1. Scop

În acest laborator veţi studia: Comenzi de modelare CATIA ex.PAD,POCKET ,GROOVE,SHAFT, HOLE ; Realizarea şi editarea pieselor obţinute prin comenzi de modelare 3DLa final: Se vor însuşi cunoştinţele teoretice prezentate în lucrare.

2. NOŢIUNI TEORETICE

În general, o piesă este modelată pornind de la una sau mai multe schiţe constrânse, din care se obţine un corp tridimensional, prin extrudare sau revoluţie la care se aplică ulterior diferite operaţii precum: racorduri, teşiri, translaţii, rotaţii, operaţii booleene, scalări etc., până la obţinerea formei finale a piesei. Bara de instrumente Sketch-Based Features conţine instrumentele de modelare: Pads (Pad, Draft Filleted Pad şi Multi-Pad), Pockets (Pocket, Draft Filleted Pocket şi Multi-Pockef), Shaft, Groove, Hole, Rib, Slot, Stiffener, Loft (numit şi Multi-sections Solid) şi Removed Loft (numit şi Removed Multi-sections Solid). Bara este disponibil atât în format extins, cât şi compactă, iar instrumentele sale sunt accesibile şi din meniul Insert > Sketch-Based Features. Pentru a selecta modul de vizualizare, se accesează meniul View > Toolbars > Sketch-Based Features.

2.1 Opţiunea PadCrearea unui Pad presupune extrudarea unui profil pe una sau pe două direcţii, utilizatorul alegând limitele şi direcţia de extrudare în funcţie de dimensiunea de gabarit dorit a piesei. Este obligatorie crearea profilului cu modulul Catia-Sketcher.Schiţa de bază a corpului obţinut prin extrudare cu Pad, nu trebuie să conţină elemente care să se auto-intersecteze, iar profilele din componenţa schiţei să fie închise.

2.2 Opţiunea Pocket

Aplicarea opţiunii Pocket constă în extrudarea unui profil în interiorul unui corp şi înlăturarea din volumul acestuia a materialului rezultat prin extrudare. CATIA permite utilizatorului să -şi aleagălimitele ş i direcţia de creare a extrudării Pocket. Opţiunea Pocket necesită un corp (de exemplu, de tip Pad) şi un profil.

Pad şi Pocket sunt operaţii complementare; în timp ce prima face extrudare cu adăugare de material, ceea de a doua realizează aceeaşi operaţie, în acelaşi mod, dar cu eliminare de material.

2.3 Opţiunea Shaft

Opţiunea Shaft permite obţinerea unui solid prin rotirea unui profil 2D în jurul unei axe. Axa si profilul trebuie create în acelaşi desen (sketch). În fereastra Shaft Definition se setează două unghiuri, între care va avea loc rotaţia:

- First Angle (primul unghi) defineşte unghiul de rotaţie în jurul axei, plecând de la poziţia profilului, în sensul acelor de ceasornic. Implicit valoarea sa este de 360 grade, corespunzătoare

Laborator PAC nr.2

unei rotaţii complete - Second angle (al doilea unghi) unghi defineşte unghiul de rotaţie în jurul axei, plecând de la poziţia profilului, în sens trigonometric. Implicit valoarea sa este de 0 grade.

Indiferent de valorile celor două unghiuri, suma acestora trebuie să fie mai mică sau egală cu 360 grade. O sumă mai mic de 360 grade presupune un arbore incomplet. Prin modificarea poziţiei axei fata de profil, în urma rotaţiei poate rezulta un arbore tubular.

2.4 Opţiunea Groove

Este complementară opţiunii Shaft permiţând extragerea de material din corpuri solide, în general cele de revoluţie, prin rotirea unui profil în jurul unei axe. Deseori aceasta este chiar axa corpului de revoluţie. Utilizarea este similar cu cea a opţiunii Shaft

2.5 Opţiunea HoleInstrumentul de modelare Hole se utilizează la crearea alezajelor de formă cilindrică sau conică . Deşi instrumentul de modelare Hole este foarte asemănător cu Pocket , ambele având capacitatea de a înlătura material dintr- un corp solid, diferenţa este dată de faptul că , în cazul Hole , alezajul va avea întotdeauna un profil circular, căruia i se pot defini cu precizie numeroase caracteristici (diametru, adâncime, poziţie, existenţa şi dimensiunile filetului etc.). Fig.1

Fig.1

În cazul alezajelor de tip "Counterbored", diametrul găurii lărgite trebuie să fie mai mare ca diametrul găurii simple, dar adâncimea acesteia va fi mai mare ca adâncimea găurii lărgite, în cazul "Countersunk", diametrul teşiturii trebuie să fie mai mare ca diametrul găurii iniţiale, iar unghiul la vârful conului să se afle în intervalul (0°....180°).

În cazul "Counterdrilled", diametrul porţiunii lărgite trebuie să fie mai mare ca diametrul găurii simple, adâncimea acesteia va fi mai mare ca adâncimea găurii alezate, iar unghiul la vârf al porţiunii conice să fie în intervalul (0°...180°). Indiferent de alegerea tipului găurii, utilizatorul trebuie să specifice limitele pe care le doreşte. În acest sens, CATIA prezint cinci tipuri de limite, şi anume: "Blind", "Up to next", "Up to last, "Up to plane" şi "Up to surface" conform reprezentărilor din figura 2

Fig.2 Tipuri de limitări pentru fiecare tip de gaură

În cazul tipului de limită Blind, se va crea o gaură simplă, definită numai de diametrul şi de

adâncimea sa. În cazul Up to next, gaura va perfora corpul până când ajunge în exteriorul acestuia(prima suprafaţă liberă). În cazul Up to last, gaura va trece prin tot corpul, indiferent câte suprafeţe libere întâlneşte, iar în cazurile Up to plane şi Up to surface, utilizatorul va indica un plan (o suprafaţă) aparţinând corpului, ca fiind limita până la care se execută găurirea.În unele cazuri, este necesar ca găurile să fie filetate, CATIA punând la dispoziţia utilizatorului două tipuri standard de filete (Metric Thin Pitch şi Metric Thick Pitch), dar şi unul nestandard. În acest ultim caz, toţi parametrii filetului (diametrul şi pasul filetului, diametrul găuriifiletate, adâncimea de filetare şi adâncimea găurii filetate) putând fi modificaţi în funcţie denecesităţi.

Pentru ca o gaură să fie filetată, în fereastra de dialog "Hole Definition" (figura 3) se bifează opţiunea "Threaded", se alege tipul de filet şi diametrul metric al acestuia. Pentru "Metric Thin Pitch", diametrul ia valori între M8 şi M39, iar pentru "Metric Thick Pitch", diametrul iavalori între M1 şi M90.

Fig.3Aceste standarde incluse în CATIA pot fi modificate, oferind utilizatorului posibilitatea de

a-şi adăuga propriile valori (pasul şi diametrul de fund al filetului).Implicit, este calculat diametrul găuri în concordanţă cu diametrul de filetare şi tipul standard de filet. De asemenea, pasul filetului este calculat automat în funcţie de diametrul de filetare şi tipul standard de filet.

Din secţiunea "Standards", apăsând butonul [Add], se pot adăuga în listă şi alte standarde defilete definite de utilizator.Crearea unei găuri presupune mai multe etape şi condiţii, prima dintre acestea fiind existenţaunui corp, de formă oarecare, pe care se va poziţiona gaura respectivă. În arborele de specificaţii seselectează o faţă a corpului (Pad.1), apoi se apasă pe pictograma "Hole", afişându-se fereastra dedialog "Hole Definition". În figura 4 se observă că această fereastră de dialog oferă posibilitateadefinirii tipului de limită pentru executarea găurii, a diametrului şi direcţiei sale (implicit, normalăla suprafaţă), dar şi a poziţiei centrului cercului ce defineşte gaura.

Fig. 4. Stabilirea poziţiei, diametrului şi limitei unei găuri

În fereastra de dialog "Hole Definition", prin apăsarea butonului [Positioning Sketch] semodifică poziţia găurii, pe faţa selectată a corpului, cu ajutorul instrumentului Constraint(constrângere) a modulului CATIA Sketcher. În cazul prezentat în figura 4, constrângerea se realizează prin stabilirea distanţelor între centrul găurii şi două din laturile paralelipipedului.Odată poziţionarea încheiată, se indică diametrul găurii şi limita de adâncime pe care aceastase execută. Cu excepţia tipului de limită "Blind", toate celelalte limite sunt calculate automat de program, valorile lor sunt afişate în câmpul "Depth", dar nu pot fi modificate de utilizator.

De asemenea, aşa cum s-a arătat anterior, tot din fereastra de dialog "Hole Definition", semai definesc tipul găurii şi parametrii de filetare ai acesteia.Piesele mecanice necesită deseori găuri care nu sunt perpendiculare pe o anumită suprafaţă,ci au o direcţie oarecare, stabilită de proiectant, pe baza rolului funcţional.

Pentru exemplificare, în modulul CATIA Sketcher se creează un profil de forma unui trapez(Sketch.1), care se extrudează până formează corpul Pad.1 din figura 5. Se selectează faţasuperioară a corpului şi se apasă pictograma "Hole" pentru a poziţiona gaura. În fereastra de dialog"Hole Definition", prin apăsarea butonului [Positioning Sketch] se modifică poziţia găurii, iar înzona "Direction" se debifează opţiunea "Normal to surface". În mod predefinit, CATIA creeazăgaura perpendicular pe suprafaţă. În acest caz, însă, este necesar ca axa găurii să fie paralelă cumuchia înclinată a trapezului (Edge.1), care devine, din acest moment, noua direcţie de orientare aaxei (figura 5).

Fig. 5. Crearea unui găuri cu axa înclinată după o anumită direcţie

Astfel, pentru a obţine găuri care nu sunt perpendiculare pe suprafeţele care le susţin, sefolosesc diferite construcţii ajutătoare (linii, axe) sau se selectează ca direcţie unul dintre elementele

de tip linie sau axă, aflate în desenul curent. În cazul prezentat anterior, s-a ales muchia respectivăpentru ca gaura să fie paralelă cu faţa înclinată a corpului.

3. Exercitii1. Se vor construi corpuri prin utilizarea succesivă a opţiunilor Pad şi Pocket (Fig. 6).

Fig. 6.2. Se va construi corpul din fig.7 utilizând opţiunile Pad, Pocket şi Hole

Fig. 7

Realizarea unui cot de teava cu flanse la capete

Pentru a realiza acest desen se începe cu realizarea flanșei (figura 1), la alegere, după ce amterminat de realizat, următorul pas este de a realiza profilul țevii pe care dorim sa o construim cain figura de mai jos (figura 2). De menționat este faptul ca aceasta piesa este lucrata într-ometoda care nu permite modificări ulterioare ale dimensiunilor sau razei de racordare a țevii.

Figura .1 Figura .2

Pentru a realiza profilul țevii se creează un nou sketch, după care folosind comanda Rib selectamschița care conține cercurile aferente țevii si profilul după care va fi extrudat obținându-se piesadin figura 3.

Figura. 3

După ce țeava a fost realizata, următorul pas îl constituie realizarea flanșei triunghiulare similarcu flanșa construita anterior de unde va rezulta piesa din figura 4.

Figura. 4

După ce toate aceste etape au fost realizate va rezulta piesa din figura 5.

Figura. 5

Fig. 9

3. Se va construi corpul din fig.9 utilizând opţiunile Pad, Pocket şi Hole

Fig.10

3. Exercitii1.Se va construi schiţa din Fig.10 utilizând opţiunile: Circle, Bi-tangent Line, Trim,.

2 . Să se schiţeze şi să se modeleze piesa din Fig.11 şi Fig.12

Fig.11

Fig.12