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EJERCICIO Nº12 (WS-3D)

Ejercicio de WireFrame & Surface

Ejer-N12-WS-MANIVELA

  Este ejercicio se compone de tres partes:

• La manivela en si.
• El cuadradillo
• El mango
• Y el montaje del conjunto

Se trata de diseñar una Manivela que está formada por varias sub-piezas soldadas o remachadas. El diseño se hará de forma parecida al proceso de fabricación, y por lo tanto las agrupaciones en Part´s y Bodys se harán con ese concepto.
  Como está formada por varias piezas, debemos crear un conjunto donde insertaremos tres CATPart´s.

1. Damos File NewProduct.
2. Ponemos como nombre del Product: Ejer-N12-WS-MANIVELA.
3. Si no lo estamos, cambiamos al entorno “Assembly Design” y mediante el icono “New Part” y seleccionamos el CATProduct en el árbol, añadiendo un CATPart a la estructura del conjunto. Le damos, en “PropertiesPart Number”, nombre a este CATPart: Ejer-N12-WS-Barra.

 Ahora vamos a trabajar en “Diseño en Contexto”, es decir, estando dentro de un CATProduct, trabajaremos realmente en el CATPart, para ello damos un doble Clic sobre el nodo del Part. Pasaremos con esto de entorno donde estabamos a uno propio del CATPart.
  El primer paso es definir los parámetros que llamaremos:

Largo = 300mm	Distancia entre el mango y el punto de giro
Alto = 100mm	Separación entre la cara de cuadradillo y el inicio del mango
A = 30mm	Espesor en zona del mango
B = 20mm	Espesor en zona del cuadradillo
C = 20mm	Radio en zona del mango (es el menor)

  Consideraremos que el material de partida, es una placa de espesor constante que por medio de forja se deforma. Por lo tanto la sección debe ser uniforme, es decir el área inicial (A = 30mm x C = 20mm) de un corte en el mango debe ser igual a un corte en el cuadradillo.

4.  Creamos un plano de simetría a un offset de 0mm del plano XZ, al que identificaremos como “Plane.Simetria”.
5. Creamos otro plano, que llamaremos “Plane.Distancia" paralelo a una distancia igual al parámetro “Largo” del plano YZ
6. Creamos un Body nuevo y sobre el “Plane.Simetría” creamos un Sketch y en él dibujamos el perfil de la Manivela. Este body lo identificaremos como “Body.Lateral”.

Las condiciones de este dibujo son:

•  El radio de doblado mínimo es de 100mm y se encuentran en las líneas de referencias situadas a 30mm del “Plane.Distancia" y 20mm del eje V
•  Los radios exteriores son concéntricos con los de doblado mínimo.
•  La altura desde la horizontal hasta la línea horizontal de la izquierda es igual al parámetro Alto = 100mm
•  El resto, según cotas. Si se cambian los parámetros de espesor A = 30mm o bién B = 20mm cambiarán los radios de la planta.

7. Hacemos un Pad de 35mm de ancho, usando la opción “Mirrored Extent”.
8. Hacemos un Draft que tiene las siguientes condiciones:
   •  Angle: 5deg.
   •  Faces: Las caras superiores e inferiores.
   •   Neutral Element: El plano “Plane.Simetría”
   •  Parting Element: = Neutral
   •  Draft both sides: Activado

  El perfil debe tener este aspecto:

Insertamos otro Body al que identificaremos como “Body.Planta”. En él creamos, sobre el plano XY, un Sketch con la planta como se indica en la figura inferior.  En esta figura hay las siguientes restricciones:  C : Es el Radio más pequeño de 20mm  D : Este radio está en función del radio C y de las cotas A y B. Su fórmula es : (C * A) / B E : Este radio es igual al radio D - 3mm. No olvide poner unidades El resto, según lo acotado.

10.  Creamos un Pad con la opción “Goto profile definition” seleccionando el contorno exterior, el círculo de radio 11,5mm y el círculo pequeño interior de radio 8mm. La altura debe sobrepasar la del perfil. Lo ponemos como suma del parámetro Alto + A +5mm. Para distinguirlo, cambiaremos los valores gráficos a verde claro. (Claro!!!)
11. Ponemos activo la feature Draft y operamos mediante una operación booleana “Intersect” ambos bodys. Con esta operación nos quedamos con el material común a ambos body's. El resultado es el siguiente:

Hacemos una operación de EdgeFillet de Radio= 3mm, a las aristas exteriores. También se puede aplicar a la cara lateral. En la parte inferior, en su cara inferior debemos acoplar un cilindro que irá soldado. Para ello debemos hacer un redoblonado de diámetro E = 27mm pero antes debemos calcular a que profundidad mínima conseguimos una cara plana. Para ello hacemos lo siguiente: Nos cambiamos al entorno “Generative Shape Design” y creamos un Open_Body que cuelge directamente del Body.Lateral.  En él dibujamos un círculo del mismo diámetro que el del Sketch E=27mm cuyo centro lo obtenemos por intersección del eje X con el Plane.Distancia y que está apoyado sobre el plano XY.

14. Proyectamos (icono “Projection”) este círculo, en dirección al plano XY, sobre una semi-cara inferior del Body, dándonos un “cuasi” semi-círculo. Obtenemos el punto de intersección del PlaneDistancia con el arco y el punto obtenido lo proyectamos sobre el círculo. Si ahora calculamos la distancia entre ambos puntos, podemos usar este valor para saber cuanto tenemos que profundizar en el redoblonado.

15. Hacemos por lo tanto una operación de Pocket tomando como geometría el círculo y de altura el valor de la Measure.
16. Hacemos una operación Assembly con el PartBody del Body resultante.
17. Salvamos el CATPart creado con la opción FileSave Management...

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CATPart Cuadradillo:

  Ahora vamos a crear el CATPart correspondiente al cilindro donde se ubica el cuadradillo.

18. Nos cambiamos al entorno Assembly (OJO) mediante el doble clic sobre el nodo raiz.
19. Añadimos un nuevo CATPart al conjunto al que llamaremos: Ejer-N12-WS-Cuadradillo. A la pregunta de “si queremos definir nosotros el origen (SI) o que tome el mismo origen que el del conjunto (NO)” diremos SI y seleccionamos como origen el punto de intersección que señala la flecha.

20. Nos cambiamos (Diseño en contexto) al “Part Design” (si no lo estamos) del Part recién creado.
21. Creamos un nuevo Body al que llamaremos “Body.Cilindro”, con las propiedades gráficas de color naranja y dentro de él:
22. Nos aseguramos que tenemos las opciones de Link de forma adecuadas, para que guarden relaciones entre las distintas piezas.
23.  Creamos un Pad con el círculo de diámetro E = 27mm del Círculo de la OTRA PIEZA anterior, el mismo que hemos usado para el Pocket. Las alturas serán 30mm y el valor de la measure (Measure-Between.1\Length).

Cuando seleccionamos la geometría de la otra pieza nos advierte de que va a guardar link, si le decimos que si. Nosotros siempre diremos SI.

24.  Hacemos un Chamfer de 2mm x 45 grados.
25. Operamos este Body con el PartBody haciendo una operación Assembly
26. Creamos un Sketch posicionado con las siguientes características:

    Type:	Positioned	xy Plane
    Origin:	Projection Point	El punto de intersección de la pieza anterior
    Orientation:	Implicit

27.  En ese Sketch, usando la paleta dibujamos un cuadradillo, mediante el icono “Oriented Rectangle”, cuyos vértices coincidirán con los planos “Plane.Simetría” y “Plane.Distancia” de 22mm de entre caras.

28. En la misma raiz del CATpart creamos una operación de Pocket con el cuadradillo (opción “GOTO profile definition”) y la altura de 40mm y la opción “Mirrored extent”

29.  También colgando directamente del PartBody, hacemos un taladro (Hole) con la siguiente especificación:

•   Punto a seleccionar: Se obtiene seleccionando la arista de la cara inferior ANTES de seleccionar la cara.
•   Cara a seleccionar: la cara inferior
•   Extensión: Blind
•  Diameter: 35mm
•  Depth: 2mm
•  Type: Tapered
•  Angle: 90deg
•  Color: Amarillo.
    El resultado lo vemos en la figura anterior. Debemos salvar de vez en cuando usando la opción Save Management.

30.  Salvamos el CATPart creado con la opción FileSave Management...

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CATPart Mango:
  Ahora vamos a crear el CATPart correspondiente el Mango para la Manivela mediante el mismo icono que el anterior.

31. Nos cambiamos al entorno Assembly (OJO) mediante el doble clic sobre el nodo raiz.
32. Añadimos un nuevo CATPart al conjunto al que llamaremos: Ejer-N12-WS-Mango. A la pregunta de “si queremos definir nosotros el origen (SI) o que tome el mismo origen que el del conjunto (NO)” diremos NO para que tenga el mismo origen que el conjunto (el del primer CATPart cargado).

Creamos un nuevo Body al que llamaremos “Body.Mango”, con las propiedades gráficas de color marrón y dentro de él: Creamos un Sketcher Posicionado, con soporte en el Plane.Simetría con esta geometría, y el origen: la intersección del eje Z y la parte superior del Sketch de la “Barra”. Como se vé está compuesta por una “Spline” (de 7 puntos) y varias rectas y un arco de círculo que semeja el “Recalcado” para que el mango no se salga.   Las cotas de la Spline están puestas como ejemplo. El usuario puede hacer el suyo propio sin acotar y mover los puntos para ver el resultado.La única condición es que esté perfectamente relimitado y que empiece y termine en el eje Z

36. Con este Contorno, hacemos un “Shaft” tomando como eje el eje Z del CATpart y como contorno el Sketch.
37. Por último operamos con un Add el body al CATPart

Funciones: Diseño en Contexto, Draft, Project, Measure, Oriented Rectangle, Spline, Shaft

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EJERCICIO Nº12b (ASS)

Ejercicio de Assembly

Ejer-N12-WS-MANIVELA

  En este ejercicio se trata de ver como se resuelven los problemas de modificaciones en contexto y operaciones de Assembly.

  Como vemos que el Mango no asienta muy bien en la palanca, vamos a hacerle un lamado de 0.8mm de profundidad y con un diámetro de 20mm por la parte superior, para lo cual:

1.  Creamos en el Part Barra un plano perpendicular al eje Z y que pase por un punto del Sketch.
2. Obtenemos el punto de intersección de este plano con el eje Z.
3. Sobre el plano dibujamos un círculo de diámetro 20mm.
4. Hacemos un Pocket con este círculo.

  Pero el Mango tiene relación, en el Sketch (Posicionado) con la parte superior de la Barra y no lograremos trasladarlo para que asiente. Para evitar esto cambiamos las condiciones del Sketch y lo pasamos a que tenga relación con el Origen de la pieza (“Part origin”).
  Después de nuevo al Product y hacemos una traslación mediante el módulo Assembly y definir una constraint de contacto entre caras.

  Para probar la bondad del diseño, vamos a cambiar los parámetros Largo y Alto por 450mm y 200mm respectivamente.

Ahora nos cambiamos al CATProduct y damos a Update. Y el cambio se habrá realizado!!!
¿Qué cosas quedan mal?
Ahora el alumno debe solucionar el problema y comprobar otra vez los cambios.
En la Part Cuadradillo:

5. Pocket.1 es innecesario ? Cambiar la forma de definir la longitud.

Apliquemos otro cambio: C = 25mm (era 20mm)

6. El Límite del Pad de la Barra debe también estar relacionado: Poner la fórmula.
7. La cota de 30mm también está relacionada: Poner fórmula.

Apliquemos otro cambio: A = 35mm (era 30mm). Este debería ser posible ya sin modificaciones.
Apliquemos otro cambio: B = 22mm (era 20mm). Este debería ser posible ya sin modificaciones.

Probemos ahora la bondad de las operaciones en un Assembly:

8.  Eliminamos en la Part “Cuadradillo” el Pocket del cuadradillo, pero NO eliminamos el Sketch, que dejaremos visible.
9. Cambiamos al Product.
10. Aplicamos una operación Pocket seleccionando como contorno el cuadradillo del Part Cuadradillo. Nos aparece una ventana que nos pide en cuales Part, que componen el Product, se le aplica la Operación.

11. Seleccionamos en la parte alta (“Parts possibly affected”) las Part a las cuales les vamos a aplicar la operación Pocket:
12. Seleccionamos Cuadradillo y Barra y seleccionamos la flecha abajo cada vez, quedando estas afectadas

13. Damos como longitudes el valor de “Up to Last” para los dos límites.

Pero si observamos el árbol nos encontramos:

• En el árbol del Assembly aparece una operación “Assembly Pocket.1” con dos Pocket que realmente se encuentran en los árboles (al seleccionarlo se pone en rojo) de las Part elementales.
    Esta operación se hace en el Assembly porque suponemos que la operación de “brochado” se hace una vez las dos piezas están soldadas. Luego NO debe aparecer en la elemental. Veamos si esto es así:

14. Salvemos todas las partes, mediante el menú “Save Management”.
15. Cerremos el Product y pongamos la opción ToolsOptionsGeneralY desactivar la opción “Load referenced document”.
16. Abrimos los Part´s Barra y Cuadradillo. Y vemos que en ambos Part´s aparece la operación Pocket (eso sí: con Link) como si se hubiera hecho sobre la elemental.

Y si en la Part lo desactivamos y lo salvamos, cuando abrimos el Product que los monta, esta feature en el “Assembly Pocket.1” aparece desactivada.

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Dirija sus preguntas a: juanri@muchocatia.es

CATIA V5 R16