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Unidade Operacional (CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL “JOSE IGNACIO PEIXOTO”)
CAD
Presidente da FIEMG Robson Braga de Andrade Gestor do SENAI Petrônio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Alexandre Magno Leão dos Santos Gerente de Educação e Tecnologia Edmar Fernando de Alcântara
Elaboração MARCIO PEREIRA BEDENDO RODRIGO VILELA DA SILVA Unidade Operacional CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL “JOSE IGNACIO PEIXOTO”
Sumário
APRESENTAÇÃO ................................................................................................................... 5 1. AMBIENTAÇÃO COM O SOLIDWORKS............................................................................. 6 BREVE HISTÓRICO ............................................................................................................ 6 O QUE É SOLIDWORKS?.................................................................................................... 7 INICIANDO O SOFTWARE...................................................................................................... 8 COMO DESENHAR NO SOLIDWORKS?............................................................................. 9 2. BARRAS DE FERRAMENTAS E MENUS ...................................................................................11 BARRA DE FERRAMENTAS STANDART ...........................................................................12 BARRA DE FERRAMENTAS VIEW .....................................................................................12 3. CRIANDO SKETCHS..........................................................................................................13 DESENHANDO ENTIDADES..............................................................................................14 FERRAMENTAS DE SKETCH ............................................................................................16 CRIAÇÃO DE POLÍGONOS ...................................................................................................17 4. EDIÇÃO DE SKETCHES ....................................................................................................18 POWER TRIM.....................................................................................................................18 EXTEND .............................................................................................................................19 COPY .................................................................................................................................20 MOVE.................................................................................................................................21 ROTATE.............................................................................................................................21 OFFSET .............................................................................................................................22 LINEAR PATTERN (REPETIÇÃO LINEAR)...............................................................................23 CIRCULAR PATTERN (REPETIÇÃO CIRCULAR) .....................................................................24 MIRROR (CRIAÇÃO DE ESPELHAMENTO) ................................................................................26 5. CRIAÇÃO DE SÓLIDOS (FEATURES)...............................................................................27 COMO ACESSAR A BARRA DE FERRAMENTAS FEATURES ...........................................27 EXTRUDED BOSS BASE (EXTRUSÃO COM ADIÇÃO DE MATERIAL)..........................................30 CRIANDO MAIS DE UMA EXTRUSÃO EM UM MESMO SÓLIDO........................................32 EDITANDO A FEATURE .....................................................................................................33 EXTRUDED CUT (EXTRUSÃO COM REMOÇÃO DE MATERIAL) ..................................................34 REVOLVED BOSS BASE (REVOLUÇÃO COM ADIÇÃO DE MATERIAL)........................................35 REVOLVED CUT (REVOLUÇÃO COM REMOÇÃO DE MATERIAL)......................................39 REVOLVED CUT ................................................................................................................39
SWEPT BOSS / BASE.........................................................................................................39 FILLET E CHANFER ...........................................................................................................41 SHELL ................................................................................................................................42 4. FERRAMENTAS DE VISUALIZAÇÃO ................................................................................43 5. MONTAGEM DE PEÇAS (ASSEMBLY) .............................................................................44 INTRODUÇÃO....................................................................................................................44 INSERINDO COMPONENTES............................................................................................44 INSERINDO ELEMENTOS DE MÁQUINAS.........................................................................45 CRIAÇÃO DE MATES (LIGANDO AS PEÇAS) ....................................................................45 MOVENDO E ROTACIONANDO COMPONENTES .............................................................46 6. DESENHO EM 2D DE COMPONENTES EM 3D .................................................................47 INTRODUÇÃO....................................................................................................................47 CARREGANDO COMPONENTES ......................................................................................47 INSERINDO VISTAS E CONFIGURANDO-AS ....................................................................48 INSERINDO DIMENSÕES DO COMPONENTE...................................................................49 CONFIGURANDO FOLHA DO DESENHO .............................................................................50 IMPRESSÃO DE DESENHOS.............................................................................................50 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................51
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Apresentação
“Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento.” Peter Drucker
O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país, sabe disso, e, consciente do seu papel formativo, educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência: “formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada”. Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento, na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – interneté tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada! Gerência de Educação e Tecnologia
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1. Ambientação com o SOLIDWORKS
BREVE HISTÓRICO A origem dos sistemas CAD remonta dos primórdios dos sistemas de computação gráfica ao desenvolvimento dos sistemas de computação gráfica interativa. Dois projetos destes sistemas foram desenvolvidos no Massachusetts Institute of Technology (MIT) e em Suthernland (1963). Durante este mesmo período, surgiram de modo coincidente o NC (Numerical Control) e o APT (Automatically Programmed Tool). No início, os sistemas CAD eram apenas editores gráfico com alguns símbolos. As entidades geométricas eram limitadas a linhas, arcos circulares e combinações destes dois. O desenvolvimento de curvas livres e superfícies (como Bezier e BSpline) permitiram a utilização dos sistemas CAD em projetos com curvas e superfícies complexas. Os sistemas CAD 3D permitiram ao projetista trabalhar com a terceira dimensão. O modelo tridimensional (modelo é uma abstração dos dados em um computador, também são conhecidos como protótipos virtuais) possui informação suficiente para a geração do programa da ferramenta de corte NC. Possibilitou-se o desenvolvimento de sistemas CAD/CAM sob este conceito, tornara-se popular entre os anos 1970 e 1980. Os anos 1970 corresponderam ao início de uma nova era para os sistemas CAD, a partir da invenção da modelagem sólida tridimensional. No início, os modelos tridimensionais eram representados em wireframe, constituindo-se de um modelo de linhas. Esta representação era ambígua, pois um mesmo modelo poderia representar várias peças distintas. Informações como, volume do produto não podiam ser obtidas.
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Modelos sólidos contêm informações completas, por isto estes podem ser utilizados desde a geração de desenhos bidimensionais a análises de engenharia. Modeladores sólidos como PADL-1 e PADL-2 (Voelcker e Requicha, 1977), Synthavision, BUILD-1 e BUILD-2 (Braid, 1973), COMPACT, EUCLID, GLIDE, dentre outros, foram desenvolvidos nos anos 1970. Enfim, muitos sistemas comerciais e acadêmicos foram desenvolvidos. Somente nos anos 1980, os modeladores sólidos foram incorporados em ambientes de projeto. Nos anos 90 a implementação do CAD em computadores pessoais possibilitou a massificação de seu uso (CHANG, 1998). Atualmente, temos uma grande variedade desses softwares no mercado, com diferentes aplicações. Podemos citar: SOLIDWORKS, AutoCAD, Microestation, Solid Edge, I-deas, Catia, etc..
O QUE É SOLIDWORKS? O SOLIDWORKS é uma ferramenta computacional de projetos, que permite acelerar o processo de desenvolvimento de produtos. Trata-se de um CAD tridimensional para construção de peças, montagens e geração de desenhos bidimensionais de maneira integrada. Isto significa que os três tipos de arquivo que são gerados pelo software podem ser relacionados, e se mudarmos qualquer característica da peça, automaticamente os arquivos associados a esta mudarão. Isso possibilita uma velocidade maior no processo de criação, desenvolvimento de produtos e modelamento 3D de quaisquer componentes.
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INICIANDO O SOFTWARE Ao iniciar o SOLIDWORKS pode-se iniciar um novo desenho ou simplesmente abrir um desenho já existente Para criar um novo desenho basta clicar no menu FILE e escolher a opção NEW. Feito isso, aparecerá uma janela com três opções de trabalho e apenas uma pode ser escolhida, o que não impedirá a mudança de tipo de tarefa durante a execução do software.
Veja abaixo o significado de cada uma das três opções para criação de um novo documento:
PART: Criação de peças. ASSEMBLY: Montagem de Peças criadas no módulo PART. DRAWING: Criação das vistas de um sólido, seja ela criado no módulo ASSEMBLY ou no módulo PART.
Caso seja necessário abrir um projeto já existente, ao invés de escolher a opção NEW do menu file, escolha a opção OPEN. A janela que se abrirá é semelhante a dos aplicativos Microsoft.
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COMO DESENHAR NO SOLIDWORKS? O SOLIDWORKS tem seu padrão de desenvolvimento de projetos usando o princípio de modelagem em três dimensões. Essa opção permite ao projetista visualizar o projeto “pronto”, percebendo detalhes que nem sempre são facilmente notáveis em desenhos em duas dimensões (técnicos). Toda criação de peças no SOLIDWORKS utiliza dois critérios básicos, que são SKETCH e FEATURE. As duas ferramentas estão intimamente ligadas. Podemos dizer que uma feature só existirá de houver antes uma sketch. SKETCH: São desenhos em duas dimensões, que servirão para criação de um modelo 3d. FEATURE: São as características que uma SKETCH possuirá para formar o desenho em 3d. Veja adiante um exemplo de SKETCH e FEATURE, formando um sólido:
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Nessa sketch existe um perfil formado por um retângulo, com largura de 40 mm e comprimento de 80 mm. Note que o botão sketch está ativo, portanto estamos editando uma sketch. Esse perfil retangular servirá como referência para a criação do sólido.
Já na figura ao lado vemos uma feature criada a partir de um perfil de duas dimensões, que é a sketch anterior. Note que a única dimensão nova é a espessura de 20 mm, adicionada por uma feature de extrusão. Os tipos de features serão vistos adiante.
Observação: Durante a elaboração de um desenho você poderá e criará várias sketches e features. Veja a figura abaixo:
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Esta peça é formada por 3 sketches (sketch 1,2 e 3) e 3 features (EXTRUDED 1,2 e3).
2. Barras de Ferramentas e Menus
Menus de Opções e Ferramentas
Barra de Ferramentas
Árvore do Projeto
Área de Trabalho
Tal como nos softwares Microsoft, o SOLIDWORKS possui barras de ferramentas e menus que organizam todas as funções disponíveis pelo software. É importante lembrar que são estes os locais onde você encontrará ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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tudo o que precisa para elaborar seu projeto. Á medida que ferramentas mais complexas forem necessárias, poderão ser adicionadas. Veja a descrição dos itens apontados na figura acima: Árvore de Projeto: Apresenta todas as características do desenho, ou seja, todas as sketches e features que formam o sólido. Área de Trabalho: Local onde o desenho é elaborado e modificado. Barra de Ferramentas: Conjunto de funções que auxiliam na construção de sketches e / ou features. Cabe ressaltar que existem ferramentas próprias para sketches e outras para features. Menus de opções e Ferramentas: Fornecem um acesso mais completo às funções que estão disponíveis para desenho e permitem também configurar o SOLIDWORKS. Como dito anteriormente, nossos desenhos e projetos possuirão na sua essência sketches e features. Quando estivermos utilizando umas ou outras algumas ferramentas estarão desativadas, por não serem adequadas a edição de sketches ou fatures. Isso facilita a identificação rápida dos recursos disponíveis.
BARRA DE FERRAMENTAS STANDART
Esta barra é uma que permite ao usuário ter acesso rápido às principais funções do SOLIDWORKS, como exemplo impressão, criação de novos desenhos, abertura de desenhos já existentes, entre outros. Segue abaixo a descrição dos principais itens desta barra.
BARRA DE FERRAMENTAS VIEW
Esta barra de ferramentas trata da visualização do sólido que está sendo desenhado. Ela pode mostrar desde todas as linhas e curvas que compõem o sólido até representação do mesmo totalmente preenchido. Essa barra será muito utilizada, pois em função das features e sketches a serem feitas, determinado tipo de visualizado será mais produtivo. Veja o que representa cada ícone dessa barra. ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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3. CRIANDO SKETCHS Um perfil em 2d é um desenho plano distribuído em apenas dois eixos: XY, YZ, XZ. Durante a criação de uma SKETCH não se deve desenhá-la pensando no sólido como um todo, pois o mesmo só será obtido após o uso de um comando próprio para sua criação, que pode ser EXTRUDED, REVOLUTION, entre outros. Para criar uma SKETCH acessa a barra COMMAND MANAGER acesse o segundo ícone da esquerda para direita. Assim a barra de ferramentas para Sketch será exibida. Veja a figura:
Após clicar no segundo botão marcado a processo de criação de SKETCH será iniciado. O primeiro questionamento do programa sobre a sua SKETCH será a definição do plano ou face na qual será desenhado. As opções padrão se desdobram em quatro planos: FRONTAL, LATERAL, SUPERIOR e INFERIOR. Para escolher um dos planos basta clica nele ou no nome que o identifica. É muito importante escolher o plano correto para que seu sólido esteja na posição correta durante a modelagem. Nos casos onde se quer modelar peças cilíndricas ou apenas simétricas, deve-se preocupar em construir a SKETCH tendo como referência central a origem da área de trabalho, o que facilitará as tarefas posteriores de edição do sólido.
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Depois de escolhido o plano onde a SKETCH será desenhada, é importante utilizar a ferramenta NORMAL TO. Ela se encontra na barra de ferramentas VIEW, no ícone STANDART VIEWS. Essa ferramenta posiciona o plano de frente para a tela, dando a impressão que o usuário está desenhando em um quadro branco. Além dessa facilidade visual a ferramenta NORMAL TO proporciona referências importantes para o traçado de linhas e outras entidades (centro, fim de linha, meio de linha, entre outros).
Clicando no botão surgirá um menu com todas as opções de visualização. As seis primeiras se referem às posições bidimensionais (frontal, traseira, superior, inferior, lateral esquerda, lateral direita). Já as três últimas posicionam o sólido em três dimensões.
DESENHANDO ENTIDADES Antes de começar a desenhar entidades é importante saber que todas elas deverão possuir medidas, que não podem ser aleatórias, ou seja, precisam ser determinadas para que influenciem positivamente no projeto. É claro que algumas dimensões são obtidas complementarmente a outras. Para ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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os casos onde é necessário estabalecer medidas usa-se a ferramenta SMART DIMENSION.
Assim que uma entidade é criada, pode-se logo utilizar a ferramenta SMART DIMENSION. Eis as possibilidades de medição: Comprimento de linhas: clicando na linha automaticamente é criada uma cota e o valor atual de medida é mostrado em uma caixa de diálogo:
Nesse momento pode-se aceitar o valor informado ou digitar o valor de medida ideal e clicar no botão OK (símbolo de visto em verde). Antes de aceitar o valor digitado para a cota, pode-se ver uma “prévia” do resultado da nova medida no desenho clicando no ícone REBUILD (algo parecido com um sinal de trânsito). A função REBUILD mostra como a nova dimensão se comportará na SKETCH e como as outras medidas se modificarão em função desta. Mais importante que cotar é deixar as cotas na SKETCH. Elas são automaticamente ocultas quando a SKETCH é fechada. Para efeito de edição é mais prático deixar as cotas na própria SKETCH. Outra vantagem é que no momento em que forem geradas as vistas do sólido no modo DRAWING. Chamamos de entidades as linhas ou curvas que fazem parte de uma SKETCH, que podem ser linhas, círculos, retângulos, arcos, polígonos, entre outros. As ferramentas de SKETCH não se resumem apenas à construção, também existem ferramentas para edição de SKETCHS que serão vistas adiante. Veja a barra de ferramentas de SKETCH:
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Todas as ferramentas de SKETCH estão disponíveis no MENU TOOLS SKETCH ENTITIES. Após a seleção da ferramenta adequada repare que seu cursor tomará a forma da ferramenta escolhida. Essa mudança indica que um comando está ativo. Para “parar” um comando basta pressionar a tecla ESC do teclado e o cursor tomará a forma padrão do Windows. Para traçar uma linha (depois de ter escolhido o comando LINE) basta clicar no ponto inicial, deslocar o mouse até o ponto final e clicar no local onde sua linha terminará. Será traçada uma linha que liga os dois pontos. Para finalizar o comando LINE basta pressionar ESC. Quando é necessário ligar duas linhas através de seus pontos finais (mais extremos) pode-se utilizar o recurso SNAP do SOLIDWORKS. Quando se aproxima de uma referência (centro, extremidade, ponto médio) o SNAP aponta o a referência mais próxima e basta clicar no ponto para que o software ligue sua linha o ponto. Observação: Durante o traçado de linhas ao lado do cursor note que é informado instantaneamente o tamanho do segmento. Isso facilita a criação da SKETCH, pois dá noção do tamanho do segmento, mesmo sem o uso do smart dimension.
FERRAMENTAS DE SKETCH LINE: Clique no ponto inicial da linha e depois no ponto final. RECTANGLE: O primeiro ponto será um vértice do retângulo. Desloque o mouse em diagonal para determinar a área do retângulo e clique no ponto desejado. CIRCLE: O primeiro informa onde é o centro da circunferência; o segundo informa o diâmetro da mesma. CENTER POINT ARC: Informe o ponto central do arco e depois clique em dois outros pontos para informar a abertura do arco. TANGENT ARC: Informe o ponto onde o arco começará e informe o seu ponto final. 3 POINT ARC: Informe o ponto inicial, final e o intermediário entre os dois pontos.
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CRIAÇÃO DE POLÍGONOS A criação de polígonos de assemelha à criação de círculos, pois necessita apenas da informação de origem do círculo que controla o polígono e do fim do mesmo. Após isso teremos o polígono desenhado. O que diferencia os dois comandos é a possibilidade de informar o número de lados que o polígono possuirá. Essa informação está destacada na figura ao lado.
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4. EDIÇÃO DE SKETCHES Tais ferramentas são utilizadas para facilitar o término do desenho do perfil (sketch), seja eliminando arestas, aumentando segmentos, criando cópias paralelas de segmentos entre outros. OBSERVAÇÃO: As ferramentas de edição de entidades estão no menu TOOLS / SKETCH TOOLS. O exemplo a seguir foi elaborado através da criação e edição de entidades:
Foi desenhado um retângulo e em cada ponto médio de suas arestas foi desenhado um círculo. Com o uso da ferramenta POWER TRIM foram removidas as arestas que não eram necessárias.
POWER TRIM A ferramenta POWER TRIM tem como princípio o traçado de curvas livremente. Esse traçado tem a cor cinza claro e onde o mesmo interceptar (tocar) o segmento tocado será excluído. Veja na figura abaixo o caminho percorrido pela ferramenta para eliminar as arestas realçadas:
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Desenho do retângulo e dos círculos. As curvas representam o caminho da ferramenta POWER TRIM
Resultado
Note que a ferramenta POWER TRIM elimina o intervalo entre duas intercessões. Caso não existam duas intercessões a ferramenta respeita o primeiro limite e elimina a aresta até o limite da entidade.
Perfil sem uso do TRIM
Caminho percorrido pela ferramenta POWER TRIM
Resultado
EXTEND Ao contrário do funcionamento da ferramenta POWER TRIM, o comando EXTEND prolonga entidades até o próximo limite, isso quer dizer que só poderemos prolongar uma entidade se houver uma próxima entidade que determine o limite do prolongamento. Não se faz um prolongamento de uma entidade tendendo ao infinito.
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Neste exemplo temos um círculo com três linhas tangentes internamente ao mesmo. É possível portanto extender essas linhas até o próximo ponto de tangência.
Esse é o resultado do uso do comando EXTEND.
O uso do comando é simples. Para extender uma linha, por exemplo, basta clicar em uma das extremidades da mesma. O prolongamento será criado na mesma direção da extremidade. Veja o exemplo:
Clicando com o mouse na posição onde está o cursor A, o segmento será extendido até o lado C. Clicando com o mouse na posição onde está o cursor B, o segmento será extendido até o lado D.
COPY Permite a reprodução de um ou vários elementos dentro de uma sketch. Funciona de forma parecida aos comandos copiar e colar do Windows. Para executar o comando acesse menu TOOLS / SKETCH TOOLS. Aparecerá a janela abaixo, no lugar da árvore de modelamento:
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Na caixa indica pela seta “a” deve-se indicar quais itens serão copiados. Essa indicação é feita através de clique no próprio objeto que se quer copiar. Na caixa indicada pela seta “b” devese indicar qual será o ponto de origem para a cópia. Esse recurso é útil quando necessitamos posicionar a cópia em um ponto exato. Depois de indicado o ponto de origem deve indicar o ponto onde a cópia será colada.
MOVE Permite mudar a localização de uma ou mais entidades na SKETCH. A diferença no uso do comando em relação ao COPY é que o resultado produzido pelo comando COPY é diferente, pois o mesmo não mantém o objeto de origem. Para usar o comando MOVE use os mesmos procedimentos do comando COPY.
ROTATE Rotaciona uma entidade a partir de um valor angular (15º, 20° 90°). A partir da seleção das entidades a serem rotacionadas e de um ponto base, basta informar o ângulo de rotação. Exemplo de rotação de entidades:
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OFFSET Esse comando é importante quando se necessita criar cópias pararelas de entidades em uma SKETCH. Ao criar essas cópias paralelas é necessário informar a distância entre esses elementos, que poderá ser alterada a qualquer momento. Durante a execução do comando existem algumas opções que facilitam a criação de entidades paralelas: ADD DIMENSIONS: Após criar as entidades pararelas, cria uma cota que poderá ser alterada. Se esta opção não for escolhida, todo o processo transcorrerá da mesma maneira, não existindo, apenas, a cota, que mais tarde poderá ser inserida pelo comando SMART DIMENSION. REVERSE: Inverte a direção das entidades paralelas (esquerda para direta, superior para inferior), mantendo a distância determinada. SELECT CHAIN: Por padrão o comando seleciona outras arestas que fazem parte do perfil. Desmarcando essa opção, será utilizada no OFFSET somente a entidade selecionada. BI-DIRECIONAL: Cria cópias paralelas nos em ambas direções, mantendo o mesmo valor de distância.
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LINEAR PATTERN (Repetição Linear) Esta ferramenta é muito útil para criar cópias de um mesmo objeto em forma de uma matriz, ou seja, pode-se definir a distância entre as entidades e o número de colunas e linhas que estas cópias estarão distribuídas. Veja o exemplo abaixo:
Neste exemplo é necessário preencher a área com círculos de mesma medida igualmente espaçados, a 10 mm de distância entre cada entidade. Selecionando a entidade e repetir, informe a quantidade de linhas e colunas e a distância entre cada linha e cada coluna. O resultado será o abaixo:
É interessante ressaltar que se for modificado o diâmetro na peça de origem, todas as cópias também serão modificadas.
Durante a utilização do programa, pode-se alterar a direção de cópias para colunas e linhas. Ainda também se pode fazer cópias determinando o espaçamento entre linhas e o ângulo de inclinação da cópia.
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A – Possibilita a inversão da direção da repetição horizontal B – Define a distância entidades nessa direção.
entre
as
C – Define a quantidade de repetições da entidade base. D – Permite informar uma inclinação para a repetição. Os mesmos valores e propriedades podem ser aplicados à direção 2, que representa a direção vertical.
CIRCULAR PATTERN (Repetição Circular) O processo de repetição circular é usado quando precisamos criar cópias igualmente espaçadas circularmente. Um exemplo desse tipo de operação é o posicionamento dos 59 traços indicadores da contagem dos segundos em um relógio de pulso. Para isso é necessário apenas a criação de uma entidade base e utilizar a ferramenta CIRCULAR PATTERN para fazer as repetições. Como dito anteriormente antes de chamar o camando deve-se criar a entidade de que será repetida.
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1. Aqui deve-se clicar no ponto de origem de uma circunferência imaginária onde ficarão dispostas as cópias. 2. Aqui deve-se informar a quantidade de cópias que serão feitas. 3. Pode-se aqui escolher se as cópias serão espalhadas ao longo dos 360º da circunferência imaginária ou a um intervalo menor (90º ou 120º entre outros). 4. Essa opção deve estar sempre selecionada quando se quer espaçar igualmente as entidades copiadas. 5. Clicando nessa caixa pode-se informar quais são as entidades que serão repetidas circularmente.
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MIRROR (Criação de Espelhamento)
A criação de um espelhamento é parecida com a função de repetição linear, mas os resultados são diferentes. Veja o exemplo:
Resultado obtido com Repetição Linear
Resultado obtido com Espelhamento
A execução do comando MIRROR depende da informação das entidades que serão espelhadas e do eixo de simetria.
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5. CRIAÇÃO DE SÓLIDOS (FEATURES) Até aqui trabalhamos com a criação de perfis (em duas dimensões) que agora darão origem aos sólidos (em três dimensões). O papel da Sketch é justamente esse, determinar qual será o perfil do sólido. Para a criação dos sólidos temos vários processos, que são escolhidos em função das características do sólido modelado:
Extrusão com Adição de Material Extrusão com Remoção de Material Revolução com Adição de Material Revolução com Remoção de Material Extrusão por Caminho
Assim como as Sketches são editáveis, as features também são:
Arredondamentos Chanfros Esvaziamentos Espelhamentos Repetições Lineares e Circulares
COMO ACESSAR A BARRA DE FERRAMENTAS FEATURES Antes de indicar o local das ferramentas de FEATURES é importante lembrar que SKETCH e FEATURE estão intimamente ligadas, ou seja, toda a alteração na SKETCH gera uma alteração na FEATURE, como veremos mais tarde. Trabalhando sistematicamente, deve ter uma SKETCH “aberta” para que se acione algum comando de FEATURE. Mas o que siginfica essa terminologia aberta ou fechada? Muitos usuários encontram dificuldades durante o processo de modelagem pela falta de atenção nesse detalhe. Veja as duas imagens e as conclusões geradas adiante:
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Este item é o que melhor aponta se a SKETCH está aberta ou não. Quando o botão “EXIT SKETCH” (Item 1 da figura) está em destaque, isso indica que a SKETCH está ABERTA, ou seja, está passiva de edição. Quando o botão EXIT SKETCH é clicado a SKETCH é FECHADA e não mais poderá ser editada. Visualmente, nota-se que as entidades ficam na cor cinza e as cotas desaparecem (Item 2 da figura). Para que se possa novamente editar a SKETCH deve-se encontrá-la na árvore de modelamento (item 3 da figura) e clicar com o botão direito sobre a SKETCH e escolher a opção EDIT SKETCH. A figura abaixo mostra como fica a área de trabalho quando uma SKETCH está fechada.
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Estando com uma SKETCH aberta selecione a guia FEATURES clicando no botão ao lado da guia SKETCH.
Quando o botão FEATURES é clicado todos os botões à direita da barra são mudados, passando a mostrar os comando disponíveis para FEATURES. Para voltar a ver os botões referentes à SKETCH basta clicar no botão SKETCH.
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EXTRUDED BOSS BASE (Extrusão com Adição de Material) A ferramenta EXTRUDED BOSS extende uma SKETCH através de uma medida que transforma a SKETCH em um sólido. No exemplo da figura abaixo temos um retângulo com 44mm de largura e 35mm de profundidade. O valor que será informado no comando EXTRUDED determinará a terceira dimensão do corpo, tornando-o assim um sólido (3 dimensões).
O ITEM 1 determina a direção da extrusão. Quando clicado inverte a direção da extrusão sem alterar as configurações da extrusão. O ITEM 2 permite e escolha do tipo de extrusão. Os tipos mais usados são: BLIND: Faz o alongamento da SKETCH em apenas um sentido. MID PLANE: Faz o alongamento da SKETCH nos dois sentidos. O ITEM 3 define o comprimento da extrusão. O TEM 4 permite escolher regiões que deverão sofrer extrusão. Um exemplo dessa possibilidade está na figura a seguir:
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Foram escolhidas quatro regiões na SKETCH (4 triângulos retângulo), o que não anula a possibilidade de seleção das outras duas regiões restantes. Para finalizar o comando basta clicar em OK, símbolo de “visto”. Quando finalizado o comando, surge na árvore de modelamento um novo elemento. Dentro desse novo objeto está incluída a SKETCH que foi desenhada. Essa disposição mostra que a FEATURE só existiu porque antes dela uma SKETCH foi criada. As alterações feitas na SKETCH serão refletidas nessa feature. Caso seja necessário modificar a SKETCH ou mesmo a FEATURE basta clicar com o botão direto sobre o objeto na árvore de modelamento e escolher entre EDIT SKETCH ou EDIT FEATURE.
Caso o alvo da edição seja a SKETCH, ao final deve-se clicar no botão EXIT SKETCH, para que o sólido seja novamente calculado, de acordo com as novas informações da SKETCH. ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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Caso o alvo seja a FEATURE, depois de modificadas as informações necessárias, deve-se clicar em “OK” para aplicar as alterações ao sólido.
CRIANDO MAIS DE UMA EXTRUSÃO EM UM MESMO SÓLIDO Normalmente, durante a modelagem de um sólido, não é possível com apenas uma SKETCH determinar todas as características do sólido. Pode-se então criar novas SKETCHS sobre o sólido já construído. O processo depende da seleção de uma face do sólido ou de um dos planos da área de trabalho (FRONT, TOP, RIGHT).
Na maioria das situações a seleção de uma face do sólido é mais prática, mas nem sempre é possível trabalhar assim. Veja os dois exemplos de seleção de face ou plano:
Exemplo 1 ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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No exemplo acima a segunda FEATURE (EXTRUDED 2) foi criada sob a face superior do sólido criado com a primeira FEATURE. Isso só foi possível porque a face é plana. No exemplo abaixo a SKETCH não poderá se apoiar no sólido, pois a face é circular. Então é escolhido com plano um dos planos da área de trabalho do SolidWorks.
Abaixo um procedimento para criação de OUTRA FEATURE EM UM MESMO SÓLIDO: 1. 2. 3. 4. 5.
Selecione a face ou plano da árvore de projeto. Clique no botão SKETCH. Escolha e opção “NORMAL TO”. Desenhe o perfil e cote-o. Acesse a ferramente EXTRUDED BOSS BASE
EDITANDO A FEATURE Assim que uma FEATURE é criada, um novo item na árvore de modelamento é criado. Normalmente a árvore de modelamento tem seus itens organizados de acordo com o momento de sua criação, ou seja, a última FEATURE criada será mostrada como último item na árvore de modelamento. Para editar sua configuração (medida, orientação, etc), basta localizar a FEATURE desejada na árvore de modelamento. Uma forma fácil de encontrar a FEATURE é ir clicando sobre as FEATURES e elas ficarão na cor verde, apontando sua seleção. Após ter encontrado a FEATURE desejada, ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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clique com o botão direto do mouse e escolha a opção EDIT FEATURE. Após alterar as configurações necessárias basta clicar em OK e o sólido será atualizado.
EXTRUDED CUT (Extrusão com Remoção de Material) O princípio de funcionamento do EXTRUDED CUT é igual ao do EXTRUDED BOSS BASE, ou seja, permite a extrusão de perfis planos por um caminho perpendicular ao plano do perfil. A única diferença entre os dois comandos e a REMOÇÃO DE MATERIAL que é possível através do comando EXTRUDED CUT. Este comando é muito usado para crição de rebaixos ou até mesmo furos passantes e com rebaixo. A figura abaixo mostra a aplicação do comando em uma peça:
Sólido sem a execução do comando EXTRUDED CUT
Sólido após a execução do comando EXTRUDED CUT
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Pode-se alterar totalmente as características de um sólido utilizando essa ferramenta, criando-se várias FEATURES do tipo EXTRUDED CUT. Veja a peça a seguir com mais algumas FEATURES.
Vale lembrar que só de pode usar este comando quando já se possui um sólido, ou seja, a remoção de material só é feita quando existe material para remoção. Essa é uma lógica simples que pode causar problemas durante a modelagem.
REVOLVED BOSS BASE (Revolução com Adição de Material) A criação de sólidos por revolução é específicamente utilizada na criação de peças cilíndricas. Temos a seguir alguns exemplos desse tipo de peça:
Como dito anteriormente, o comando é útil para criação de peças cilíndricas, que normalmente são peças simétricas. Como sendo simétricas basta desenhar a metade do perfil do sólido e também a linha que determina o ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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eixo de simetria da peça, para que o comando seja executado de forma fácil. A figura a seguir mostra um como a primeira peça dos exemplos acima foi construída:
Existem casos onde o perfil é fechado e não tem uma de suas linhas como eixo de simetria. Nesses casos é necessário desenhar com uma CENTER LINE a linha que representa o eixo de simetria. Essa linha ajuda o software a identificar o perfil e a posição correta para revolução. Essa alternativa economiza tempo na construção de peças com furos passantes centrados no eixo de simetria do sólido.
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O desenho de uma bucha, por exemplo, pode ser feito com apenas um retângulo e uma linha de centro. Modificando o valor do àngulo de rotação podemos determinar se a peça será mostrada em seção ou não.
Perfil em 2d e linha de centro
Ângulo de Revolução = 360º
Ângulo de Revolução = 180º
Ângulo de Revolução = 90º
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REVOLVED CUT (Revolução com Remoção de Material) Assim como temos a função EXTRUDED CUT para o EXTRUDED BOSS BASE, temos a função REVOLVED CUT para a função REVOLVED BOSS BASE. O princípio de funcionamento é o mesmo: 1. 2. 3. 4.
Crie o sólido base Crie a sketch que será o perfil da revolução Desenhe a linha de simetria Execute o comando REVOLVED CUT
REVOLVED CUT Um pouco menos usada, a ferramenta de remoção de material por revolução permite a criação de um perfil e a partir de uma linha de centro cria um sólido que será removido da peça original. Veja o exemplo abaixo:
SWEPT BOSS / BASE Existem situações onde um perfil é simples precisa sofrer extrusão não linear, ou seja, o caminho para extrusão pode ser uma curva ou até mesmo um misto de retas e curvas. Veja o exemplo:
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Esta peça tem um perfil simples, um círculo, mas possui uma extrusão complexa, algo que não poderia ser feito com a extrusão simples, pois essa ferramenta permite apenas extrusões lineares e com inclinação em graus. Por trabalhar com esses “caminhos” complexos o comando SWEPT BOSS / BASE possui duas configurações: Perfil e Caminho.
Perfil: normalmente o perfil é um sketch que se vai repetir. ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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Caminho: é um sketch 3d que define o conjunto de linhas e curvas que definirão o sólido. O sketch 3d é semelhante ao sketch convencional, apenas diferenciando-se na possibilidade de se desenhar em três dimensões.
FILLET e CHANFER Existem ainda ferramentas que alteram as características do sólido criado, como chanfros e arredondamentos. Essas ferramentas são importantes para o acabamento. Veja os exemplos: O chanfro é formado basicamente por uma medida de comprimento e ângulo. É necessário clicar sobre a aresta que será chanfrada.
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O arredondamento é de característica mais simples, bastando apenas e informação do raio. É necessário clicar na aresta que será arredondada.
SHELL A ferramenta SHELL permite remover a área de interna de sólidos. Um exemplo dessa aplicação é a criação de frascos de perfume, onde é necessária uma área interna vaga para depósito do produto. Durante a utilização do SHELL é necessário clicar na face superior à área que se quer remover e informar a espessura da parede que se formará. No exemplo ao lado o frasco teve criada uma parede com espessura de 5 mm. Quando um sólido é criado e várias extrusões são criadas no mesmo, pode ser que o comando não entenda o volume total do sólido e não consiga determinar uma parede interna.
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4. FERRAMENTAS DE VISUALIZAÇÃO Durante a construção de um sólido sempre é necessária à visualização por determinados pontos de vista, o que facilita a criação de sketchs e criação de features. O SOLIDWORKS possui uma barra de ferramentas exclusiva com recursos de visualização, que vão desde a forma com que as linhas são representadas até as formas de visualização do objeto. A principal ferramenta que facilita a visualização do sólido é ROTATE VIEW. Ela permite girar livremente o objeto. Todas as ferramentas de visualização estão descritas anteriormente nessa apostila. Outro destaque deve ser feito à ferramenta SECTION VIEW que permite cortar um sólido em duas partes para visualização de detalhes internos.
Peça sem SECTION VIEW
Peça com SECTION VIEW
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5. MONTAGEM DE PEÇAS (ASSEMBLY) INTRODUÇÃO Esse módulo do SOLIDWORKS permite o relacionamento entre peças criadas separadamente no módulo PART. Quando criamos um conjunto mecânico formado, por exemplo, por eixo, bucha e um acoplamento, as peças têm requisitos de montagem que devem ser observados (posição dos furos, concentricidade das peças, entre outros). Além de montar peças criadas no SOLIDWORKS podemos fixar elementos de máquina como parafusos, porcas, arruelas, rolamentos, engrenagens e outros.
INSERINDO COMPONENTES Para acessar o módulo ASSEMBLY é preciso ir ao menu FILE e escolher a opção ASSEMBLY. Normalmente uma montagem é composta por mais de uma peça, e a inserção é uma tarefa simples. Através do menu INSERT e da opção COMPONENTE / PART.
Ao iniciar o comando é necessário informar a pasta onde está salvo a peça. Para a inserção de outras peças o procedimento é o mesmo.
Durante a utilização do módulo PART também é possível migrar para o módulo ASSEMBLY, clicando no menu FILE, escolhendo a opção MAKE ASSEMBLY FROM PART, ou seja, criar uma montagem para a peça.
Ao realizar a montagem pode haver a necessidade de corrigir falhas em algumas peças. Isso é possível clicando no nome da peça na árvore de projeto e escolhendo a opção EDIT PART. Após o SOLIDWORKS atualiza a peça automaticamente na montagem.
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INSERINDO ELEMENTOS DE MÁQUINAS É possível inserir parafusos, porcas, rolamentos e outros elementos de máquinas usando a DESIGN LIBRARY. Essa ferramenta fica disponível no canto superior direito da área de trabalho do SOLIDWORKS, em uma barra lateral chamada TASK PANE. Caso ela não esteja ativa, basta acessar o menu VIEW e clicar na opção TASK PANE. Expandindo a opção Toolbox é possível acessar os elementos de máquinas que estão em pastas classificadas primeiramente a nível de normas internacionais e fabricantes e depois por tipos de elementos de máquinas. Após encontrar o elemento desejado basta arrasta-lo para a área de trabalho do SOLIDWORKS e então será aberta uma janela para customização do componente. Esta janela permite configurar algumas características como dimensões de diâmetro e comprimento, entre outras. É importante lembrar que a unidade de medida padrão de trabalho no SOLIDWORKS é o milímetro. A qualquer momento as características dos elementos de máquina podem ser modificadas, basta clicar com o botão direito no elemento desejado e escolher a opção EDIT TOOL BOX DEFINITION.
CRIAÇÃO DE MATES (LIGANDO AS PEÇAS) Esta é uma tarefa crucial para determinar o comportamento do conjunto mecânico a ser projetado. Ao determinar o relacionamento de cada peça com outra podemos permitir ou inibir movimentação, fixar ou deixar flutuante uma peça. De acordo com o objetivo do projeto os MATES deverão ser criados de formas diferentes, sempre objetivando tornar o mais realista possível o projeto. O termo MATE significa determinar como uma peça se relaciona com a outra. Um exemplo disso é o encaixe de uma bucha em um furo qualquer. É importante antes de mais nada, ter a certeza do diâmetro do furo e do diâmetro da bucha que ser encaixar. Pode-se levar em consideração a tolerância de usinagem para facilitar uma montagem, mas para o SOLIDWORKS a medida exata tem um efeito igual.
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Na figura ao lado vemos o encaixe de um rolamento em um eixo. Para que o rolamento fique fixo no eixo são necessárias duas operações: a primeira é determinar que o final do eixo (cilíndrico) e o diâmetro interno do rolamento são concêntricos para que ambos fiquem alinhados. A segunda operação é determinar que a face externa do rolamento está coincidindo com a face externa do final do eixo.
Se apenas e primeira operação fosse feita o rolamento ficaria “solto” podendo deslocar-se apenas ao longo o eixo, o que em termos práticos não pode acontecer. Determinado a coincidência das duas faces ele não pode mais se mover ao longo do eixo. As possibilidades de MATES são as seguintes: COINCIDENT PARALLEL PERPENDICULAR TANGENT CONCENTRIC A utilização de cada uma vai depender da montagem que se quer fazer.
MOVENDO e ROTACIONANDO COMPONENTES Durante a montagem é possível movimentar qualquer um dos componentes na área de trabalho. Clicando no componente e arrastando é possível movimenta-lo livremente. Caso você tenha inserido apenas uma peça no modo ASSEMBLY, por padrão esta peça sendo única não poderá ser movimentada. Essa configuração se chama FIX / FLOAT, onde a primeira trava a peça e a segunda liberada a peça para movimentação. Para acessar essa configuração clique com o botão direito no componente e escolha FLOAT ou FIX. Quando é necessária a rotação de um sólido, o comando ROTATE COMPONENT é a ferramenta a ser usada. Ela permite girar livremente o componente ou através de uma tríade (eixos X, Y e Z). Ainda falando de movimentação existe a opção PHYSICAL DYNAMICS que movimenta o conjunto calculando as colisões entre os componentes. Essa modalidade de movimentação é mais visual, pois permite ver o sistema em funcionamento. ________________________________________________________ NÍVEL TÉCNICO
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6. DESENHO EM 2D DE COMPONENTES EM 3D INTRODUÇÃO Na verdade nós não desenhamos nada, acredite! Todo o trabalho é realizado pelo próprio SOLIDWORKS! Esse é um dos grandes diferenciais desse software que facilita a tradução da representação do sólido em linguagem técnica. A única tarefa do desenhista é filtrar as dimensões que são inseridas no desenho e configurar a folha do desenho, que são tarefas simples se comparado ao esforço do desenho em duas dimensões, visto que toda a tarefa de modelagem já foi realizada. Para começar a gerar as vistas dos sólidos acesse o menu FILE e escolha NEW DRAWING. O visual do ambiente lembra em muito os dois ambientes anteriores. Assim que o módulo é aberto é solicitado ao usuário que escolha o tipo de papel a ser usado. Ao clicar sobre os vários tipos de papel é possível visualizar uma prévia de como é a folha de desenho e abaixo suas medidas em milímetros. Após escolher o tipo de papel mais apropriado basta clicar em OK para trabalhar no ambiente, agora com a folha de desenho incluída.
CARREGANDO COMPONENTES A primeira coisa a fazer é carregar as vistas do componente. Para carrega-las é necessário informar em qual arquivo o sólido está guardado. Clique em “browse” para apontar o local onde seu arquivo está salvo. Selecione o arquivo e clique em OK. Note que ao movimentar o mouse sobre a folha de desenho aparecerão retângulos. Neles estão as vistas.
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INSERINDO VISTAS E CONFIGURANDO-AS Cada vista é inserida por vez. Escolha o melhor lugar para cada vista e clica na folha para que a mesma seja inserida. Repare que ainda é possível escolher outros pontos na folha e clicar para inserir mais vistas do mesmo componente. É possível inserir as quatro projeções normais (superior, inferior, lateral direita e esquerda) e ainda quatro vistas em três dimensões. Ao inserir todas as vistas que desejar pressione ESC para cancelar o comando e partir para a configuração das vistas do desenho.
É possível editar cada vista gerada, modificando o estilo das linhas e escala de cada vista. Clicando em qualquer uma das vista, a barra lateral se abre, como mostrado. A primeira modificação possível é na exibição das linhas na vista na opção DISPLAY STYLE. A opção mais usada é a HIDDEN LINES VISIBLE, pois exibe as arestas não visíveis na vista, com auxílio das linhas tracejadas.
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INSERINDO DIMENSÕES DO COMPONENTE Seria no mínimo estranho finalizar por aqui a criação das vistas de sólidos. O desenho técnico tem como função mostrar em detalhes e até agora só temos perfis sem medida alguma. Para um operador não velará em nada um desenho nessas condições. Por isso devemos inserir as dimensões o que o projeto carrega consigo desde o primeiro SKETCH. Para isso acesse o menu INSERT e a opção MODEL ITENS.
Antes de ver todas as suas cotas no desenho é necessário especificar de onde elas deverão ser extraídas: se de uma feature ou de do modelo inteiro. A opção mais aconselhável é a ENTIRE MODEL, na opção SOURCE. Na opção DIMENSIONS escolha ALL para carregar todos os tipos de dimensões existentes. Deixe ainda a opção ELIMINATE DUPLICATES marcada para que não sejam carregas mais de uma cota de uma mesma entidade. Depois disso clique em OK para concluir o carregamento das cotas. Uma das coisas que o SOLIDWORKS não consegue é entender seu gosto na hora de organizar as cotas. É necessário então que você organize cada cota, para tornar seu desenho o mais agradável possível. Afinal desenhar é uma arte! Durante a movimentação das cotas às vezes será conveniente transferir uma cota de uma vista já cheia de cotas para outra que ainda tem espaço. Essa transferência é possível pressionando CTRL e arrastando a cota até a vista de destino e depois soltando. Ainda é possível inserir mais dimensões, utilizando a ferramenta SMART DIMENSION.
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CONFIGURANDO FOLHA DO DESENHO Apesar de a folha de desenho já vir com uma legenda criada, é possível editar em sua totalidade a folha de desenho. Para configurar a folha de desenho clique com o botão direito na parte superior da folha de desenho na opção SHEET e escolha a opção EDIT SHEET FORMAT. O desenho será ocultado e a legenda estará ativa para edição.
Pode-se adicionar ou excluir linhas, modificar o tamanho das linhas, editar os textos existentes. Para desenhar é necessário apenas clicar no botão SKETCH e escolher uma das ferramentas (line, circle, rectangle) para desenhar. Para fazer anotações na página, clique no botão ANNOTATIONS. Para sair do modo de edição siga o mesmo caminho e escolha agora EDIT SHEET.
IMPRESSÃO DE DESENHOS O SOLIDWORKS possui praticidade na hora de passar para o papel o resultado de todo um trabalho de modelagem. Antes de imprimir é necessário possuir uma impressora instalada no computador. Clique no menu FILE e escolha PRINT. Se abrirá uma janela idêntica a dos programas Microsoft.
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Referências Bibliográficas SOLIDWORKS Corporation. SOLIDWORKS Essencial – Peças e Montagens. SENAI – DR – BA. SOLIDWORKS Básico. 2006.
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