III MODUŁ PART DESIGN - modelowanie bryłowe

Moduł Part Design należy do podstawowych modułów systemu CATIA. Podstawowym jego przeznaczeniem jest wykonywanie modeli 3D w procesie projektowania bryłowego i hybrydowego. Zatem produktem finalnym przy wykorzystaniu modułu Part Design będą modele bryłowe projektowanych obiektów, oparte na geometrii profili wykonanych w module Sketcher.

3.1 Tworzenie obiektów konstrukcyjnych w przestrzeni 3D

Przed przystąpieniem do wykonywania modeli 3D wskazane jest poznanie narzędzia do tworzenia obiektów konstrukcyjnych (punkty, linie, płaszczyzny) w przestrzeni roboczej.

Narzędzia do tworzenia obiektów konstrukcyjnych należą do belki narzędziowej Reference Elements:

- Reference Elements - elementy referencyjne (menu rozwijalne),

Rys.1

Rys.1a

1 2 3

1 - Point - wstawianie dodatkowych punktów w przestrzeni roboczej:

Dostępne opcje (w oknie dialogowym):

- Coordinates: tworzenie punktów poprzez podanie trzech współrzędnych,

- On curve: tworzenie punktów na wskazanej krzywej,

- On plane: tworzenie punktów na wskazanej płaszczyźnie,

- On surface: tworzenie punktów na wskazanej powierzchni,

- Circle center: tworzenie punktów będących środkiem wskazanego łuku,

- Tangent on curve: tworzenie punktów styczności na krzywej,

- Between: tworzenie punktów leżących pomiędzy wskazanymi punktami,

2 - Line - wstawianie dodatkowych linii w przestrzeni:

Dostępne opcje (w oknie dialogowym):

- Point-Point: tworzenie linii od punktu do punktu,

- Point-Direction: tworzenie linii na wskazanym kierunku od wskazanego punktu,

- Angle/Normal to curve: tworzenie linii stycznej lub prostopadłej do krzywej,

- Tangent to curve: tworzenie linii stycznej do wskazanej krzywej,

- Normal to surface : tworzenie linii prostopadłej do wskazanej powierzchni,

- Bisecting: tworzenie linii będącej dwusieczną kąta pomiędzy wskazanymi liniami,

3 - Plane - wstawianie dodatkowych płaszczyzn w przestrzeni:

Dostępne opcje (w oknie dialogowym):

- Offset from plane: tworzenie płaszczyzny poprzez przesunięcie równoległe wskazanej płaszczyzny,

- Parallel through point: tworzenie płaszczyzny równoległej do wskazanej płaszczyzny, zaczepionej we wskazanym punkcie,

- Angle/Normal to plane: tworzenie płaszczyzny prostopadłej lub pod dowolnym kątem do wskazanej płaszczyzny (obróconej względem wskazanej linii),

- Through three points: tworzenie płaszczyzny przechodzącej przez trzy punkty,

- Through two lines: tworzenie płaszczyzny przechodzącej przez dwie linie,

- Through point and line: tworzenie płaszczyzny przechodzącej przez punkt i linię,

- Through planar curve: tworzenie płaszczyzny przechodzącej przez płaską krzywą,

- Normal to curve: tworzenie płaszczyzny prostopadłej do krzywej,

- Tangent to surface: tworzenie płaszczyzny stycznej do wskazanej powierzchni,

- Equation: tworzenie płaszczyzny poprzez podanie jej równania w przestrzeni,

- Mean through points: tworzenie płaszczyzny pomiędzy wskazanymi punktami,

3.2 Narzędzia modułu Part Design

Belka narzędziowa grupy Sketch-Based Features

- Pad - wykonywanie elementów bryłowych poprzez wyciągnięcie profilu bazowego (menu rozwijalne),

- Shaft - wykonywanie brył obrotowych z profili (menu rozwijalne),

- Hole - wykonywanie otworów,

- Rib - wykonywanie wytłoczeń o stałym przekroju (menu rozwijalne),

- Stiffener - wykonywanie użebrowań,

- Loft - wykonywanie wytłoczeń o zmiennym przekroju (menu rozwijalne),

Rys.2

Rys.2a

1 2 3 4 5 6

1 - Pad - wykonywanie elementów bryłowych poprzez wyciągnięcie profilu bazowego.

Dostępne opcje (w oknie dialogowym ):

- Dimension - wyciąganie profilu na określoną odległość,

- Up To Next - wyciąganie profilu na odległość wyznaczoną pierwszą napotkaną ścianką w bryle,

- Up To Last - wyciąganie profilu na odległość wyznaczoną ostatnią ścianką w bryle,

- Up To Plane - wyciąganie profilu na odległość wyznaczoną wskazaną płaszczyzną,

- Up To Surface - wyciąganie profilu na odległość wyznaczoną wskazaną powierzchnią,

- Profile/Surface - wybór profilu (szkicu) do wyciągania,

- Thick - możliwość wyciągania profilu poprzez podanie grubości elementu bryłowego, mierzonej od płaszczyzny, na której narysowany jest profil podstawowy,

Mirrored extent - możliwość wyciągania profilu z dodatkowym lustrzanym odbiciem wykonywanej operacji,

- Reverse Direction - możliwość odwrócenia kierunku wyciągania profilu.

2 - Pocket - wykonywanie wycięć (zagłębień) w elementach bryłowych.

Dostępne opcje w oknie dialogowym są analogiczne, jak w przypadku funkcji Pad.

3 - Drafted Filleted Pad - wykonywanie elementów bryłowych poprzez wyciągnięcie profilu bazowego wraz z pochyleniem ścian bryły oraz zaokrągleniem jej krawędzi.

Dostępne opcje (w oknie dialogowym ):

- Length - wysokość wyciągania profilu,

- Angle - kąt pochylenia ścianek bryły,

- Lateral Radius - promień zaokrąglenia pionowych krawędzi bryły,

- First limit radius - promień zaokrąglenia krawędzi bryły u podstawy,

- Second limit radius - promień zaokrąglenia krawędzi bryły u wierzchołka.

- Neutral element - element neutralny (jest to element, od którego mierzony jest kąt nachylenia ścianek bryły).

4 - Drafted Filleted Pocket - wykonywanie wycięć w elementach bryłowych wraz z pochyleniem ścian wycięcia w bryle oraz zaokrągleniem jego krawędzi.

Dostępne opcje (w oknie dialogowym ):

- Depth - głębokość wyciągania profilu,

- Angle - kąt pochylenia ścianek wycięcia,

- Lateral Radius - promień zaokrąglenia pionowych krawędzi wycięcia,

- First limit radius - promień zaokrąglenia krawędzi wycięcia u podstawy,

- Second limit radius - promień zaokrąglenia krawędzi wycięcia u wierzchołka.

- Neutral element - element neutralny (jest to element, od którego mierzony jest kąt nachylenia ścianek wycięcia).

5 - Multi-Pad - wykonywanie elementów bryłowych poprzez jednoczesne wyciąganie poszczególnych elementów profilu podstawowego o zróżnicowanych parametrach operacji.

6 - Multi-Pocket - wykonywanie wycięć (zagłębień) w elementach bryłowych poprzez jednoczesne wyciąganie poszczególnych elementów profilu podstawowego o zróżnicowanych parametrach operacji.

Rys.2b

• 2

1 - Shaft - wykonywanie brył obrotowych poprzez obrót profilu bazowego względem wskazanej osi obrotu.

Dostępne opcje (w oknie dialogowym ):

- First Angle - początkowy kąt obrotu profilu,

- Second Angle - końcowy kąt obrotu profilu,

- Profile - profil (szkic) podlegający obrotowi,

- Axis - oś obrotu profilu.

2 - Groove - wykonywanie rowków i wycięć w bryłach obrotowych poprzez obrót profilu bazowego względem wskazanej osi obrotu.

Dostępne opcje (w oknie dialogowym ):

- First Angle - kąt obrotu profilu,

- Profile - profil (szkic) podlegający obrotowi,

- Axis - oś obrotu profilu.

- Hole - wykonywanie otworów w elementach bryłowych,

Rys.2c

Dostępne opcje (w oknie dialogowym - Type):

- Simple - wykonywanie otworów prostych,

- Tapered - wykonywanie otworów stożkowych,

- Counterbored - wykonywanie otworów z prostym pogłębieniem,

- Countersunk - wykonywanie otworów ze stożkowym pogłębieniem,

- Counterdrilled - wykonywanie otworów z kombinowanym pogłębieniem,

Ponadto dostępne są możliwości wykonywania otworów przelotowych oraz nieprzelotowych (okno dialogowe Extension):

- Blind - wykonywanie otworów nieprzelotowych (na zadaną głębokość),

- Up To Next - wykonywanie otworów przelotowych na głębokość wyznaczoną pierwszą napotkaną ścianką w bryle,

- Up To Last - wykonywanie otworów przelotowych przez całą bryłę,

- Up To Plane - wykonywanie otworów przelotowych na głębokość wyznaczoną wskazaną płaszczyzną,

- Up To Surface - wykonywanie otworów przelotowych na głębokość wyznaczoną wskazaną powierzchnią,

Wykonywanie otworów gwintowanych (okno dialogowe Thread Definition):

- Metric Thin Pitch - wykonywanie otworów z gwintem drobnozwojnym,

- Metric Thick Pitch - wykonywanie otworów z gwintem grubozwojnym,

- No Standard - wykonywanie otworów z gwintem niestandardowym,

ponadto istnieją opcje wykonywania gwintów prawoskrętnych (Right-Threaded) oraz lewoskrętnych (Left -Threaded).

Rys.2d

1 2

1 - Rib - wykonywanie wytłoczeń o stałym przekroju wzdłuż zadanej ścieżki.

Dostępne opcje (w oknie dialogowym - Profile Control):

- Keep angle - utrzymuj kąt,

- Pulling direction - kierunek wyciągania,

- Reference Surface - płaszczyzna referencyjna,

- Merge rib's ends - wykonywanie wytłoczeń pełnych z opcją zszywania zakończeń,

- Trick Profile - wykonywanie wytłoczeń cienkościennych,

- Profile - profil wytłoczenia,

- Center Curve - krzywa, po której odbywa się wyciąganie profilu wytłoczenia,

2 - Slot - wykonywanie wycięć o stałym przekroju wzdłuż zadanej ścieżki.

Dostępne opcje (w oknie dialogowym - Profile Control):

- Keep angle - utrzymuj kąt,

- Pulling direction - kierunek wyciągania,

- Reference surface - płaszczyzna referencyjna,

- Merge rib's ends - wykonywanie wycięć pełnych z opcją zszywania zakończeń,

- Trick Profile - wykonywanie wycięć cienkościennych,

- Profile - profil wycięcia,

- Center Curve - krzywa, po której odbywa się wyciąganie profilu wycięcia,

- Stiffener - wykonywanie użebrowań wzmacniających,

Rys.2e

Dostępne opcje (w oknie dialogowym ):

- Mode: From Side - wstawianie żeber z dowolnej strony, From Top - wstawianie żeber od góry,

- Thickness - grubość żebra,

- Neutral Fiber - wykonywanie żebra poprzez odmierzanie jego grubości symetrycznie względem płaszczyzny, na której wykonany jest profil żebra,

-Depth - kierunek wykonywania żebra względem wzmacnianej bryły,

- Profile - profil (szkic) żebra (profil musi być szkicem otwartym),

Rys.2f

1 2

1 - Loft - wykonywanie wytłoczeń o zmiennym przekroju.

2 - Removed Loft - wykonywanie wycięć o zmiennym przekroju.

Belka narzędziowa grupy Dress-Up Features

- Edge Fillet - wykonywanie zaokrągleń krawędzi bryły (menu rozwijalne),

- Chamfer - wykonywanie fazowań krawędzi bryły,

- Basic Draft - wykonywanie pochyleń ścian bryły (menu rozwijalne),

- Shell - wykonywanie elementów cienkościennych z brył,

- Thickness - zmienianie grubości ścian bryły,

- Thread/Tap - wykonywanie gwintów zewnętrznych i wewnętrznych,

Rys.3

Rys.3a

1 2 3 4

1 - Edge Fillet - wykonywanie zaokrągleń krawędzi bryły o stałej wartości promienia.

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Radius - wartość promienia,

- Object(s) to fillet - krawędzie do zaokrąglenia,

- Propagation - opcje zaokrąglenia (Tangency - wykonywanie promienia na wskazanej krawędzi oraz na krawędziach stanowiących jej styczne przedłużenie, Minimal - wykonywanie promienia tylko na wskazanej krawędzi),

2 - Variable Radius Fillet - wykonywanie zaokrągleń krawędzi bryły o zmiennej wartości promienia.

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Radius - wartość promienia,

- Edge(s) to fillet - krawędzie do zaokrąglenia,

- Points - punkty wyznaczające początek i koniec promienia zaokrąglenia krawędzi,

- Variation - metoda aproksymacji zmienności promienia (Cubic - promień zmienny nieliniowo, Linear - promień zmienny liniowo),

- Propagation - opcje zaokrąglenia (Tangency - wykonywanie promienia na wskazanej krawędzi oraz na krawędziach stanowiących jej styczne przedłużenie, Minimal - wykonywanie promienia tylko na wskazanej krawędzi),

3 - Face-Face Fillet - wykonywanie promieni przejściowych pomiędzy dwoma powierzchniami (ściankami bryły).

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Radius - wartość promienia,

- Faces to fillet - płaszczyzny, pomiędzy którymi wykonywane będzie zaokrąglenie,

4 - Tritangent Fillet - wykonywanie promieni przejściowych pomiędzy trzema powierzchniami (ściankami bryły).

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Faces to fillet - płaszczyzny, pomiędzy którymi wykonywane będzie zaokrąglenie,

- Face to remove - płaszczyzna do usunięcia po operacji,

- Chamfer - wykonywanie fazowań krawędzi bryły,

Rys.3b

Dostępne opcje (okno dialogowe):

-Length1/Angle - wykonywanie fazy poprzez podanie jej długości i kąta nachylenia,

-Length1/Length2 - wykonywanie fazy poprzez podanie długości jej ramion,

Rys.3c

1 2 3

1 - Draft Angle - wykonywanie pochyleń ścian bryły.

2 - Draft Reflect Line - wykonywanie pochyleń ścian bryły i zaokrąglanie jej krawędzi,

3 - Variable Draft - wykonywanie zmiennych pochyleń ścian bryły (każda ściana pod innym kątem),

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Angle - kąt pochylenia ściany bryły,

- Face(s) to draft - ściana bryły do pochylenia,

- Neutral Element - płaszczyzna, od której odmierzany będzie kąt pochylenia ściany,

- Pulling Direction - kierunek wyciągania formy,

- Shell - wykonywanie elementów cienkościennych z brył,

Rys.3d

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Default inside thickness - grubość ścianki mierzona w kierunku wewnętrznym bryły,

- Default outside thickness - grubość ścianki mierzona w kierunku zewnętrznym bryły,

- Faces to remove - ścianka bryły do usunięcia po operacji,

- Other thickness faces - ścianka bryły, której grubość również ulegnie zmianie, jako lustrzane odbicie modyfikacji ścianki podstawowej,

- Thickness - zmienianie grubości ścian bryły,

Rys.3e

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Default thickness - grubość ścianki po modyfikacji,

- Default thickness faces - ścianka bryły, której grubość podlega modyfikacji,

- Other thickness faces - ścianka bryły, której grubość również ulegnie zmianie, jako lustrzane odbicie modyfikacji ścianki podstawowej,

- Thread/Tap - wykonywanie gwintów zewnętrznych i wewnętrznych,

Rys.3f

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Lateral Face - cylindryczna powierzchnia, na której będzie wykonywany gwint,

- Limit Face - powierzchnia, od której będzie wykonywany gwint,

- Thread Diameter - średnica gwintu,

- Thread Depth - długość (głębokość) gwintu,

- Pitch - skok gwintu,

Typy gwintów:

- Metric Thin Pitch - wykonywanie gwintów drobnozwojnych,

- Metric Thick Pitch - wykonywanie gwintów grubozwojnych,

- No Standard - wykonywanie gwintów niestandardowych,

Ponadto istnieją opcje wykonywania gwintów prawoskrętnych (Right-Threaded) oraz lewoskrętnych (Left -Threaded).

Belka narzędziowa grupy Transformation Features

- Translation - przesuwanie elementów w przestrzeni roboczej (menu rozwijalne),

- Mirror - wykonywanie kopii elementów poprzez lustrzane odbicie,

- Rectangular Pattern - kopiowanie i rozmieszczanie elementów w postaci szyku tablicowego (menu rozwijalne),

- Scaling- skalowanie elementów,

Rys.4

Rys.4a

1 2 3

1 - Translation - przesuwanie elementów w przestrzeni roboczej,

2 - Rotation - obracanie elementów w przestrzeni roboczej,

3 - Symmetry - przemieszczanie elementów poprzez odbicie symetryczne,

- Mirror - wykonywanie kopii elementów poprzez lustrzane odbicie,

Rys.4b

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Mirroring element - płaszczyzna odbicia symetrycznego,

- Object to mirror - element do odbicia (w celu wykonania kopii tylko jednego elementu bryły, należy zaznaczyć go np. na drzewie struktury modelu przed uaktywnieniem narzędzia Mirror, w przeciwnym razie skopiowana zostanie cała bryła),

Rys.4c

1 2 3

1 - Rectangular Pattern - kopiowanie i rozmieszczanie elementów w postaci szyku tablicowego. Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Parameters - Instance(s)& Length, Instance(s)& Spacing, Spacing& Length - opcje szyku tablicowego dla danego kierunku kopiowania,

- Instance(s) - liczba elementów w szyku tablicowym na danym kierunku kopiowania,

- Sparing(Length) - rozstaw kopiowanych elementów w szyku tablicowym na określonych kierunkach kopiowania,

- Reference element - element referencyjny określający położenie (płaszczyznę) szyku kołowego,

- Object to pattern - obiekt do skopiowania,

2 - Circural Pattern - kopiowanie i rozmieszczanie elementów w postaci szyku kołowego.

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Parameters - standardowo należy wybrać pozycję Complete crown,

- Instance(s) - liczba elementów w szyku kołowym,

- Reference Direction - element referencyjny określający położenie szyku kołowego,

- Object to pattern - obiekt do skopiowania,

3 - User Pattern - kopiowanie i rozmieszczanie elementów według szyku zdefiniowanego przez użytkownika,

- Scaling- skalowanie elementów,

Rys.4d

Belka narzędziowa grupy Boolean Operations

- Assemble - łączenie (dodawanie) elementów bryłowych,

- Add - łączenie (dodawanie) elementów bryłowych z usuwaniem części wspólnych (menu rozwijalne),

- Union Trim - obcinanie elementów bryłowych za pomocą innych elementów,

- Remove Lump - usuwanie rozdzielonych części elementów bryłowych,

Rys.5

Operacje Boolowskie należą do podstawowych operacji wykonywanych na elementach bryłowych. W systemie Catia V5 operacje Boolowskie wykonuje się pomiędzy różnymi elementami bryłowymi o nazwie Body. Wykonując operacje Boolowskie należy mieć na uwadze, że podstawowym elementem tworzonego modelu jest element o nazwie Part Body, którego nie można odejmować od innych elementów Body (natomiast elementy Body można odejmować od Part Body). Nowy element Body tworzy się za pomocą polecenia Insert/Body i stanowi on nową, niezależną bryłę w wykonywanym modelu.

- Assemble - łączenie (dodawanie) elementów bryłowych,

Rys.5a

Rys.5b

1 2 3

1 - Add - łączenie (dodawanie) elementów bryłowych z usuwaniem części wspólnych.

2 - Remove - usuwanie (odejmowanie) części elementów bryłowych poprzez inne elementy.

3 - Intersect - otrzymywanie części wspólnych z przenikających się elementów bryłowych.

- Union Trim - obcinanie elementów bryłowych za pomocą innych elementów,

Rys.5c

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Trim - bryła, która będzie docinana,

- With - bryła, którą będzie wykonywana operacja docinania (narzędzie),

- Faces to remove - część bryły, która będzie wykasowana po operacji docinania,

- Faces to keep - część bryły, która pozostanie po operacji docinania,

- Remove Lump - usuwanie rozdzielonych części elementów bryłowych,

Rys.5d

Dostępne opcje (okno dialogowe):

- Trim - bryła, na której będzie wykonywana operacja,

- Faces to remove - części bryły, które będą wykasowane po operacji,

- Faces to keep - części bryły, które pozostaną po operacji,

Belka narzędziowa grupy Tools

Rys.6

1 2 3 4 5 6

Narzędzia grupy Tools należą do funkcji wspomagających proces projektowania, natomiast nie biorą bezpośredniego udziału w procesie tworzenia modelu.

1 - Update - uaktualnianie modelu (np. po wykonanych modyfikacjach) - system przelicza model od początku do stanu aktualnego (uaktualnienia modelu należy dokonać w przypadku, gdy ikona narzędzia Update uaktywni się),

2 - Axis System - definiowanie układu współrzędnych użytkownika,

3 - Mean Dimensions - analiza wymiarów tolerowanych,

4 - Create Datum - tworzenie obiektów pozbawionych historii powstawania (np. bryła utworzona w tym trybie nie zostaje powiązana z profilami, które posłużyły do jej zdefiniowania),

5 - Only Current Operated Solid - uzyskanie opisu wskazanego elementu wraz z historią jego tworzenia,

6 - Open Catalog - otwiera katalog elementów standardowych,

26

---