CAD systém SolidWorks

Název projektu: Zkvalitňujeme cestu k poznání

Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.02/01.0143

CAD systém SolidWorks

Autor:

Ing. Miroslav Hrdý

Tato studijní opora byla vytvořena pro projekt „Zkvalitňujeme cestu k poznání“ CZ.1.07/1.1.02/01.0143 Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

Boskovice 2011

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Obsah 1

Úvod do problematiky .....................................................................................................4 1.1

Vstupní předpoklady ................................................................................................5

1.2

Seznámení se základními pojmy ...............................................................................6

1.3

Strom FeatureManager ............................................................................................7

1.4

Grafická plocha .........................................................................................................9

2

Práce se skicami, 2D modelování ...................................................................................10 2.1

Vlastní skicování .....................................................................................................16

2.2

Stav skic..................................................................................................................16

2.3

Záměr návrhu .........................................................................................................17

2.4

Vazby skic ...............................................................................................................17

2.5

Kóty ........................................................................................................................22

3

Tvorba plošných prostorových dílů ................................................................................23

4

Tvorba rotačních prostorových dílů ...............................................................................27

5

Tvorba referenčních geometrií ......................................................................................31 5.1

Úprava dílů .............................................................................................................38

6

Povrchy .........................................................................................................................40

7

Výkresová dokumentace ...............................................................................................42 7.1

Vlastní tvorba výkresové dokumentace ..................................................................42

7.2

Práce s pohledy ......................................................................................................43

7.3

Přidávání průmětů ..................................................................................................43

7.4

Kótovaní a popisy ...................................................................................................44

7.5

Automatické kótování ............................................................................................45

8

Sestavy dílů ...................................................................................................................49

9

Tiskové výstupy, závěr ...................................................................................................51 9.1

Závěr ......................................................................................................................51

10

Výuková videa ............................................................................................................52

11

Cvičební a tréninkové úkoly .......................................................................................53

11.1 Příklad č. 1 - provrtaná krychle ...............................................................................53 11.2 Příklad č. 2 - vložka s otvory ....................................................................................55 11.3 Příklad č. 3 - příruba ...............................................................................................58 11.4 Příklad č. 3 - hřídel s drážkou a pero .......................................................................61

Studijní opora: CAD systém SolidWorks

Stránka 2 z 66

11.5 Příklad č. 4 - jednoduchá sestava ............................................................................63 12

Použitá literatura a zdroje ..........................................................................................66

Použití symbolů:

- termíny k zapamatování

- příklad k zamyšlení

- postup řešení


Stránka 3 z 66

1 Úvod do problematiky Cílem těchto výukových textů je, co možná nejsrozumitelněji popsat žákům střední školy, kteří projevují zájem o moderní prostorový modeling-design součástí, ale samozřejmě také pro ty žáky, kterým byl některý z předmětů zaměřen právě tímto směrem, na problematiku počítačové podpory modelování. Na úvod bych chtěl zmínit několik vět, které snad vše přiblíží. Se stále větším rozmachem výpočetní techniky zaznamenáváme využívání počítačů ve stále větším spektru využitelnosti. Ne jinak tomu je právě při vytváření prostorových modelů. Starší metody vývoje modelů součástí nebyly vůbec jednoduché. Většinu modelů z výkresové dokumentace museli specializovaní pracovníci ručně dopracovat do reálné vize a potom se model hodnotil. Velmi často docházelo k situacím, kdy se daný model nedal vůbec použít a konstruktér byl nucen provést mnoho změn nejprve ve výkresové dokumentaci, což zajisté mělo za následek tvorbu nových modelů součástí. Zmiňuji se tady o době nepříliš staré, přibližně 10 roků zpátky. Dnešní přístup k vytváření modelů ve kterémkoli odvětví modelingu se bez počítačové podpory nemine. Tento významný pokrok byl umožněn zejména využitím nových technologií v oblasti výpočetní techniky. Výkonné osobní počítače jsou totiž nutné použít v oblasti CAD systémů. Veškeré výukové materiály a konstrukce byly prováděny v prostředí aplikace SolidWorks 2009. Všechna práva vyhrazena.

Zkratka CAD (computer-aided design) neboli počítačem řízený a podporovaný návrh součástí v sobě skrývá velkou skupinu informačních technologií pro navrhování modelů. CAD aplikace vždy obsahují grafické, geometrické, matematické a inženýrské nástroje pro kreslení plošných výkresů a modelování objektů a dějů reálného světa. Řeší také pokročilejší výpočty, analýzy a řízení systémů. Velmi blízkým příbuzným je také oblast počítačových vizualizací, protože virtuální 3D návrhy jsou často prezentovány ve formě fotorealistických vizualizací. Ve většině CAD aplikací se nejdříve vychází z plošného 2D objektu, není tomu jinak také u aplikace SolidWorks pro kterou jsou tato výukové materiály tvořeny. Po vytvoření 2D objektu, kterému budeme říkat skica, se přejde k tvorbě prostorových 3D modelů. Co vlastně 2D a 3D pojmy znamenají?

2D plošný objekt znamená, že geometrické objekty (body, úsečky, kružnice…) jsou zkonstruovány na jediné rovině - ploše. Pro jednoduchost si můžeme představit náčrt na obyčejném papíře, který je také pouze dvourozměrný.


Stránka 4 z 66

plošný 2D objekt

3D objekt neboli trojdimenzionální, označuje objekt, který lze popsat třemi rozměry. Předměty v troj-dimenzi mají svůj objem. Proto také aplikacím CAD, které pracují s 3D objekty říkáme objemové modeláře a podobně.

vznik 3D objektu a jeho zobrazení

1.1 Vstupní předpoklady Tento výukový materiál předpokládá, že čtenář ovládá základní obsluhu počítače. To by mělo zahrnovat spuštění počítače, přihlášení a nastavení pracovního prostředí, práci s myší, práci Studijní opora: CAD systém SolidWorks

Stránka 5 z 66

se soubory, práci s externími paměťovými médii (USB disky), práci s internetem, operace se schránkou.

1.2 Seznámení se základními pojmy Programové vybavení SolidWorks pro automatizaci prostorového návrhu je plně parametrický konstrukční nástroj pro tvorbu objemových dílů založený na prvcích, který využívá výhody notoricky známého operačního systému Microsoft Windows™. Stejně jako libovolná sestava je tvořena z mnoha dílů, tak také prostorový model v SolidWorks je tvořen z jednotlivých základních elementů - prvků. Při vytváření modelu budeme pracovat s mnoha geometrickými prvky jako odebrání objemu, zkosení, zaoblení atp. SolidWorks graficky znázorňuje strukturu prvků daného modelu ve speciálním okně, které se nazývá strom vývoje - FeatureManager®. Vývojový strom dílu jednak znázorňuje posloupnost vytváření jednotlivých prvků, jednak umožňuje snadný přístup ke všem dostupným souvisejícím informacím.

Hlavní nabídky

Přepnutí na ConfigurationManager

Podokno úloh Přepnutí na PropertyManager

FeatureManager Model

Orientace

Grafická plocha

Stavový řádek

vývojový strom FeatureManager™

Co se týká výběru příkazů a funkcí, snaží se SolidWorks dodržovat standardizované ovládání aplikace, které vychází již ze zmiňovaného prostředí Windows. Všechny funkce a příkazy nalezneme v hlavním menu, dále většinu často používaných funkcí máme přístupnou z ikonových nabídek a nejčastěji používané funkce mají přiřazeny horké klávesy, jako například izometrický pohled CTRL+7 atd.


Stránka 6 z 66

Vytvoření nového dokumentu provedeme již známými postupy, které jsou standardizované. Buďto klikneme na ikonu Nový anebo v hlavním menu na Soubor a v rozbalovací nabídce zvolíme Nový. Dále volíme, zdali chceme tvořit Díl, Sestavu či Výkres. Panel hlavní nabídky si může také uživatel měnit, a sice pomocí volby ConfigurationManager. Pro naše úvodní činnosti v systému ale není zapotřebí nic měnit. Autoři ovšem vše navrhli tak, aby prostředí a nabídky byly co nejvíce uživatelsky přívětivé.

Tlačítka myši levé, pravé a střední mají každé jiný význam a sice:

Levé tlačítko - vybírá objekty, jako jsou geometrie, tlačítka v nabídkách a objekty ve stromu FeatureManager Pravé tlačítko - vyvolává místní nabídku, obsah nabídky je závislý na tom, nad jakým objektem je umístěn kurzor. V těchto nabídkách jsou také viditelné zkratky pro často používané příkazy. Prostřední tlačítko - když přidržíme stisknuté prostřední tlačítko s kolečkem tak dynamicky otáčíme modelem. Pootáčením kolečka získáváme oddálení modelu či přiblížení. Prostřední tlačítko v kombinaci s klávesou CTRL nám umožní posun pohledu. V případě kliknutí na model levým tlačítkem bude označen buďto Vrchol, Hrana, Plocha nebo Kóta. Vše je zřejmé z následující ilustrace:

výběrové režimy

1.3 Strom FeatureManager Vývojový strom FeatureManager je umístěn jak již víme na levé straně pracovní plochy aplikace SolidWorks. Poskytuje nám přehlednou a pohodlnou práci při tvorbě dílu, sestavy a výkresu, neboť zobrazuje postup jejich konstrukce.


Stránka 7 z 66

Mezi stromem FeatureManageru a grafickou plochou existuje dynamická vazba. Můžeme tedy jednotlivé prvky vybírat jak přímo na modelu tak také ve stromu vývoje. Nyní si popíšeme jednotlivé symboly ve stromu FeatureManageru.

symbol + znamená, že objekt obsahuje vnořené části. Klikem myši je možné je zobrazit

Symboly u skic

Symboly pro umístění součástí sestavy

(+)

skica je přeurčená

(+)

přeurčené

(-)

skica je podurčená

(-)

podurčené

(?)

skicu nelze vyřešit

(?)

nevyřešené

(f)

pevné (uzamčené)

bez symbolu - skica je plně určená

Pomocí FeatureManageru můžeme tedy především: • • • • • •

procházet historií vývoje dílu vybírat položky dle názvu a dokonce si je přejmenovávat určit a zaměnit pořadí prvků pří tvorbě potlačovat a opětovně zobrazovat vybrané prvky kopírovat prvky a odstraňovat je ovládat zobrazování kót a popisů


Stránka 8 z 66

1.4 Grafická plocha Největší plochu na obrazovce v aplikaci SolidWorks zabírá pracovní Grafická plocha, kde při modelování pracujeme s těmito základními pojmy, které vidíme na obrázku.

Rovina

Vrchol

Osa

Plocha

Rotační plocha


Hrana

Stránka 9 z 66

2 Práce se skicami, 2D modelování Skici v SolidWorks poskytují výchozí pozice pro všechny prvky modelů včetně následujících: •

•

Tažení po křivkách

•

•


Vysunutí

Otočení

Spojení profilů

Stránka 10 z 66

Nejprve se začneme zabývat pouze prvky vzniklými vysunutím, ostatní postupy probereme v dalších kapitolách. Každá skica má různé charakteristické vlastnosti, které ovlivňují její tvar, velikost a orientaci. Základní fáze postupu tvorby modelu jsou: • • • •

• •

Nový díl - nové díly lze vytvářet v palcích, milimetrech nebo jiných jednotkách. Díly slouží k vytvoření a udržení objemového modelu. Skici - skica je kolekcí (skupinou) 2D geometrie a slouží k tvorbě prvků těles. Skici můžeme vytvářet pouze na rovinných plochách nikoli na rotačních! Geometrie skici - typy 2D geometrie jsou čáry, kružnice, oblouky, obdélník, mnohoúhelníky a mnoho dalších, které nám vytvářejí skicu. Vazby skici - na veškerou geometrii skici se můžou aplikovat geometrické vazby, které napomáhají k plné určenosti skic. Tyto vazby v podstatě omezují pohyb jednotlivých částí skic - jejich entit Stav skici - každá ze skic je v určitém stavu. Ten nám stanoví, zda ji lze použít či nikoli. Skici mohou být plně určené, pod určené a přeurčené. Skicovací nástroje - tyto nástroje používáme k úpravám vytvořené geometrie skic. Tyto úpravy zahrnují například oříznutí entit, prodloužení entit a mnoho dalšího.

V této části vytvoříme již očekávaný první prvek dílu. Tento první prvek je jeden z mnoha prvků, které jsou zapotřebí k dokončení celého objemového tělesa.


Stránka 11 z 66

Skicování - skicování je proces tvorby 2D profilu složeného z geometrických prvků "drátů" jako jsou úsečky, oblouky, obdélníky atp. Chceme-li vytvořit skicu, musíme k tomu mít k dispozici rovinnou plochu. Při vytváření nového dílu máme k dispozici tři vsazené rovinné plochy - roviny. Přední rovinu, Horní rovinu a Pravou rovinu.

Povšimněme si, že se všechny tři roviny protínají pouze v jednou jediném bodě, tento bod nazýváme Počátek, nebo-li bod, kde jsou souřadnice X,Y a Z nulové. Abychom mohli začít skicovat, musíme specifikovat rovinu, nebo rovinou plochu na které načrtneme novou skicu. Na každé rovinné ploše můžeme mít libovolný počet skic. Pro vytvoření nové skici je několik postupů. Jeden z nich je použití příkazu Vložit skicu z hlavního menu. Dalším, častěji používaným postupem vložení nové skici je ikonová nabídka se symbolem pro vložení skici. Načrtnout skicu Takže stačí kliknout na rovinu či rovinnou plochu a zvolit tuto ikonu. Jakmile klineme na ikonu pro vytvoření nové skici dojde k natočení vybrané roviny tak, že je rovnoběžná s plochou monitoru. Tomuto pohledu říkáme Kolmý k. Tato akce se děje pouze při návrhu první skici. Pokud chceme opět použít pohled kolmý k, musíme již příště tento pohled volit buďto pomocí horkých kláves CTRL+8 a nebo ikonou z nabídky pohledů. Nabídku pohledů nalezneme pod hlavním menu, kde je na výběr nejen pohled kolmý k rovině, ale i další viz následující tabulka:


Stránka 12 z 66

Izometrický, Trimetrický a Dimetrický pohled Skupina standardních pohledů, a sice Horní, Levý, Přední, Pravý a Spodní

Kolmý k

přehled pohledů

Po vytvoření nové skici jsme tedy v pozici, kdy je skica aktivní a můžeme s ní pracovat editovat ji. Na ploše skici také najdeme osový kříž počátku souřadného systému, který je vyobrazen červeně. Počátek je velice důležitý pro určenost skic, ale o tom až za chvíli, vzniká průsečíkem os X, Y a Z a má souřadnice (0, 0, 0). Je li skica aktivní či opětovně otevřená, nebo jsou-li aktivní ostatní příkazy, dá se pro potvrzení příkazu a pro uložení skici použít Potvrzovací roh. Potvrzovací roh je umístěn v pravém horním rohu aktivní pracovní plochy.

Potvrzovací roh v režimu skic

Potvrzovací roh v režimu ostatních příkazů

V režimu editace skic kliknutím na symbol skici dojde k jejímu uložení a ukončení práce s ní, ovšem po kliku na červený křížek skici ukončíme bez uložení změn. Když jsou aktivní ostatní příkazy, zobrazí se v potvrzovacím rohu zelený potvrzovací znak a opět červený křížek. Kliknutím na potvrzovací znak provedeme aktuální příkaz, kliknutím na červený křížek příkaz zrušíme.

SolidWorks poskytuje uživateli celou řadu skicovacích nástrojů pro tvorbu geometrie. V následující tabulce uvádím některé z entit, které můžeme při skicování používat.


Stránka 13 z 66


Stránka 14 z 66


Stránka 15 z 66

2.1 Vlastní skicování Skicování většinou zahajujeme nejzákladnějším tvarem, tedy úsečkou. Při skicování používáme dvě základní techniky a to klik-klik a nebo klik-tažení. Rozdíl technik si je potřeba odzkoušet. Při skicování můžeme také nástroje pro tvorbu geometrie vyvolat místní nabídkou, která je uložena pod klávesou S. Další horkou klávesou, a sice klávesou A aktivujeme přechod nástroje úsečka na tečný oblou a dalším stiskem klávesy A se zase vracíme do normálního režimu. Všimněme si, že při skicování jsou nám nabízeny některé odvozovací čáry. Tyto přímky jsou ovšem pouze referenční, nevytvářejí se pomocí nich vazby s jinými objekty na skici. Slouží zejména pro svislé či vodorovné zarovnání koncových bodů. Skicář obsahuje mnoho dalších informativních funkcí. Při použití těchto funkcí dochází ke změně kurzoru myši. Těmito symboly jsme informováni o tom, která vazba či bod bude použit pro další tvorbu. Na následujících obrázcích vidíme, automaticky nabízené režimy zachycení bodů, na které chceme navázat další entity skici. Zaměříme se na žlutě zvýrazněné čtverečky vazeb.

koncový bod

bod v polovině délky

sjednocený bod

průsečíkový bod

Je zapotřebí si uvědomit, že každá entita nabízí jiné významné body k zachycení. Aktivní nástroj vypneme pomocí stisku klávesy ESC nebo opětovně klikneme na stejný nástroj v nabídce.

2.2 Stav skic

Když navrhujeme skicu, musíme si připomenout význam počátku souřadného systému. Každá skice se totiž může nacházet v daném časovém okamžiku v jedno z pěti stavů, které vám nyní popíšu. Stav skic závisí na geometrických vztazích mezi kótami a tvarem skici. Navíc musí být skica přesně situována vzhledem k počátku nebo k jiným skicám, které jsou pozičně plně určeny. Stav skic můžeme pozorovat, jak již bylo uvedeno ve stromu FeatureManageru a nebo ve stavovém řádku.


Stránka 16 z 66

Pokud je skica pod určená, tak není dostatečně definována, skicu však lze použít k tvorbě dílů. Někdy je to užitečné, když vyvíjíme prostorový díl, ovšem předem nevíme, jak bude na závěr vypadat a jaké bude mít rozměry tak skicu můžeme nechat pod určenou. Zbývající informace můžeme do skici dodat kdykoli dodatečně editací skic. Ovšem ve většině případů se snažíme plně skicu určit. Neurčené položky jsou zobrazovány modrou barvou. Když skica obsahuje kompletní informace o své geometrii a pozici je plně určena. Výchozí barva plně určených entit je černá. Jen plně určené skici by měly poskytovat informace k výrobním procesům. V případě, že je skica přeurčená, obsahuje duplicitní kóty či vazby, které jsou mezi sebou v konfliktu. Nadbytečné kóty a vazby je potřeba odstranit. Takové skici by neměly být vůbec používány. Výchozí barva přeurčené skici je červená. Zbývající dva stavy jsou, Nebylo nalezeno žádné řešení a Bylo nalezeno neplatné řešení. Oba tyto stavy znamenají existenci chyb, které je nutné opravit. Pokud máme skicu ve stavu „Podurčená“, můžeme na modré části geometrie kliknout levým tlačítkem myši a současně zkusit pohybovat geometrií v libovolném směru. Jedná se o vizuální pomůcku, kdy vidíme, že něco na naší skice není plně určeno.

2.3 Záměr návrhu Záměr návrhu určuje způsob, jakým bude vytvářen prostorový díl. Ve skicáři je záměr návrhu řízen a zachycen kombinací dvou elementů, a sice vazbami skici a kótami. •

Vazby skici - jedná se o vkládání geometrických vazeb k entitám skic. Například můžeme specifikovat vazby jako rovnoběžná, kolmá, kolineární atp.

•

Kóty - kótování skic slouží k tomu, abychom mohli přesně specifikovat velikost a umístění skic. Lze přidat kóty lineární, poloměrové, průměrové a úhlové kóty.

2.4 Vazby skic Vazby ve skicách nám umožňují vynutit si určité chování prvků skic za účelem zachycení požadovaného záměru návrhu. Některé vazby se nám přidávají automaticky a jiné zase můžeme kdykoli přidat či odstranit.


Stránka 17 z 66

Pokud vazby ve skicáři nevidíme, zkontrolujeme volbu Zobrazit, Vazby skici v hlavním menu. Když je tato volba vypnuta, tak nejsou viditelné vazby při skicování až do té doby pokud nepoklikneme dvakrát na entitu. Při skicování geometrie jsou nabízeny také automatické vazby, které SolidWorks odvozuje od aktuálních pozic kurzoru myši. Zajisté také automatické vazby lze dodatečně smazat. Existuje mnoho typů Vazeb skici. Platnost vazeb skici závisí na kombinaci entit, které vybereme. Můžeme vybírat samostatnou entitu, koncové body entit nebo kombinaci entit a bodů. K tomu, abychom vybrali více položek současně klikáme levým tlačítkem myši na požadované entity a současně držíme klávesu Shift. V závislosti na aktuálním výběru je zpřístupněna nabídka vazeb, které můžeme specifikovat daným entitám. V následující tabulce se vám pokusím přiblížit některé příklady vazeb.


Stránka 18 z 66


Stránka 19 z 66

Zjistili jsme tedy, že vazby mezi entitami skic jsou důležité pro přesné určení daného tvaru součásti. Dá se říci, že pomocí příkazu Přidat vazby tvoříme geometrickou závislost - vztah mezi jednotlivými částmi skic (například rovnoběžnost, soustřednost a podobně). Již jsme se naučili, že jednotlivé objekty vybíráme standardně levým tlačítkem myši, ovšem když potřebujeme vybrat více objektů současně, musíme použít pomocné klávesy CTRL. Podržíme tedy klávesu CRTL a vybíráme více objektů. Po kliku na entitu ve skicáři se nám objeví místní nabídka, která je vidět na následujícím obrázku a také panel Vlastnosti objektu, kde najdeme totožné možnosti. Nastavení vlastností


Stránka 20 z 66

pomocí místní nabídky je výhodné proto, abychom nemuseli myší přejíždět až na panel vlastností. Záleží ovšem na zvyklostech uživatele jako variantu bude používat. přímo zde můžeme specifikovat vazby

místní nabídka

Na následujícím obrázku vidíme panel na změnu vlastností vybraných entit ve skicáři. V poli Vybrané entity je seznam současně vybraných entit a dále je uveden seznam již existujících vazeb daných entit

seznam současně vybraných entit

seznam již existujících vazeb mezi entitami

nabízené varianty vazeb pro přidání do seznamu

užitečný přepínač pro změnu entit na konstrukční V případě, že libovolnou entitu potřebujeme pouze jako pomocnou, tak ji s výhodou převedeme na Jako konstrukční. Tímto příkazem z ní uděláme konstrukční entitu, která se nezahrnuje do výpočtu určenosti či podurčenosti skic. Ve skicáři je takováto entita Studijní opora: CAD systém SolidWorks

Stránka 21 z 66

zobrazována tenkou čerchovanou čarou. Ovšem i na konstrukční entity můžeme aplikovat libovolnou možnou vazbu a vazbit je s ostatními entitami skici. Každou vazbu musíme také potvrdit již známou zelenou potvrzovací ikonou.

2.5 Kóty Kóty jsou další dosti podstatnou možností určení geometrie a zachycení záměru návrhu v systému SolidWorks. Velikou výhodou kót je skutečnost, že je lze použít jak k zobrazení aktuální hodnoty, tak k její změně. Nástroj Inteligentní kóta určuje správný typ kóty v závislosti na zvolené geometrii a zobrazuje náhled kóty před jejím vytvořením. Pokud tedy například vybereme oblouk, systém vytvoří automaticky poloměrovou kótu. Když vybereme kružnici, nabídne průměrovou kótu. V případě výběru dvou úseček dostaneme lineární kótu.

použití inteligentní kóty

Když vybíráme geometrii skici pro okótování nástrojem pro kótování, systém vytvoří náhled kóty. Díky tomuto náhledu můžeme vidět všechny dostupné varianty okótování vybrané entity. Klepnutím levým tlačítkem myši umístíme kótu do aktuální polohy a orientace. Pokud klepneme pravým tlačítkem uzamkneme v dané pozici orientaci kóty a již pohybujeme pouze s daným textem kóty. Kótu můžeme také specifikovat koncovými body entit.

Již jsme se seznámili s poloměrovou, průměrovou a lineární kótou. V případě úhlových kót musíme vybrat dvě čáry. V závislosti na umístění kóty můžeme specifikovat vnitřní nebo vnější úhel, ostrý či kosý úhel.


Stránka 22 z 66

plně určená skica

3 Tvorba plošných prostorových dílů Po dokončení skicování můžeme skicu uložit, ale také z ní přímo vytvořit prostorový prvek 3D díl. Zatím se budeme věnovat plošným prostorovým dílům, které vznikají zpravidla použitím nástroje Přidání vysunutím. Existuje mnoho možností vysunutí skici. Vysunutí se většinou provádí ve směru kolmém na rovinu skici. V našem příkladu na přední rovinu, ve které jsme skicovali. Z hlavní nabídky vybereme tedy Vložit, Přidání, Vysunutí anebo z panelu nástrojů Prvky vybereme příkaz Přidání vysunutím. V nabídce Vložit také nalezneme další možnosti tvorby prostorových dílů jak například Otočení. K dispozici zde vidíme spoustu dalších příkazů, ty však nejsou dostupné, protože tato skica nesplňuje požadavky pro tvorbu těchto prvků. Například tvorba prvku Tažení po křivce vyžaduje jak skicu profilu, tak skicu trasy. Orientace zobrazení při tvorbě prostorových dílů se automaticky změní na Trimetrické a náhled prvku se zobrazí s výchozí hloubkou.


Stránka 23 z 66

náhled na prostorový díl

V levé části obrazovky najdeme již známý panel pro nastavení prvku Vysunout. Mezi významné položky pro nastavení patří hloubka (nebo také výška) vysunutí a způsob ukončení, ten zatím ponecháme Naslepo. Hloubku vysunutí změníme na 30mm. Tvorbu prvku dokončíme klepnutím na tlačítko OK anebo na již známou zelenou ikonu pro potvrzení. Pomocí volby Uložit

práci uložíme na pevný disk pod libovolným názvem.

Zkusíme si do našeho prvního dílu přidat další prvek ovšem tentokrát pomocí příkazu Odebrání vysunutím. Jak již víme, 3D prvky většinou vychází ze skic, přidáme si novou skicu na rovinné ploše prostorového prvku.

na horní rovině dílu přidáme novou skicu

Po kliku na ikonu Načrtnout skicu, přidáme na vybrané rovinné ploše novou skicu a ihned přejdeme do režimu její editace. Je vhodné si navolit pohled kolmý k této rovině, můžeme to opět provést několika způsoby, například kombinací kláves CRTL + 8.


Stránka 24 z 66

Naskicujeme profil jednoduchého obdélníka dle obrázku a zakótujeme jej.

Pokud máme skicu hotovou, přepneme se do Izometrického zobrazení například pomocí kláves CTRL + 7 (pozor klávesu 7 hledáme na základní klávesnici, ne na numerické části), dále přejdeme do panelu Prvky a zvolíme tentokráte příkaz Odebrat vysunutím. V levém panelu volíme Směr č. 1 - Skrz vše

odebrání vysunutím

Opětovně potvrdíme prvek a efekt uvidíme ihned na pracovní ploše aplikace SolidWorks. Podíváme se nyní co se nám děje ve stromu vývoje dílu - FeatureManageru.


Stránka 25 z 66

po rozbalení prvku Vysunout1 je vidět z čeho vznikl - ze Skica1

stejně tak prvek Vysunout2 vznikl ze Skica2

Obrovskou výhodou tohoto profesionálního nástroje je, že se zpětně můžeme vrátit k libovolné části tvorby a kdykoli ji upravit.

Zkusíme si tedy zpětně editovat skicu Skica1 a změnit úhel ze 60° na 65°. Dále u skici Skica2 provedeme změnu rozměrů obdélníka pro odebrání vysunutím na rozměry 12mm X 25mm. Skici nezapomeňte uložit. Ihned po změnách vidíme regeneraci modelu dílu s novými rozměry. Někdy může nastat situace, kdy SolidWorks z důvodu rychlost u rozsáhlých projektů automaticky nezregeneruje model a musíme si regeneraci vynutit vlastním příkazem. Pro tyto účely slouží ikonka se symbolem semaforu, na kterou když klikneme, tak vynutíme regeneraci modelu kdykoli.

Obnovení - regenerace modelu Studijní opora: CAD systém SolidWorks

Stránka 26 z 66

4 Tvorba rotačních prostorových dílů Stejně jako u plošných 3D objektů jsme vycházeli při konstrukci ze skici, není tomu jinak u rotačních 3D objektů. Stojí za zmínku, že ve strojírenské praxi se vyskytují častěji rotační součásti ovšem například v elektrotechnice zase naopak plošné objekty. Nejčastěji ale složitější funkční sestavu musíme, navrhnou kombinací jak rotačních dílů tak také plošných. U rotačních prostorových dílů musíme mít na paměti, že nějaká část skici se nechá rotovat kolem osy anebo čáry. Začneme tedy jednoduchou hřídelí. Vytvořme nový díl a v přední rovině načrtneme následující skicu.

využíváme počátku

Na první pohled není vůbec zřejmé, že bychom měli tvořit rotační těleso. Zkusme tedy vytvořit nový 3D objekt. Na kartě Prvky zvolíme příkaz Přidání rotací. Systém opět automaticky zobrazí skicu v Trimetrickém pohledu. Dole na stavovém řádku se dozvíme informaci, že se momentálně čeká na specifikaci osy rotace. Zkusme tedy klikem vybrat dolní úsečku s kótou 50mm. Systém ihned navrhne nové vyobrazení již s náhledem, jak bude vypadat nový díl, který ovšem můžeme ještě změnit již pomocí známé nabídky v levém panelu - pro tento případ se nabídka jmenuje Rotovat. Mezi důležité parametry nastavení rotace patří osa rotace, kterou jsme již specifikovali - spodní úsečka na skice. Můžeme ovšem specifikovat jinou osu, klikneme tedy na položku parametrů rotace, která je znázorněna osou. Nyní můžeme klikat na kteroukoli úsečku na skice a ihned vidíme změnu návrhu.


Stránka 27 z 66

Pozor, ne vždy je SolidWorks schopen vytvořit náhled, proč tomu tak je? Odpověď je logická, při výběru nevhodné osy rotace nastane chyba obnovy, kdy systém nemůže vypočítat tvar nově vznikajícího dílu. Většinou tyto chyby nastávají v případech, když skica je otevřená, prvky skici protínají samy sebe anebo když skica protíná osu rotace. Abychom si tuto situaci nasimulovali, vybereme jako osu rotace úsečku o délce 20mm - systém není schopen vygenerovat návrh dílu.

vlevo vidíme správný výběr osy rotace, vpravo je chybně zvolená osa rotace - dochází k překrytí

Mezi další parametry rotace směr rotace a úhel rotace. V případě, že požadujeme neúplný rotační díl, máme možnost nastavit úhel vyplnění rotací. Zkusme tedy specifikovat namísto 360° pouze 90°.


Stránka 28 z 66

Nyní se zaměříme na rotační součást, která vznikne rotací tvaru kolem konstrukční úsečky osy. Uvnitř dílu vznikne průchozí otvor. Vytvoříme nový díl a přední rovině načrtneme následující skicu. Nezapomeneme ve vlastnostech úsečky, která prochází počátkem zaškrtnout volbu jako konstrukční.

Další výhodnou metodou kótování skic je tzv. kótování přes osu, kdy můžeme zadávat průměrové hodnoty což je v případě rotačních součástí velmi výhodné a přínosné (nemusíme tedy vstupní hodnoty dělit). Vybíráme danou entitu skici a osu, po výběru popojedeme myší přes osu dolů a kóta se nám změní na průměrovou. Značka průměrů se na kótách skic nezobrazuje. Nezapomeneme také na to, že musíme plně určit skicu, v tomto případě nám nestačí plně skicu zakótovat, ale ještě musíme specifikovat vztah krajní levé úsečky a počátku jako sjednocený. Zajisté k plné určenosti skici můžeme použít jiný způsob, přidání jiných vztahů.

Každý se zkusme zamyslet nad tím, jaké vztahy a jakých entit se dají přidat, abychom plně určili skici jinak nežli v mém návrhu.


Stránka 29 z 66

převedení entity na konstrukční

plně určená skica pro rotační díl s vnitřním otvorem

Po plném určení skici můžeme přejít do prvků a opětovně vybereme příkaz Přidání rotací. Všimněme si, že SolidWorks je natolik inteligentní systém, že nám navrhne jako osu rotace jedinou úsečku, která je konstrukční a zobrazí nám předběžný náhled na nové prostorové těleso. V návrhovém pohledu je vidět jak bude těleso vypadat, mimo jiné zase můžeme pozměnit některé parametry rotace, o kterých již víme. Jelikož je osa rotace umístěna tak aby tvar skici byl nad (nebo může být pod) osou vznikne rotací vnitřní otvor, který je v tomto případě průchozí skrz celé těleso hřídele.


Stránka 30 z 66

V případě, že požadujeme, aby otvor nebyl průchozí skrze celé těleso, můžeme pomocí jednoduché úpravy skici dle obrázku docílit slepého otvoru. Zkusíme modifikovat skicu a po úpravě vidíme ihned provedené změny na tělese.

změna návrhu skici tak, aby otvor nebyl průchozí ale slepý

Po opětovné editaci skici vidíme u průměrových kót značky průměrů, které tam původně nebyly. SolidWorks totiž zjistil, že jsme vytvořili rotační těleso a tak kóty poopravil na průměrové. Po změně návrhu skici dle výše uvedeného obrázku získáme neprůchozí tzv. slepý otvor o hloubce 30mm. Tento díl si uložíme na disk pod názvem Hřídel_test, díl budeme totiž ještě potřebovat pro ukázky referenčních geometrií.

5

Tvorba referenčních geometrií

Mezi základní a důležité referenční geometrie řadíme zejména roviny a osy. Nabídka referenčních geometrií je přístupná z lišty Prvky a za předpokladu, že nejsme v režimu skicování. Roviny jsou nepostradatelnou výchozí geometrií pro tvorbu skic, ale to již víme. V základním okně FeatureManageru máme základní tři roviny, a sice přední, horní a pravou rovinu. Ve většině případů ovšem jsou tyto tři roviny zcela nedostačující. Je tedy nutné roviny přidávat a my se nyní zaměříme na některé způsoby přidávání rovin. Vytvořme nový díl a v přední rovině načrtneme obdélník o rozměrech 50mm x 60mm, tento obdélník vysuneme o 70mm a získáme nové těleso kvádru 50x60x70mm.


Stránka 31 z 66

Zkusíme přidat referenční geometrii a to novou rovinu, která bude vzdálená od již vytvořené roviny o daný přírůstek 20mm. Vybereme příkaz Referenční geometrie a zvolíme typ v levém panelu na skrz křivky/body. Systém SolidWorks po nás požaduje specifikaci nové roviny, tato specifikace může být kombinací bodů skici, vrcholů modelu, hran, os a jiných povolených entit skici. Zkusme vybrat hranu modelu a jeden vrchol. Zadání vstupů vidíme na následujícím obrázku.

specifikace vrcholu

specifikace hrany Na obrázcích vidíme dvě varianty přidání roviny pomocí volby skrz křivky/body. Rovina se vytvoří a přidá do vývojového stromu FeatureManageru pod určitým názvem a je viditelná. Pokud se ovšem přidržíme zadání úkolu, který má vytvořit ekvidistantní rovinu o 20mm vzhledem k jiné již existující rovině či rovinné ploše musíme zvolit jiný postup. V nabídce pro tvorbu rovin zvolíme variantu odsazení. Zadáme 20mm a SolidWorks čeká na specifikaci plochy nebo roviny vzhledem ke které má rovinu vytvořit. Klikneme na horní rovinu kvádru a ihned vidíme návrh. Po potvrzení se rovina vytvoří a přidá do vývojového stromu FeatureManageru pod generovaným názvem, název si samozřejmě dodatečně můžeme pozměnit. Studijní opora: CAD systém SolidWorks

Stránka 32 z 66

Přepínačem Opačný směr můžeme obrátit směr ekvidistanty nové roviny a také v případě potřeby vytvoření více rovin se stejnou ekvidistantou od sebe zadáme počet současně tvořených rovin. Dále můžeme také požadovat vytvoření roviny, která svírá s výchozí rovinou/plochou určitý úhel. Pro tento případ ale musíme do specifikací přidat hranu či jinou úsečku reprezentující bod pro otočení roviny, vyberme tedy čelní hranu a zadejme úhel 30°.


Stránka 33 z 66

Pro specifikaci nové roviny na povrchu si otevřeme nejdříve uložený díl Hřídel_test z pevného disku a vytvoříme novou rovinu pro novou skicu, kterou odebereme vysunutím průchozí drážku. Přejdeme do nabídky referenčních geometrií a vybereme volbu rovina, v levém nabídkovém panelu potom zvolíme variantu Na povrchu. Tento způsob tvorby rovin se používá pro tvorby rovin na neplošných površích. V našem příkladě budeme tvořit rovinu na válcovém povrchu dle následujícího obrázku.

Ani v tomto případě nebude stačit pro specifikaci nové roviny jediný vstup, ale dva. Musíme specifikovat jak rotační plochu tak také rovinu, ke které má být tvořená nová rovina kolmá. Z pomocného vývojového stromu tedy vybereme horní rovinu a ihned vidíme návrh nové roviny. Pokud bychom měli všechny roviny viditelné, můžeme ji specifikovat přímo v modelu klikem myši.


Stránka 34 z 66

Po kliku na tlačítko Jiná řešení vidíme veškeré varianty, které SolidWorks nabízí. Na nové rovině načrtneme novou skicu a zvolíme pohled kolmý k (CTRL+8). Skica bude vypadat dle následujícího obrázku. Proložíme osu procházející počátkem, můžeme také použít obyčejnou přímku a později převést na konstrukční. Dále ve skicáři volíme nástroj drážka a vykreslíme dle obrázku drážku včetně dodatečného okótování.

Po určení nové skici přejdeme na kartu Prvky a zvolíme příkaz Odebrání vysunutím. Dále zvolíme pohled izometrický (CTRL+7) a v nabídce možností Vysunout v levém panelu vybereme metodu Skrz vše. Dále, pokud jsme s návrhem spokojeni, potvrdíme nabídku a je drážka hotova.


Stránka 35 z 66

náhled a hotové odebrání vysunutím

Další dosti používanou referenční geometrií je Osa. Jedná se ovšem o úplně jinou osu nežli ve skicáři, tato referenční geometrie plní úlohy pro celý díl a ne jen pro jednu skicu. Proto také opět nesmíme být ve skicáři, aby byla nabídka referenčních geometrií přístupná. Přidejme si tedy novou osu do našeho modelu hřídele s drážkou. Osa bude osou celého těla modelu a vznikne výběrem vnitřní či vnější rotační plochy. Zase v levém nabídkovém panelu nalezneme spoustu variant pro tvorbu os. Pro náš požadavek se nabízí varianta Válcová/kuželová plocha. Po provedení výběru systém požaduje označení válcové nebo kuželové plochy aby mohl vypočítat a určit osu.


Stránka 36 z 66

Já jsem vybral vnitřní válcovou plochu otvoru. Osa se vytvoří a do vývojového stromu FeatureManageru nám přibyla další položka s názvem osa1. My této osy využijeme a ukážeme si další příklad modelingu. V následujícím příkladu vytvoříme z naší drážky a za pomoci naší nové osy kruhové pole prvků. Na kartě Prvky volíme podnabídku Kruhové pole, tato nabídka je ukryta pod příkazem Lineární pole, musíme ji tedy rozkliknout myší. Jako jeden z požadovaných parametrů pro kruhové pole je specifikace osy pole. Takže zajisté volíme naši nově vytvořenou osu, dále zadáváme úhlový rozestup prvků od sebe, jejich počet a také to zdali mají mít prvky od sebe stejnou rozteč pro vyplnění celého obvodu 360°. Nastavíme tedy počet prvků na 4 a zvolíme přepínač stejná rozteč. Vidíme jak SolidWorks do úhlových roztečí automaticky doplnil 360°. Dalším důležitým výběrem je výběr prvků pro pole, my chceme do pole začlenit naši drážku, musíme opět rozkliknout pomocný vývojový strom a tam nalezneme prvek "Vysunout 1" a ten také zvolíme.

Po potvrzení kruhového pole dojde k odebrání více prvků "Vysunout 1" a výsledek ihned vidíme. Každý samostatně zkusíme změnit prvek "Kruhové pole 1" tak aby měl jiný počet prvků a také zkusíme zrušit přepínač stejná rozteč a pozorujeme změny 3D modelu.

Jako další příklad využijeme příkazu Lineární pole prvků, vytvoříme si nový díl a vymodelujeme kvádr o rozměrech podstavy 100x80mm a tloušťce 20mm. Na základnové Studijní opora: CAD systém SolidWorks

Stránka 37 z 66

ploše kvádru naskicujeme otvor o průměru 10mm, odebereme vysunutím, zakótujeme dle obrázku a pomocí příkazu lineárního pole zkusíme vytvořit plošné pole prvků. Pro odkaz směru pole volíme hrany modelu.

5.1 Úprava dílů Jako nejpoužívanější dodatečné změny dílů jsou různá sražení a zaoblení hran. Některá zaoblení či sražení se dají naskicovat přímo ve skicáři, ovšem změny povrchu až na modelu jsou efektivnější a lépe dostupné - nemusíme totiž editovat skicu a daná změna je přímo viditelná ve stromu FeatureManageru. Vytvořme si tedy další nový díl, a sice válec o průměru 100mm a výšce vysunutí 80mm. Na jednom čele vytvoříme zaoblení hrany čela R 10mm a na druhém čele realizujeme sražení hran pomocí volby Délka - délka 5x10mm. Příkazy Zkos a Zaobli, nalezneme jak jinak nežli na kartě Prvky. Pro oba příkazy musíme specifikovat hrany, kterých se změna bude týkat.


Stránka 38 z 66

Na plošných modelech - jejich hranách se dá dokonce realizovat funkce zaoblení s proměnným rádiusem zaoblení jak je vidět z dalšího obrázku.


Stránka 39 z 66

6 Povrchy V kapitole Povrchy nám půjde zejména o to pochopit rozdíl mezi prostorovým tělesem a povrchem. Prostorové těleso má svůj objem a jiné fyzikální vlastnosti které si můžeme ze systému zjistit. Ovšem povrch si můžeme představit jako látku na pokrytí čehokoliv o nulové tloušťce a tudíž o nulové hmotnosti. Povrchy jsou typem geometrie, který lze použit k vytvoření objemových prvků. Nástroje pro práci s povrchy jsou k dispozici na panelu nástrojů Povrchy. Povrchy můžeme vytvořit pomocí následujících metod: • • • • • •

Vložení rovinného povrchu ze skici nebo ze sady zavřených hran ležících na rovině Vysunutí, otočení kolem osy, táhnutí po křivce, nebo vyplnění ze skic Odsazení ze stávajících ploch nebo povrchů Importování souboru Vytvoření mezipovrchů Vytvoření hraničních povrchů

Povrchy můžeme změnit následovně: • • • • • • •

Prodloužení Oříznutí stávajících povrchů Doplnění povrchů Zaoblení povrchů Oprava povrchů pomocí prvku Záplata Přesunutí/kopírování povrchů Odstranění a záplatování plochy

Povrchové hrany a vrcholy můžeme použít jako vodící křivky a trasy k tažení po křivce, pomocí přidání tloušťky k povrchu získáme prostorový díl. Je možné také vysunout prvek těla Studijní opora: CAD systém SolidWorks

Stránka 40 z 66

nebo řezu s ukončení K povrchu nebo Odsunutý od povrchu. Dále můžeme také využít volby Nahradit plochu povrchem. Modelování povrchů je postupově téměř shodné s modelování prostorových těles, ale navíc s povrchy můžeme provádět určité operace které s díly neprovedeme. Na následujících vyobrazeních je ukázka vysunutého povrchu a rotačního povrchu.


Stránka 41 z 66

7 Výkresová dokumentace Aplikace SolidWorks umožňuje snadno a rychle vytvářet výkresovou dokumentaci z dílů nebo sestav. Tyto výkresy jsou plně provázané s díly a sestavami, na které se odkazují. Změníme-li model, dojde k automatické aktualizaci změn na výkrese a naopak. Otevřeme si uložený díl Hřídel_test a potom přejdeme do nabídky Soubor a zvolíme příkaz Nový. Z palety nabídky vybereme ovšem výkres. Soubory výkresů mají standardně příponu *.SLDDRW, výběrem z předdefinovaných šablon výkresů vybereme například formát výkresu A4 na výšku.

7.1 Vlastní tvorba výkresové dokumentace Pro tvorbu výkresové dokumentace využíváme především příkazů z panelu nástrojů Výkresy, Popisy a Kóty/vztahy, dále potom také příkazy z panelu nástrojů Skica a další. Po potvrzení šablony výkresu přejde SolidWorks do režimu tvorby výkresové dokumentace. V pravé části pracovní plochy je zobrazena Paleta pohledů. Na této paletě jsou viditelné automaticky nabízené pohledy. Jednoduchým výběrem myší vybereme Ikona, kterou lze kdykoli vhodný pohled pro umístění na aktivovat Paletu pohledů plochu výkresu a přetažením umístíme. Od vloženého pohledu se nám automaticky potom nabízí odvozený pohled, který se mnění podle toho jakým směrem od prvního pohledu pohybujeme myší. Výkres obsahuje jeden nebo více pohledů vytvořených z dokumentu dílu. Díl musí být před vytvořením výkresu uložen. Pokud v PropertyManageru v okně počet pohledů označíme Jeden pohled a v okně orientace označíme například pohled odpovídající nárysu, v okně Možnosti označíme Automaticky začít průmět, budeme vytvářet jako první pohled Nárys.


Stránka 42 z 66

Další pohledy bude systém automaticky nabízet. Ve stromu FeatureManageru se tyto odvozené pohledy řadí pod hlavní pohled výkresu.

7.2 Práce s pohledy Umístíme na výkres pohled Přední a stiskneme klávesu ESC, prozatím nám jeden pohled bude stačit. Ihned po vložení pohledu se nám objeví ve FeatureManageru jako Pohled výkresu1 s ikonkou průmětu. Označíme klikem myši na výkrese přidaný pohled a pozorujeme, co se nám nabízí v okně PropertyManageru.

V okně Standardní pohledy můžeme přepínat vybraný pohled na požadované vyobrazení pohledu na díl. Mezi základní pohledové režimy patři Přední pohled, Zadní pohled, Pravý pohled, Horní pohled a Dolní pohled. Dále také můžeme volit mezi Dimetrickým a nebo Izometrickým pohledem.

U stylu zobrazení máme k dispozici již známou paletu zobrazovacích režimů a sice Drátový režim, Skryté hrany viditelné, Skryté hrany odstraněné, Stínovaný s viditelnými hranami a Stínovaný. Měřítko pohledu na výkrese se jako předdefinované volí automaticky dle přepočtu velikosti dílu a velikosti výkresu. Samozřejmě může definovat svoje vlastní měřítko.

Pamatujeme si, že v případě volby poměru měřítka s výsledkem menším jako jedna se nám pohled vzhledem k rozměrům zmenšuje a v případě, že je poměr vyšší jako jedna se nám pohled zvětšuje. Tyto změny ovšem nemají vliv na kóty a jejich hodnoty. Jde pouze o optické zvětšení či zmenšení.

7.3 Přidávání průmětů Zvolíme tedy styl zobrazení Skryté hrany viditelné a přidáme další tentokrát průmětový pohled k pohledu1. Vybere myší na výkrese pohled, ke kterému chceme přidat průmětový pohled. Klikneme na kartu Zobrazit rozložení a volíme příkaz Průmět.


Stránka 43 z 66

Momentálně nám SolidWorks nabízí umístění nového průmětového pohledu, jakmile jsme se stylem a pozici spokojeni klikem myši průmětový pohled umístíme. Déle se opakovaně za trajektorií pohybu kurzoru myši táhne další průmětový pohled. Pokud již nechceme další pohledy umísťovat, stiskneme klávesu ESC. Všimněme si, že přidané pohledy kopírují styl rodičovského pohledu, tedy pohledu, ze kterého jsou odvozeny. Přepínačem Použít styl rodiče můžeme tuto vazbu potlačit a daný pohled si nakonfigurovat dle potřeby.

7.4 Kótovaní a popisy Do dokumentu výkresu můžeme vkládat kóty, poznámky, značky a další popisy. Ovládání popisů realizujeme pomocí karty Popis.

V oblasti kótování máme hned několik možností, můžeme pohledy kótovat ručně pomocí známého nástroje Inteligentní kóta, dále můžeme použít automatického kótování ale také přenesení kót ze skici dílu. Zkusme si nyní přenést na pohled1 kóty ze skici dílu.

Označme tedy na výkrese první pohled - pohled1, dále volíme na kartě Popis příkaz Popis modelu. V PropertyManageru v sekci Zdroj/cíl vybereme zdroj Celý model, ve výběrovém okně pohledů je vypsán pohled1 do kterého se nám přenesou kóty.


Stránka 44 z 66

Uspořádání kót dále upravíme (přesuneme) tak, aby byly přehledným rozměrovým určením součásti. Případné doplnění kót realizujeme v ručním režimu nástrojem Inteligentní kóta. Další způsoby a názorné ukázky nalezneme ve výukových videích.

7.5 Automatické kótování Pro uspořádání kót na výkrese můžeme volit standardní možnosti: • • •

Kóta od základny Řetězová kóta Souřadnicová kóta

Abychom si jednotlivé možnosti odzkoušeli, vypracujeme následující příklad na novém díle. Vytvořme si tedy nový díl a v přední rovině naskicujeme tuto skicu. Díl uložíme pod názvem dělící deska. Deska bude obdélníkového profilu o rozměrech 120mm x 80mm o tloušťce 20mm. V desce bude 24 stejných průchozích otvorů o průměru 8mm. Vzdálenost středu prvního otvoru od hran zvolme 10mm. Pro tvorbu více otvorů použijeme příkazu Lineární pole o rozměrech 6x4 kusů.


Stránka 45 z 66

Díl máme uložen a přejdeme k tvorbě výkresů. Do nového výkresu umístíme přední pohled na součást.

Pro zpřístupnění režimu Automatické kótování volíme nejdříve příkaz Inteligentní kóta a potom záložku Automatické kótování. záložka, kterou aktivujeme Automatické


Stránka 46 z 66

Po přepnutí do režimu automatických kót volíme nejdříve způsob Od základny jak u svislých tak také u vodorovných kót. Pro upřesnění základen musíme také specifikovat hrany, které mají být základnami pro kóty. Potvrdíme specifikace automatického kótovaní a vidíme výsledek na výkrese.

Vrátíme akci o krok zpět a přejdeme na další variantu automatického kótování. Další variantou je Řetězové kótování.


Stránka 47 z 66

Poslední variantou automatického kótování je Souřadnicové kótování. Vrátíme opět zpět předešlé kroky a zvolíme poslední variantu.

Další ukázky kótování nalezneme ve výukových videích, kde je problematika názorně vyobrazena a přehledně popsána.


Stránka 48 z 66

8 Sestavy dílů Pro vytváření modelu sestav budeme používat příkazy z panelu nástrojů Sestavy. Tyto příkazy nám umožní požadované ustavení všech dílů v sestavě vůči sobě, zobrazit sestavu v rozložené podobě a simulovat pohyb součástí v sestavě. Pomocí příkazů pro tvorbu sestavy můžeme vytvářet složité sestavy, které se skládají z mnoha dílů. Součásti sestav mohou obsahovat jak samostatné díly tak také další sestavy, které nazýváme Podsestavy. Součásti obou typů se v sestavě chovají stejně, podsestav se využívá zejména tehdy, když se modeluje rozsáhlý projekt.

Součásti jsou připojeny k výslednému souboru sestavy, dokumenty sestav mají příponu *.sldasm. Z uvedeného je tedy zřejmé, že v případě přenosu sestavy na jiný počítač nesmíme zapomenout také nakopírovat všechny díly a podsestavy, které se v celkové sestavě vyskytují.


Stránka 49 z 66

Nejčastějším způsobem návrhu sestavy je postup, kdy do sestavy umísťujeme jednotlivé předem vymodelované součásti a vazbíme je pomocí vazeb. První součást, kterou do sestavy přidáme je takzvaně fixní, tzn., že je pevně uložena. Ve stromu FeatureManageru je tato součást označena písmenem (f). Jednotlivé součásti tedy modelujeme předem bez závislosti na sobě. Tento styl tvorby sestav nazýváme Návrh zdola nahoru.

Dalším postupem je Návrh shora dolů a od předchozího postupu se liší tím, že začínáme pracovat v sestavě. Geometrie jedné součásti nám může napomáhat při tvorbě odvozené součásti. Většinou se při tomto postupu začíná pomocí skici rozvržení sestavy. Je dále možné vložit díl do sestavy a potom si dle tohoto dílu vytvořit nový díl protikusu. Při práci shora dolů a tvorbě součásti protikusu v kontextu se lze odkazovat na geometrii modelu, takže můžeme ovládat rozměry nově vznikající součásti odvozením již od vložené součásti do sestavy. Pokud tedy dojde ke změně výchozí součásti tak se také regeneruje s novými rozměry odvozená součást.

Oba dva způsoby nalezneme v tréninkových kapitolách včetně výukových videí, kde je všechno dopodrobna rozebráno.


Stránka 50 z 66

9 Tiskové výstupy, závěr Význam tištěné podoby výkresové dokumentace má stále svůj velký význam. SolidWorks nabízí možnost jak tisku dílu, tak tisku výkresové dokumentace. V případě že v aktuálním vyobrazení chceme, vytisknou 3D model součásti volíme z hlavního menu položku Soubor a Tisk. V nabídce položek Záhlaví/zápatí máme možnost specifikovat texty, které budou vytisknuty na tiskárně současně s 3D modelem. Dále zde můžeme nastavit standardní položky ovlivňující kvalitu tisku, počet kopií apod. Před tiskem je také samozřejmostí možnost zobrazení náhledu před vytištěním, kde vidíme přesně danou stránku, jak bude vypadat na tiskárně. V případě tisků výkresové dokumentace můžeme s výhodou také specifikovat jednotlivé tloušťky čar na výtisku výkresu.

9.1 Závěr Doufám, že tento výukový materiál bude prospěšný a že bude pomůckou pro žáky, studenty a další zájemce o rozšíření svých znalosti v oblasti CAD aplikací. Vedle velice přívětivého, přehledného a jednoduchého prostředí profesionální aplikace nám SolidWorks nabízí další škálu doplňkových modulů a aplikací.

Mezi tyto další aplikace řadíme zejména: • • • •

SolidWorks Routing - práce a navrhování potrubí, elektrických kabeláží apod. PhotoWorks - profesionální nástroj pro fotorealistickou vizualizaci 3D modelů CosmosWorks Designer - je výkonná aplikace pro ověřování konstrukcí na úrovni fyzikálních a mechanických testů SolidCAM - vynikající doplněk pro tvorbu obráběcích a technologických postupů výroby součástí a generováním řídících programů pro obráběcí stroje


Stránka 51 z 66

10 Výuková videa Seznam výukových videí je následující: •

Soubor vyukove_video1.htm obsahuje popis tvorby skic a plošných objektů

•

Soubor vyukove_video2.htm obsahuje princip a přidávání základních vazeb ve skicáři

•

Soubor vyukove_video3.htm vymezuje rozdíly mezi určeností a neurčeností skic, práci s vazbami

•

Soubor vyukove_video4.htm pojednává o možnostech úprav skic a přeurčeností skic

•

Soubor vyukove_video5.htm obsahuje ukázky dalších používaných vazeb ve skicáři

•

Soubor vyukove_video6.htm obsahuje základní principy vysunutí do prostoru

•

Soubor vyukove_ video7.htm obsahuje popis změn 3D modelu a odebrání objemu vysunutím

•

Soubor vyukove_video8.htm ukazuje základní práci s lineárním polem prvků

•

Soubor vyukove_video9.htm popisuje rotační součást a použití příkazů Zkos a Zaobli

•

Soubor vyukove_video10.htm ukazuje základní principy a tvorby výkresové dokumentace

•

Soubor vyukove_video11.htm znázorňuje editaci kót a detailování při tvorbě výkresů

•

Soubor vyukove_video12.htm ukazuje použití řezů na výkresech

Všechna videa jsou optimalizována pro rozlišení obrazu 1024x768 pixelů.


Stránka 52 z 66

11 Cvičební a tréninkové úkoly 11.1 Příklad č. 1 - provrtaná krychle Zadání - vymodelujte prostorový díl dle výkresové dokumentace:

Vidíme, že se jedná o krychli, která má průchozí otvory ze všech stěn. Je zřejmé, že budeme používat základních dvou nástrojů na tvorbu objemových 3D dílů a sice: • •

Přidání vysunutím Odebrání vysunutím

Jednotlivé kroky vidíme na následujících obrázcích, vše je detailně znázorněno ve výukovém videu k tomuto příkladu.


Stránka 53 z 66

Základem je skica v jedné z rovin, zvolme například přední rovinu. Vidíme zde použitý nový vztah entit ve skice a sice rovnost.

Přidáme vysunutím a vysuneme o 50mm, vznikne nám 3D díl - krychle.

Dále přejdeme k tvorbě otvorů, víme, že krychle má šest stěn, jelikož jsou otvory průchozí, postačí nám naskicovat kružnice pouze na třech stěnách.


Stránka 54 z 66

Pokud přepneme styl zobrazení modelu na skryté hrany viditelné jsou skutečně otvory průchozí.

Celou tvorbu modelu nalezneme ve výukovém videu provrtana_krychle.htm.

11.2 Příklad č. 2 - vložka s otvory Zadání - vymodelujte prostorový díl dle výkresové dokumentace:

Z výkresové dokumentace je zřejmé, že se jedná opět o plošnou součást. Budeme zase přidávat a odebírat objemy pomocí příkazů: • •

Přidání vysunutím Odebrání vysunutím


Stránka 55 z 66

Začneme tedy skicou v přední rovině. Záměrně neskicujeme zkosení 15x45° a zaoblení R10. Tyto prvky domodelujeme až v prostorovém dílu.

Všímáme si použití pomocných konstrukčních entit - os. Tyto konstrukční prvky nejsou zahrnovány do hranic skic a nemají vliv na tvorbu modelu. Plní pouze pomocnou funkci. Detailní rozbor vazeb tohoto příkladu nalezneme ve výukovém videu. Následuje vysunutí profilu skici do prostoru o 15mm.


Stránka 56 z 66

Dalšími kroky bude domodelování zaoblení R10 a zkosení hran 15x45°. Výhodné je tyto prvky domodelovat až na prostorovém dílu než-li ve skice. Dodatečná úprava těchto prvků je jednoduší než editace skici. Jsou to samostatné kroky které vidíme ve vývojovém stromu FeatureManageru.

Celou tvorbu modelu nalezneme ve výukovém videu vlozka_s_otvory.htm.


Stránka 57 z 66

11.3 Příklad č. 3 - příruba Zadání - vymodelujte prostorový díl příruby dle výkresové dokumentace:

Detail drážky

Je vidět, že se jedná o rotační součást. Při modelování rotačních součástí skicujeme pouze danou polovinu určenou k rotování kolem osy či hrany.

Všimněme si také, že jsou na výkrese vidět zaoblení, v textové poznámce je uvedeno, že rozměr zaoblení, které nejsou kótovaná je R2. Zkosení 1x45°a veškerá zaoblení opět domodelujeme až na prostorové součásti.


Stránka 58 z 66

Tím, že skicujeme jen polovinu vznikne přidáním rotací rotační těleso které je řešitelné. Všimněme si také toho, že uvnitř součásti je průchozí otvor. Pokud otvor chceme vymodelovat již při rotaci, s výhodou specifikujeme osu rotace a od osy odskočíme se skicou poloviny profilu o požadovaný rozměr. Použitím kótování přes osu můžeme přímo zadávat průměrové hodnoty a nemusíme rozměr dělit dvěma.

Dalšími kroky budeme realizovat zaoblení hran R2 a zkosení 1x45°.


Stránka 59 z 66

Pro odebrání otvorů o průměru 9mm použijeme kruhového pole, kde odebereme vysunutím pouze jeden otvor a zbylé otvory se provedou pomocí již zmiňovaného pole.

Nakonec můžeme přejít k odebrání profilu drážky pro pero o šířce 10mm. Opět budeme skicovat na čele příruby.


Stránka 60 z 66

Postup a veškeré informace naleznete ve videu priruba.htm.

11.4 Příklad č. 3 - hřídel s drážkou a pero Zadání - vymodelujte prostorový díl hřídele dle skici:

Další krokem bude vytvoření 3D tělesa funkcí přidaní rotací. Jako osu rotace vybereme pomocnou osu na skici.


Stránka 61 z 66

Pro realizaci drážky pro pero musíme vytvořit pomocnou geometrii - rovinu. Rovina bude tečně ležet na válcové ploše o průměru 32mm.

Pro specifikaci roviny na válcové či kuželové ploše potřebujeme danou plochu a výchozí rovinu ke které bude nově tvořená rovina kolmá. Na nové rovině naskicujeme profil drážky o šířce 10mm a odebereme vysunutím do hloubky 3,3mm. Dále odebereme vysunutím profil drážky do hloubky 3mm.


Stránka 62 z 66

Další model který budeme potřebovat abychom mohli realizovat smyslu plnou sestavu je pero, které se umísťuje do drážky za účelem unášení. Přírubu, hřídel a pero budeme potřebovat v dalším příkladu jednoduché sestavy.

Pero vysuneme o 6mm a uložíme všechny díly (přírubu, hřídel a pero) na disk.

11.5 Příklad č. 4 - jednoduchá sestava Otevřeme současně všechny tři díly přírubu s otvory, hřídel s drážkou a pero. Přepínání mezi otevřenými okny realizujeme stiskem CTRL + TAB. Vytvoříme nový projekt tentokráte ovšem sestavu. První díl, který umístíme do sestavy bude hřídel. Toto těleso bude tzv. pevné - fixované.

Postupně vložíme zbylá dvě tělesa, všimněme si, že s perem a přírubou můžeme volně pohybovat. Vazby dílů v sestavách se určují pomocí podobných vazeb, jako jsou vazby ve skicáři. Studijní opora: CAD systém SolidWorks

Stránka 63 z 66

Vše je názorně viditelné v ukázkovém videu sestava1.htm. Dle tohoto videa se pokusíme složit svoji vlastní sestavu.

Vložení dílů do sestavy před přidáváním vazeb.


Stránka 64 z 66

Složená sestava a řez sestavou.

Vše je detailně vysvětleno ve video sekvenci sestava1.htm.


Stránka 65 z 66

Použitá literatura a zdroje

Některé vstupní materiály byly čerpány z knihy Základy SolidWorks - SolidWorks 2009, číslo instruktážní příručky: 157600900-CSY0002. Veškerá výuková videa jsou vlastními výtvory autora studijní opory a byla vytvořena pomocí freewarových nástrojů. Obrázky, které jsou použity v textu, jsou skeny obrazovky prostředí SolidWorks EDU licence 2009. Byly vytvořeny autorem studijní opory.

Informace o autorských právech a ochranných známkách: Všechny obchodní názvy a ochranné známky jsou majetkem svých vlastníků. Ochranné známky nebo registrované ochranné známky zmiňované v tomto dokumentu jsou uváděny pouze pro informační a výukové účely.


Stránka 66 z 66

CAD systém SolidWorks

Recommend Documents