KURZUS: Gépszerkezetek számítógépes tervezése

MODUL: Testmodellezés I.

2.2. lecke: Dugattyú csapszeg rajzolása

Cél: Az általános modellezési környezet, és az alapfunkciók megismerése. Alkatrészfájl készítése, alkatrészsablon kezelése, egyszerű vázlat készítése, vázlat referenciáinak, méreteinek, kényszereinek kezelése, kihúzás, lekerekítés, letörés használata, az alap kezelési eszközök elsajátítása.

Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha

  • létre tud hozni alkatrészfájlt tetszőleges sablonnal;
  • vázlatot tud létrehozni tetszőleges síkon, vagy felületen;
  • a kihúzás irányát, jellegét és mértékét tudja változtatni;
  • a képernyőn meg tudja jeleníteni egy alkatrész mentett (elöl, alul, jobb stb.) nézetét;
  • tud tetszőleges letörést létrehozni, szöggel és mérettel;
  • ábra alapján ki tudja választani, hogy egy adott letörés milyen opciókkal készült;
  • tudja az azonos méretű letöréseket, vagy lekerekítéseket egy építőelemen belül több szettbe gyűjteni;
  • tud meglévő építőelemet szerkeszteni.
  • az "Edit" és az "Edit definition" parancsok közötti eltérésre vonatkozó állításról el tudja dönteni, hogy az igaz vagy hamis;
  • felsorolásból ki tudja választani, hogyan lehet adott néven elmenteni a szerkesztett állományt;
  • a program memóriaállományát tudja törölni;
  • el tudja készíteni egy, a leckében bemutatotthoz hasonló alkatrész rajzát a Creo szoftverrel.

Kulcsfogalmak

  • kihúzás,
  • sablon,
  • méret,
  • kényszer,
  • drótvázas, takartvonalas megjelenés,
  • lekerekítés,
  • letörés,
  • belső memória

Időszükséglet 90 perc

1. Dugattyú csapszeg alkatrész modellezése

A leckékben egy AUDI 1800 ccm-es TFSI motor forgattyús mechanizmusának, és a szelepvezérlésnek a fő alkatrészei adják a tananyag mintapéldáit. Azok modellezése során az elsődleges szempont nem a teljes valósághű ábrázolás lesz, hanem a CREO szoftverben való jártasság megszerzése, műszaki tartalom mellett. Továbbá a modelleknél szereplő méretek nem gyártói eredetűek, hanem utólagosan, egy bemutató laboralkatrészről, kézi méret felvételezéssel születettek, ennél fogva az itt szereplő modellek és rajzok a közvetlen gyártásra alkalmatlanok. Gyártástechnológiai utalások pedig csak általánosságban fognak szerepelni, az ismeretterjesztés végett.

Feladat

Elkészítendő egy dugattyú csapszeg, a következő műszaki rajz szerint.

Dugattyú csapszeg műszaki rajza
1. ábra

A rajzon látható vetületi metszeti kép az alkatrész főnézete. Jelen esetben egyetlen ilyen képpel is egyértelmű a teljes geometria. A térhatású axonometrikus kép a könnyebb megértés végett került a lapra.

A munka megkezdéséhez rajzolja le ceruzával, szabadkézzel egy üres lapra a fenti rajzot magának! Ügyeljen a vékony és vastag vonalak helyes ábrázolására, és az arányokra! Amennyiben szükséges, használjon először vonalzót, kör-, ív-, betűsablont, a rendezett munka érdekében, vagy ha már elég gyakorlattal rendelkezik, akkor ezen eszközök elhagyhatóak a rajzkészítés során. Tehát törekedjen a műszaki jelleg tükrözésére!

Kövesse végig a Creo szoftverben az itt leírt lépéseket!

A csapszeg, mint külön alkatrész van jelen a szerkezetben, és a modellben is úgy lesz. Hozzuk létre az alkatrész fájlját. Parancs: New...

Fájl típus (File type): part, altípus (sub type): solid; először vegyük ki a pipát a Use default template mellől, hogy magunk választhassunk sablont, ne az alapértelmezett legyen aktív.

Új alkatrészfájl, egyedi sablonválasztással
2. ábra

Utána kattintsunk az OK gombra. Legyen a sablon (template): mmns_part_solid; úgy lépjünk tovább az ablakban! A sablonokról bővebben a következő fejezetben olvashat.

Sablonválasztás
3. ábra
2. Sablonok (templates)

Lehetőség van egy elkezdett alkatrészfájl "folytatására", használatára.

Például a mmns_part_solid.prt fájlnak a következő hozományai vannak:

1.a metrikus mértékegységek rögzítése (mm, N, s),
2.az alap építőelemek, azaz egy alap koordináta rendszer (PRT_DEF_SYS), és a koordináta irányokra merőleges segéd síkok (RIGHT, TOP, FRONT), ezeket a modellfában (Model Tree) is láthatjuk (képernyő bal oldala), és középen a modelltérben is,
3.a további haszon az alapsíkokra merőleges mentett nézetek.

Sablonnak bármilyen már meglevő, tetszőlegesen előkészített állapotú alkatrészfájl felhasználható. A fenti képen látható egy kísérőszöveg, ami akkor ugrik elő, ha huzamosabban az egérkurzort a kiemelt szöveg fölött hagyjuk; tehát a magyarázat utal arra, hogy ez egy már létező fájl, és az ott idézett helyet foglalja el a számítógép mappastruktúrájában.

A modellfa, és a kezdőkép
4. ábra
3. Testképzés külső vázlattal (Sketch) és kihúzással (Extrude)
A zölden kiemelt vázlattal (kör) készül a kihúzás (henger)
5. ábra

Először célszerű visszaállítani az alapértelmezett nézetet, (CTRL+d), utána következik a vázlat parancsa Sketch, amivel egy külön építőelem jön létre.

4. A vázlatkészítés első lépései

A következő videón figyelje meg a vázlatkészítés lépéseit!

  • vázlatkészítő parancs, Sketch;
  • a tájolás Placement elvégzése;
  • a vázlat síkja (Sketch plane), ez esetünkben a Right segédsík építőelem;
  • az orientáció megadása, ez egy automatikus művelettel kitöltődik, de természetesen módosítható, három egysége van;
  • a vázlat nézeti iránya, Sketch View Direction, amit egy piros nyíl mutat, amerre áll, az fog majd megfelelni a mi nézési irányunknak;
  • a második egység egy referencia megadása (lehet felület, és sík is), esetünkben ez a Front segédsík;
  • a harmadik rész pedig az előbb kijelölt elem állását szabályozza, esetünkben ez Left, azaz a sík pozitív fele balra fog nézni;
  • elfogadás a sketch gombbal;
  • vázlaton belül utólagosan is módosíthatjuk az előzőeket, a Sketch Setup paranccsal.

sketch_video.mp4

A videón látottak alapján végezze el a... beállítását!

Vázlat referenciák (Sketch references)

A vázlatot mindig valamilyen viszonylatba kell helyezni a már meglévő elemekkel. Az első ezek közül a vázlat síkja, amit az előbb már megadtunk. A másik pedig az, hogy azon a síkon belül is kell referenciát használni. Lehetőség szerint a program felvesz két, általa kijelölt síkot a referenciák közé, ami a modell ablakban szaggatott vonallal látszik, illetve ha az egeret a fölé visszük, akkor a Line(reference) szöveg jelenik meg. Ezt jobban szemlélhetjük, ha a segéd geometriai elemeket valamint a forgatási központot kikapcsoljuk.

A jelenlegi referenciák kezelésének ablaka, és halmaza a References paranccsal nyitható meg. Vagy a menüszalagban, vagy a jobb egérgomb hosszú lenyomása után a helyi menüben található a parancs.

sketch_references_video.mp4

Vázlat rajz

Az itt leírtak alapján végezze el a kör megrajzolását!

A konkrét vázlatvonalakból álló geometria létrehozása alap síkgeometriai elemekkel történik, a dugattyúcsapszeg esetén egy kör kerül elhelyezésre. Ez a Circle paranccsal működik, azon belül a "Center and point" típussal. A középpont (Center) kerüljön a referenciák metszéspontjába, a futópont (Point) pedig tetszőlegesen elhelyezhető bárhol. A kör mérete itt még nem fontos, mivel a pontos átmérőt (ami 23 mm lesz, mert ennyi a megrajzolandó csapszeg külső átmérője) később adjuk meg.

6. ábra

Mindkét kijelölés bal egérgombbal történik, és nem kell nyomva tartani a gombot. Ha a körrel megvagyunk, akkor az egéren a középső gombbal (azaz a görgővel) kattintsunk, így a kijelölő alapállapotra vált az egérkurzor. Minden vázlat elem befejezése így történik majd.

5. Méretek (Dimensions)

A méretnek négyféle megjelenése van. Az aktuális állapot megjelenik a méret színében, és úgy is, ha rajtahagyjuk az egeret. Az egyik a Gyenge (Weak), - így látjuk a kör létrehozása után a meglévő átmérős méretet. Ennek egyenként az az üzenete felénk, hogy kell még egy konkrét méret ahhoz, hogy a geometria egyértelmű legyen. Amennyiben kétszer rákattintunk a méretszámra, majd beírjuk a megfelelő méretet, és Enter-t ütünk, a méret jellege átvált Erősre (Strong). Ez azt sugallja felénk, hogy az adott erős méret legalább egyszer már meg lett adva. A harmadik változat a lezárt méret, ilyet úgy tudunk készíteni, hogy egy meglévő méretet kijelölünk, és az egér helyi menüjéből a Lock parancsot adjuk ki. Az efféle mérettel szabályozott geometriai elem az egérkurzorral való megfogással nem alakítható, míg ez erős méret esetén megtehető. A negyedik variáció a kiadódó, azaz a zárójeles méret. Az előzőhöz hasonlóan kell eljárni, de most a helyi menüből a Reference-re bökjünk. Ennek a méretszáma a környezetből adódik ki, nem átírható.

Körök esetén még megjegyzendő, hogy a helyi menüben a Convert to radius parancs hasznos lehet, ha átmérő méret helyett sugárméretre van szükségünk, illetve a Convert to Linear, ami a méretsegédvonalas megjelenítési móddal mutatja a méretet.

Tekintse meg a fent leírtak megvalósítását ezen a videón. Ha szükséges, a videó első megtekintése után olvassa el ismét a fenti szöveget, majd nézze meg újra a videót.

sketch_dimensions_video.mp4

A videón látottak alapján állítsa be a kör átmérőjét 23 mm-re!

6. Kihúzás (Extrude)

A kész vázlatot el kell fogadni. Véglegesíteni a zöld pipával tudjuk, ami az OK nevet viseli. Ezzel visszatérünk a vázlatkészítő környezetből az alap testmodellezőbe. Az éppen elkészült vázlat kiemelt színű, és természetesen ez arra utal, hogy kijelölt állapotban van, amit a modellfában megjelenő háttérkiemelés is mutat a Sketch 1 esetén. A kijelölés megszüntetése a háttérre kattintással lehetséges.

Az extrude paranccsal a vázlatból tudunk egyenes vonal mentén haladva testet képezni. Lehetőség van egyoldali kihúzásra, és szimmetrikusra is, valamint a későbbiekben a többi lehetőséget is tárgyaljuk. A csapszeg hossza 51 mm, ez lesz a kihúzás mérete, az opciója pedig szimmetrikus. A szemüveg ikonnal egy előképet kérhetünk a végleges testről. Zárásul pedig a zöld pipát szükséges kattintani.

Tekintse meg a fent leírtak megvalósítását ezen a videón.

extrude_video.mp4

A videón látottak alapján végezze el a kihúzást 51 mm-re!

7. Vázlat kényszerek (Constraints)

A vázlatkészítés fontos alappillére a megfelelő geometriai kényszerek alkalmazása. Sorrendben a vázlat vonalainak elkészítése után következik, és többnyire a méretháló kialakítása előtt célszerű ezeket megadni.

7. ábra

Kilenc fajta kényszert alkalmazhatunk, amelyek különböző geometriai elemeknek az egymáshoz való viszonyát állítja be:

  • - függőlegesség (vertical), ami vonalat vagy két pontot, csúcsokat rendez,
  • - érintő (tangent), ami vonalat ívhez rendez,
  • - szimmetria (symmetric), ami két pontot rendez, csúcsot egy középvonalhoz (kell hozzá külön középvonal - centerline),
  • - merőlegesség (horizontal), ami vonalat vagy két pontot, csúcsot rendez,
  • - középpont (mid-point), ami pontot vagy csúcsot, egy vonal, vagy ív középpontjára rendez,
  • - egyenlőség (equal), ami egyenesek hosszát, ívek sugár méretét és méreteket rendez,
  • - merőlegesség (perpendicular), ami egyeneseket, vagy egyenest ívhez rendez,
  • - ráillesztés (coincident), ami pontok, csúcsok és vonalakat rendez,
  • - párhuzamosság (parallel), ami pedig vonalakat rendez.

A csapszeg furatát kivágással hozzuk létre. Ehhez egy újabb vázlatra van szükségünk, ami egy 13,5 átmérőjű kört tartalmaz. A mostani vázlat síkja a henger egyik oldallapja legyen, orientációnak pedig maradhat a Front sík, Left irányba nézően. Amennyiben a kör rajzolásánál most nem a referenciák metszéspontjára illesztjük annak középpontját, akkor három gyenge méretet kap a vázlatunk. Ráillesztés kényszerrel a középpontot egyszer a függőleges referenciavonalra, másodszor pedig a vízszintesre kell illesztenünk, hogy koncentrikus furata legyen a csapszegnek. Minden egyes ráillesztéssel egyel kevesebb lesz a gyenge méretek száma.

Rajzolja meg a 13,5 mm átmérőjű kört a megfelelő helyre!

A kényszereket a program külön jelöli a vázlaton. A vázlathoz egy kör esetén hét elem tartozik, két referenciavonal, a körvonal, a kör középpontja, két ráillesztés kényszer és egy átmérő méret.

Vázlat elemek
8. ábra
A vázlat megjelenése

A megjelenítést szabályozó eszközsor vázlat esetén kibővül két fontos elemmel. Az egyik a nézetet állítja vissza a vázlatsíkra merőlegesre, - tehát a monitor síkjába -, ha közben esetleg elforgatjuk a modellünket. A másik pedig a vázlatelemek megjelenítését szűri. Ki-be lehet kapcsolni a méreteket, a kényszereket, egy úgynevezett rajzi segédhálót és a vonalak csúcspontjainak láthatóságát.

Vázlat megjelenése
9. ábra
8. A test szerkesztése
Átmenő kihúzás anyageltávolítással

A kész vázlatot el lehet fogadtatni, majd azt felhasználni egy anyageltávolító, mindenen átmenő (Through all). kihúzáshoz. Törekedni kell kizárólag a szükséges, és mérnöki szemléletű mérethálózatra, ezért átmenő furat esetén nem méretszámmal adjuk meg a mélységet, hanem az ezt méret függetlenül megvalósító opciót válasszuk (Through all). Az opcióknak két helye van a kihúzás eszköztárában. Vagy ikonként gördíthető le, vagy az Options fül alatt találhatóak, de az utóbbi annyival több lehetőséget tartalmaz, hogy ott a vázlatsíktól levő mindkét irányban tudjuk szabályozni a kihúzás mértékét. A kihúzás irányát is lehet változtatni több féle módon, vagy a fehér négyzetet fogjuk meg az egérkurzorral, vagy a piros nyílra kattintással, vagy a kezelőrészen az oda-vissza nyíllal tehetjük ezt meg.

extrude_cut.mp4

Végezze el a kihúzást a videón látottak szerint!

A testek megjelenítési módjai

Alapvetően megkülönböztetünk árnyékolt, és drótvázas megjelenítést. Az árnyékolton belül lehetőség van arra is, hogy az éleket kivastagítva lássuk. A drótvázas esetben pedig arra, hogy a takart vonalak ne, vagy halványszürkén, vagy sötéten, vastagon, ahogyan a látható élek is. Valamint van egy lehetőség, amikor a test környezetében árnyék és tükröződés állítható be.

display_style.mp4

Próbálja ki a megjelenítési módokat a videón látottak szerint!

Lekerekítés (Round)

Az élek lekerekítésére az előző fejezetben is említett elhelyezhető építőelem szolgál. A kijelölendő referencia lehet egy él, vagy metsződő felületpár. Ha az utóbbira van szükség, akkor a második felület kijelölését a Ctrl billentyű lenyomása után kell megtenni.

Fontos még megemlíteni, hogy egy építőelemen belül lehetőség van az azonos lekerekítési sugarú éleket egy csoportba, azaz szettbe gyűjteni. Az ajánlott is, mivel ha ez elkerüli a figyelmünket, hamar rendkívül sok szettet definiálunk. Ugyanis minden egyes él kijelölésével új szettet készít a program. Egy szettbe a Ctrl billentyű lenyomása mellett tudjuk az éleket csoportosítani.

A szetteket a Sets fül alatt lehet kezelni, és természetesen a modelltérben is. A méretszám megváltoztatására még egy harmadik helyen is lehetőség van, az építőelem kezelőfelületén. Ott az az érték jelenik meg, ami éppen az aktív szett. Egy szettet úgy tudunk aktívvá tenni, hogy vagy a lenyíló Sets fül alatt kiválasztjuk a megfelelőt, vagy a modelltérben kattintunk az adott lekerekítésre, ami sok szett esetén a járhatóbb út. A kijelölés után a helyi menüből (jobb egérgomb hosszan) a Delete, vagy a Delete Set paranccsal lehet törölni egy szettet. Amennyiben csak egy elemet kívánunk eltávolítani, akkor a Ctrl lenyomása mellett újból kattintsunk a bal egérgombbal az élre.

round_set.mp4

Végezze el a lekerekítést a videón látottak szerint, R 0.3 mm mérettel!

Élletörés (Edge chamfer)

Az előző fejezetben láthattunk már egy 1×45°-os letörés készítését. Most annyival egészítjük ki azt, hogy a szettek kezelése ugyanúgy működik ennél az építőelem típusnál, mint a lekerekítésnél, illetve a példában nem a méretszám × 45° (45 × D), hanem a méretszám × szögérték (Angle x D) opció kerül alkalmazásra. Ennek a műszaki rajz készítésénél lesz fontos szerepe. Figyelje meg a videón, hogy milyen méretek jelennek meg a különböző opciókkal!

chamfer_d_angle.mp4

Végezze el az élletörést a videón látottak szerint, 1x45°-os mérettel!

Önellenőrző kérdések
1. Döntse el, hogy melyik letörési opció melyik képet adja! Írja be a megfelelő számot a mezőkbe!



A:
B:
C:

2. Állapítsa meg, hogy igaz-e a következő állítás!
Egy vázlat építőelem esetén, amelyik egy 40×50-es téglalapot tartalmaz, az Edit paranccsal lehet 60×50-re módosítani, de az Edit definiton paranccsal ez nem lehetséges.

3. Jelölje az összes helyes megoldást!

Egy tengely nevű alkatrészt kell elkészíteni. A munka elején megnyitottunk egy minta fájlt, aminek tengely a neve. Miután áttanulmányoztuk, a Close paranccsal bezártuk azt. Majd elkezdtük a saját tengely nevű alkatrészünket, de a program azt az üzenetet adja, hogy a tengely.prt már létezik. Mivel tudjuk elérni, hogy elkészíthessük a tengely nevű alkatrészünket:
A - meg kell szakítani az alkatrész készítést, és újra meg kell próbálni, hátha elgépeltünk valamit,
B - ki kell törölni a program belső memóriáját,
C - munkakönyvtárt kell váltani, egy teljesen új mappába,
D - át kell helyezni a minta fájlt egy másik mappába,
E - be kell csukni a programot teljesen, majd újraindítani azt,
F - más névvel elkészítjük a munkánkat, majd mentés után bezárjuk a programot, és egy tetszőleges fájlkezelő programon belül átnevezzük tengely-re.

4. Készítse el az alábbi alkatrészt

Mentse el a rajzot "Solid_1_Neptun_kód.prt" néven! A "Neptun_kód" helyére a saját Neptun kódját írja!