica y Electrónica. 66 2.8. Conclusiones 67
3. EL DISEÑO INDUSTRIAL.
CARACTERIZACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS CAD. 69
3.2. Clasificación de los sistemas de dibujo
y diseño asistido por ordenador. 71 3.2.1. Carácter de la aplicación CAD. 72 3.2.2. Formatos y tipo de gráficos. 74 3.2.3. Gráficos de mapa de bits (bit-map). 74 3.2.4. Gráficos vectoriales. 75 3.2.5. Nivel de potencia de la aplicación
de los programas CAD. 76 3.2.5.1. Programas CAD de dos dimensiones (2D). 76 3.2.5.2. Programas CAD de dos dimensiones y media (2+½D). 77 3.2.5.3. Programas CAD de tres dimensiones (3D). 77 3.3. Arquitectura y GUI(Grafical
User Interface) en los sistemas CAD. 79 3.3.1. La arquitectura de los sistemas CAD. 80 3.3.1.1. Hardware básico requerido en un sistema CAD. 81 3.3.1.2. Requerimientos de software en un sistema CAD. 82 3.4. La interfaz gráfica de usuario
GUI (Graphical User Interface). 83 3.4.1. La comunicación entre usuario y ordenador. 83 3.4.2. La evolución de las GUI hasta el estado actual. 84 3.4.3. Modelos formales, para relacionarnos
con los ordenadores. 84 3.4.4. Los estilos de interfaz de usuario interactivos. 85 3.4.5. La semiótica visual en los interfaces gráficos. 86 3.4.6. Elementos de un interfaz de usuario. 87 3.4.7. GUI Hipermedia. 88 3.5. Funciones más importantes en los
programas CAD de carácter general. 89 3.6. Herramientas principales de dibujo y edición. 91 3.7. Dibujo de figuras. 92 3.8. Edición y transformación. 93
3.9. Las ayudas en los programas CAD. 95 3.9.1. Ayudas al diseño. 95 3.9.2. Operaciones de dibujo combinadas. 96 3.9.3. Ayudas generales. 98 3.10. Ventajas de los sistemas CAD. 100 3.11. Conclusiones
4. CATIA V5.
GESTION DEL CONOCIMIENTO.
MODULO KNOWLEDGEWARE. 101
4.1. Introducción 103 4.2. Catia V5.
4.2.1. Diseño Mecánico. 104 4.2.2. Diseño de Formas y Estilo. 105 4.2.3. Análisis. 107
4.2.4. Mecanizado. 108 4.2.5. Equipamiento e Ingeniería de sistemas. 108
4.2.6. Síntesis de Productos. 109 4.3. Gestión del conocimiento.
(Knowledgeware) 110 4.3.1. Knowledge Advisor 110 4.3.1.1. El entorno 111 4.3.1.2. Parámetros. 112 4.3.1.3. Fórmulas. 114 4.3.1.4. Listas. 116 4.3.1.5. Lazos. 116 4.3.1.6. Tablas. 118 4.3.1.7. Reglas. 120 4.3.1.8. Chequeos 122 4.3.1.9. Macros con argumentos (VB Script). 124 4.3.2. Knowledge Expert. 125
4.3.2.1. El entorno. 125 4.3.2.2. Estructura del Conocimiento Experto. 126 4.3.2.3. Regla base. 127 4.3.2.4. Regla de juegos. 129 4.3.2.5. Regla Experta. 129 4.3.2.6. Chequeo Experto 132 4.4. Product Knowledge Template 135 4.4.1. El entorno. 136 4.4.2. PowerCopy. 137
4.4.2.1. Construcción de un PowerCopy. 138 4.4.2.2. Recomendaciones sobre el uso del PowerCopy 141 4.4.3. UserFeature. 141
4.4.3.1. Construcción de un UserFeature 142 4.4.3.2. Inserción de una UserFeature 144 4.4.4. Diferencias entre los PowerCopies y las UserFeatures. 145 4.5. Documents Templates. 145
4.5.1. Construcción de un Document Template 146 4.5.2. Insertación de un Document Template 148 4.5.3. Creación de Catálogos. 148 4.6. Conclusiones. 152
5. ESTADO DEL ARTE 155
5.1. Introducción 157 5.2. Taxonomía 157 5.2.1. Generalidades del KBE 157 5.2.2. Aplicaciones del KBE 159
5.2.2.1. KBE aplicado a la aeronáutica 159 5.2.2.2. KBE aplicado a la automoción 161 5.2.2.3. KBE aplicado a procesos de estampación 161
5.2.2.4. KBE aplicado al cálculo por medio de
Elementos Finitos (FEM) 162 5.2.2.5. KBE aplicado a la extrusión de metales 163 5.2.2.6. KBE aplicado a estructuras de acero 163 5.2.2.7. KBE aplicado a la ingeniería eléctrica 163 5.2.2.8. KBE aplicado a la medicina 164 5.2.2.9. KBE aplicado a la industria del mueble 164 5.2.2.10. KBE aplicado a la industria del plástico 164 5.2.3. Uso específico de Catia 164 5.2.4. Uso específico de Icad 166 5.2.5. Uso específico de MOKA 166 5.3. Artículos 167
5.3.1. Nuevo enfoque en el diseño inteligente de implantes
craneales personalizados a través de KBE 167 5.3.1.1. Resumen 167
5.3.1.2. Introducción 167 5.3.1.3. Métodos 168 5.3.1.4. Resultados 170 5.3.1.5. Conclusión 174 5.3.2. Gestión del conocimiento de diseño
en la industria del mueble 176 5.3.2.1. Resumen. 176 5.3.2.2. Introducción. 176 5.3.2.3. Gestión del conocimiento en el proceso de diseño. 177 5.3.2.4. Gestión del conocimiento de productos. 178 5.3.2.5. Aplicación del conocimiento en Catia V5. 181 5.3.2.6. Conclusión. 182 5.3.3. MOLDXPRESS: nuevo software de diseño inteligente
de moldes 183 5.3.3.1. Resumen. 183 5.3.3.2. Introducción. 183 5.3.3.3. El proyecto MoldXpress. 184 5.3.3.4. Conclusiones. 187 6. ENGRANAJES 189 6.1. Introducción 191 6.2. Definición 191 6.3. Historia 192 6.4. Clasificación de engranajes 196 6.4.1. Engranajes de ejes paralelos 196
6.4.1.1. Cilíndricos de dientes rectos 196 6.4.1.2. Cilíndricos de dientes helicoidales 196 6.4.1.3. Doble helicoidales 198 6.4.2. Engranajes de ejes perpendiculares 199 6.4.2.1. Cónicos de dientes rectos 199 6.4.2.2. Cónicos de dientes helicoidales 200 6.4.2.3. Cónicos hipoides 201 6.4.2.4. De rueda y tornillo sinfín 201 6.4.2.5. Tornillo sin fin y corona glóbicos 202
6.4.3. Aplicaciones especiales. 202 6.4.3.1. Interiores 202 6.4.3.2. Planetarios 203 6.4.3.3. De cremallera 203
6.4.4. Transmisión mediante cadena o polea dentada 204 6.4.4.1. Mecanismo piñón cadena 204 6.4.4.2. Polea dentada 205 6.5. Aplicación de los engranajes 206 6.5.1. Bomba hidráulica 207 6.5.2. Mecanismo diferencial 208 6.5.3. Caja de velocidades 209 6.5.4. Reductores de velocidad 209 6.6. Engranajes de ejes paralelos. 210
6.6.1. Introducción a los engranajes rectos de involuta. 210 6.6.2. Involumetría. 213 6.6.3. Detalles de los engranajes rectos 216 6.6.4. Características de la acción de la involuta. 218 6.6.5. Interferencia en los engranajes de involuta. 222 6.6.6. Estandarización de engranajes. 224 6.6.7. Número mínimo de dientes para evitar la interferencia. 235 6.6.8. Determinación del juego entre engranajes. 239 6.6.9. Engranajes cicloidales. 244 6.6.10. Teoría de los engranajes helicoidales. 245 6.6.11. Engranajes helicoidales paralelos. 251 6.7. Calculo de engranajes 253 6.7.1 Consideraciones dinámicas 253 6.7.2. Esfuerzos en los dientes 254
6.7.2.1. Cálculo estático a rotura. 255 6.7.2.2. Efectos dinámicos. 256 6.7.3. Durabilidad de la superficie fatiga 258 6.7.3.1. Tensiones de contacto. 258 6.7.3.2. Resistencia a la fatiga en la superficie. 258 6.7.4. Resistencia a fatiga. 259
6.7.4.1. Curvas S-N. Límite de fatiga. 260 6.7.4.2. Diseño a fatiga a vida infinita. 263 6.7.4.3. Factor de superficie, ka 265
6.7.4.4. Factor de tamaño kb 266
6.7.4.5. Factor de confiabilidad, kc. 266
6.7.4.6. Factor de temperatura, kd 266
6.7.4.7. Concentración del esfuerzo, ke 266
6.8. Conclusiones 267
7. APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO DE CATIA V5
AL DISEÑO DE ENGRANAJES 269
7.1. Introducción. 271 7.2. Diseño de la geometría del engranaje 271
7.2.1. Bocetos y operaciones iniciales. 285 7.2.2. Dentado del engranaje. 289 7.2.3. Cubo y chavetero. 312 7.2.4. Mecanizado interior y radios. 318 7.2.5. Chequeos 331 7.3. Cálculo de engranajes. Ancho de diente. 333
7.3.1. Implementación del cálculo dinámico.
del diente a rotura. 341 7.3.2. Implementación de la durabilidad de la superficie. 344 7.3.3. Implementación del cálculo general de fatiga. 345 7.3.4. El bucle “for”. 351 7.3.5. VB Script completo. 355 7.4. Orden del árbol. 359 7.5. Aplicación del conocimiento de Catia. 362 7.6. Uso del conocimiento de Catia. 366 7.7. Conclusiones. 371
8. CONCLUSIONES FINALES 373
9. LISTA DE FIGURAS Y TABLAS 379
9.1. Lista de figuras 381 9.2. Lista de tablas 387
10. GLOSARIO 389
11. BIBLIOGRAFIAS 407
12. ANEXOS 413
12.1. Anexo A. Tabla de materiales. 415 12.2. Anexo B. Lista de artículo 417
