Cvičení 7 z předmětu CAD I.
TVORBA MODELU A VÝKRESU SESTAVY CATIA V5 R14 Cílem sedmého cvičení je vytvoření jednoduché sestavy vstupního hřídele převodovky viz. obr.1, osvojení základních typů 3D vazeb pro polohování jednotlivých součástí v sestavě.
obr. 1 Základní principy sestavovaní komponent Komponenty do sestavy můžete přidávat následujícími způsoby: 1. Sestavíme komponenty parametricky určením jejich vzájemného umístění vzhledem k předchozím komponentám, nebo prvkům sestavy 2. Použitím vložení součástí pomocí funkce Existing Komponent , tak jak byla namodelována vzhledem k vlastnímu souřadnému systému nebo pomocí funkce Existing Component With Positioning pro umístění součásti do sestavy pomocí souřadných systémů, čímž už musíme počítat při tvorbě součástí. 3. Vytvořením součásti přímo v sestavě – Part Vytvoření nové sestavy Překopírujeme do svého adresáře Dokumenty adresář sestava z www.kst.vslib.cz s díly pro sestavování. Ze složky Programy/CATIA/ v menu Start aktivujeme položku CATIA V5R14 nebo spustíme ikonu zástupce na ploše. Spustíme Start, volíme Mechanical Design a dále Assembly Design a objeví se ve stromu název nové sestavy Produkt. Tento název ve stromu pomocí pravého tlačítka a vyvolaného menu Properties změníme v položce Part Numer na vhodný název Hridel_vstupni a dáme OK. Vkládání dílů V roletovém menu zvolíme funkci Existing Komponent a označíme ve stromu sestavu do níž chceme jednotlivé díly vkládat. Zobrazí se menu pro otevření dílu File Selection, kde označíme jeden nebo více dílů (pomocí klávesy shift nebo ctrl) a potvrdíme tlačítkem OK. Základní typy 3D vazeb pro polohování součástí v sestavě Constraints – vazby se zadávají z menu Constraints. Odebírají stupně volnosti součásti. Nejméně je 0 stupňů, kdy je poloha součásti plně určena.
1
Typy vazeb: •
Cooncidence Constraint – sjednotí bod s bodem, osu s osou, hranu s hranou, rovinnou plochu s rovinnou plochou a válcovou plochu s válcovou plochou shodně normálami.
•
Contact Constraint třeba určit směr.
•
Offset Constraint – vymezí polohu dvou rovnoběžných hran, os, rovin nebo rovinných ploch na rozměr definovaný uživatelem. Coord Sys – sesouhlasí dva souřadné systémy.
•
- normály rovinných ploch proti sobě, v případě pomocných rovin je
•
Angle Constraint – vymezí úhlovou polohu dvou hran, os, rovin nebo rovinných ploch na hodnotu úhlu definovanou uživatelem.
•
Fix Component
•
Fix Together
•
Quick Constraint - rychlé vložení vazby, podle označených elementů systém automaticky vytvoří vhodnou vazbu
•
Change Constraint - vymění označenou již vytvořenou vazbu za jiný typ,který uživatel zvolí v okně s vazbami, které tato funkce nabídne.
•
Reuse Pattern - z vkládané součásti vytvoří pole součástí, jehož geometrie bude stejná jako pole prvků součásti, ke které vkládané pole chceme touto funkcí přidružit.
– zafixuje aktuelní polohu součásti. – zafixuje polohu vybrané součásti vzhledem k jiné námi vybrané součásti.
Posun a rotace vložených součástí Funkce Manipulation , umožňuje posouvat nebo natočit vloženou součást do požadované polohy, pokud toto těleso leží uvnitř sestavy. Posunutí i rotace je omezena stupni volnosti již nadefinovaných vazeb. Postup je jednoduchý, aktivujeme funkci, zobrazí se menu, kde mužeme volit : Posun ve směrech os X, Y a Z základního souřadného systému nebo osy vybrané uživatelem Posun do dvou směrů v jedné z rovin základního souřadného systému XY, YZ a XZ nebo v rovině označené uživatelem Rotace kolem os X,Y a Z základního souřadného systému nebo vybrané označené osy Poté označíme vybraný díl nebo součást, kterou chceme manipulovat, buď ve stromu nebo přímo na zobrazené geometrii a pohybem myši při drženém pravém tlač. můžeme součástí pohybovat. Začneme vkládat díly do sestavy. Použijeme k tomu funkce Existing Komponent , která umožňuje vkládání dílu,které máme uloženy na disku. Aktivujeme funkci, najdeme díl,který chceme vložit a to potvrdíme OK. Jako první díl vložíme hřídel a jeho polohu zafixujeme pomocí vazby Fix Component
. Dále vložíme díl lozisko_25x47x15_csn024720a. Použijte znovu stejnou funkci
Existing Komponent a pomocí funkce Cooncidence Constraint provedeme sjednocení os vybereme plochu díry ložiska a válcovou plochu hřídele (graficky se zobrazí osy). Druhou vazbu volte Contact Constraint - ložisko se čelní plochou bude opírat o plochu osazení hřídele (poloha na ose hřídele) – vybereme plochy: čelo ložiska a osazení hřídele u ozubení. Stejným způsobem to provedeme pro druhé ložisko lozisko_ 25x47x15_csn024720a a gufero_24x40x10_csn029401, leží v ose hřídele, mezi ním a ložiskem je mezera 0.5 mm. To napolohujeme nejprve vazbou Cooncidence Constraint - stotožnění os a mezeru 0.5 mm vytvoříme vazbou Offset Constraint , kde vybereme čelní plochu gufera a čelní plochu ložiska a okénka hodnoty Offset dáme hodnotu 0.5 mm. Vicko leží v ose hřídele opřené o bok vnějšího kroužku ložiska – vazby Cooncidence Constraint 2
a Contact Constraint . Pero umístíme vazbou Contact Constraint – dno drážky na hřídeli a spodní plocha pera, dalšími vazbami sjednotíme odpovídající bok drážky a pera. Pozor! Pro snadnější přehlednost při montáži je možné některé díly „zneviditelnit“ - ve stromu dílu pravým tlačítkem v menu zvolit položku Hide/Show. Skrytý díl má ve stromu v menu viditelně odlišnou položku než ostatní viditelné. Nyní umístěte skříň skrin_obrob do sestavy opět pomocí funkce Existing Komponent . Sjednotíme vhodnými vazbami osu hřídele a skříně, čelo víčka s čelem skříně a osu díry pro šroub ve víčku s osou díry ve skříni, dle obrázku na začátku textu. Druhé víčko bude vytvořeno přímo v sestavě. Vytvoření dílu v sestavě Druhé víčko bude vytvořeno přímo v sestavě. Tato varianta tvorby se příliš nedoporučuje, neboť je potřeba opatrně pracovat s rodiči výchozí geometrie – pozor na vazby se stávající geometrií !!!! Lépe si psát rozměry na papír a víčko udělat jako samostatný díl. V praxi se však tento způsob tvorby používá, proto zde bude uveden. Dobře si u dílu tvořeného přímo v sestavě rozvažte budoucí rodiče. Čím méně různých rodičů, tím lépe. Čím více kót, tím lépe pro výkres součásti. Díl začněte vytvářet v sestavě pomocí funkce Part , kterou aktivujeme a označíme ve stromu sestavu, do které má být nový díl vložen. Zobrazí se okno New Part:Origin Point, pro definici souřadného systému nového dílu v sestavě. Potvrdíme položku NO, že souřadný systém nového dílu bude sjednocen se souřadným systémem sestavy. Tím jsme vybrali rodiče nového dílu. Potom funkcí Shaft budeme vytvářet geometrii víčka. Skicovací rovinu zadejte zase rovinu XY souřadného systému nového dílu, Reference – osa rotace a hrana skříně, skicu nakreslete dle obrázku 2, nezapomeňte na osu. Je možné, že skicovací rovina bude jinak natočena.
obr. 2 Modifikace dílu v sestavě Dál pokračujte v tomto textu. Všimněte si určení polohy skici vazbou ztotožnění hrany víka s obrobkem skříně. Tvorbu dokončete způsobem známým již z dřívějška Dále srazte náběhovou hranu pro nalisování gufera 0.5x2 mm a do čela vyvrtejte díru pro šroub M6 ⎠6.5 skrz, osazení ⎠10.5 do hloubky 6 na roztečném průměru ⎠57, úhlové natočení díry musí odpovídat poloze osy závitu ve skříni obrobku. Potom kruhové pole pěti děr, pomocí funkce Circular Pattern . Pokud chcete na dílu něco změnit, vložit či upravit další prvek nebo jste se ztratili při tvorbě dílu, ale díl už ve stromu je, návod najdete v dalším odstavci. Prvky vicko a viko_gufera přesahují přes obrys skříně a tak z nich postupně odřízněte přesahující části přidáním prvku Pocket do stromu součásti, kterou chceme modifikovat. Part této součásti je třeba aktivovat dvojkliknutím na vnitřní položku tohoto dílu sestavy (nachází se o úroveň níž,položku dílu 3
je třeba rozbalit). Následující operace se bude týkat jen této součástky.Volte funkci Pocket , za skicovací rovinu zvolte čelo víčka, za reference náčrtu volte zásadně prvky víčka. Jako meze odříznutí volte položku Up to last – odřízne jen aktivní víčko (Zápis se objeví ve stromu víčka). Aktivací vika_gufera se zruší předchozí aktivace, obdobně ořízněte tuto další součást. Aktivací HRIDEL_VSTUPNI ve stromu se vrátíte zpět do sestavy. Vytvoření prvku v sestavě V sestavách je možné jen materiál odebírat a to tak, že zadáte průnik nového prvku sestavy s dříve vloženými díly. Jako příklad proveďte provrtání víka a skříně závitovou dírou pro připevnění jakéhosi držáku - M6x1/18/20, s osazením ⎠7.5 mm do hloubky 10. Díra na čele víka je vytvořena funkcí Hole z lišty Assembly Features na ⎠55 mm s libovolným úhlovým natočením tak, aby neřezala šroub( např. 120° od vodorovné roviny). Nejprve naskicujeme bod ve stromu partu Viko pro umístění polohy díry. Potom přepneme zpět do sestavy a aktivujeme ze jmenované lišty Assembly Features funkci Hole . Vybereme naskicovaný bod a označíme plochu – čelo víka pro umístění závitové díry a v následujícím zobrazeném menu zadáme její parametry. Současně se zobrazí okno Assembly Features Definition, kde specifickým tlačítkem přesuneme z položky Parts Possibly Affected díly, které mají být závitovou dírou proříznuty, do položky Affected Parts. Po té potvrdíme parametry funkce tlačítkem OK. Díra se vytvoří standardním způsobem, prvek Hole se objeví ve stromu sestavy jako Assembly Hole, ve stromech jednotlivých prvků VIKO_GUFERA a SKRIN_OBROBKU budou prvky Hole. Vkládání normalizovaných součástí Pokračujeme vložením normalizované součásti - šroub M6x12 ČSN EN ISO 4762, kterou si nakopírujeme z adresáře G: kstfs\apl\cviceni\ Catia_V5\cviceni7\sroubM6x12 a vložíme pomocí funkce Existing Komponent
. Šroub v sestavě pomocí vazeb zavazbíme s jednou z pole děr ve
víčku. Pokračujeme vytvořením kruhového pole těchto šroubů, zvolíme funkci Reuse Pattern . V nabídce funkce do položky Pattern označíme pole děr, které se nachází ve stromu dílu víko, podle kterého se převezmou stejné reference pro kruhové pole šroubů. Protože díra pro šroub ve víčku byla patternovaná, je kopírován i šroub do všech děr. Potom je ještě třeba do položky Component to instantiate označit nově vložený díl šroub M6x12 ve stromu sestavy a v položce First instance on pattern dáme volbu Re-use the originál komponent, aby nebyl kopírován originální původní díl a do stromu přibyly čtyři nové kopie šroubu. Ve stromu vybereme první šroub, pravým tlačítkem aktivujeme položku Properties, kde přejmenujeme položky Part Numer a Instance Name na M6x12_ CSN_EN_ISO_4762. Ostatní šrouby se pak přejmenují automaticky. Sestavu uložíme, tím bude uložen i šroub do adresáře cviceni 7. Šroub do druhého víčka vložte již z tohoto adresáře jako všechny předchozí součástky, potom stejným způsobem opět vytvoříme kruhové pole. V kusovníku bude uvedeno10 šroubů.
obr. 3
4
Měření prováděná v sestavě Měření průniku hmot tzv. kontrola kolizí jednotlivých dílů je jednou z nejdůležitějších kontrol z lišty Space Analysis. Analýzu si pojmenujeme v sestavě. Provedeme ji spuštěním funkce Clash v položce Name a pokračujeme volbou typu analýzy v položce Type, kde nastavíme Contact + Clash – provede se kontrola kontaktů (dotyků) a kolizí. Dále je třeba nastavit rozsah kontroly, tedy co všechno bude kontrolováno, ve spodní položce Type zadáme Between All Components, aby kontrola byla provedena mezi všemi díly v sestavě navzájem. Kontrolu potvrdíme tlačítkem Apply a menu funkce se rozšíří o okno zobrazení výsledků analýzy – Results. Protože nás zpravidla zajímají hlavně kolize, nastavíme ve filtru Filter List volbu Clash, aby se zobrazily pouze nalezené kolize a kontakty nikoliv. Pokud se v okně Results objeví nějaký odkaz na díly v sestavě, je něco nakresleno či sestaveno špatně. Ukázáním myší na řádek dvojice v okně Results dojde k zobrazení pronikajících se částí ve specielním okně Preview. Velikost průniku v milimetrech je zobrazena na zobrazené geometrii dílů, jež jsou v kolizi. Kontrolu lze uložit do stromu potvrzením pomocí tlačítka OK a po příslušných modifikacích kolidujících dílů ji znovu aktivovat a sestavu znovu překontrolovat. Měření vůlí a vzdáleností mezi díly se provede pomocí funkce Distance and Band Analysis, spuštěnou analýzu pojmenujeme a zvolíme typ měření vůlí a mezi kterými díly se měření má provést – položka Type – Minimum – Between two selections, tzn. že bude měřena minimální vzdálenost mezi dvěma díly nebo podsestavami, které vybereme to položek Selection 1, Selection 2. Do nich vybereme např. díl Viko a díl Šroub a aktivujeme spuštění kontroly tlačítkem Apply a menu funkce se opět rozšíří o okno Results s hodnotami výsledků měření nejmenší vzdálenosti a zároveň se zobrazí okno s grafickou prezentací výsledků analýzy Preview. Kontrolu lze uložit do stromu potvrzením pomocí tlačítka OK.
obr. 4 Výkres sestavy V menu Start, volíme Mechanical Design a dále Drafting a objeví se menu New drawing creation. Zde v položce Select an automatic layout vybereme jaký typ šablony na výkres chceme použít, nabízí se možnost použít šablony se předdefinovanými pohledy,ale my zvolíme Empty sheet a pomocí tlačítka Modify nastavíme parametry výkresu, především standart-normu,jakou chceme používat Standart-ISO, formát listu výkresu Sheet style-A3 ISO a orientaci výkresu zvolíme na výšku - Portrait, zavřeme menu položky Modify tlačítkem OK a vše znovu potvrdíme OK. Pokračujeme vložením rámečku výkresu. V tomto případě jsme použili rámeček z prostředí Autocad ve formátu *.dxf, který jsme otevřeli v prostředí CATIA V5. Ve stromu nového výkresu se rámeček objeví jako nový pohled Main View. Ten můžeme vzápětí pomocí Copy a Paste vložit do našeho rozpracovaného výkresu a ručně ho přibližně napolohovat do výkresového prostoru. Dále začneme vkládat pohledy a řezy sestavou. Nejprve vložíme do sestavy pohled-nárys pomocí funkce Front View , pro tento první pohled je třeba v sestavě vybrat promítací rovinu pohledu, vybereme čelní rovinou plochu víčka a vložený pohled napolohujeme podle předlohy výkresu na obr. 4. Pokračujeme tvorbu řezu sestavou procházející rovinou ZX. V ikonovém menu 5
Sections aktivujeme funkci Offset Section View a naskicujeme přes geometrii pohledu průmět řezu – nelomenou úsečku – vertikálně. Prvním kliknutím označíme počátek úsečky a dvojkliknutím ukončením této úsečky. Přesuneme kurzor doleva a automaticky se nám graficky zobrazí okno průřezu. Přesouváním nalevo a napravo od úsečky, se nám budou měnit šipky směru projekce průřezu. Jsme-li s umístěním průřezu ve výkresovém prostoru spokojeni, stiskneme pravé tlačítko myši a dojde k umístění průřezu a označení šipek projekce v pohledu s řezem A-A. zadejte název řezu, třeba A-A. Ještě je ale třeba u řezu nadefinovat, aby hřídel a všechny šrouby byly na řezu pohledově, nikoliv v řezu. To se provádí v sestavě, kde u každého tohoto dílu, který nemá být v řezu, se tento díl označí ve stromu a pravým tlač. myši se aktivuje položka Properties, kde dále v položce Drafting zaškrtneme volbu Do not cut in section views. To provedeme u všech těchto dílů. Dále zbývá ještě vložit půdorys. Aktivujeme dvojkliknutím před chvílí vložený řez a z ikonového menu Projections a kurzor myši posuneme dolů pod pohled s řezem A-A a hnet spustíme funkci Projection View by se nám měl graficky zobrazit projekční pohled. Jsme-li spokojeni s umístěním, stiskneme pravé tlačítko myši a dojde k vložení pohledu. U všech těchto pohledů a řezů nastavíme zobrazení os, závitů a centerline – pravým tlačítkem ukážeme na okno pohledu, položka Properties, kde zaškrtneme Center Line, Axis a Thread. Nyní provedeme úpravu šrafování: ukažte dvojkliknutím na šrafy, zobrazí se nabídka Properties. v položce Antle nastavíme hodnotu 45° nebo 135°, v položce Pitch nastavíme hodnoty roztečí v mm a vše potvrdíme tlačítkem OK. Kusovník a pozice Nejprve je třeba vygenerovat pro jednotlivé díly v modulu sestavy pozice a kusovník. K vygenerování pozic použijeme funkci Generate Numbering z lišty funkcí Product Structure Tools, po její aktivaci označíme ve stromu sestavu, pro kterou chceme generovat pozice dílů a zobrazí se menu, kde pod položkou Mode nastavíme typ pozicování pomocí čísel – Integer 1, 2, 3 … a v položce Existing Numbers zaškrtneme volbu Replace, aby dříve vytvořené pozice, pokud by v sestavě už nacházely, byly nově vygenerovanými nahrazeny. Vše potvrdíme tlačítkem OK. Dále v sestavě ještě vygenerujeme kusovník. Aktivujeme v horizontálním roletovém menu Analyze/Bill of Materiál … a zobrazí se nám menu kusovníku sestavy. Zde je třeba definovat formát kusovníku – jaké položky bude obsahovat. Spustíme tlačítko Define Formats, kde si můžeme v položce Selected Format vybrat z přednastavených formátů, nebo si vytvořit nový nebo případně nový formát smazat. Co bude formát obsahovat ovlivňujeme v položkách Properties for the Bill of material a Properties for the recapitulation. V obou těchto položkách přesuneme z okna Hidden Properties do okna Displayed Properties vlastnosti Number, Part Number a Quantity přesně v tomto pořadí. Změny potvrdíme tlačítkem OK. Následně se nám v oknech Bill of material: Hridel_vstupni a Recapitulation of: Hridel_vstupni objeví vygenerované pozice a jim přiřazené díly a jejich počet viz. obr. 5.
obr. 5
6
Kusovník ještě uložíme do podoby dokumentu. Pod položkou Save As se nabízí možnost ho uložit na disk v podobě textového, excelovského souboru nebo stránky html. My ho uložíme jako soubor formátu Microsoft Excel Hridel_vstupni.xls. Vytvořený soubor je třeba pochopitelně v příslušném softwarovém prostředí upravit a doplnit, především o údaje o materiálu, polotovaru a označení norem jednotlivých dílů sestavy, aby odpovídal požadavků a normám technického kreslení. Jsme-li hotovi, vše navolené potvrdíme v menu tlačítkem OK. Pokračujeme vykreslením vygenerovaných pozic ve výkresu sestavení. Přepneme do výkresu sestavení a dvojkliknutím aktivujeme řez A-A. Z lišty Dimension Generation aktivujeme funkci Generate Balloons pro vykreslení pozic jednotlivých dílů vygenerovaných v sestavě. Zobrazí se pozice dílů, které je ještě třeba polohově uspořádat a případně podle požadavků uživatele graficky modifikovat. Pro uspořádaní pozic lze pěkně použít funkce Element Positioning z lišty funkcí Positioning. Nejprve je třeba označit všechny pozice, které chceme uspořádat, po té aktivujeme tuto funkci a zobrazí se menu, kde vhodným nastavením voleb v položkách Align, Space a Move. Výsledný výkres sestavení by mohl vypadat následovně obr. 6 :
obr. 6
7
