PROJEKT PODNOŚNIKA ŚRUBOWEGO

Projekt podnośnika śrubowego jest jednym z podstawowych projektów z zakresu Podstaw Konstrukcji Maszyn, wykonywanym w klasycznym ujęciu na zajęciach z projektowania. Ze względu na fakt, że w przeważającej części uczestnikami zajęć są studenci Wydziału Mechanicznego, interesującym jest wykonanie projektu podnośnika z zastosowaniem wspomagania komputerowego.

Celem projektu jest wykonanie modelu podnośnika śrubowego napędzanego przez śrubę w systemie CATIA V5, posługując się modułem projektowania bryłowego Part Design. Projekt podnośnika oparty jest na obliczeniach wykonanych wg zasad przyjętych na zajęciach projektowania. Na podstawie wykonanych obliczeń można przystąpić do projektowania poszczególnych jego elementów jako oddzielnych modeli bryłowych o określonych wymiarach.

Należy nadmienić, że celem wykonywanego projektu jest opanowanie umiejętności praktycznego modelowania obiektów bryłowych, w związku z czym kolejność wykonywanych elementów podnośnika wynika ze stopnia trudności ich wykonania w systemie CATIA i nieco odbiega od przyjętych zasad projektowania.

Elementy składowe podnośnika śrubowego:

- korpus odlewany,

- nakrętka (brąz B7),

- śruba Tr 42 x 7 x 375 (stal 45),

- podkładka wahliwa,

- korona,

- drąg,

- podkładka ograniczająca,

- zaślepka,

- kołek walcowy 4n6x10,

- podkładka sprężysta 12.2,

- śruba M12x20,

- wkręt dociskowy M5x12 (2 sztuki),

- gałka kulista B2.

Wykonanie poszczególnych części podnośnika śrubowego zostanie przeprowadzone w kolejnych etapach projektowania, z których każdy element będzie stanowił oddzielny model bryłowy zapisany w odrębnym pliku tzw. CATPart. Wszystkie Party wykonane zostaną w ramach jednego produktu o nazwie Podnośnik śrubowy. Do wykonania każdego modelu używany będzie moduł projektowania bryłowego Part Design, uruchamiany za pomocą polecenia: Start + Mechanical Design + Part Design.

1. Model podkładki wahliwej (plik: podkładka.CATPart)

Wykonanie modeli poszczególnych elementów podnośnika śrubowego stanowi typowy przykład projektowania elementów bryłowych, w którym można wyróżnić dwa podstawowe etapy: tworzenie profilu bazowego przy wykorzystaniu modułu Sketcher, oraz wykonanie obiektu bryłowego, opartego na profilu bazowym - moduł Part Design.

Podkładka wahliwa podnośnika śrubowego wykonana zostanie metodą obrotu profilu bazowego względem jej osi symetrii.

a) W celu wykonania profilu bazowego podkładki wahliwej należy wskazać płaszczyznę yz na róży płaszczyzn znajdującej się na środku ekranu, a następnie uruchomić moduł Sketcher (szkicownik), przeznaczony do wykonywania profili na wskazanej płaszczyźnie w przestrzeni 3D. Profil bazowy podkładki przedstawiony na rys.1a. należy wykonać w oparciu o następujące narzędzia szkicownika: Rectangle, Constraint, Arc, Line.

Rectangle

Constraint

Arc

Line

Rys.1a Profil bazowy podkładki wahliwej

Etapy wykonania profilu podkładki wahliwej:

- używając narzędzia Rectangle należy narysować prostokąt, którego pionowy bok leży na kierunku osi V,

- przy pomocy narzędzia Constraint modyfikujemy wymiary prostokąta do wartości: 16mm x 4mm,

- wykorzystując narzędzie Arc rysujemy łuk, wskazując odpowiednio: środek łuku jako dowolny punkt leżący na kierunku osi pionowej V, punkt narożny prostokąta przez który przechodzi łuk, a następnie punkt końcowy łuku leżący na kierunku osi V (w następnym kroku należy zmodyfikować wymiar promienia łuku do wartości R = 100 mm),

- należy domknąć narysowany profil poprzez wstawienie krótkiego odcinka łączącego swobodny koniec łuku z narożnikiem prostokąta (punkty leżące na kierunku osi V) - narzędzie Line,

- w ostatnim kroku należy wykasować dolną poziomą krawędź prostokąta w celu uzyskania profilu przedstawionego na rys.1a.

b) W celu wykonania modelu bryłowego podkładki wahliwej należy dokonać obrotu profilu bazowego (rys.1a) o kąt 360⁰ wokół osi Y układu współrzędnych, wykorzystując w tym celu narzędzie Shaft modułu Part Design. Model bryłowy podkładki przedstawiono na rys.1b.

Shaft

Rys.1b Model bryłowy podkładki wahliwej

2. Model gałki kulistej (plik: gałka.CATPart)

Model gałki kulistej podnośnika śrubowego wykonany zostanie również metodą obrotu profilu bazowego względem jej osi symetrii.

a) Profil bazowy gałki kulistej należy wykonać na płaszczyźnie xy przy wykorzystaniu następujących narzędzi szkicownika: Arc, Line, Constraint, Trim. Widok profilu gałki kulistej przedstawiono na rys.2a.

Arc

Line

Constraint

Trim

Rys.2a Profil bazowy gałki kulistej

Etapy wykonania profilu gałki kulistej:

- używając narzędzia Arc należy narysować łuk 180⁰, którego środek leży w początku układu współrzędnych, natomiast punkty początkowy i końcowy leżą na kierunku osi V,

- przy pomocy narzędzia Constraint modyfikujemy wymiary łuku do wartości R = 16 mm.

- wykorzystując narzędzie Line rysujemy poziomy odcinek pomiędzy osią V a łukiem w odległości 14.5 mm od osi poziomej H,

- narzędziem Trim należy odciąć część łuku, znajdującą się poniżej poziomego odcinka,

- należy domknąć narysowany profil poprzez wstawienie pionowego odcinka łączącego swobodny koniec łuku z punktem końcowym odcinka poziomego (punkty leżące na kierunku osi V) - narzędzie Line,

b) W celu wykonania modelu bryłowego gałki kulistej należy dokonać obrotu profilu bazowego (rys.2a) o kąt 360⁰ wokół jej krawędzi leżącej na osi symetrii, wykorzystując w tym celu narzędzie Shaft modułu Part Design. Model bryłowy podkładki przedstawiono na rys.2b.

Shaft

Rys.2b Model bryłowy gałki kulistej

c) Ostatnim etapem w budowie modelu gałki kulistej jest wykonanie otworu gwintowanego o parametrach gwintu M8. W tym celu należy użyć narzędzia Hole z następującymi opcjami (rys.2c-1):

Hole

Rys.2c-1 Parametry otworu

Wynikiem operacji będzie otwór z przypisaną cechą gwintu M8, jednakże po zakończeniu operacji gwint nie będzie widoczny na ekranie (jest to typowe dla systemów CAD) - rys.2c-2.

Rys.2c-2 Model gałki kulistej

3. Model drąga (plik: drąg.CATPart)

Model drąga napędzającego śrubę podnośnika wykonany zostanie metodą obrotu profilu bazowego, z uwzględnieniem cech symetrii jego geometrii.

a) Profil bazowy drąga należy wykonać na płaszczyźnie yz przy wykorzystaniu następujących narzędzi szkicownika: Profile, Constraint - rys.3a.

Profile

Constraint

Rys.3a Profil bazowy drąga

b) W celu wykonania modelu bryłowego drąga należy dokonać obrotu profilu bazowego (rys.3a) o kąt 360⁰, wykorzystując w tym celu narzędzie Shaft modułu Part Design - rys.3b.

Shaft

Rys.3b Model drąga

c) Wykonanie gwintu M8 x 10 mm na końcówce drąga. W tym celu należy użyć narzędzia Thread/Tap z następującymi opcjami (rys.3c-1):

Thread/Tap

Rys.3c-1 Parametry gwintu końcówki drąga

Wynikiem operacji będzie przypisanie cechy gwintu do powierzchni walcowej końcówki drąga. Po zakończeniu operacji gwint nie będzie widoczny na ekranie, natomiast jako cecha modelu pojawi się w drzewie historii - rys.3c -2.

Rys.3c-2 Graficzna reprezentacja gwintu końcówki drąga

d) Wykonanie fazowań: należy wykonać fazy na końcówce drąga o wymiarach 0.5 x 45⁰ oraz na krawędzi drąga 1 x 1 mm, wykorzystując w tym celu narzędzie Chamfer - rys.3d.

Chamfer

Rys.3d Fazowania końcówki drąga

e) Ostatnim etapem wykonania modelu drąga jest wykonanie lustrzanego odbicia otrzymanej bryły względem płaszczyzny zx używając narzędzia Mirror - rys.3e.

Mirror

Rys.3e Model bryłowy drąga

4. Model korony (plik: korona.CATPart)

Model korony podnośnika śrubowego wykonany zostanie metodą obrotu profilu bazowego względem jej osi symetrii.

a) Profil bazowy korony należy wykonać na płaszczyźnie yz przy wykorzystaniu następujących narzędzi szkicownika: Profile, Constraint - rys.4a.

Profile

Constraint

Rys.4a Profil bazowy korony

Etapy wykonania profilu bazowego korony:

- używając narzędzia Profile należy narysować zarys profilu korony przedstawiony na rys.4a,

- za pomocą narzędzia Constraint nadajemy odpowiednie wymiary profilu i modyfikujemy ich wartości - rys.4a.

b) Model bryłowy korony otrzymujemy poprzez obrót o kąt 360⁰ profilu bazowego względem pionowej osi układu współrzędnych - narzędzie Shaft - rys.4b.

Shaft

Rys.4b Model bryłowy korony

c) Wykonanie otworów gwintowanych M5 pod wkręty dociskowe - operację tą przeprowadzimy w dwóch etapach:

- w pierwszym kroku należy dokonać wybrania materiału z powierzchni bocznej korony, w celu umożliwienia nawiercenia otworów,

- kolejnym krokiem jest wykonanie samych otworów z gwintem M5.

Wybranie materiału z powierzchni bocznej modelu korony wykonane zostanie metodą odjęcia od bryły korony innych brył - w tym przypadku 2 prostopadłościanów. Aby taka operacja była możliwa prostopadłościany należy wykonać jako oddzielną logicznie bryłę. W tym celu poleceniem Insert/Body wstawiamy do drzewa historii nowy obiekt bryłowy, któremu przypisujemy nazwę Prostopadłościan.

Profil bazowy prostopadłościanu wykonany na płaszczyźnie yz za pomocą narzędzi: Rectangle, Constraint przedstawia rys.4c-1.

Rectangle

Constraint

Rys.4c-1 Profil bazowy prostopadłościanu

Prostopadłościan otrzymujemy przez wyciągnięcie profilu bazowego - rys.4c-1 na wymiar 20 mm z opcją Mirrored extent za pomocą narzędzia Pad, a następnie używając narzędzia Mirror wykonujemy jego kopię względem płaszczyzny zx - rys.4c-2.

Pad Mirror

Rys.4c-2 Etapy wykonania modeli prostopadłościanów

Odejmując od modelu korony objętości 2 prostopadłościanów dokonujemy wybrania materiału, umożliwiając w ten sposób nawiercenie otworów pod wkręty dociskowe - narzędzie Remove - rys.4c-3.

Remove

Rys.4c-3 Wynik operacji odejmowania prostopadłościanów

Na otrzymanych powierzchniach płaskich należy wykonać otwory gwintowane M5 za pomocą narzędzia Hole. W tym celu należy w pierwszej kolejności wyznaczyć punkt środkowy powierzchni płaskiej, na której wykonywany będzie otwór - narzędzie Point modułu Part Design (przeznaczone do tworzenia elementów referencyjnych) z ustawieniami przedstawionymi na rys.4c-4.

Point

Rys.4c-4 Wstawienie punktu środkowego płaszczyzny

Otwory gwintowane M5 wykonujemy używając następujących parametrów narzędzia Hole - rys.4c-5:

Hole

Rys.4c-5 Parametry narzędzia Hole

Przed wykonaniem otworów należy ustalić oś otworu w punkcie środkowym płaszczyzny, posługując się opcją Positionning Sketch (lewe okno - rys.4c-5) - system automatycznie zmieni moduł na Sketcher w którym za pomocą narzędzia Contact/Constraint wskazując (!) punkt środkowy płaszczyzny, a następnie punkt leżący na osi otworu uzyskamy ustalenie obydwu punktów na środku płaszczyzny (tzw. Coincidence Point - jest to jeden z więzów geometrycznych, zapewniający pokrywanie się punktów w określonym położeniu) - rys.4c-6.

Contact/Constraint

Rys.4c-6 Nadanie więzów typu Coincidence Point

Po wykonaniu powyższych kroków otrzymamy 2 otwory przelotowe z gwintem M5 - rys.4c-7.

Rys.4c-7 Wynik operacji Hole

d) Wykonanie wycięć na powierzchni modelu korony - wycięcia materiału na górnej powierzchni korony należy wykonać na podstawie tego samego profilu bazowego w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach.

Profil bazowy wycięcia rysujemy na płaszczyźnie yz w sposób przedstawiony na rys.4d-1 wykorzystując narzędzia: Line, Constraint, Translate ,Break.

Line

Constraint

Translate

Break

Rys.4d-1 Profil bazowy wycięć w koronie

Etapy wykonania profilu bazowego wycięć w koronie:

- używając narzędzia Line należy narysować trzy poziome równoległe linie - rys.4d-1,

- za pomocą narzędzia Constraint nadajemy odpowiednie wymiary i modyfikujemy ich wartości,

- używając narzędzia Line rysujemy dwa odcinki o początku w osi symetrii korony nachylone wzajemnie pod kątem 30⁰ (oś pionowa V jest dwusieczną tego kąta),

- za pomocą narzędzia Translate z opcją Duplicate Mode należy skopiować kolejno poszczególne odcinki, przesuwając je o wektor 10mm w kierunku poziomym,

- po wykonaniu kopii należy „połamać” otrzymane odcinki używając narzędzia Break oraz wykasować niepotrzebne elementy w celu otrzymania profilu bazowego przedstawionego na rys.4d-1 (dolny rysunek).

Wycięcie w górnej powierzchni modelu korony wykonane zostanie poprzez wybranie materiału za pomocą profilu bazowego, wzdłuż wskazanego kierunku. W tym celu używając narzędzia Line modułu Part Design należy narysować linię o kierunku osi x, wychodzącą z początku układu współrzędnych poza gabaryty modelu korony - rys.4d-2.

Line

Rys.4d-2 Linia kierunkowa dla operacji Slot

Wybrania materiału dokonujemy używając narzędzia Slot - rys.4d-3.

Slot

Rys.4d-3 Wybranie materiału z powierzchni korony

W celu wykonania analogicznego wybrania materiału na kierunku prostopadłym do istniejącego, wykorzystamy profil bazowy przedstawiony na rys.4d-1. Należy zaznaczyć na drzewie historii modelu profil (Sketch) i za pomocą prawego przycisku myszy skopiować go, a następnie wskazując płaszczyznę zx wkleić skopiowany profil rys.4d-4. Analogicznie jak poprzednio, używając narzędzia Line należy utworzyć linię kierunkową na płaszczyźnie yz w sposób przedstawiony na rys.4d-4.

Line

Rys.4d-4 Linia kierunkowa i profil bazowy dla operacji Slot

Wybrania materiału dokonujemy używając narzędzia Slot - rys.4d-5.

Slot

Rys.4d-5 Model korony podnośnika

5. Model nakrętki (plik: nakrętka.CATPart)

Nakrętka podnośnika śrubowego wykonana zostanie metodą obrotu profilu bazowego względem jej osi symetrii.

a) Profil bazowy nakrętki przedstawiony na rys.5a należy wykonać na płaszczyźnie yz w oparciu o następujące narzędzia szkicownika: Profile,Constraint.

Profile

Constraint

Rys.5a Profil nakrętki

b) W celu wykonania modelu bryłowego nakrętki należy dokonać obrotu profilu bazowego (rys.5a) o kąt 360⁰ wokół osi Y układu współrzędnych, wykorzystując w tym celu narzędzie Shaft modułu Part Design. Model bryłowy nakrętki przedstawiono na rys.5b.

Shaft

Rys.5b Model bryłowy nakrętki

c) Ostatnim etapem w budowie modelu nakrętki jest wykonanie na jej powierzchni wewnętrznej gwintu trapezowego Tr 42 x 7. W tym celu należy zdefiniować linię śrubową oraz profil gwintu trapezowego, ponieważ system Catia nie posiada bezpośredniego narzędzia do wykonywania gwintów innych niż metryczne.

Profil gwintu trapezowego należy wykonać na płaszczyźnie yz w sposób przedstawiony na rys.5c-1 wykorzystując następujące narzędzia szkicownika: Line, Constraint, Axis, Intersection Point, Break, Corner.

Line

Constraint

Axis

Intersection Point

Break

Corner

Rys.5c-1 Profil gwintu trapezowego nakrętki

Etapy wykonania profilu gwintu trapezowego:

- używając narzędzia Line należy narysować dwie pionowe równoległe linie - rys.5c-1,

- za pomocą narzędzia Constraint nadajemy odpowiednie wymiary i modyfikujemy ich wartości,

- średnicę podziałową gwintu symbolizuje oś, którą należy wykonać narzędziem Axis,

- używając narzędzia Line należy narysować linie boczne zarysu gwintu oraz wyznaczyć ich punkty przecięcia z osią - narzędzie Intersection Point w celu ustalenia odległości pomiędzy nimi wynoszącej 3.5 mm na średnicy podziałowej,

- narzędziem Break należy „połamać” pionowe linie w punktach ich przecięcia z krawędziami bocznymi zarysu gwintu,

- narzędziem Corner wykonujemy promienie R= 0.5mm i R= 1mm - rys.5c-1 - pozostałe elementy należy wykasować ze szkicu,

Zdefiniowanie linii śrubowej gwintu trapezowego wymaga wykorzystania narzędzia Helix dostępnego w module Wireframe and Surface Design. Punktem początkowym linii śrubowej jest punkt dolnego profilu gwintu leżący na średnicy podziałowej, natomiast długość linii należy określić np. 80mm ze skokiem 7mm - rys.5c-2

Helix

Rys.5c-2 Linia śrubowa gwintu

Gwint wewnętrzny nakrętki wykonany zostanie metodą wycięcia profilu gwintu wzdłuż linii śrubowej przy użyciu narzędzia Slot modułu Part Design - rys.5c-3.

Slot

Rys.5c-3 Gwint trapezowy nakrętki

6. Model śruby (plik: śruba.CATPart)

Model śruby podnośnika wykonany zostanie metodą wyciągania prostych profili bazowych z analogią sposobu tworzenia gwintu trapezowego jak w przypadku nakrętki.

a) Wykonanie części nagwintowanej śruby - profil bazowy tej części śruby wykonujemy na płaszczyźnie xy w sposób przedstawiony na rys.6a-1 przy użyciu narzędzi szkicownika: Circle oraz Constraint.

Circle

Constraint

Rys.6a-1 Profil podstawowy śruby

Model bryłowy części nagwintowanej śruby wykonujemy metodą wyciągnięcia profilu bazowego (rys.6a-1) na wymiar 405 mm - narzędzie Pad.

Pad

Rys.6a-2 Model części nagwintowanej

Gwint śruby Tr 42 x 7 wykonany zostanie w sposób analogiczny jak w przypadku modelu nakrętki. W pierwszej kolejności należy wykonać fazę (4x45⁰) na dolnej krawędzi powierzchni czołowej śruby, używając w tym celu narzędzia Chamfer - rys.6a-3.

Chamfer

Rys.6a-3 Wykonanie fazy

Gwint na powierzchni śruby wykonany zostanie w oparciu o profil gwintu nakrętki przedstawiony na rys.5c-1. W tym celu należy otworzyć plik nakrętka.CATPart i skopiować z drzewa historii profil gwintu (Sketch), a następnie wkleić ten profil do modelu śruby na płaszczyznę yz (polecenia Copy i Paste pod prawym przyciskiem myszy).

W następnym kroku należy zmodyfikować położenie wstawionego profilu gwintu względem modelu śruby poprzez jego obrócenie o kąt 180⁰ względem osi profilu (średnicy podziałowej gwintu) używając narzędzia Symmetry - właściwe położenie profilu przedstawia rys.6a-4.

Symmetry

Rys.6a-4 Modyfikacja położenia profilu gwintu śruby

Zdefiniowanie linii śrubowej gwintu trapezowego wymaga wykorzystania narzędzia Helix dostępnego w module Wireframe and Surface Design. Punktem początkowym linii śrubowej jest punkt górnego profilu gwintu leżący na średnicy podziałowej, natomiast długość linii należy ustalić na 390mm ze skokiem 7mm - rys.6a-5.

Helix

Rys.6a-5 Linia śrubowa gwintu śruby

Gwint na powierzchni śruby wykonany zostanie metodą wycięcia profilu gwintu wzdłuż linii śrubowej przy użyciu narzędzia Slot modułu Part Design - rys.6a-6.

Slot

Rys.6a-6 Wykonanie gwintu śruby

b) Wykonanie podcięcia technologicznego na końcu gwintu - podcięcie technologiczne jest niezbędne w celu zapewnienia możliwości wyjścia narzędzia na końcu nacinanego gwintu. Operację tą wykonujemy metodą wycięcia z materiału śruby zarysu podcięcia przedstawionego na rys.6b-1, poprzez obrót tego zarysu przy wykorzystaniu narzędzia Groove.

Profil bazowy podcięcia rysujemy na płaszczyźnie yz przy wykorzystaniu narzędzi szkicownika: Line, Constraint, Corner - rys.6b-1.

Line

Constraint

Corner

Rys.6b-1 Profil podcięcia technologicznego

Etapy wykonania profilu podcięcia technologicznego:

- używając narzędzia Line należy narysować zarys profilu - rys.6a-1,

- za pomocą narzędzia Constraint nadajemy odpowiednie wymiary i modyfikujemy ich wartości,

- używając narzędzia Corner wykonujemy promienie R = 0.6mm - linie profilu zostaną automatycznie podocinane.

Używając narzędzia Groove wykonujemy podcięcie poprzez obrót wykonanego profilu o kąt 360⁰ względem osi śruby - rys.6b-2.

Groove

Rys.6b-2 Wykonanie podcięcia technologicznego

c) Wykonanie otworu pod drąg napędzający - otwór wykonany zostanie poprzez wycięcie materiału w kołnierzu śruby za pomocą narzędzia Pocket. Profil otworu należy narysować na płaszczyźnie zx wykorzystując narzędzia szkicownika: Circle, Constraint, w sposób przedstawiony na rys.6c-1.

Circle

Constraint

Rys.6c-1 Profil bazowy otworu drąga

Otwór wykonujemy za pomocą narzędzia Pocket z następującymi ustawieniami: Type - Up to last oraz Mirrored extent - rys.6c-2.

Pocket

Rys.6c-2 Otwór pod drąg napędzający

d) Kolejnym etapem budowy modelu śruby jest wykonanie otworów M12 i d = 4mm na czołowej powierzchni dolnej części śruby za pomocą narzędzia Hole - rys.6d-1 i rys.6d-2 oraz sfazowanie krawędzi tego otworu fazą 1x45⁰ - narzędzie Chamfer - rys.6d-3.

Hole

Rys.6d-1 Wykonanie otworu gwintowanego M12

Przed wykonaniem otworu pod kołek d = 4mm należy wykorzystując funkcję Point modułu Part Design utworzyć punkt określający położenie osi otworu. W tym celu należy wybrać opcję On plane (tworzenie punktu na płaszczyźnie) i wskazać płaszczyznę zx , na której wykonamy punkt o współrzędnych H = 13mm i V = 0mm. W pierwszej kolejności należy wskazać położenie otworu a następnie włączyć narzędzie Hole.

Point Hole

Rys.6d-2 Wykonanie otworu pod kołek

Chamfer

Rys.6d-2 Wykonanie fazy krawędzi otworu M12

e) Ostatnim etapem budowy modelu śruby podnośnika będzie wykonanie części cylindrycznej znajdującej się wewnątrz korony. Część ta zostanie wykonana poprzez wyciągnięcie profilu bazowego przedstawionego na rys.6e-1 za pomocą narzędzia Pad.

Profil bazowy należy narysować na górnej powierzchni kołnierza śruby w sposób przedstawiony na rys.6e-1 wykorzystując narzędzia szkicownika: Circle, Constraint.

Circle

Constraint

Rys.6e-1 Profil bazowy górnej części śruby

Wykorzystując narzędzie Pad otrzymamy część cylindryczną poprzez wyciągnięcie profilu bazowego na wymiar 16mm - rys.6e-2.

Pad

Rys.6e-2 Model górnej części śruby

W wykonanej części cylindrycznej należy zrobić podtoczenie dla wkrętów zabezpieczających koronę podnośnika. Podtoczenie zostanie wykonane za pomocą narzędzia Groove poprzez obrót profilu względem osi śruby.

Profil podtoczenia należy narysować na płaszczyźnie yz wykorzystując narzędzia szkicownika: Rectangle i Constraint - rys.6e-3.

Rectangle

Constraint

Rys.6e-3 Profil podtoczenia

Wykorzystując narzędzie Groove należy wykonać wybranie materiału w modelu śruby poprzez obrót profilu bazowego o kąt 360⁰ względem osi śruby - rys.6e-4.

Groove

Rys.6e-4 Model podtoczenia

Ostatnim etapem jest wykonanie fazowań krawędzi podtoczenia fazą 1x45⁰ przy wykorzystaniu narzędzia Chamfer - rys.6e-5.

Chamfer

Rys.6e-5 Wykonanie fazowań krawędzi podtoczenia

7. Model korpusu (plik: korpus.CATPart)

Korpus podnośnika śrubowego zaprojektowany zostanie jako element odlewany, wzmocniony 3-ma żebrami. Wartość pochylenia odlewniczego ścianek modelu należy przyjąć jako 3⁰.

a) Pierwszym etapem budowy modelu korpusu podnośnika będzie wykonanie jego części centralnej, znajdującej się pomiędzy podstawą i nakrętką. Model tej części korpusu wykonany zostanie metodą obrotu profilu bazowego dokoła osi podnośnika.

Profil bazowy wykonujemy na płaszczyźnie yz używając następujących narzędzi szkicownika: Profile, Constraint - rys.7a-1 (!wymiar kątowy należy utworzyć po określeniu wymiarów liniowych).

Profile

Constraint

Rys.7a-1 Profil części centralnej korpusu

Wykorzystując narzędzie Shaft wykonujemy bryłę centralnej części korpusu poprzez obrót profilu o kąt 360⁰ względem pionowej osi - rys.7a-2.

Shaft

Rys.7a-2 Bryła części centralnej korpusu

Używając narzędzia Shell należy dokonać wybrania materiału z wnętrza otrzymanej bryły, ustalając grubość ścianek do wewnątrz na wartość 5mm oraz wskazując ścianki czołowe bryły do usunięcia - rys.7a-3.

Shell

Rys.7a-3 Model części centralnej korpusu

b) Część korpusu stanowiącą gniazdo nakrętki wykonujemy poprzez obrót profilu bazowego za pomocą narzędzia Shaft.

Profil bazowy tej części korpusu wykonano na płaszczyźnie yz używając następujących narzędzi szkicownika: Project 3D Elements, Line, Constraint, Trim - rys.7b-1.

Project 3D Elements

Line

Constraint

Trim

Rys.7b-1 Profil gniazda nakrętki

Etapy wykonania profilu gniazda nakrętki:

- w celu uzyskania linii odniesienia rysowanego profilu należy wykorzystując narzędzie Project 3D Elements zrzutować górną krawędź korpusu na płaszczyznę szkicu (żółta pozioma linia - rys.7b-1),

- używając narzędzia Line należy dorysować zarys profilu - rys.7b-1,

- za pomocą narzędzia Constraint nadajemy odpowiednie wymiary i modyfikujemy ich wartości,

- używając narzędzia Trim należy „podocinać” linie konturu do postaci przedstawionej na rys.7b-1.

Model gniazda nakrętki wykonujemy poprzez obrót profilu bazowego o kąt 360⁰ względem osi podnośnika używając narzędzia Shaft - rys.7b-2.

Shaft

Rys.7b-2 Model gniazda nakrętki

c) Kolejnym etapem będzie wykonanie podstawy podnośnika, której profil bazowy rysujemy na płaszczyźnie yz wykorzystując narzędzia szkicownika: Project 3D Elements, Equidistant Points, Line, Constraint, Corner - rys.7c-1.

Project 3D Elements Equidistant Points Line Constraint Corner

Rys.7c-1 Profil podstawy podnośnika

Etapy wykonania profilu podstawy podnośnika:

- w celu uzyskania linii odniesienia rysowanego profilu należy wykorzystując narzędzie Project 3D Elements zrzutować dolne krawędzie korpusu na płaszczyznę szkicu (żółta pozioma linia - rys.7c-1) - otrzymujemy dwa punkty będące końcami rzutu wewnętrznej i zewnętrznej krawędzi korpusu,

- wykorzystując narzędzie Equidistant Points należy utworzyć punkt na rzutowanej linii odległy od wewnętrznego punktu o wartość 1mm (z utworzonego punktu rysujemy pionową krawędź profilu, zapewniając w ten sposób obróbkę wewnętrznej powierzchni odlewu),

- używając narzędzia Line należy dorysować zarys profilu - rys.7c-1,

- za pomocą narzędzia Constraint nadajemy odpowiednie wymiary i modyfikujemy ich wartości,

- promień R = 4mm wykonujemy za pomocą narzędzia Corner,

- używając narzędzia Trim należy podocinać linie konturu do postaci przedstawionej na rys.7c-1.

Model podstawy podnośnika wykonujemy metodą obrotu profilu bazowego (rys.7c-1) o kąt 360⁰ względem osi podnośnika używając narzędzia Shaft - rys.7c-2. Przed użyciem narzędzia Shaft należy zmienić właściwości punktu utworzonego funkcją Equidistant Points z własności konstrukcyjnych na standardowe (system nie przyjmuje do wykonania bryły szkiców z elementami konstrukcyjnymi).

Shaft

Rys.7c-2 Model podstawy podnośnika (z prawej - widok od strony wewnętrznej)

Po wykonaniu podstawy należy wykonać promień o wartości R = 4mm na krawędzi pomiędzy podstawą a korpusem podnośnika używając do tego celu narzędzia Edge Fillet - rys.7c-3.

Edge Fillet

Rys.7c-3 Wykonanie promienia krawędzi podstawy

d) W celu zabezpieczenia korpusu przed ewentualnym wyboczeniem należy wykonać 3 żebra wzmacniające. Profil żebra wykonujemy na płaszczyźnie yz wykorzystując następujące narzędzia szkicownika: Line, Constraint, - rys.7d-1.

Line

Constraint

Rys.7d-1 Profil żebra

Model żebra wykonujemy używając narzędzia Stiffener poprzez nadanie grubości profilu o wartości 10mm - rys.7d-2.

Stiffener

Rys.7d-2 Model żebra

Za pomocą narzędzia Edge Fillet należy wykonać promienie o wartości R = 8 mm pomiędzy czołową ścianką żebra a korpusem i podstawą podnośnika, oraz promienie R = 3 mm na krawędziach bocznego zarysu żebra - rys.7d-3.

Edge Fillet

Rys.7d-3 Wykonanie promieni pomiędzy żebrem i korpusem

Pozostałe żebra wzmacniające wykonane zostaną poprzez skopiowanie wykonanego żebra z jednoczesnym obrotem o kąt 120⁰ wykorzystując narzędzie Circular Pattern z ustawieniami przedstawionymi na rys.7d-4 (! element żebra do skopiowania należy wybrać z drzewa historii modelu, natomiast jako element referencyjny należy wskazać powierzchnię podstawy podnośnika).

Circular

Pattern

Rys.7d-4 Rozmieszczenie żeber wzmacniających

8. Pozostałe elementy podnośnika (plik: elementy.CATPart)

Do pełnej kompletacji podnośnika pozostało wykonanie modeli elementów „uzupełniających” takich, jak: podkładka ograniczająca, zaślepka, kołek walcowy 4n6x10, podkładka sprężysta 12.2mm, śruba M12x20 oraz wkręt dociskowy M5x12. Są to elementy znormalizowane, które na ogół są dostępne w bibliotekach programów CAD, jednakże w naszym przypadku zostaną one wykonane w klasyczny sposób (brak biblioteki elementów standardowych).

Mając na względzie doświadczenie uczestników kursu nabyte w projektowaniu wcześniejszych części podnośnika śrubowego, metodykę wykonania tych elementów pozostawia się indywidualnym preferencjom użytkownika.

Wszystkie projektowane elementy zapisane zostaną w jednym pliku o nazwie elementy.CATPart. W takim przypadku należy przyjąć następujący sposób wykonywania poszczególnych części, jako niezależnych obiektów bryłowych w jednym modelu:

- przed przystąpieniem do projektowania należy za pomocą polecenia Insert/Body wstawić do drzewa historii modelu nowy obiekt Body (odpowiednio go nazywając) - procedura taka jest wymagana, w celu uzyskania niezależnych elementów bryłowych (rozpoczynając projektowanie od podstawowego obiektu Body, który znajduje się na drzewie historii modelu po otwarciu nowego pliku, nadaje się cechę nadrzędności tego obiektu w stosunku do pozostałych elementów),

- w celu budowy innych elementów należy z powyższych względów wstawić każdorazowo nowy obiekt Body,

Model podkładki ograniczającej (Body o nazwie Podkładka)

Rys.8-1 Model podkładki ograniczającej (grubość podkładki = 4mm)

Model zaślepki (Body o nazwie Zaślepka)

Rys.8-2 Model zaślepki (grubość zaślepki = 2mm)

Model kołka walcowego (Body o nazwie Kołek walcowy)

kołek walcowy 4x10

fazy 1x45⁰

Rys.8-3 Model kołka walcowego

Model podkładki sprężystej (Body o nazwie Podkładka spr.)

grubość podkładki = 2.5mm szerokość wycięcia = 1.75mm

Rys.8-4 Model podkładki sprężystej

Model śruby (Body o nazwie Śruba)

Rys.8-5 Model śruby M12x20mm (wysokość łba = 8mm, R= 0.8mm, faza 1x45⁰)

Model wkręta dociskowego (Body o nazwie Wkręt)

Rys.8-5 Model wkręta dociskowego M5x12mm (R= 0.3mm, faza 0.8x45⁰)

39

---