Učebnice Solidworks – nové vydání by Zoner Press

Jak pracovat s touto knihou  Doporučení autora Cílem učebnice je vysvětlit začínajícím uživatelům krok za krokem základní principy konstruování a postupy práce v CAD softwaru SolidWorks. V patnácti přehledně a chronologicky členěných kapitolách naleznete jak množství základních informací a teoretických poznatků, tak i jejich praktickou aplikaci do postupů řešených úloh. V kapitolách najdete také zadání ke cvičením, která zkuste zpracovat samostatně. Pokud si nebudete vědět rady, řešení naleznete v postupech uvedených na portálu Mujsolidworks.cz. S tímto webem je celá učebnice úzce provázána. Tato učebnice neslouží jako manuál. Je dobré si během studia uvědomit, že při řešení příkladů z této knihy i z portálu Mujsolidworks.cz lze postupovat různými způsoby. Po dokončení každého příkladu, či cvičení se zkuste zamyslet, zda lze k výsledku dojít i jinou cestou. Pokud vás napadne alternativní řešení, vyzkoušejte je. Opravdový konstruktér z vás bude pouze tehdy, pokud se vám podaří nalézat a volit ty nejvhodnější cesty vedoucí k optimálnímu návrhu.

 Instrukce ke stažení souborů k příkladům a cvičením Zadání většiny příkladů a cvičení vychází z připravených dokumentů, které obsahují předpřipravené skici, prvky i celé modely. Bez nich často není možné návody a postupy

Než zahájíte studium 1 Na www.mujsolidworks.cz/ucebnice si stáhněte podklady ke studiu této knihy. Soubory k příkladům a cvičením a šablony SolidWorks si uložte do patřičných složek podle instrukcí na další straně. 2 Po spuštění SolidWorks si zobrazte Nástroje pro rychlý přístup: a. Otevřete si nový díl. b. Použijte menu Nástroje → Vlastní. c. Na záložce Panely nástrojů použijte volbu Zobrazit v pruhu nabídek:

3 Po spuštění SolidWorks vypněte na záložce Prvky funkci Rychlé3D:

4 Před skicováním vypněte na záložce Skica funkce Instant2D a Stínované obrysy skici:

Jak pracovat s touto knihou v této učebnici používat. K dispozici jsou navíc i řešení příkladů a cvičení, případně výkresy ve formátu PDF. Z webu www.mujsolidworks.cz/ucebnice si můžete stáhnout buď soubory s podklady jednotlivých kapitol (3.zip až 15.zip) nebo soubor ucebnice.zip, který obsahuje podklady ke všem příkladům a cvičením v knize a navíc také všechny použité šablony. Každá rozbalená složka obsahuje podsložky, jejichž názvy jsou totožné s čísly příkladů a kapitol. Komprimované složky doporučujeme stáhnout a rozbalit do složky Mujsolidworks, kterou si vytvořte na pevném disku nebo na ploše. Například cesta k souborům k Příkladu 4.2 může po rozbalení 4.zip vypadat třeba takto: C:\Mujsolidworks\4\4-2.

 Instrukce ke stažení šablon Stáhněte si šablony dílu, sestavy, výkresu, formáty listů výkresu, šablony kusovníku a tabulek. Usnadní vám práci s řešením příkladů a cvičných úloh. Z webu www.mujsolidworks.cz/ucebnice si stáhněte komprimovanou složku 0-sablony.zip, která obsahuje potřebné šablony v podsložkách: • 1-Šablony dokumentů • 2-Formáty listů • 3-Kusovníky a tabulky Šablony musíte rozbalit a umístit do správných cílových složek: • Cesty k cílovým složkám pro umístění šablon se mohou lišit podle toho, jakou verzi SolidWorks používáte (v názvech složek dále nahraďte 20xx číslem vaší verze). • Obdobně se může lišit i název složky, ve které máte SolidWorks nainstalován. Šablony dílu, sestavy, výkresu a formáty listů výkresu se kopírují do složky

C:\ProgramData, která je při standardním nastavení operačního systému Windows skrytá. Pro její otevření přepište do adresního řádku v Průzkumníku Windows celé cesty uvedené níže nebo je jednoduše překopírujte z webu www.mujsolidworks.cz/ucebnice. Složku C:\ProgramData můžete otevřít také tak, že do adresního řádku Průzkumníku Windows napíšete text %programdata%.

Umístění šablon dílu, sestavy a výkresu Ze složky 1-Šablony dokumentů zkopírujte následující soubory do cílové složky C:\ProgramData\SOLIDWORKS\SOLIDWORKS 20xx\templates a nahraďte jimi existující (výchozí) šablony SolidWorks: • Díl.prtdot • Sestava.asmdot • Výkres.drwdot TIP Cestu cílové složky nemusíte přepisovat ručně, okopírujte si ji na webu www.mujsolidworks.cz/ucebnice.

Umístění formátů listů

Do cílové složky C:\ProgramData\SOLIDWORKS\SOLIDWORKS 20xx\lang\czech\ sheetformat zkopírujte ze složky 2-Formáty listů všechny formáty listů (A0 až A4) s příponami *.slddrt.

Umístění šablon kusovníku a tabulek

Tyto šablony jsou umístěny v instalační složce SolidWorks. Pokud jste SolidWorks nainstalovali do jiné složky než výchozí, pak je nutné podle toho následující cestu patřičně upravit. Do složky C:\Program Files\SOLIDWORKS Corp\SOLIDWORKS\lang\czech zkopírujte ze složky 3-Kusovníky a tabulky tyto soubory: • • • •

Kusovník Mujsolidworks.sldbomtbt Tabulka přířezů Plechy Mujsolidworks.sldwldtbt Tabulka přířezů Svařence Mujsolidworks.sldwldtbt sheetformats.txt

Proč používat 3D CAD

 Co je SolidWorks? SolidWorks je software určený pro počítačovou podporu navrhování výrobků. Jedná se tedy o tzv. CAD systém (CAD je zkratka anglického termínu Computer Aided Design, který znamená doslova „počítačem podporované konstruování“). Z hlediska způsobu práce s digitálními daty je SolidWorks parametrickým objemovým a povrchovým modelářem, postaveným na technologii grafického jádra Parasolid, u něhož tvorba modelů vychází z jednotlivých prvků.

OBSAH KAPITOLY Způsob práce v CAD systému Od skici k dílu a sestavě Parametrizace a asociativita Objemové a plošné modelování Materiálové a fyzikální vlastnosti Výkresová dokumentace Plechové díly Svařence Pevnostní analýza Pohybová analýza sestavy Fotorealistické vizualizace a renderování

Obrázek 1.1 Výkres je odvozen ze 3D modelu dílu nebo sestavy.

Kapitola 2: Úvod do SolidWorksu TIP Klávesa R vyvolá okno s naposledy otevřenými soubory. Uživatelské rozhraní tvoří tyto oblasti:

Hlavní nabídka 1

V této části se nachází standardní nabídky (neboli menu) systému a také ikony často používaných nástrojů. Přístup do nabídek získáte najetím kurzoru myši na logo SolidWorks, čímž se rozbalí pruh nabídek, ze kterých můžete vybírat. TIP Kliknutím na ikonu připínáčku v pravé části pruhu nabídek zůstanou nabídky trvale rozbalené.

CommandManager 2

CommandManager je obdobou pásu karet z aplikací Microsoft Office. V CommandManageru najdete nástroje tematicky rozdělené do záložek (jako jsou Skica, Prvky, Sestava, Plechové díly a další).

Obrázek 2.2 Uživatelské rozhraní SolidWorks.

Pro dokumenty dílů, sestav a výkresů jsou k dispozici samostatné sady záložek. Například ve výchozím nastavení je v dokumentu dílu zobrazeno pět záložek. Chcete-li přidat další, klikněte pravým tlačítkem na libovolnou existující záložku CommandManageru a z menu Záložky vyberte záložku k přidání.

Strom FeatureManager 3

Strom FeatureManager (historie modelu) vizuálně znázorňuje všechny prvky v daném dílu nebo sestavě. Prvky se ve stromu řadí v takovém pořadí, v jakém byly vytvořeny. FeatureManager představuje chronologický sled operací tvorby modelu a slouží k úpravám prvků (objektů), které obsahuje.

PropertyManager 4

Nastavení parametrů mnoha příkazů se provádí prostřednictvím dialogového panelu, kterému se říká PropertyManager. Nachází se v levé části obrazovky a pokud je zobrazen,

25 OK

Rozbalit/Sbalit Storno Náhled Nápověda

Stavový řádek 6

Stavový řádek poskytuje informace týkající se úlohy, kterou právě provádíte.

Panel nástrojů Průhledné zobrazení 7

Skrze tento panel můžete prohledávat nejen příkazy SolidWorks, ale také nápovědu, svoje soubory a modely, články v oficiálním fóru společnosti SolidWorks a další zdroje.

Rozbalovací nabídka nápovědy 9 Otevřené a aktivní pole

Zavřené a neaktivní pole

Obrázek 2.3 Popis panelu PropertyManageru 4.

pak automaticky nahrazuje strom FeatureManager. Horní řada tlačítek PropertyManageru zpravidla obsahuje tlačítka OK, Storno, Náhled a Nápovědu k danému příkazu. Pod nimi se nachází jedno, nebo více polí, které obsahují související možnosti nastavení. Pole lze rozbalit nebo sbalit a v mnoha případech také aktivovat či deaktivovat.

ConfigurationManager 5

Panel ConfigurationManager slouží k vytváření a zobrazení konfigurací dílů a sestav. Pomocí konfigurací je možné vytvářet a spravovat tvarově podobné modely s různými rozměry a částečně i odlišnou geometrií. U sestavy se navíc mohout měnit použité součásti a jejich viditelnost.

Po přístupu do nápovědy se zobrazí on-line verze nápovědy v samostatném okně. Pokud není dostupný internet, lze spustit nápovědu off-line. Nápovědu také naleznete na stránce help.solidworks.com.

Podokno úloh 10

Podokno úloh poskytuje snadný přístup ke zdrojům SolidWorks, konkrétně jde o Knihovnu návrhů, Průzkumník souborů, Paletu pohledů, Vzhledy a Uživatelské vlastnosti. V podokně úloh se zobrazují i rozhraní některých doplňkových modulů a aplikací.

Grafická plocha 11

V grafické ploše se zobrazují díly, sestavy a výkresy a také je zde možné s nimi aktivně pracovat.

 Ovládání a používání myši Většina příkazů v SolidWorks se provádí pomocí myši. Význam a funkce tlačítek odpovídá obecným pravidlům v prostředí Microsoft Windows.

Panel vyhledávání 8

Úvod do SolidWorksu

Panel nástrojů Průhledné zobrazení obsahuje celou řadu běžných příkazů pro práci s pohledy. Většina ikon zde pochází z panelu nástrojů Zobrazit a u vybraných z nich získáte přístup k dalším či podobným příkazům pomocí malé rozbalovací šipky.

Kapitola 2: Úvod do SolidWorksu

 Panel zkratek Stisknete-li klávesu S, zobrazí se Panel zkratek s vybranými zástupci nejčastěji používaných příkazů. Příkazy se v nabídce automaticky mění podle toho, zda je aktivní režim skicování, dílu, sestavy nebo výkresu. skica

díl

sestava výkres Obrázek 2.8 Panely zkratek. Plovoucí Panel zkratek nastavíte v menu Nástroje → Vlastní, záložka Panely zkratek. Chcete-li přidat příkaz do Panelu zkratek, vyberte nejprve požadovaný Panel nástrojů a pak přetáhněte ikonu do panelu. Příkaz z Panelu zkratek odstraníte přetažením ikony mimo panel.

Obrázek 2.9 Příkazy použité v Panelu zkratek nastavíte v menu Nástroje → Vlastní, záložka Panely zkratek. axonometrické pohledy (izometrický, dimetrický, trimetrický), měnit styl zobrazení, skrýt/zobrazit položky (např. roviny, osy, souřadný systém atd.), zobrazit model v pohledovém řezu, nastavit vzhled a použitou scénu nebo nastavit vykreslení pohledu (fotorealistický režim RealView, Zobrazit stín, Okolní okluze, Perspektiva, Komiks). Panel Průhledné zobrazení lze volitelně rozšířit o další příkazy stejným způsobem jako Panel zkratek.

 Panel nástrojů Průhledné zobrazení Pro rychlý přístup k příkazům slouží panel nástrojů Průhledné zobrazení, který se nachází uprostřed horní části grafické plochy SolidWorks. Panel obsahuje příkazy, pomocí kterých můžete přibližovat, nebo oddalovat pohled na model, vrátit se zpět do předchozího pohledu, měnit orientaci pohledu, zvolit

Obrázek 2.10 Výchozí panel Průhledné zobrazení.

Americké promítání

Tento styl používá promítání ve třetím kvadrantu. Znamená to, že zobrazované těleso leží za průmětnou – pozorovatel ho „nevidí“.

Nástroje pro orientaci pohledu souvisí s promítáním a se zobrazováním součásti na výkresu. Zobrazované těleso promítáme pomocí navzájem rovnoběžných přímek na promítací rovinu, tzv. průmětnu, přičemž promítací přímky jsou na tuto průmětnu kolmé. Příklad si uvedeme na pravoúhlém promítání, které bylo odvozeno z kosoúhlé dimetrie.

Jedná-li se o evropské promítání, je povinností umístit na výkres do popisového pole tuto značku:

Úvod do SolidWorksu

 Orientace pohledu

Obrázek 2.11 Princip promítání. Pravoúhlé promítání se v technické praxi dělí na dva typy: evropské a americké.

Evropské promítání

Těleso, které chceme zobrazit, se nachází mezi pozorovatelem (námi) a průmětnou (rovina, na kterou promítáme pomocí pomyslných promítacích přímek). Jde o promítání v prvním kvadrantu a řídí se normou ISO-E.

Obrázek 2.12 Evropské promítání a jeho značení na výkresu.

Obrázek 2.14 Americké promítání a jeho značení na výkresu. Americké promítání se řídí normou ISO-A a na výkresu do popisového pole je nutné umístit tuto značku:

Obě metody promítání umožňují promítat těleso na šest průměten (rovin). Všechny roviny jsou na sebe navzájem kolmé. Každé z promítání má svoji značku, která se uvádí v popisovém poli na výkresu. V uživatelském rozhraní SolidWorks slouží pro nastavení orientace modelu příkazy, které najdete v panelu nástrojů Průhledné zobrazení → Zobrazit orientaci.

Kapitola 3: Základy skicování

Entity skici

Ve skice můžete vytvářet jednotlivé entity. Přehled základních entit, kterými jsou osa, přímka, obdélník, kružnice, oblouk a bod, naleznete v tabulce na předchozí straně.

3 V grafické ploše se zobrazí primární roviny. Pokračujte kliknutím na rovinu Přední.

První seznámení se skicou

V následujícím příkladu si vyzkoušíte načrtnout svoji první entitu. Tou bude přímka, která se pro kreslení používá nejčastěji. Pokud chcete, můžete pokračovat tam, kde jste skončili v předchozím příkladu.

Příklad 3.2  Seznámení se skicou První skicou je geometrický útvar složený z přímek, jehož levý dolní roh leží v Počátku skici (označený červenou šipkou).

4 Orientace pohledu v grafické ploše se zarovná kolmo na tuto rovinu a zároveň se otevře nová skica. 5 Ve stromu FeatureManageru si můžete všimnout nově vytvořeného prvku Skica1 a v grafické ploše červeného počátku.

1 Pokud chcete navázat na předchozí příklad, pokračujte nyní krokem 5. Následující kroky však ukazují alternativní způsob založení skici. 2 Založte nový díl a klikněte na příkaz Načrtnout skicu v CommandManageru na záložce Skica.

6 Ze záložky Skica vyberte příkaz Přímka.

45 7 Tvar kurzoru myši se změní ze šipky na tužku se symbolem aktivní entity (v tomto případě se symbolem přímky).

13 Po uzavření obrysu se již další čára neskicuje, ale nástroj Přímka je stále aktivní. Ukončete jej zmáčknutím klávesy Esc.

8 Klikněte levým tlačítkem do Počátku a táhněte myší směrem nahoru.

TIP Vazby – u vodorovných a svislých přímek se nyní zobrazují zelené ikony se symboly vazeb. K čemu vazby slouží, jak se editují, odstraňují a potlačují, si vysvětlíme dále v této kapitole v části Vazby skici.

9 Pro umístění koncového bodu přímky klikněte levým tlačítkem. Aby byla přímka svislá, musí se při kliknutí u kurzoru zobrazovat symbol vazby Svislá (svislá čárka ve žlutém poli).

TIP Barvy entit – všimněte si, že jednotlivé přímky mají rozdílné barvy, které souvisí se stavem jejich definovaností. Modré entity jsou podurčené (chybí jim kóty nebo vazby) a je možné je přetahovat myší. Černé entity jsou plně určené a nehybné. Detailní informace o stavech a barvách entit se dozvíte později v části Stav skic a entit dále v této kapitole.

11 Pro umístění koncového bodu vodorovné přímky klikněte levým tlačítkem.

Pokud chcete vybrat více entit najednou, pak jsou k dispozici následující způsoby: • stisknutá klávesa Ctrl a postupný výběr entit kliknutím levým tlačítkem, • pro výběr všech entit klávesová zkratka Ctrl + A, • výběr rámečkem, kdy držením levého tlačítka a tažením myši v grafické ploše se zobrazí pružné okno, které vybírá entity následujícími metodami: Výběr rámečkem zleva doprava Pokud provedete natažení rámečku zleva doprava (modrý obdélník), budou vybrány všechny entity, které jsou celé uvnitř rámečku.

12 Pokračujte v kreslení přímek podle předchozího obrázku, dokud obrys neuzavřete tak, aby koncový bod poslední přímky ležel v Počátku. TIP Většinu funkcí a nástrojů v SolidWorks je možné ukončit stisknutím klávesy Esc.

Obrázek 3.20 Výběr zleva doprava vybere všechny celé entity v rámečku.

Základy skicování

Výběry entit

10 Táhněte myší směrem doprava a pro dodržení vodorovného směru využijte uchopovací čárkovanou čáru. Vytvoření vazby Vodorovná souvisí opět se zobrazením symbolu vazby u kurzoru (vodorovná čárka ve žlutém poli).

Kapitola 3: Základy skicování

Nástroj

Tlačítko

Příklad

Zaoblit entity

Nástroj Zaoblit entity odebere roh na průsečíku dvou entit skici a vytvoří tečný oblouk. Tento nástroj lze použít pro 2D i 3D skici.

Zkosit entity

Nástroj Zkosit entity aplikuje zkosení na přilehlé entity skici. Tento nástroj lze použít pro 2D i 3D skici.

Oříznout entity

Vyberte typ oříznutí na základě entit, které chcete oříznout nebo prodloužit. Všechny typy oříznutí jsou dostupné pro 2D skici a v průběhu 3D skicování na 2D rovině.

Prodloužit entity

Protáhne entitu skici (čára, osa nebo oblouk) k jiné entitě.

Odsadit entity

Odsadí jednu nebo více entit skici, vybrané hrany nebo plochy modelu o zadanou vzdálenost. Odsadit lze různou geometrii včetně splajny, oblouků, sady hran modelu, smyčky atd.

Zrcadlit entity

Pomocí nástroje Zrcadlit entity můžete zrcadlit již vytvořené 2D entity skici podle vybrané osy zrcadlení.

Dynamické zrcadlo

Nástroj provádí zrcadlení souběžně s tvorbou entit skici podle předem vybrané osy.

Převést entity

Nástroj Převést entity slouží k asociativní projekci hran, smyček, ploch, křivek nebo entit ostatních skic modelu do aktuální skici.

Tabulka 3.4 Skicovací nástroje.

 Skicovací nástroje Geometrii 2D a 3D skic lze upravovat prostřednictvím skicovacích nástrojů. Výběr nejpoužívanějších nástrojů je uveden v tabulce výše. Více informací o 3D skicách se dozvíte později v Kapitole 6: Pokročilé skicování.

Příklad 3.12  Skicovací nástroje Skicovací nástroje si můžete vyzkoušet na následujícím náčrtu.

1 Vytvořte si nový díl a uložte jej pod názvem 3-12-a.sldprt. 2 Klikněte ve FeatureManageru na rovinu Přední a z kontextového panelu nástrojů vyberte příkaz Načrtnout skicu.

57 8 Kliknutím umístěte druhý koncový bod. Všimněte si, že funkce Dynamické zrcadlo kreslí čáry i na opačné straně osy. V tomto případě vznikne jedna spojitá čára. 9 Táhněte myší šikmo nahoru doprava a levým tlačítkem umístěte koncový bod druhé přímky.

5 Z menu Nástroje → Nástroje pro skici vyberte příkaz Dynamické zrcadlo a vyberte osu. Je-li funkce aktivní, na začátku a na konci osy jsou zobrazeny dvě kolmé čárky.

10 Řetězec ukončíte klávesou Esc nebo dvojitým kliknutím levého tlačítka v grafické ploše. 11 Vypněte funkci Dynamické zrcadlo stejným způsobem, jako jste ji aktivovali, tedy přes menu Nástroje → Nástroje pro skici. 12 Vyberte ze záložky Skica příkaz Oblouk třemi body.

6 Vyberte příkaz Přímka. 7 První koncový bod přímky umístěte levým tlačítkem do počátku, táhněte myší doleva a využijte uchopovací čáry pro přidání vazby Vodorovná.

TIP Nabídku s dalšími příkazy pro kreslení a úpravu různých entit rozbalíte kliknutím na černou šipku vedle ikony příkazu nebo pod ní.

4 Klikněte levým tlačítkem do počátku (označený červenou šipkou), táhněte myší směrem nahoru a druhým kliknutím umístěte koncový bod osy. Ukončete nástroj Osa klávesou Esc.

Základy skicování

3 Na záložce Skica klikněte na malou černou šipku vedle příkazu Přímka a z roletové nabídky vyberte příkaz Osa.

Kapitola 4: Základy modelování

26 Zkontrolujte náhled a dokončete prvek. 27 Ze záložky Prvky vyberte prvek Zaoblit.

28 Zvolte typ zaoblení Úplné kulaté zaoblení. V poli Položky k zaoblení vyberte postupně tři sousedící plochy. Pro výběr ploch si s modelem otočte stisknutím kolečka (resp. prostředního tlačítka) a tažením myši.

TIP Chcete-li vybrat plochu, kterou nevidíte bez otáčení modelem, klikněte na ni pravým tlačítkem v místě, kde se plocha nachází a z místní nabídky použijte příkaz Vybrat jiný. V okně Vybrat jiný pak vyberte požadovou plochu, která se zvýrazní, když na ni v seznamu najedete kurzorem.

81 29 Vyberte možnost Plný náhled, zkontrolujte náhled a dokončete zaoblení. 30 Dokument průběžně ukládejte klávesovou zkratkou Ctrl + S.

33 Vyberte velikost díry pro šroub M6. 34 Přejděte v PropertyManageru do záložky Polohy a klikněte na zadní plochu označenou červenou šipkou.

31 Vyberte Průvodce dírami ze záložky Prvky.

32 V PropertyManageru zvolte typ díry Válcové zahloubení, normu ISO a typ Hlava s vnitřním šestihranem ISO 4762. 35 Kurzorem najeďte na hranu oblouku 1 a vyčkejte, než se zobrazí střed kruhové hrany. Levým tlačítkem umístěte střed díry do středu oblouku 2 a dokončete prvek potvrzovacím tlačítkem.

37 Vyberte Pravou rovinu a dokončete řez modelem.

Základy modelování

36 Z panelu Průhledné zobrazení vyberte příkaz Řez.

114

Kapitola 4: Základy modelování 7 Klikněte na čelní plochu hřídele, kde se automaticky založí 2D skica.

11 V díře nyní můžete vidět texturu kosmetického závitu a kružnici, která určuje jeho průměr.

8 Střed díry umístěte levým tlačítkem do středu plochy. 12 Úpravy prvku díry pomocí Průvodce dírami provedete standardním způsobem: pravým tlačítkem vyvolejte místní nabídku a vyberte příkaz Upravit prvek z kontextového panelu.

B. Kosmetický závit na vnější válcové ploše

13 Z menu Vložit → Popisy vyberte prvek Kosmetický závit.

9 Dokončete díru potvrzovacím tlačítkem. 10 V horní části stromu FeatureManageru klepněte pravým tlačítkem na složku Popisy a z místní nabídky použijte Detaily. Zobrazí se okno Vlastnosti popisu, ve kterém zatrhněte volbu Stínované kosmetické závity. Potvrďte tlačítkem OK.

115 14 Vyberte kruhovou hranu na čelní ploše.

 Příklady k procvičení

15 Nastavte parametry závitu:

Cvičení 4.11

norma ISO, strojový závit, velikost M24 × 2.0, délka 25 mm. 16 Dokončete kosmetický závit.

• • • •

17 Úpravy závitu ručně přidaného prvkem Kosmetický závit provedete kliknutím pravého tlačítka na tenkou kružnici závitu a výběrem příkazu Upravit prvek z kontextového panelu nástrojů.

 Kotouč spojky Hlavním prvkem pro modelování kotouče spojky je Přidání rotací. Prvek vychází z naskicovaného profilu, který se orotuje kolem vodorovné osy.

Hotový díl 4-10-b.sldprt můžete nalézt mezi ostatními soubory příkladů.

Cvičení 4.12  Kluzné ložisko Na modelu kluzného ložiska si vyzkoušíte práci s prvky Přidání vysunutím, Odebrání vysunutím, Zaoblit a Průvodce dírami. Ačkoliv v SolidWorks existuje prvek Žebro, můžete žebro vytvořit i prvkem Přidání vysunutím.

18 Samotný prvek kosmetického závitu najdete ve FeatureManageru u příslušného prvku, který je jeho rodičem. V případě hřídele leží Kosmetický závit ve složce prvku Rotovat1.

Základy modelování

Výkres zadání 4-11.pdf můžete nalézt mezi ostatními soubory příkladů. Ve stejném umístění můžete nalézt i hotový díl 4-11-b.sldprt.

124

Kapitola 5: Referenční geometrie a křivky

Příklad 5.8

Příklad 5.9

 Rovina tečná k válcové ploše a rovnoběžná s primární rovinou

 Jak rovinu zobrazit nebo skrýt

Pro vytvoření stejné tečné roviny lze použít i jiný postup, který si ukážeme v tomto příkladu. Po jeho dokončení si postup porovnejte s příkladem předchozím.

1 Otevřete si díl 5-9.sldprt.

2 Klikněte na kteroukoliv rovinu pravým tlačítkem a z kontextového panelu nástrojů vyberte příkaz Skrýt.

1 Otevřete si díl 5-1-a.sldprt ze složky 5-1. 2 Ze záložky Prvky → Referenční geometrie vyberte prvek Rovina. 3 Vyberte Horní rovinu a válcovou plochu označené šipkami na obrázku níže. 4 V poli První odkaz použijte odkaz Rovnoběžný. Odkaz Tečný v poli Druhý odkaz se použije automaticky. 5 Dokončete prvek. Hotový díl pojmenovaný 5-8-b.sldprt můžete nalézt ve složce 5-8.

3 Pro zobrazení roviny klikněte pravým tlačítkem ve FeatureManageru na příslušnou rovinu a z kontextového panelu nástrojů vyberte příkaz Zobrazit.

Obrázek 5.10 Postup vytvoření roviny tečné k válcové ploše a rovnoběžné s primární rovinou z Příkladu 5.8.

125 Křivka

Ikona

Funkce

Rozdělovací křivka

Rozdělí vybranou plochu modelu na více částí.

Promítnutá křivka

Křivka se vytvoří ze skici promítnuté na plochu či rovinu nebo promítnutím dvou skic do jedné 3D křivky.

Složená křivka

Křivka body XYZ

Křivka referenčními body

Šroubovice a spirála

Složená křivka vznikne kombinací existujících křivek, skic či hran modelu.

Křivka vznikne proložením souřadnicemi bodů X, Y a Z.

Křivka vznikne proložením body či vrcholy modelu. Křivka vznikne určením roztečné kružnice, stoupání, počtu otáček a výšky. Stoupání může být proměnlivé.

Tabulka 5.2 Typy křivek.

 Křivky

 Rozdělovací křivka a siluetní hrany Na modelu toroidu si ukážeme rozdělení povrchu modelu rozdělovací křivkou na dílčí plochy a také, jak lze vybrat siluetní hranu. Siluetní hrana je taková hrana, která vznikne promítnutím obrysu modelu do roviny skici.

Obrázek 5.12 Příkazy pro tvorbu křivek.

1 Otevřete si díl 5-10.sldprt a uložte jej pod názvem 5-10-a.sldprt.

Referenční geometrie a křivky

Křivky se podobně jako roviny používají k pomocným operacím, typicky jako trasy, nebo vodicí křivky pro složitější 3D prvky. Příkazy pro tvorbu křivek naleznete v CommandManageru na záložce Prvky → Křivky. Typy křivek jsou uvedeny v Tabulce 5.2.

Příklad 5.10

146

Kapitola 6: Pokročilé skicování B. Tvorba rovin během kreslení 3D skici Druhý způsob umožňuje vytvořit konstrukční rovinu v průběhu 3D skicování příkazem Rovina ze záložky Skica. Definice roviny je podobná jako v předchozím případě, rovina se však nepřidá do stromu FeatureManageru.

Nastavení 3D skici

Ve 3D skice můžete nastavit viditelnost Rovin, Kót a Vazeb. Dále je možné v seznamu přes pravé tlačítko přejmenovat či odstranit pomocné roviny vytvořené ve 3D skice. Vše můžete provést v PropertyManageru, pokud nemáte vybranou žádnou entitu.

Oproti předchozímu postupu můžete sledovat vlastnosti této roviny a nastavovat její viditelnost v PropertyManageru.

Obrázek 6.47 V PropertyManageru nastavíte viditelnost Rovin, Kót a Vazeb.

Příklad 6.7  Obecné 3D skicování Obrázek 6.46 Vyberete-li rovinu vytvořenou v průběhu 3D skicování, uvidíte v PropertyManageru její vlastnosti.

3D skica může sloužit jako trasa pro tažení profilu kružnice. Jak postupovat při tvorbě 3D skici si ukážeme na modelu stojánku.

147

6 Klávesou Tab změňte rovinu na XY.

Pokročilé skicování

5 Táhněte myší v záporném směru osy Z po uchopovací modré čárkované čáře a kliknutím umístěte koncový bod přímky.

7 Táhněte myší ve směru osy X a umístěte koncový bod přímky. 8 Pro skicování třetí přímky opakujte předchozí postup, použijte rovinu YZ.

1 Vytvořte si nový Díl, uložte jej pod názvem 6-7.sldprt a ze záložky Skica vyberte příkaz Načrtnout 3D skicu. 2 Stiskem Ctrl + 7 nastavte Izometrický pohled. 3 Použijte příkaz Přímka a umístěte výchozí bod přímky do Počátku. Aktivní skicovací rovina se zobrazuje u kurzoru. 4 Klávesou Tab změňte rovinu na YZ.

9 Čtvrtou přímku načrtněte v diagonálním směru v rovině XY.

170

Kapitola 7: Pokročilé metody modelování 1 Otevřete si díl 7-9-1.sldprt a uložte jej jako 7-9-a.sldprt. 2 Vyberte prvek Díl z menu Vložit. 3 Vyhledejte dokument 7-9-2.sldprt. 4 V PropertyManageru zatrhněte volbu Umístit díl s prvkem Přesunout/Kopírovat a vše potvrďte.

5 Automaticky dojde ke sloučení počátků obou těl a v PropertyManageru se zobrazí nástroje pro vazbení vloženého těla. Pokud se nezobrazí nástroje pro vazbení, klikněte v dolní části PropertyManageru na tlačítko Vazby.

8 Vyberte čelní plochu pastorku a zadní mezikruhovou plochu osazení hřídele. Kliknutím na tlačítko Přidat přidáte vazbu Sjednocená.

6 V tuto chvíli přímo vazbíte vložené tělo (ozubené kolo) a není tedy nutné ho vybírat separátně. Rovnou vyberte válcovou plochu pastorku a válcovou plochu hřídele. Automaticky se použije vazba Soustředná a ozubené kolo změní polohu vůči hřídeli. 7 Klikněte na tlačítko Přidat. Vazba Soustředná se přidá do pole Vazby. TIP Kliknete-li na přidanou vazbu v poli Vazby, můžete upravit její definici. Klávesou Delete můžete vybranou vazbu vymazat.

9 Potvrzovacím tlačítkem vazbení dokončete.

171 10 Použijte prvek Kombinovat a pomocí volby Sečíst spojte obě těla do jediného.

Hotový díl 7-9-b.sldprt můžete nalézt mezi ostatními soubory příkladů.

 Nástroje pro přímou úpravu dílů

5 Podle obrázku vyberte plochu k přesunutí a pomocnou osu jako osu otáčení. 6 Zadejte úhel otočení 45° a upravte směr otáčení zatržením volby Obrátit směr.

Pomocí nástrojů pro přímé úpravy můžete přímo manipulovat s již existujícími povrchovými plochami modelu. Typickým příkladem může být přesunutí, odsazení nebo odstranění plochy, které si ukážeme v následujících příkladech. Provedení přímé úpravy je parametrická operace, vznikne tedy patřičný prvek ve FeatureManageru. Vybrané nástroje pro přímé úpravy jsou umístěny v CommandManageru na záložce Přímé úpravy.

Příklad 7.10  Přesunutí plochy pootočením Přesunutí ploch v uvedeném příkladu využijete při změně rozevření drážek o 45°. 1 Otevřete si díl 7-10.sldprt a uložte jej jako 7-10-a.sldprt. 2 Zobrazte si pomocnou osu z panelu Průhledné zobrazení → Skrýt/Zobrazit položky → Zobrazit pomocné osy.

7 Zkontrolujte náhled a dokončete prvek.

4 Použijte volbu Otočit.

Pokročilé metody modelování

3 Vyberte prvek Přesunout plochu ze záložky Přímé úpravy.

212

Kapitola 8: Základy tvorby sestav Název součásti ve stromu FeatureManageru zobrazuje tyto informace:

(f) 8-1-3<1> (Výchozí <<Výchozí>_Stav zobrazení 1>) (f) – stav součásti 8-1-3 – název součásti <1> – číslo instance Výchozí – název konfigurace <Výchozí>... – název stavu zobrazení

Stav součásti

Stav součásti používá několik symbolů, které reprezentují stav součásti ve stromu FeatureManageru a jsou podobné symbolům, které reprezentují stav skici (viz tabulka níže).

Konfigurace

Vkládáte-li součást do sestavy příkazem Vložit součást, můžete v okně Otevřít zvolit konfiguraci součásti, obsahuje-li jich vkládaná součást více než jednu (Výchozí). V každém případě se název konfigurace zobrazí v názvu součásti ve stromu FeatureManageru v sestavě.

Před začátkem práce v SolidWorks si stáhněte připravené šablony dokumentů. Usnadní vám práci s řešením příkladů a cvičných úloh. Instrukce, odkud šablony stáhnout a kam je umístit, naleznete na začátku učebnice v části Instrukce ke stažení šablon.

Název součásti

Název součásti obsahuje název dílu, nebo podsestavy. Zda se jedná o díl nebo podsestavu, poznáte podle ikony součásti.

Číslo instance

Čísla instancí slouží k odlišení jednotlivých instancí v případě, obsahuje-li sestava více instancí jedné součásti. Odstraníte-li některou z instancí, nedojde k přečíslování, takže ani nejvyšší číslo nevyjadřuje celkový počet součástí v sestavě.

Zobrazení ve FeatureManageru

Příklad 8.2  Sestava pístu klikového mechanismu Na druhém příkladu si ukážeme, jak se modeluje sestava pístu klikového mechanismu. Součásti, ze kterých se sestava skládá, jsou uvedeny v Tabulce 8.3.

Stav součásti Pevná

Tabulka 8.2 Stavy součástí v sestavách.

Poznámka (f) Součást je uměle zafixovaná a není možné s ní pohybovat.

Podurčená

(-) Součást má stále určitou volnost.

Plně určená

Součást je plně určená vazbami a není možné s ní pohybovat.

Přeurčená

(+) Součást má konfliktní či nadbytečné vazby ( nesprávná poloha; správná poloha, ale konflikt s jinou vazbou).

213 Název

Typ dokumentu

Systematické značení

píst

díl

8-2-3.sldprt

pístní čep

díl

8-2-4.sldprt

pojistný kroužek

díl

8-2-16.sldprt

těsnící kroužek

díl

8-2-17.sldprt

stírací kroužek

díl

8-2-18.sldprt

Tabulka 8.3 Seznam dílů sestavy pístu.

8-2-18 8-2-3 8-2-4 8-2-16

2 V PropertyManageru Začít sestavu klikněte na tlačítko Procházet a vyberte díl 8-2-3.sldprt. 3 Stiskněte potvrzovací tlačítko v PropertyManageru. Tím dojde ke sjednocení počátku a primárních rovin součásti s počátkem a primárními rovinami sestavy. 4 Uložte sestavu pod názvem 8-2-1-a.sldasm a do pole Popis (Description) vepište text Sestava pístu.

8-2-18

Základy tvorby sestav

8-2-17

1 Založte si novou sestavu.

5 Použijte Vložit součást ze záložky Sestava. 6 Vyhledejte díl 8-2-17.sldprt (těsnící kroužek) a kliknutím jej vložte kamkoli do grafické plochy.

238

Kapitola 9: Pokročilá práce se sestavami

10 Klikněte na tlačítko Obnovení, nebo použijte klávesovou zkratku Ctrl + B.

11 Sestava by nyní neměla při Detekci kolizí během otáčení hřídelí vykazovat žádné kolize.

 Pokročilé vazby

7 Dvojitým kliknutím na plochu ojnice (na obrázku modře) si zobrazíte kóty základní skici. 8 Dvojitým kliknutím na kótu 118 mm proveďte její úpravu a přepište ji na 164 mm. 9 Změnu potvrďte potvrzovacím tlačítkem.

Kromě standardních vazeb (jako jsou vazby Sjednocená či Soustředná) existují i další dvě skupiny vazeb. Jsou to Upřesňující vazby, ze kterých jsme v předchozí kapitole již použili vazbu Vystředění a specializované Strojní vazby, které v sestavě aplikují složitější logiku převodů, šroubů, vaček apod. Uvedení příkladů všech dostupných vazeb by značně překročilo možnosti této učebnice, proto uvedeme pouze vybrané vazby.

239

 Upřesňující vazby Upřesňující vazba

Ikona

Střed profilu Symetrická Vystředění Trajektorie

2 Přetáhněte jeden ze šroubů a všimněte si, že se po ose pohybuje sám (druhý šroub zůstává nehybný). 3 Vyberte příkaz Vazba ze záložky Sestava.

Lineární Omezit vzdálenost Omezit úhel

Tabulka 9.1 Typy upřesňujících vazeb.

Vazba Symetrická

Pokročilá práce se sestavami

Symetrická vazba propojuje dvě podobné entity symetricky podle vybrané roviny nebo rovinné plochy. Jako entity vazby je možné vybírat body, křivky, roviny nebo rovinné plochy, koule, či válce o stejném poloměru. Upozorňujeme, že tato vazba nevytváří novou součást podle roviny souměrnosti, ale jen vzájemné vztahy mezi entitami dvou existujících součástí.

Příklad 9.7  Vazba Symetrická Vazbu Symetrická si předvedeme na napínáku. Vazba Symetrická zde zajistí současný pohyb obou šroubů podle roviny symetrie, kterou je Pravá rovina aktuální sestavy. 1 Otevřete si sestavu 9-7-0.sldasm a uložte ji pod názvem 9-7-0-a.sldasm.

4 V PropertyManageru si rozbalte pole Upřesňující vazby a klikněte na tlačítko vazby Symetrická.

242

Kapitola 9: Pokročilá práce se sestavami 2 Sestava obsahuje všechny potřebné součásti a je připravena pro vytvoření vazby Vačka. Pro zadání vazby jsou nejdůležitější součásti kladička (modrá barva) a vačka (červená barva).

5 Vyberte plochy pro definici vazby. Jako Trasu vačky vyberte spodní válcovou plochu na obvodu vačky (označena modrou šipkou).

3 Vyberte příkaz Vazba ze záložky Sestava.

8 Přetažením otáčejte červenou vačkou a sledujte pohyb celého mechanismu. Po zastavení pohybu ručně aktualizujte délku pružiny pomocí klávesové zkratky Ctrl + B.

4 V PropertyManageru si rozbalte pole Strojní vazby a klikněte na tlačítko vazby Vačka.

6 Jako Kladku vačky vyberte válcovou plochu kladičky (označena fialovou šipkou). 7 Dokončete přidání vazby.

Hotovou sestavu 9-9-0-b.sldasm můžete najít mezi ostatními soubory příkladů.

Pohybová studie vačkového mechanismu

V sestavách je možné vytvářet pohybové studie. Na ukázku jsme pro vás připravili animaci vačkového mechanismu se změnou orientace pohledu a s rozpohybováním pružiny (v animaci se kontextové odkazy aktualizující délku pružiny přepočítávají automaticky). Otevřete si sestavu 9-9-0-b.sldasm, v dolní části obrazovky se přepněte do záložky Pohybová studie a stiskněte tlačítko Hrát v panelu ovladačů pohybové studie.

243

Obrázek 9.34 Průběh pohybové studie vačkového mechanismu.

Vazba Drážka

Vazbou Drážka vytvoříte vztah mezi válcovou plochou či osou a rovnou, či obloukovou drážkou. V úvahu připadá i vytvoření vazby mezi dvěma drážkami. Při výběru drážky stačí vybrat jen jednu její plochu, ostatní plochy se vyberou automaticky.

3 Vyberte příkaz Vazba ze záložky Sestava. 4 V PropertyManageru si rozbalte pole Strojní vazby a klikněte na tlačítko vazby Drážka. 5 Vyberte válcovou plochu šroubu a plochu drážky v šedé kruhové desce. Vazbu přidejte potvrzovacím tlačítkem.

Příklad 9.10  Vazba Drážka

Pokročilá práce se sestavami

1 Otevřete si sestavu 9-10-0.sldasm a uložte ji pod názvem 9-10-0-a.sldasm.

2 Vyzkoušejte si chování vazby Drážka tažením za šroub v rovné drážce na válcové ploše ocelové trubky. Dále si také vyzkoušejte přidání dalších dvou vazeb Drážka mezi šroubem s vnitřním šestihranem a drážkami v kruhové a obdélníkové desce.

270

Kapitola 10: Výkresová dokumentace aby nezasahovaly do obrysů dílu a nekřížily se. Přebytečné kóty vymažte. 36 Upravte pozici kót 8 mm, 5 mm a 12 mm. 37 Vymažte kóty 45°, 1 mm a R2. 38 V případě potřeby upravte tažením pozici pohledů. 39 Po automatickém vložení kót do pohledů na výkresu můžete dojít k tomu, že je kóta v jiném pohledu než potřebujete. Chcete-li přetáhnout kótu do jiného pohledu, držte při přetažení kóty klávesu Shift. Po přetažení kóty do požadovaného pohledu tlačítko myši i klávesu uvolněte.

40 Může se stát, že některé vynášecí čáry kót nejsou (např. vlivem zaoblení rohu) přichyceny k obrysovým hranám modelu. Pak je zapotřebí změnit pozici vynášecích čar kót a upravit šipky. V takovém případě kótu vyberte, chytněte modrý čtvereček na konci vynášecí čáry a dle potřeby jej přetáhněte přímo na hranu modelu. TIP V menu Nástroje → Možnosti → záložka Vlastnosti dokumentu → Kóty lze nastavit výchozí parametry šipek, vynášecích čar atd.

Přetáhněte kóty: • Ø 17 mm z pohledu Pohled výkresu1 do pohledu Pohled výkresu2, • 50 mm z pohledu Řez A-A do pohledu Pohled výkresu1.

271 41 Přichyťte k obrysovým hranám modelu vynášecí čáry následujících kót: 45 mm, 5 mm, 12 mm, 8 mm a 60 mm. 42 Upravte nastavení šipek kótovacích čar: • Vyberte kótu a kliknutím na modré kolečko u šipky změňte směr kótovacích šipek z vnějších na vnitřní a naopak.

• Vyberte kótu, klikněte pravým tlačítkem na modré kolečko u šipky a z místní nabídky vyberte jiný styl (např. tečku).

Kótování

• jelikož je kóta informativní (délku základny lze dopočítat z rozteče děr a šířky), dejte kótu do závorek → v PropertyManageru Kóta klikněte na tlačítko Vložit závorky. TIP Můžete si všimnout, že ručně vytvořené kóty jsou ve výkresu zobrazeny šedou barvou, kdežto ty přenesené z modelu jsou černé. TIP Pokud chcete ke kótě přidat zvláštní symboly (například symbol průměru Ø, znak ±, stupeň ° atd.), využijte tlačítek v PropertyManageru Kóta v poli Písmo kótování. 44 Zakótujte šířku vnitřní mezery → kóta 16 mm. Pro umístění použijte pravé tlačítko kruhové výseče (oranžové). 45 Zakótujte sražení 1 × 45° díry v částečném řezu. 46 Text charakteristický pro sražení (× 45°) doplňte v PropertyManageru v poli Písmo kótování za stávající text <DIM>.

Ačkoliv je z modelu přenesena většina použitelných kót, popisů a referenční geometrie, mohou nastat případy, kdy potřebujete přidat kótu ručně. Dodatečné kóty vytvoříte podobně jako ve skice příkazem Inteligentní kóta ze záložky Popis.

• vyberte příkaz Inteligentní kóta ze záložky Skica, • se stisknutou klávesou Shift vyberte zaoblené hrany základny (viz obrázek vpravo), • vytáhněte kótu nahoru a kliknutím umístěte její pozici,

Výkresová dokumentace

43 Ukažme si přidání kóty 140 mm (délku základny) na horním pohledu (Pohled výkresu1):

288

Kapitola 10: Výkresová dokumentace 6 Jelikož sestava zasahuje nad popisové pole, tak při vkládání kusovníku do sestavy v PropertyManageru Kusovník zrušte volbu Připojit k bodu kotvy v poli Umístění tabulky. Kusovník pak umístěte nalevo od popisového pole.

Výkres sestavy můžete nalézt mezi ostatními soubory příkladů v dokumentu 10-6-2-b. slddrw. Abyste mohli výkres otevřít, jsou potřeba i soubory sestavy a všech jejích dílů ze složky 10-6.

7 V popisovém poli a kusovníku můžete vidět, že se přenesly i uživatelské vlastnosti. U součásti závlačka vymažte číslo výkresu (jedná se o normalizovaný díl).

TIP Rozložit či složit jakýkoliv pohled výkresu je možné v PropertyManageru pohledu. Zároveň je zde možné vybrat, které rozložení se má použít (pokud jich je v sestavě nadefinováno více).

8 Přidejte pozice všech součástí (záložka Popis → Pozice). 9 Srovnejte pozice magnetickou čárou (záložka Popis → Magnetická čára).

10 Na závěr můžete změnit Styl zobrazení na Stínovaný s hranami a skrýt tečné hrany (menu Zobrazit → Zobrazení → Tečné hrany odstraněné).

Pokročilá práce s dokumenty OBSAH KAPITOLY

 Úvod Správa výrobní dokumentace je nedílnou součástí CAD softwarů. Během etapy návrhu a vývoje dochází k různým úpravám digitálních dokumentů, kterou je nutné správně řídit. V této kapitole se zaměříme na pokročilou správu dokumentů SolidWorks a zejména na kopírování (zálohování) projektů.

 Typy dokumentů SolidWorks SolidWorks používá tři základní typy dokumentů, kterými jsou díl, sestava a výkres – viz Kapitola 2: Úvod do SolidWorks. Jak ale můžete vidět v přehledu níže, tak se kromě těchto typů můžete setkat i s řadou jiných souborů (přehled nezahrnuje všechny typy souborů, které SolidWorks používá).

Základní dokumenty .sldprt .sldasm .slddrw .prtdot .asmdot .drwdot .slddrt

Soubor dílu Soubor sestavy Soubor výkresu Šablona dílu Šablona sestavy Šablona výkresu Formát listu

Knihovny a vzhledy .sldblk .sldlfp .sldmat

Blok Knihovní prvek Materiál

Typy dokumentů SolidWorks Odkazy dokumentů Práce s odkazy

300

Kapitola 12: Plechové díly tvorbě plechů si detailněji popíšeme v příkladech této kapitoly. Než přistoupíme k samotné teorii tvorby plechových dílů, pojďme si představit čtyři základní metody navrhování plechových dílů, se kterými se můžete v SolidWorks setkat. Metody modelování plechových dílů: 1. Návrh ohnutého tvaru. Preferovaný způsob, který využívá nástroje a příkazy určené pro navrhování ohnutého tvaru plechových dílů. Standardní postup si ukážeme v prvním příkladu (viz Příklad 12.1). Z ohnutého tvaru lze automaticky vytvořit rozvinutý tvar, který je podkladem pro výrobní výkresovou dokumentaci. Ta se pro výrobu zpravidla exportuje do datového formátu DXF.

Cvičení 12.9. Výkresová dokumentace se vytváří stejným způsobem jako při návrhu v ohnutém tvaru. 3. Ohýbání plechu z rozvinutého tvaru. Tento postup modelování se typicky používá u importované geometrie v rozvinutém tvaru a vyzkoušet si jej můžete ve Cvičení 12.3. Postup vytváření výkresové dokumentace je stejný jako u předchozích metod.

Obrázek 12.3 Ohybem rozvinuté importované geometrie (vlevo) se vytvoří ohnutý tvar plechu.

Obrázek 12.1 Návrh ohnutého tvaru (vlevo) plechového dílu a jeho rozvinutý tvar. 2. Převod objemového tělesa na plechový díl. Jak už vyplývá z názvu, objemové těleso se převede na plechový díl. Tento způsob modelování se často používá při navrhování „krabicových“ tvarů nebo u importované geometrie a procvičit si jej můžete ve

4. Rozvin hranatého tvaru. Tento, dnes již dosluhující postup, se historicky používal v době, kdy nástroje pro modelování plechových dílů zmíněné v předchozích odstavcích vlastně ještě neexistovaly. Postupovalo se tak, že se vymodeloval hranatý tvar (tj. bez ohybů), který systém následně rozvinul a teprve při zpětném ohnutí do ohnutého tvaru se vygenerovaly ohyby. Dodnes se však tento postup používá například pro rozvinutí importované geometrie ohnutého

Obrázek 12.2 Importovaná geometrie násypky (vlevo), převedená na plechový díl (uprostřed) a její rozvinutý tvar.

Z výše uvedených metodik modelování se v učebnici zaměříme hlavně na první způsob Návrh ohnutého tvaru, se kterým se ve strojírenské praxi setkáte nejčastěji.

 Princip modelování plechových dílů Prvním krokem při konstrukci plechových dílů je vytvoření základního plechu, který určuje skica s ostrými rohy. Skicu tvoří zpravidla otevřený profil složený z přímek. Při definici základního plechu se určuje zejména tloušťka plechu, poloměr ohybu a přídavek na ohyb.

ohybu je vždy vnitřní poloměr – tedy poloměr nástroje, kterým se bude plech ohýbat. Přídavek na ohyb určuje konstruktér a vyplývá z použitých nástrojů a technologií, kterými bude plechový díl vyráběn (ohýbán). Zároveň je nutné mít na paměti, že přídavek na ohyb přímo ovlivňuje velikost rozvinutého tvaru plechu. Přídavky na ohyb a jejich volbu si detailněji popíšeme v podkapitole Parametry ohybu plechového dílu. Na základní plech (základní tvar plechového dílu) se aplikují nástrojové prvky typické pro plechové díly: lem z hrany, okrajový lem, obruba, vybočení, vyztužení, standardní prvky odebrání vysunutím, průvodce dírami, nastřihnutí a knihovní prvky (tvarovací nástroje, větrací otvory, prolisy atd.).

plechu z jiného CADu. Postup tvorby generování výrobní dokumentace je stejný jako u předchozích metod.

základní plech

ouško

lem z hrany lem z hrany s vlastním tvarem okrajový lem Obrázek 12.4 Základní plech určuje nejčastěji otevřená základní skica s ostrými rohy.

vrtaná díra

obruba normálové odebrání vysunutím Obrázek 12.6 Příklad aplikace prvků na plechovém dílu.

Obrázek 12.5 Uzavřená skica vytvoří rovinný plech bez ohybů. Tloušťka plechu a poloměr ohybu vycházejí ze zadání záměru návrhu a konstrukčních a pevnostních podmínek plechového dílu. Tloušťka musí být jednotná v celém plechu a poloměr

Plechové díly

301

Je-li plechový díl dokončený (v ohnutém tvaru), lze jej v prostředí modelu rozvinout. V SolidWorks se počítá rozvinutý tvar automaticky a je podkladem pro tvorbu výkresové dokumentace. Postup tvorby výkresu je prakticky stejný, jako jsme si popsali v Kapitole 10: Výkresová dokumentace.

330

Kapitola 12: Plechové díly

D. Odebrání v rozvinutém tvaru 23 Ze záložky Prvky → Lineární pole vyberte prvek Pole vyplněním.

19 Tvar díry v rozvinutém tvaru je nepravidelný (nemá tvar kružnice), i když byl vytvořený v ohnutém tvaru kružnicí. Horní obrysová hrana připomíná sinusoidu.

24 V PropertyManageru Pole vyplněním nastavte tyto parametry: • vyberte převedenou obrysovou skicu jako Hranici výplně, • v poli Rozvržení pole použijte tlačítko Přesazené, zadejte rozteč instancí 10 mm, úhel pole 60° a vzdálenost od okrajů 5 mm, • v poli Prvky a plochy zatrhněte položku Vytvořit zdrojový prvek a použijte tlačítko Čtverec, zadejte velikost strany čtverce 4 mm.

Obrázek 12.100 Porovnání geometrie odebrané díry v ohnutém tvaru (vlevo) a po rozvinutí. 20 Založte skicu na přední ploše. 21 Pomocí příkazu Převést entity okopírujte obvodové hrany plechu, uprostřed doplňte svislou přímku a ořežte podle obrázku. Skica bude sloužit jako ohraničená oblast pro pole vyplněním.

25 Zkontrolujte náhled a dokončete prvek. 22 Ukončete skicu.

26 Skryjte skicu Skica8 ve FeatureManageru.

331

E. Porovnání geometrie odebraných děr v rozvinutém/ohnutém tvaru V této fázi bylo provedeno odebrání opačně, než v případě odebrání kružnicí. Díry ve tvaru čtverce byly odebrány v rozvinutém tvaru a po ohnutí dojde k jejich mírné deformaci. 27 Podívejte se na tvar děr v rozvinutém tvaru.

Plechové díly

28 Ohněte plech prvkem Ohnout. Pevná plocha/hrana byla vybrána automaticky. 29 Vyberte tělo plechu a dokončete ohnutí.

30 Podívejte se na díry, které byly odebrány v rozvinutém tvaru. Ohnutím došlo k deformaci a díra se v ohnutém tvaru již nejeví jako čtvercová.

Obrázek 12.103 Porovnání geometrie odebrané díry v rozvinutém tvaru (vlevo) a po ohnutí.

Hotový díl 12-7-b.sldprt můžete nalézt mezi ostatními soubory příkladů.

Cvičení 12.8  Plechové spojení profilů Rozvinout lze kuželové a válcové plochy nebo i plochy, které jsou tzv. přímkové a vznikají prvkem Plechové spojení profilů.

Obrázek 12.105 Z profilů otevřených skic s ostrými rohy vznikne přidáním spojení profilů plech. Na obrázku dole je znázorněný rozvinutý pohled.

Vyzkoušejte si vytvořit plechové spojení profilů. Otevřete si díl 12-8-a.sldprt a postupujte podle návodu na portálu Mujsolidworks.cz v článku Plechové spojení profilů. Hotový díl 12-8-b.sldprt můžete nalézt mezi ostatními soubory příkladů.

354

Kapitola 13: Svařované konstrukce

35 V PropertyManageru Vyztužení použijte: • trojúhelníkový profil s rozměry 50 × 50 mm, • zkosení vnitřního rohu 5 × 5 mm, • tloušťku 5 mm a tlačítko Obě strany, • tlačítko Profil je umístěn v středovém bodu.

36 Zkontrolujte náhled provedení výztuhy a dokončete příkaz potvrzovacím tlačítkem.

H. Zrcadlení těl 37 Vyberte prvek Zrcadlit ze záložky Prvky.

38 Jako rovinu zrcadlení vyberte rovinu Pravá a do pole Těla k zrcadlení vyberte šikmou vzpěru, ohnutý drát a výztuhu. 39 Zkontrolujte náhled a dokončete zrcadlení potvrzovacím tlačítkem. 40 Skryjte skicu 3DSkica1. Hotový díl 13-3-b.sldprt můžete nalézt mezi ostatními soubory příkladů.

355

Příklad 13.4  Schůdky do bazénu Na modelu svařovaného žebříku do bazénu se naučíte vložit kruhový a obdélníkový profil, záslepky, vyztužení a ořezat protínající se profily. Postup je následující.

A. Vložení profilů

4 V PropertyManageru Vložit profil nastavte: • norma ISO, • typ trubka (pipe), • velikost 33,7 × 4,0 mm. 5 Vyberte přímky a oblouky bočnice žebříku. 6 V poli Nastavení zatrhněte volbu Sloučit těla úseků oblouků. 7 Kliknutím na tlačítko Nová skupina založte skupinu Skupina2 a vyberte krátkou přímku.

1 Otevřete si díl 13-4. sldprt a uložte jej jako 13-4-a.sldprt.

Svařované konstrukce

2 Dokument obsahuje dvě připravené skici, které zachycují základní tvar žebříku.

3 Použijte prvek Vložit profil.

8 V PropertyManageru v poli Mezera mezi různými úseky skupiny nastavte vzdálenost 2 mm. 9 Zkontrolujte náhled a dokončete vložení profilů potvrzovacím tlačítkem. 10 Opět použijte prvek Vložit profil. 11 Vyberte delší přímku příčky žebříku. 12 V PropertyManageru Vložit profil nastavte: • norma ISO, • typ obdélníková trubka (rectangular tube), • velikost 50 × 30 × 2,6 mm, • nastavením Úhlu rotace otočte profil o 90°.

360

Kapitola 14: Práce s plochami uzavírajících prostor vznikne objemové tělo, a naopak odstraněním libovolné povrchové plochy objemového modelu dojde k jeho okamžitému převedení na plošný. Takový přístup jste mohli vidět v Příkladu 7.24: Import modelu do SolidWorks ve formátu STEP. V něm jste pomocí několika nástrojů pro práci s plochami provedli nejen opravy poškozeného importovaného modelu, ale i jeho sešití do objemového těla. V praxi se s plošným modelováním setkáte například při importování cizích datových formátů, při navrhování forem pro vstřikování plastů, u návrhů v leteckém a automobilovém průmyslu, lopatek parních a plynových turbín nebo čerpadel, v přírodovědných oborech, v lékařství či při tvorbě animovaných filmů.

 Plochy, povrchy, objemy Práce s plochami se v českém jazyce běžně označuje jako plošné modelování. Tento výraz vznikl zřejmě volným překladem původní anglické terminologie surface modeling. SolidWorks však používá mírně odlišnou terminologii a záležitosti kolem práce s plo-

chami (surfaces) označuje slovem povrchy. Proto se v SolidWorks budete v rámci rozlišení použitého modeláře setkávat s pojmy objemová těla a povrchová těla. Stejně jsou pojmenované i složky ve vrchní části stromu FeatureManageru, ve kterých výtvory vzniklé tím či oním modelovacím přístupem naleznete. Navíc však SolidWorks pracuje i s výrazem plocha (z anglického face). Tím však neoznačuje entitu vzniklou plošným modelováním, ale jakoukoliv plošku objemového těla či povrchového těla, která již není dále rozdělená a má tedy jedinou, uzavřenou hranici (obvod), jak můžete vidět níže na Obrázku 14. 1. Z výše uvedeného tedy vyplývá, že správně by se v této kapitole mělo pracovat s „povrchy“ a s nástroji „povrchového modeláře“. Nicméně i přesto, že to není zcela korektní, se tato kniha bude držet zažitých tradicí, a tak se budete setkávat s tím, že výraz plocha bude použit nejen pro označení plošky modelu, ale často i pro vytvářené či upravované povrchové tělo. Nemusíte však mít obavy, z kontextu snadno rozpoznáte, o který případ se právě jedná. TIP Informace k otevřeným a ne/spojitým hranám najdete v rané fázi prvního příkladu.

Obrázek 14.1 Objemové tělo (spodní část myši) a dvě povrchová těla (poloviny krytu), jejich plochy a hrany.

361 Nástroje pro práci s povrchovými těly najdete v menu Vložit → Povrch. Nástroje pro práci s plochami (ploškami) objemových i povrchových těl najdete v menu Vložit → Plocha. Základní výběr prvků, které budete používat v následujících příkladech, pak najdete na záložce Plochy v CommandManageru.

1 Otevřete si soubor 14-1.SLDPRT a uložte jej pod názvem 14-1-a.SLDPRT. 2 Soubor obsahuje několik skic a rovinu Rovina1, které použijeme pro konstrukci modelu. 3 Skryjte rovinu Rovina1 a skicu Skica3. Obě si zobrazíte, až je budete opět potřebovat.

Rovinný povrch

TIP Mějte na paměti, že všechny příklady vyžadují dobrou znalost skicování a práce se stromem FeatureManageru, modelem a referenční geometrií. Pokud by instrukce v daném kroku pro vás byly příliš strohé, doporučujeme vrátit se ke kapitolám 3, 4, 5 a 7.

Příklad 14.1  Základní práce s plochami První příklad vás seznámí se základními prvky a postupy práce s plochami. Vaším cílem bude jednoduchý model na obrázku.

4 Ze záložky Plochy vyberte prvek Rovinný povrch. 5 Vytvořte rovinný povrch výběrem skici Skica1, která obsahuje jediný uzavřený profil.

6 Dokončete prvek.

7 Založte novou skicu na vytvořeném rovinném povrchu Povrch-Rovina1. Vyberte jedinou hranu rovinného povrchu a z Panelu zkratek, který ve skice zobrazíte klávesou S, vyberte příkaz Odsadit entity (viz obrázek na další straně).

Práce s plochami

V této kapitole naleznete tři rozsáhlé příklady, ve kterých se naučíte, jak pracovat s nástroji pro vytváření ploch, pro jejich úpravy, správu a kombinování s objemovým modelářem. Zároveň se seznámíte i s potřebnou teorií a terminologií.

TIP Pokud záložku nevidíte, klikněte pravým tlačítkem kamkoliv do CommandManageru a z místní nabídky vyberte Záložky → Plochy.

Prvek Rovinný povrch slouží k vytvoření „placatého“ povrchového těla. Výsledkem tedy bude pouze dvourozměrná geometrie, protože výsledná plocha je rovinná (nemá třetí rozměr) a sama o sobě má nulovou tloušťku. Pro definici lze použít: • neprotínající se uzavřenou skicu, • uzavřenou skupinu hran, • pár rovinných entit (křivky nebo hrany).

396

Kapitola 14: Práce s plochami používat náhled sítě, která detailněji zobrazí křivost povrchu. Povrch spojený z profilů nyní použijete pro dokončení tvaru odebrání pro první prst (ukazováček).

• z roletové nabídky Koncové omezení vyberte Tečnost k ploše 6.

61 Ze záložky Plochy vyberte prvek Povrch spojený z profilů. 62 Pro výběr profilu opět použijte SelectionManager. Klikněte pravým tlačítkem do prázdné grafické plochy a z místní nabídky vyberte SelectionManager a v něm možnost Vybrat skupinu.

63 Vyberte zaoblenou hranu podle obrázku (označená červenou šipkou) a pokračujte tlačítkem Pokračovat.

64 Automaticky se provede výběr navazujících hran. Vytvoření první skupiny dokončete potvrzovacím tlačítkem v SelectionManageru.

65 V PropertyManageru Povrch spojený z profilů: • vyberte horní hranu Hrana<1> 1, • rozbalte pole Počáteční/koncová omezení 2, • z roletové nabídky Počáteční omezení vyberte Tečnost k ploše 3, • klikněte na tlačítko Další plocha 4, • stiskněte tlačítko Obrátit směr tečny 5, šipky musí směřovat nahoru,

66 V dolní části PropertyManageru Povrch spojený z profilů rozbalte pole Zobrazení křivosti a použijte volbu Náhled sítě. Nastavte její hustotu na hodnotu 9.

67 Náhled sítě umožňuje detailnější zobrazení budoucího tvaru a průběhu vytvářené plochy.

397 68 Nyní pokračujte výběrem vodicích křivek. V PropertyManageru Povrch spojený z profilů se přepněte do pole Vodící křivky a zobrazte si SelectionManager pro výběr skupiny.

Zobrazení sítě a křivosti plochy

69 Vyberte hranu podle obrázku 1 a pokračujte tlačítkem Pokračovat 2.

73 Klikněte pravým tlačítkem na plochu Povrch-Spojit profily1 a z místní nabídky vyberte příkaz Křivost povrchu.

SolidWorks nabízí několik nástrojů pro analýzu kvality ploch. Mezi ty základní patří zobrazení sítě a křivosti plochy.

70 Automaticky se provede výběr navazujících hran a vytvoří se první skupina (vodicí křivka). Výběr dokončete potvrzovacím tlačítkem v SelectionManageru. 71 Postup výběru druhé vodící křivky je totožný – výběr proveďte opět prostřednictvím SelectionManageru.

74 V PropertyManageru Křivost povrchu zrušte zatržení volby Křivost, čímž skryjete červené a modré vektory křivosti.

Práce s plochami

75 V poli Zobrazení křivosti dle svého uvážení upravte náhled sítě vodorovným posuvníkem.

72 Dokončete prvek a pomocí kurzoru myši a klávesy Tab skryjte objemové tělo. Zobrazena zůstane pouze nově vytvořená plocha.

76 Natáčením pohledu a pohybem kurzoru po ploše můžete zkontrolovat křivosti a poloměry křivosti. V tomto zobrazení můžete prověřit, zda je síť (potažmo plocha) plynulá a neobsahuje defekty. Nástroj Křivost povrchu poté ukončete.

416

Kapitola 15: Pevnostní výpočty a simulace b) Změna materiálu 60 Znovu si otevřete díl 15-1-a.sldprt, který neobsahuje provedené změny v návrhu (zvětšená tloušťka základny a poloměry zaoblení). 61 Spusťte SimulationXpress.

64 Výsledný koeficient bezpečnosti je nyní 1,42. Maximální napětí (247 MPa) je pod mezí kluzu. Změna materiálu se zachováním původní geometrie pomohla rovněž zvýšit únosnost uložení kladky, která zatížení 12 000 N s malou rezervou odolá.

62 Pokračujte tlačítkem Další a pak klikněte na třetí krok (Materiál). 63 Klikněte na tlačítko Změnit materiál a vyberte z knihovny materiál AISI 1020, jehož mez kluzu je 351 MPa a spusťte simulaci.

F. Shrnutí Interpretace výsledků z kontrol návrhů je uvedena v následující tabulce. Z výsledků vyplývá, že úprava geometrie nebo změna materiálu pomohly zvýšit únosnost uložení kladky. Rozhodnutí, kterou variantu použít, je na konstruktérovi. Ten by měl do úvahy také vzít způsob výroby a její celkový objem (počet kusů), cenu materiálu atd.

Zatížení

Materiál

Návrh

Mez kluzu

Typ sítě

Max. napětí

Koef. bezp.

Vyhovuje?

6000 N

obyčejná ocel

původní

220 MPa

střední

122 MPa

1,79

ano

12 000 N

obyčejná ocel

původní

220 MPa

jemná

250 MPa

0,88

12 000 N

obyčejná ocel

upravený

220 MPa

jemná

155 MPa

1,41

ano

12 000 N

AISI 1020

původní

351 MPa

jemná

247 MPa

1,42

ano

Tabulka 15.2 Porovnání výsledků různých variant pevnostních výpočtů součásti z Příkladu 15.1.