środa, 18 stycznia 2012

FreeCAD: tutorial z tłokiem w roli głównej dwa lata później

Dwa lata temu (w grudniu 2009) napisałem krótki tutorial (mirror na UbuCentrum) pokazujący tworzenie tłoka w programie FreeCAD. Właściwie powinienem napisać tworzenie bryły przypominającej tłok. Wtedy dostępny był FreeCAD 0.9, samą pracę należało nazwać niewygodną a efekt marnym.

Obecnie dostępna jest deweloperska wersja 0.13. Aby pokazać różnicę, spróbujmy powrócić do problemu tłoka.

Tutorial

Otwórz warsztat (workbench) Part Design i utwórz nowy dokument. 


Krótkie wyjaśnienie:
  1. Obecnie geometria 3D jest tworzona ze szkiców 2D. 
  2. Najpierw tworzy się nowy szkic, rysuje geometrię 2D i stosuje się więzy (równoległość, odległość, promień, punkt na linii, punkt na punkcie itp.). Jest to na tyle intuicyjne, że chyba nie wymaga szczegółowego opisu. 
  3. Jeśli masz problemy z pierwszymi krokami, rzuć okiem na screencast znajdujący się na końcu wpisu. To surowe, nieprzycinane wideo, pokazujące nie tylko metodykę tworzenia tego modelu, ale i kilka moich niepowodzeń.

Zacznij szkicowanie na płaszczyźnie  XY. Ustaw lewy narożnik (za pomocą więzów poziomej i pionowej odległości) na (0,0). Średnica tłoka to 75 mm, więc pozioma linia powinna mieć 37,5.


Powyżej widoczny jest pełny szkic. Przyjrzyj się użytym więzom, część z nich została nadana automatycznie, część musisz dodać samodzielnie, tak aby uzyskać brak stopni swobody (szkic staje się wtedy zielony). Jeśli nie widzisz wymiarów rowków pierścieni, to poniżej znajduje się tabela z wymiarami (rowki numerowane są od góry):

Wysokość [mm] Szerokość [mm]
Przerwa 7 -
Rowek 1 1.75 3
Przerwa 4 -
Rowek 2 2 3.6
Przerwa 4 -
Rowek 3
(pierścień zgarniający)
3 4



Zamknij szkic i wykonaj jego obrót (revolution) wokół pionowej osi szkicu (Vertical sketch axis). Otrzymany kształt powinien przypominać rzeczywisty tłok.

Zaznacz powierzchnię u dołu (jak na powyższym obrazku).

Więzy zewnętrzne.

Więzy zewnętrzne (external constraints) zostały wprowadzone w ostatnich wersjach programu. Obecnie możliwe jest rzutowanie niektórych elementów zewnętrznej geometrii (np. krawędzi) na szkic i używanie ich jako referencji.Spróbuj znaleźć ikonę z linią i niebieskim sześcianem Create an edge linked to an external geometry.


Teraz utwórz nowy szkic na wcześniej wybranej powierzchni.


Kliknij na Create an edge linked to an external geometry i zaznacz największy okrąg.


Ukryj obrót (Revolution) używając [Spacja]. Powinieneś widzieć rzutowany okrąg. Jest on tylko referencją jak linie konstrukcyjne, więc musisz narysować dodatkowe elementy geometrii i powiązać je z okręgiem. Narysowałem dwa łuki i dwie pionowe linie. Ten sam efekt możesz uzyskać rysując okrąg, dwie linie i używając przycięcia (trim).


Utwórz wyciągnięcie (pad) na 48 mm. Prawdopodobnie musisz określić kierunek wyciągnięcia jako odwrotny (reverse direction).

Następne kroki są analogiczne.


Wybierz powierzchnię tak jak jest pokazane to powyżej.


Utwórz dwa prostokąty. Użyj też pionowej lini konstrukcyjnej (tworzy ją się ze zwykłej linii - ikonka z z dwoma pionowymi liniami).Nadaj więz symetrii (symmetry constraint) - musisz wykorzystać dwa punkty i niebieską linię konstrukcyjną.


Usuń materiał wycięciem (pocket) na 57 mm.


Potrzebujesz też czegoś do podparcia sworznia tłoka. Wybierz dolną powierzchnię denka tłoka i utwórz nowy szkic.


Użyj narzędzia zewnętrznych więzów (external constraints) by wykorzystać okrąg, a następnie ukryj wycięcie (Pocket).


Utwórz dwa symetryczne kształty, każdy z trzech linii i łuku.


Utwórz wyciągnięcie (pad) na 30 mm.


Wybierz powierzchnię jak pokazano powyżej. Będzie ona bazą dla szkicu i obrotu (revolution).


Utwórz dwa zewnętrzne więzy z pionowych krawędzi i ukryj Pad001.


Utwórz elementy geometrii wykorzystując zewnętrzne więzy.


Utwórz obrót i sprawdź efekty.


Otwórz szkic ponownie i dodaj symetryczną geometrię.


Ostatecznie obrót (revolution) powinna wyglądać jak na powyższym obrazku.


Następnym krokiem jest wykonanie otworu pod sworzeń. Utwórz nowy szkic na płaszczyźnie XY.

Osie obrotu na szkicu.

Każdą linię konstrukcyjną możesz wykorzystać jako oś obrotu szkicu.


Utwórz geometrię z poziomą linią konstrukcyjną.


W oknie dialogowym obrotu wybierz tę oś (Axis: Sketch axis 0).


Później możesz zmienić położenie linii konstrukcyjnej. Otwórz szkic ponownie i ustaw pionową odległość na -30 (lub 30 - zależnie od orientacji szkicu).


Przejdź do warsztatu Part (Part workbench) i utwórz lustro (mirror) kształtu Revolution002. Wykorzystaj płaszczyznę YZ.

Później wybierz (używając [Ctrl]) Revolution002 i Revolution002 (Mirror #1) i połącz je sumą Boole'a (boolean fuse).


Następnie wybierz bryłę tłoka (prawdopodobnie Revolution001) i sumę z poprzedniego kroku (Fusion). Utwórz różnicę Boole'a z nich (boolean cut).


Tłok jest niemal gotowy.


Możesz usunąć nieco materiału by znaleźć miejsce na wirujące przeciwwagi wału korbowego. Wybierz boczną powierzchnię i utwórz wycięcie.


Zalecam promień 90 mm i odległość 162 mm. Model z odpowiednio 105 i 180 mm będzie błędny z punktu widzenia technologii wytwarzania.


Mamy nasz tłok! Wykonajmy odrobinę dokumentacji.

Kreator rzutowania równoległego.


Otwórz warsztat Drawing (Drawing workbench). Obecne jest możliwe jednoczesne tworzenie wielu widoków.


Utwórz nową stronę (Page) używając Insert new drawing. Wybierz ostatnią bryłę (Pocket001) i użyj Insert an orthographic projection of a part in the active drawing. Musisz zdefiniować rodzaj rzutowania
  • First angle (Europa),
  • Third angle (Stany Zjednoczone)
i widoki (Top, Left, itd.).


Oprócz kreatora, dalej można dodawać pojedyncze widoki.

Użyj Insert a new view of a Part in the active drawing by dodać czwarty widok.

Pobierz plik.

Pobierz surowe wideo.


Zaokrąglenia.

Zaokrąglenia (fillets) i fazy (chamfers) w warsztacie Part Design działają obecnie w ten sam sposób.


Wybierz krawędź lub krawędzie i kliknij ikonę zaokrąglenia (fillet).


Promień może być zmieniany w karcie Task view.

Jeśli nie widzisz krawędzi, kliknij PPM na kształt i wybierz Appearance... Następnie zmień Flat lines na Wireframe.

Zapamiętaj:
Zaokrąglenia wymagają wiele od każdego jądra CAD. Często kończą się niepowodzeniem. Twórz zaokrąglenia na końcu modelowania.

Pobierz plik.
Tutorial wykonano na:
FreeCAD 0.13 5391 SVN

1 komentarz:

  1. Świetny poradnik. Mam tylko jeden problem ze stworzeniem symetrycznego walca po drugiej stronie. Program pokazuje mi błąd (Revolution001 z wykrzyknikiem) i nie tworzy drugiego walca. Mam nadzieję że problem przedstawiłem zrozumiale.


    Pozdrawiam

    OdpowiedzUsuń