Capítulo 5
PART DESIGN I (DISEÑO EN 3D)
5.1 Objetivos
En este Capítulo se revisará algunas herramientas que se ofrece el módulo Part Design. Se explicará cómo generar sólidos de un modo sencillo. El Capítulo se dividirá en dos partes: generación de formas básicas y modificación de las mismas.
5.2 Fundamentos Teóricos
Las formas más utilizadas para modelar sólidos o piezas a partir de las geometrías o perfiles que se crean con el Sketcher son: por extrusión o bien
Para abrir una sesión de generación de sólidos con el Módulo Part Design, se tienen dos opciones:
A partir del menú principal, , eligiendo el módulo Part Design (ver Ilustración 145):
O bien abriendo un nuevo documento con una de las dos opciones marcadas en rojo en la Ilustración 146:
Y escogiendo el tipo 3D Shape en el cuadro de diálogo que aparece, que se encuentra incluido en la opción Representation (ver Ilustración 147).
Ilustración 145: Menú principal.
Otra acción importante es activar, como se vio en el tema anterior, las dos paletas de herramientas que contienen las funciones que se van a utilizar; en
este caso: Sketch-Based Features
y Dress-Up Features .
5.2.1 Modelado de sólidos a partir de un Sketcher
En esta sección se describirán las operaciones que ofrece la paleta de herramientas del Part design: Sketch-Based Features (figuras basadas en geometrías planas). Aplicando las distintas operaciones a los perfiles o geometrías generadas con el Sketcher, se conseguirán figuras que se combinarán para generar los sólidos. Destacar que unas operaciones añaden material y otras lo eliminan.
Ahora se pasará a comentar todas los comandos de la barra de herramientas Sketch-Based Features, que se muestra en la Ilustración 148, excepto las dos últimas opciones, que se tratarán en lecciones posteriores (modelado de sólidos por secciones).
Pad (extrusión). La operación Pad permite utilizar un perfil cerrado y extrusionarlo siguiendo una dirección lineal generando así un bloque sólido. Si se pulsa sobre el icono Pad, asomará una ventana de definición como la que se muestra en la Ilustración 149:
Inicialmente en la ventana surgirá sólo el primer límite, si se pica en More (ubicado donde se ve el botón Less), aparecerá la ventana de la Ilustración 150 y se permitirá también establecer el segundo límite.
Estos son los distintos tipos de Pad que se pueden crear:
Ilustración 150: Ventana definición Pad. Ilustración 149: Barra de herramientas
Dimension: Permite escribir la longitud que se desee (Offset).
Up to next: Llega hasta la cara más cercana de un sólido ya existente. Up to Last: Llega hasta la cara más lejana de un sólido ya existente.
Up to Plane: Llega hasta un plano determinado, que habrá que elegir, que será el límite.
Up to Surface: Llega hasta una superficie determinada que será el límite.
Pocket (vaciado por extrusión). Esta operación tiene las mismas características que Pad, pero se utiliza para eliminar el material resultante del interior del sólido sobre el que se ejecute.
Si se pica sobre el icono Pocket, se obtendrá una ventana de definición muy similar a la de la operación anterior, por lo cual no se repetirá aquí.
Se muestra un ejemplo de vaciado, mediante la Ilustración 151:
Si en la ventana de definición de Pocket se elige la opción Revers Side, el material eliminado será el que se encuentra hacia afuera del perfil cerrado creado para el vaciado.
Shaft (revolución). La operación Shaft genera sólidos por revolución. Para ello, hará falta un perfil, previamente creado con el Sketcher y un eje de revolución. El perfil debe ser cerrado, o cerrarse mediante el eje de revolución.
A continuación se expone un sencillo ejemplo de esta operación (ver Ilustración 153):
Ilustración 152: Definición de extrusión por revolución.
ángulos de rotación en direcció positiva o negativa a partir del plano del perfil
Selección del eje de rotación
Especificación del perfil a extrusionar. Se puede modificar con el botón Sketch, o pulsando botón derecho del ratón sobre el
campo del Sketch.
Ilustración 153: Ejemplo de protusión por revolución. OK
En CATIA v6 se ha añadido la posibilidad de darle espesor al sólido a crear. Esto es con respecto al CATIA v5 del manual anterior, ya que estas opciones se encontraban el CATIA v5r19.
Si se pica sobre Thick Profile, aparecen los campos Thickness1 y Thickness2 . Se observa que el campo de Thickness1 da el valor del espesor hacia dentro del perfil cerrado y el de Thickness2 de el valor del espesor hacia fuera del perfil cerrado.
Groove (Vaciado por revolución). Al igual que Pocket tiene las mismas características del Pad; Groove tiene las mismas que Shaft; pero en este caso de vaciado por revolución. En esta operación, la ventana de definición es similar a la del Shaft, se ilustra esta función a través del vaciado del sólido creado en el ejemplo anterior, según se muestra en la Ilustración 154. Previamente, se ha creado el perfil que deseado y después se ha seleccionado el eje (en este caso el mismo eje que se utiliza para generar el sólido), se acepta con OK.
NOTA: en la Ilustración 154, la figura con el vaciado tiene un corte hecho por la
mitad para poder observar con claridad el vaciado.
Hole (Generación de Agujeros). Esta operación crea un agujero y elimina el material resultante del sólido (se está ante otra operación de vaciado). La ventana de definición que aparece cuando se selecciona la opción Hole es la que se muestra en la Ilustración 155:
Existen tres pestañas: Extensión, Tipo y Definición de roscado. Se explicará la utilidad de cada una de ellas y las opciones que ofrecen:
Extensión: Para cualquiera que sea el tipo de agujero que se vaya a elegir, será necesario definir el diámetro y los límites del mismo. La ventana que aparece cuando se selecciona la pestaña Extensión es la que se puede ver en la Ilustración 156. Se tienen cinco opciones diferentes para fijar la longitud del agujero:
En esta ventana también se ofrece la opción de configurar la dirección del agujero dentro de la superficie, bien perpendicular a la superficie del sólido que lo contendrá, o bien eligiendo la dirección de un elemento anteriormente creado. El campo Bottom (fondo) para un agujero ciego (blind), para un final plano (flat), o en ángulo (V-Bottom), especificando el valor en el campo “angle”.
Tipo: Se muestran las distintas opciones que se presentan de agujeros estándar y los parámetros a especificar en cada caso.
SIMPLE TAPARED Ilustración 156: Tipo de extensión.
Blind (ciego): Nos permite elegir la profundidad
que queremos rellenando el campo Depth
Up to Next: El agujero llega hasta la cara más
próxima del sólido donde se genera.
Up to Last: El agujero llega hasta la cara más
lejana del sólido donde se genera.
Up to Plane: El agujero llega hasta el plano que
especifiquemos en el campo Limit
Up to Surface: El agujero llega hasta la superficie
COUNTERDRILLED
NOTA: Cuando se selecciona una cara o una superficie del sólido donde se
quiere generar un agujero, CATIA crea automáticamente un punto en un Sketch dentro de un plano tangente a la superficie. Sin embargo, este plano no está asociado a la superficie, por lo que es muy importante seleccionar el punto de la superficie dónde generar el agujero. Si se pica en el campo “Positionning Sketch”, se edita el Sketch y se selecciona el punto deseado.
Definición de roscado: Para la creación de taladros roscados, en la ventana de la Ilustración 157, se selecciona el tipo de rosca.
En primer lugar, si se quiere generar la rosca habrá que asegurarse que la opción “Threaded” (roscado) esté encendida.
Seguidamente, se escogen roscas estándar (métricas), o no. La opción “No Standard” permite rellenar todos los campos de definición del tipo de rosca. Si se elige alguna de las opciones estándar, los campos se rellenarán automáticamente, siguiendo la métrica seleccionada. En CATIA vienen por defecto las roscas tipo AFNOR (que obedecen a la norma E03-051-1982), aunque se tiene la opción de añadir y eliminar otros Standards.
Rib (modelado de sólidos por trayectorias). La operación Rib usa el Sketch para definir un perfil plano y, utiliza otra curva generada con el Sketcher para determinar la trayectoria que ese perfil debe seguir (puede ser cualquier curva). Se va a ilustrar esta operación a través de un sencillo ejemplo, el que se muestra en la Ilustración 158:
Ilustración 158: Creación de un sólido por trayectoria
Las opciones de Control del perfil, “Profile Control”, sirven para definir la orientación que debe seguir el perfil a lo largo de la trayectoria. La opción de Thick Profile, sirve para crear el sólido con un cierto espesor. Para el ejemplo anterior y poniendo un espesor de 4mm, se obtiene el resultado de la Ilustración 159:
Se observa que el campo de Thickness1 da el valor del espesor hacia dentro del perfil cerrado y el de Thickness2 de el valor del espesor hacia fuera del perfil cerrado. La opción de crear el sólido con espesor ya se encontraba en
CATIA v5r19, pero si se compara con el explicado en el manual anterior, sería una novedad de CATIA v6.
Slot “Ranura” (Vaciado por trayectorias). Esta operación tiene las mismas características que la anterior, pero se usa cuando se desea eliminar el material resultante del interior del sólido sobre el que se ejecute. De la misma forma que en Rib, se necesita un perfil y una trayectoria a seguir. Esta operación es utilizada para generar ranuras en los sólidos, se observa un ejemplo muy simple en la Ilustración 160:
En esta operación también se ha añadido para CATIA v6 la posibilidad de crear el vaciado con espesores, claro está, si se compara con la versión 5 explicada en el manual anterior, ya que en CATIA v5r19 ya se podía usar esta opción. Un ejemplo para mostrarlo es que se observa en la Ilustración 161, en la que se le ha dado al vaciado un espesor de 1mm, hacia el interior del del perfil cerrado que genera el vaciado.
Los campos de Thickness1 y Thickness2, tienen el mismo significado que en el caso anterior.
Solid combine (combinación de sólidos): esta herramienta, que es nueva en CATIA v6, si se compara con el CATIA v5 del manual anterior, genera un sólido por extrusión de la intersección por dos perfiles abiertos o cerrados. Ambos perfiles no podrán ser paralelos entre si. Se verá un ejemplo en el que creará un cilindro. Para ello se dibujará un círculo en el plano YZ y un rectángulo en el plano XY. Los dos perfiles se tienen que cruzar. El primer perfil elegido será el del sólido a crear. El segundo marcará las dimensiones de la extrusión. Como en el ejemplo, el círculo sobrepasa al rectángulo, se generará un sólido como el de la Ilustración 162.
Ilustración 161: Vaciado por trayectoria con espesor.
Ilustración 162: Creación de sólido por cruce de perfiles.
En el menú desplegable de la operación anterior, , se encuentra otra herramienta que se pasará a explicar a continuación.
Stiffener (nervado de piezas). Esta operación permite realizar refuerzos, nervios, de forma automática en las piezas modeladas. Basta con que se genere el borde exterior del nervio a través de un Sketcher, y CATIA encontrará los bordes de la pieza que se desea reforzar. Funciona por extrusión en las tres direcciones, hacia ambos lados y hacia la pieza. Se entenderá mejor con un ejemplo:
Dada la pieza de la Ilustración 163, se reforzará utilizando la función Stiffener:
Se escoge un plano intermedio de la pieza y se traza una línea que será el borde exterior del nervio, no hace falta cerrarla con la pieza (ver Ilustración 164).
A continuación se vuelve al módulo Part pulsando el botón y se hace clic sobre el icono Stiffener, surgirá la pantalla de definición y una propuesta de refuerzo que ofrece CATIA, se rellena el campo de espesor, como se ve en la Ilustración 165. Se acepta con OK.
Ilustración 163: Sólido a nervar.
En la ventana de definición del nervio de la Ilustración 165, se puede observar la opción de marcar Neutral Fiber, esto indica cómo se va a crear el nervio. Si esta marcada, se generará simétricamente desde la línea del borde exterior del nervio, sino, CATIA usará esa línea para crear el nervio a su izquierda o
derecha. Si se quiere que se genere en la dirección contraria que sale por defecto, habrá que pulsar el botón Reverse direction.
5.2.2 Modificación de modelos sólidos. Operaciones especiales
Generado el modelo, se verán una serie de operaciones, recogidas en la paleta de herramientas Dress-Up Features (Ilustración 166), que permitirán modificar las piezas, adaptándolas lo más fielmente posible a la apariencia final deseada.
Submenú Fillets (Redondeos).
A través de estas operaciones se pueden redondear las aristas de los modelos sólidos, tanto las exteriores como las interiores. Se llama redondeos a las
Ilustración 166: Barra de herramientas Dress-Up
Features.
Thread: Esta operación
consiste en mecanizar una rosca en un agujero o elemento cilíndrico ya
generado (macho), se analizó en el apartado
Hole.
superficies curvas que suavizan una arista exterior, y a los empalmes o superficies curvas de transición entre dos superficies adyacentes que se unen en una arista interior. Cuando se aplique cada una de las operaciones de redondeo, el programa determinará automáticamente que tipo de redondeo se necesita, una vez seleccionada la arista a redondear. Las cinco opciones de redondeo que ofrece CATIA v6 son:
Edge Fillet (redondeo de aristas): Con esta operación, la más utilizada, se redondearán las aristas. Se puede ver la ventana de definición en la Ilustración 167:
Si se selecciona la opción de Propagación Tangencial, el redondeo se extenderá desde la arista señalada por todas las tangentes a la misma; si se elige Mínima Propagación, redondeará exclusivamente la seleccionada. En la opción Conic parameter, permite que el redondeo se haga con mayor o menor curvatura. Hay que introducir un valor de 0 a 1 (ambos no incluidos), donde los valores cercanos a 1 son los que generan mayor curvatura. Este parámetro es nuevo en CATIA v6, comparado con el CATIA v5 del manual anterior, ya que en CATIA v5r19 ya se encontraba. El campo Edge to Keep permite seleccionar aristas que se quiere que se mantengan tal como están en el modelo, para así evitar modificar otra no deseada. Por último en el campo Elemento Límite, se podrá seleccionar un elemento y una dirección a partir de la cual se inicie el redondeo. En la Ilustración 168 se verá un ejemplo para redondear aristas exteriores y en la Ilustración 169, se verá cómo redondear aristas interiores. Ambos ejemplos se realizan con el mismo sólido.
Variable Radius Fillet (Redondeo de aristas con radio variable) : Esta opción ejecuta el redondeo variando el radio a lo largo de la arista. Se ofrecen dos nuevas posibilidades en la ventana que aparece, una es seleccionar algunos puntos a lo largo de la arista para poder asignar en cada uno de ellos un radio diferente y otra es elegir la variación que se quiere que siga la curva entre dos
Ilustración 168: Creación de redondeo de aristas exteriores por selección de una superficie.
de los puntos, linear o cúbica. Se mostrará con un sencillo ejemplo (ver ilustración 170):
Chordal Fillet (Redondeo de aristas con cuerda variable) : Esta opción, novedad de CATIA v6 con respecto al CATIA v5 del manual anterior (existía en CATIA v5r19), es parecida a la anterior, pero en vez de variar el radio, lo que varía es la longitud de la cuerda del radio del redondeo, como se puede observar en la Ilustración 171.
Las opciones para definir el redondeo son análogas al de variación de radio. Face-Face Fillet (Redondeo de aristas entre dos superficies) : Esta herramienta permite el redondeo de aristas comunes a dos superficies. Se verá mediante un ejemplo, que se muestra en la Ilustración 172.
Ilustración 171: Redondeo con variación de cuerda. Ilustración 170: Redondeo de aristas con radio variable.
Tritangent Fillet (redondeo tritangencial) : Genera un redondeo tritangente a las tres superficies que se le especifiquen. Para ello, las tres superficies no podrán ser perpendiculares entre sí. Primero hay que seleccionar dos superficies de las tres, y la última que se elija (Face to remove) será la que se eliminará para realizar el redondeo. Esta última, cuando se seleccione,
aparecerá en color morado. Se puede ver un ejemplo de este herramienta en la Ilustración 173.
Chamfer (Chaflán).
Esta operación crea chaflanes en las aristas. Ofrece dos posibilidades, a partir de una longitud (distancia entra la arista y el comienzo del chaflán) y un ángulo,
Ilustración 172: Redondeo por arista común.
o bien a partir de dos distancias, las de la arista a las dos caras adyacentes; los demás campos son similares al caso anterior. Se puede observar un ejemplo en la Ilustración 174.
Ilustración 174: Tipos de chaflanes.
Submenú Drafts (Desmoldeos)
Estas operaciones permiten generar desmoldeos en las caras de las piezas. Muy útil, a la hora de sacar del molde, las piezas de moldeo. A continuación se detalla cada una de las herramientas que ofrece este submenú:
Draft Angle y Variable Draft (Desmoldeo con ángulo constante o variable)
Se muestran estas dos herramientas a la vez, ya que se seleccione una u otra, aparecerá la misma pantalla de definición, donde se podrá volver a elegir entre ambas Ver Ilustración 175).
convertirá en la cara base para el desmoldeo
y se activarán automáticamente como caras a inclinar, todas las caras adyacentes a ella.
Neutral Element: aquí se elige la cara neutra que se comenta en el apartado anterior.
Pulling Direction: se indica la dirección según la cual se quiere quitar el molde. Se ve un ejemplo por cara neutra, que es el que se muestra en la Ilustración 176:
Si se despliega la ventana completa, aparecen más campos (Ilustración 177):
Ilustración 175: Definición de desmoldeo con ángulo.
Parting Element: permite seleccionar un elemento, un plano o una superficie, a partir del cual comenzará la inclinación. Por defecto, el elemento límite coincide con el elemento neutro.
Limiting Element(s): se selecciona hasta que superficie o elemento se quiere que llegue el desmoldeo. Esta opción es una novedad de CATIA v6 si se compara con el CATIA v5 del manual anterior (ya existía en CATIA v5 r19). Se describe a continuación la ventana de definición (expandida) que aparece cuando se escoge la opción de ángulo variable (Ilustración 178):
La única diferencia con la operación anterior es que se pueden seleccionar puntos y asignarle ángulos diferentes a cada uno, de la misma manera que en la opción Redondeo de aristas con radio variable.
Ilustración 177: Ventana completa de definición de desmoldeo por ángulo constante.
Ilustración 178: Ventana completa de definición de desmoldeo por ángulo variable.
de la arista.
Se establece la dirección de desmoldeo pulling direction, y en el campo Parting Element, se pica en el plano XY, así se limitará el sólido. En este punto se podrá introducir, por ejemplo, la cara de otro sólido. El resultado obtenido es el de la Ilustración 180:
Como se observa en la Ilustración 179, en esta herramienta también aparece la opción de Limits Element(s), que es nueva para CATIA v6, comparado con el CATIA v5 explicado
Ilustración 179: Definición del moldeo a partir de líneas reflejadas.
Ilustración 180: Solido final.
Ilustración 181: Sólido con Limits element.
en el manual anterior (ya existía en CATIA v5r19). Su utilidad también es la misma. Si se marca en esta opción el plano YZ, el sólido quedaría como el de la Ilustración 181.
Shell (Superficie). Esta operación genera una superficie de un sólido, dándole espesor y seleccionando la cara que se desea eliminar y el ancho de pared resultante, hacia fuera y/o hacia dentro. Se aprenderá cómo vaciar mediante el sólido generado en el ejemplo del apartado anterior (Ilustración 182):
Thickness (Espesor). Esta operación añade o elimina espesor a los sólidos seleccionando una o varias caras del sólido y variando así su volumen. Se podrá aplicar la operación, a distintas caras con distintos valores de espesor. La ventana de definición es como la que aparece en la Ilustración 183.
Ilustración 182: Superficie.
Ilustración 183: Definición de espesor.
Caras con un valor distinto de espesor
Replace face (Reemplazar superficie)
Esta operación se utiliza para mover una superficie de un sólido. En el campo Replacing surface se indica el plano o superficie en la que se quiere que se encuentre la superficie a mover, y en el campo Face to remove se escoge la superficie que se va a eliminar o mover. Se comprenderá mejor con en ejemplo que se muestra en la Ilustración 185, en la que se ha creado una superficie que atraviesa el sólido, y es la que va a marcar la nueva situación de la superficie a desplazar. Por lo que en Replacing surface se escogerá la superficie curva, la flecha indica la parte de sólido que se va a rellenar para que se lleve a cabo la operación. Y en Face to remove, se elegirá una de las caras interiores del sólido (marcada en morado).
5.3 Desarrollo Práctico
Se presentan tres ejercicios de complejidad creciente, resueltos paso a paso. En ellos se ha procurado utilizar todas las operaciones vistas hasta el momento del módulo Part Design.
Ejercicio 1
Realizado el análisis del sólido pedido (ver Ilustración 186) se abordará la generación de su parte inferior por revolución, Shaft, y de su parte superior por extrusión, Pad. Más tarde se creará el agujero central con la herramienta Hole, y los taladros
de alrededor mediante la operación Pocket.
Se comienza seleccionando un plano y elaborando el Sketcher (acotado), de la Ilustración 187, que posteriormente por revolución producirá el sólido. En este caso se generará un perfil abierto y se usará como eje de revolución, el eje V del plano de Sketch.
Ilustración 186: Sólido a crear. Ejercicio 1. Ilustración 185: Remover cara.
Se sale del Sketcher picando en el icono Exit Workbench. Una vez dentro del módulo Part Design, se seleccionará el Sketch 1 que se acaba de dibujar, y se pulsa sobre el icono Shaft (modelado por revolución). Surgirá la ventana de definición con el Sketch 1 en el campo Profile (perfil), ahora se rellenan los límites entre 0 y 360 grados y habrá que elegir un eje de revolución, en este caso no se ha generado ningún eje, pero se va a escoger la dirección V de los ejes absolutos
definidos en el Sketch 1, como se ha comentado anteriormente. Todo esto queda reflejado en la Ilustración 188.
Aceptando con OK se conseguirá el sólido mostrado en la Ilustración 189, además del árbol de especificaciones:
Ilustración 188: Definición de la revolución.
A continuación se escogerá la cara superior del sólido generado y se hará clic en el icono Sketcher para dibujar el perfil que posteriormente será extrusionado. Se dibuja el perfil que tendrá la parte superior del sólido. Se observa en la Ilustración 190, la utilización de la simetría para generar el perfil y como aparecen todas las líneas del perfil en verde, lo que marca que el perfil está completamente definido.
Se sale del Sketcher y se selecciona la operación Pad. En la ventana de definición, se elige el tipo de extrusión dimension (dimensión), y se introduce en longitud 14 mm; si se escoge la opción preview, se obtendrá una vista previa de lo que será el sólido generado (ver Ilustración 191). Finalmente al aceptar surge el sólido mostrado en la Ilustración 192.
Ilustración 190: Perfil superior acotado.
Ilustración 191: Ventana de definición de la extrusión y previsualización de la misma.
Ahora se pasará a generar el agujero central del sólido, mediante la operación Hole del tipo Counterbored. Como se ha visto en el desarrollo teórico de este Capítulo, si se pica sobre la superficie sobre la que se quiere generar el agujero y después en el icono Hole, o viceversa, CATIA genera un Sketch en un plano paralelo a la superficie seleccionada, que contiene un punto donde se situará el agujero.
El problema que normalmente surge es que el punto que CATIA ha generado no coincidirá con el que se desea. Para situar este punto en el lugar indicado existen opciones. Bien pulsando en la opción Positionning Sketch que aparece en la ventana de definición de Hole, o bien generando un punto en la superficie y seleccionarlo directamente. Se muestran ambas opciones:
1) Picando sobre la superficie y escogiendo la operación Hole, surge la ventana de definición y una vista previa del agujero que se va a generar, como se muestra en la Ilustración 194:
Como se aprecia en la Ilustración anterior, el punto que se ha generado automáticamente no esta en la posición adecuada, si se pincha en el icono Sketch de la ventana de definición y automáticamente se muestra el plano de Sketch en el que está situado el punto.
Se procederá a situar el punto en el plano mediante restricciones, por ejemplo, se elige el punto y la circunferencia a la vez, y se le impone concentricidad mediante el botón (ver Ilustración 195). se acepta con OK y se sale del Sketcher.
2) Se genera un punto previamente y después se señala como centro del agujero. En primer lugar se pincha sobre el icono Point, contenido en el
Ilustración 194: Situación aleatoria del punto para crear el agujero.
Ilustración 195: Colocación del punto que define el agujero.
Se selecciona el punto y la superficie y se activa la operación Hole. Una vez situado el agujero se procederá a rellenar los campos que aparecen en la ventana de definición del mismo que describen la geometría deseada. Activada la primera pestaña (Extension), se escoge la opción Up to last, para que el agujero llegue hasta el final de la pieza, y se introduce el diámetro, que tal como se indica en la figura corresponde al diámetro inferior de nuestra geometría, que será de 30mm, como se muestra en la Ilustración 197.
A continuación se utiliza la pestaña Type, para elegir el tipo de agujero que
más convenga entre los
predeterminados de CATIA. Se elige el tipo Counterbored y se rellenan los campos como se muestra en la Ilustración 198.
Ilustración 196: Creación del punto para definir el agujero.
Ilustración 197: Extensión del agujero.
Si se pincha en la vista previa se obtendrá la Ilustración 199:
Ya solamente resta realizar los cuatro taladros alrededor de la pieza, utilizando la operación Pocket de vaciado, por extrusión.
Se elige la cara donde situar los taladros y se va a una pantalla Sketcher para dibujar los cuatro círculos con los que luego se realizarán los taladros. También se podría realizar, pulsando el botón Pocket, y en la ventana de definición se pulsa sobre , que se encuentra en las opciones de Profile/Surface, y a partr de aquí se actuaría como cuando se crea un Sketch.
Se dibuja y se acota uno de ellos, como se muestra en la Ilustración 200. Para colocar la cota del ángulo habrá que crear una línea auxiliar (línea Construction element).
Ahora se realizará una operación de rotación con modo duplicado. Se verá paso a paso.
Se selecciona el icono , Rotate, dentro del submenú Operation, aparecerá la ventana de definición (Ilustración 201).
Ilustración 200: Perfil de un taladro.
Ilustración 201: Definición de rotación. Ilustración 199: Vista previa y finalización de la operación de agujero.
Se sale del módulo Sketcher y en el icono Pocket, sólo habrá que seleccionar el Sketch que se acaba de dibujar y optar por el tipo Up to Last, como se observa en la Ilustración 203.
Finalmente pulsando aceptar, se obtendrá el sólido deseado, del que se muestran dos vistas y el árbol de especificaciones resultante en la Ilustración 204.
Ejercicio 2
Modelar el sólido siguiente (Ilustración 205). Las cotas se muestran en la Ilustración 206.
Ilustración 205: 3D del sólido del Ejercicio 2. Ilustración 204: Sólido final.
Para modelar este sólido se usará principalmente la operación Rib de modelado por trayectorias. Se necesitarán dos curvas para ejecutarla: un perfil plano y una curva que definirá la trayectoria a seguir por el mismo. Se comienza dibujando con el Sketcher la curva que define la trayectoria o curva central con las cotas que se muestran en la Ilustración 207.
Para dibujar el perfil, es conveniente determinar en primer lugar un plano de referencia. Se situará en uno de los extremos de la
curva anterior. Para ello se irá al menú elementos de referencia y se pulsará en el icono correspondiente a la generación de un plano, se elige plano normal a una curva y se rellenarán los campos que aparecen en la ventana de definición de la Ilustración 208.
Una vez conseguido el plano, se selecciona y se dibuja en él, el perfil que recorrerá la trayectoria para generar el sólido. Se realizará un redondeo dentro del propio perfil, aunque éste se le podría haber aplicado al sólido
posteriormente.
En la Ilustración 209 puede extrañar que todos los radios de redondeo, menos uno, estén definidos por fórmulas. Cómo se hicieron todos a la vez, si se cambia el radio del original lo harán todos de forma automática.
Ilustración 207: Trayectoria acotada.
Ilustración 208: Definición del plano auxiliar.
Ahora mediante un Pad, se creará la placa sujeción del soporte. Se selecciona la opción Pad, y se pulsa el botón , que se encuentra en las opciones de Profile/Surface, luego se selecciona como plano para crear el perfil el extremo superior del sólido recién generado, que es donde se va a situar la placa y se dibujará en este lugar el Sketch que posteriormente se extrusionará.
Se han representado también los dos taladros, como se observa en la Ilustración 211, ya que la operación Pad respetará y generará directamente la chapa con los mismos.
En este caso, el redondeo de las esquinas se ha dejado para realizarlo posteriormente una vez generado el sólido.
Ilustración 210: Previsualización del sólido.
Por último se saldrá del Sketcher y se ejecutará la operación de Extrusión, en Dimension se introducirá el grosor deseado, 15mm.
Se obtendrá el sólido de la Ilustración 212.
Se ocultan nuevamente el Sketch correspondiente, y se procederá a realizar los redondeos de las esquinas. Se utilizará la operación Edge Fillet (redondeo de aristas), del menú Dress-Up Features, que se ha visto en este Capítulo. Se eligen las cuatro aristas a redondear, y se introduce el valor de redondeo, 10mm. Se previsualiza, como en la Ilustración 213 y se acepta.
Ahora se anexará un cilindro al otro extremo del sólido, en este caso lo se hará por extrusión, por lo que se elige como plano base para generar el Sketch la superficie que se muestra en la Ilustración 214.
Ilustración 212: Sólido con placa.
Ilustración 213: Previsualización de los redondeos de la placa.
aplica la extrusión con la distancia adecuada (50mm) y se oculta el Sketch, quedando el sólido de la Ilustración 216.
Resta practicar la operación Hole a este cilindro. En esta ocasión se va a situar el punto de referencia del agujero mediante la opción de Positionning Sketch. Se selecciona la cara inferior del
cilindro, se hace clic sobre el icono Hole, aparece una vista previa que irá variando según las opciones que se elijan. En primer lugar, se pulsa el botón para posicionar el punto, y se fija al centro del círculo mediante una restricción de concentricidad (ver Ilustración 217).
Ilustración 215: Perfil del cilindro.
Ilustración 216: Sólido con cilindro añadido.
Para este ejemplo se selecciona un tipo simple, que recorra todo el sólido, y se introduce el valor del diámetro del agujero, 30mm (Ver Ilustración 218), se acepta y aparece el sólido ya completamente diseñado a falta de los redondeos en las aristas.
Se ejecuta el redondeo de las caras interiores de la placa y del cilindro de la forma anteriormente mostrada. El radio de redondeo será de 2mm.
El resultado final de este ejercicio es como se muestra en la Ilustración 219:
Ilustración 219: Sólido final del Ejercicio 2. Ilustración 218: Definición del agujero.
Como siempre, se oculta el sketch para seguir diseñando. Se propone aquí un camino a seguir de los muchos que existen. Todos son válidos, mientras se obtenga la solución deseada.
Para realizar el redondeo de las aristas laterales, se selecciona la operación Edge Fillet, se introduce el valor del radio y se señala sobre el dibujo las cuatro aristas a redondear, como se observa en la Ilustración 223:
Ilustración 222: Sólido inicial.
Ahora se utilizará la operación Multipocket, desconocida hasta el momento. Las operaciones de extrusión, Pad y Pocket, tienen esta variante. Si se dispone de un perfil que contenga a su vez perfiles cerrados en su interior (todos dentro de un mismo Sketch), se podrá, mediante ellas, darle una altura diferente de extrusión a cada perfil. Se verá con el ejercicio.
Se dibuja, en la cara inferior del sólido, los perfiles de la Ilustración 224. Todos los radios de acuerdo son de 5mm.
Se sale del Sketcher y se pica sobre el icono Multipocket: , aparecerá la ventana de definición de esta operación. Se señala en ella los dos perfiles y los dos dominios, a los cuales se les da la profundidad correspondiente. Se observa en la Ilustración 225, que el tipo y las características para cada perfil se pueden elegir. Se acepta y surgirá la forma básica del vaciado inferior de la pieza.
NOTA: La herramienta Multipad es análoga a la Multipocket . Ilustración 224: Perfiles para los vaciados.
A continuación se realizan los desmoldeos, tanto de la parte exterior de la pieza como de la interior. Se comienza con el desmoldeo exterior. Una vez se abre la ventana de definición, en el desarrollo teórico, se vio que se podía elegir las caras de desmoldeo de dos formas, si se opta por la cara neutra, automáticamente se seleccionarán las adyacentes y sólo quedaría indicar la dirección y el ángulo de desmoldeo (10º). En este caso se ha escogido directamente las caras, como se muestra en la Ilustración 226.
Lo que deja un sólido como el de la Ilustración 227. Se resuelven los dos desmoldeos interiores, de la misma forma, como se puede observar en la Ilustración 228.
Ilustración 226: Definición del desmoldeo exterior.
Ilustración 227: Sólido con desmoldeo exterior. Ilustración 225: Previsualización y finalización del vaciado múltiple.
Ilustración 228: Desmoldeo interior.
Se generan los nervios de esta parte inferior del sólido, cada uno por separado, por lo que será necesario dibujar un sketch por nervio. En primer lugar se realizará el central. Según se vio, se necesita una línea que defina el borde exterior del nervio, para ello se irá al plano medio de la pieza y se dibujará dicha línea como se muestra en la Ilustración 229.
en plano, y se define el mismo como Offset del plano principal YZ, es decir, a una distancia dada del mismo, como se aprecia en la Ilustración 231.
Se selecciona el plano y se dibuja la línea del nervio como aparece en la Ilustración 232. Se sal, y de forma similar al nervio central, se crea éste.
Para realizar el otro nervio se usará una herramienta que no se ha utilizado hasta ahora, Mirror . Esta operación generá una simetría de un elemento haciéndola sin eliminar el original. Se pulsa el botón Mirror, se escoge el segundo nervio, y como plano de simetría se escoge el plano YZ (ver Ilustración 233).
Ilustración 231: Creación de plano para generar nervios laterales.
Ilustración 232: Línea de nervio lateral.
NOTA: esta herramienta se verá con más detalle en el siguiente Capítulo.
Todo esto deja un sólido como el de la Ilustración 234.
Se realizan los redondeos interiores de la pieza con radio de 3mm. Como el del exterior tiene el mismo valor, se ejecutarán todos a la vez (ver Ilustración 235). Habrá que seleccionar todos y rellenar el
campo radio de redondeo. Por lo que el sólido obtenido es el de la Ilustración 236.
A continuación se confeccionarán las muescas de la parte superior del sólido, mediante una operación de vaciado. Es importante haber redondeado el exterior de la pieza antes de realizar esta, ya que su contorno no aparece redondeado en el ejercicio. Se seleccionará el plano de referencia ZX, y ahí se dibujan los dos contornos cerrados que mediante un Pocket generarán las dos
Ilustración 234: Sólido con tres nervios.
Ilustración 235: Redondeo interior y exterior.
Se ejecuta la operación Pocket teniendo este Sketch seleccionado, como se ha dibujado el perfil de corte en un plano central, se está obligado a usar también la segunda dirección, que se podrá encontrar pulsando la opción More en la ventana de definición del Pocket, como se aprecia en la Ilustración 238.
Ilustración 238: Generación de las muescas.
Faltan por diseñar las cuatro fijaciones laterales. Primero se construyen los cuatro huecos, de nuevo utilizando Pocket. Como siempre, se dibujará el Sketch y se aplicará la operación. Se ve en la Ilustración 239 que se ha seleccionado el tipo de vaciado Dimension, y asignado altura suficiente para que desaparezca todo el material, también se podría haber usado un tipo Up to
Last, en este caso, esta opción hubiera sido más correcta. Pero así se demuestra que se puede llegar al mismo resultado mediante varios caminos
Se dibuja, por último, una de las fijaciones, ya que luego por simetría se crearán el resto, aquí se utilizará la operación Pad (Extrusión). El perfil de las fijaciones se muestra en la Ilustración 240.
Los redondeos de las aristas exteriores (3mm), se han generado en el mismo Sketch. Se realizan las fijaciones con la operación Pad (Ilustración 241), y para finalizar se realizan los redondeos de las aristas interiores, seleccionando todas
Ilustración 239: Realización de los cuatros huecos para las fijaciones.
Ilustración 240: Perfil de las fijaciones.
En las Ilustraciones 243 y 244 se muestra el árbol de especificaciones y el sólido resultante.
Ilustración 242: Redondeo de fijaciones.
5.4 Ejercicios Propuestos
Ejercicio 1Se propone realizar esta pieza, cuyas perspectiva y vistas se muestran a continuación. Se utilizaran las operaciones del Módulo Part Design que se han aprendido hasta el momento.
Ejercicio 2
Se propone realizar esta pieza, cuyas perspectiva y vistas se muestran a continuación. Se utilizaran las operaciones del Módulo Part Design que se han aprendido hasta el momento.
NOTA: los dos ejercicios se encuentran resueltos en el CD ROM adjunto
(EJERCICIOS CD/Capítulo 5/Ejercicios Propuestos/Ejercicio Propuesto 1 y Ejercicio Propuesto 2).
