Guia Dibujo II Inventor 2014

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA – ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA

DIBUJO MECÁNICO II

GUÍA DE PRÁCTICAS “AUTODESK INVENTOR”

Autores:

Raissa Alvares Fernando Valdez Galdos Marco Carpio Rivera Ludwin Huacasi Añamuro

AREQUIPA – PERÚ 2013

Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica

Guía de prácticas “Autodesk Inventor” 1

INTRODUCCIÓN Autodesk Inventor es un paquete de modelado paramétrico de sólidos en 3D producido por la empresa de software Autodesk. Compite con otros programas de diseño asistido por computadora como SolidWorks, Pro/ENGINEER, CATIA y Solid Edge. Autodesk Inventor se basa en técnicas de modelado paramétrico. Los usuarios comienzan diseñando piezas que se pueden combinar en ensamblajes. Corrigiendo piezas y ensamblajes pueden obtenerse diversas variantes. Como modelador paramétrico, no debe ser confundido con los programas tradicionales de CAD. Inventor se utiliza en diseño de ingeniería para producir y perfeccionar productos nuevos, mientras que en programas como AutoCAD se conducen solo las dimensiones. Un modelador paramétrico permite modelar la geometría, dimensión y material de manera que si se alteran las dimensiones, la geometría actualiza automáticamente basándose en las nuevas dimensiones. Esto permite que el diseñador almacene sus conocimientos de cálculo dentro del modelo, a diferencia del modelado no paramétrico, que está más relacionado con un “tablero de bocetos digitales Autodesk Inventor es un sistema de diseño mecánico 3D creado con tecnología adaptativa y potentes capacidades de modelado. El software Autodesk Inventor incluye operaciones para modelado 3D, gestión de información, colaboración y soporte técnico. Su innovadora arquitectura lo convierte en el primer sistema del mundo que soporta el diseño adaptativo, además de proporcionar un excelente rendimiento en grandes ensamblajes. Los ingenieros pueden centrarse en el funcionamiento de un diseño para controlar la creación automática de componentes inteligentes, como estructuras de acero, maquinaria giratoria, conductos de tubos y tuberías, cables eléctricos y arneses de conductores. Con Autodesk Inventor podrá:

• Crear modelos 3D y planos para fabricación en 2D. • Crear operaciones, piezas y sub-ensamblajes adaptativos. • Gestionar miles de piezas en grandes ensamblajes.

El modelo de Inventor es un prototipo digital 3D. El prototipo ayuda a visualizar, simular y analizar el funcionamiento de un producto o una pieza en condiciones reales antes de su fabricación. Esto ayuda a los fabricantes a acelerar la llegada al mercado utilizando menos prototipos físicos y a crear productos más innovadores.

Autodesk Inventor ofrece compatibilidad 100% con AutoCAD, los usuarios pueden importar dibujos en formato DWG para utilizarlos como punto de partida para un modelo nuevo.

Las sesiones del presente curso “Autodesk Inventor” son desarrolladas en forma teórica y práctica (inductivo-deductivo), el alumno tendrá una exigencia total en los temas de interés relacionados con el Inventor, al término de cada sesión se tendrá una práctica referente al tema expuesto.



CONTENIDO Laboratorio Página

01 ENTORNO Y CREACIÓN DE BOCETOS 3

02 RESTRICCIÓN GEOMÉTRICA DE BOCETOS 12

03 ACOTACIÓN DE BOCETOS 16

04 CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS POR EXTRUSIÓN 21

05 CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS POR REVOLUCIÓN 25

06 PROPIEDADES UBICABLES I AGUJEROS 29

07 PROPIEDADES UBICABLES II EMPALME Y CHAFLÁN 34

08 OPERACIONES DE ROSCA 38

09 PROPIEDADES DE TRABAJO 41

10 CONSTRUCCIÓN DE PARTE POR SOLEVADO, BARRIDO Y ESPIRA 44

11 PATRONES CIRCULARES Y RECTANGULARES 48

12 CREACIÓN DE ENSAMBLES I 51

13 CREACIÓN DE ENSAMBLES II 56

14 CREACIÓN DE PLANOS 59

15 ANÁLISIS DE ESFUERZOS Y SIMULACIÓN DINÁMICA 64

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4



ENTORNO Y CREACIÓN DE BOCETOS

Objetivos:

- Conocer los tipos de archivos de Autodesk

Inventor para realizar una tarea de diseño.

- Familiarizarse con el entorno de trabajo 2D

Sketch.

- Aprender a usar la herramienta Precise

Input para crear un boceto.

1

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO Software de automatización de diseño mecánico, inventor es una herramienta de diseño basada en operaciones para modelado paramétrico de sólidos, que toma ventaja de la interface del usuario grafica de Windows.

Para iniciar Autodesk Inventor Professional hacemos doble click sobre el icono del acceso directo en escritorio. Al arrancar Autodesk Inventor se abre el cuadro de diálogo “Open”, a partir del cual se puede especificar un proyecto, añadir un nuevo proyecto, editar un proyecto existente, iniciar un nuevo archivo o abrir un archivo existente.

Análisis Comceptual

Modelo

Análisis de Simulación

Prototipo

Producción

CAD

CAE

CAM

PRO

CESO

DE

DISE

ÑO

M

ECÁN

ICO

Iniciar Autodesk Inventor



TIPOS DE ARCHIVOS Pulse New, para ver el cuadro de diálogo Nuevo archivo, que contiene plantillas para piezas, ensamblajes, archivos de presentación, piezas de chapa, conjuntos soldados o planos nuevos. Podrá elegir entre varias plantillas con unidades predefinidas.

Archivos de extensión *.ipt • Standard.ipt: En este modo se permite la creación y edición de piezas simples, ya

sea partiendo de bocetos o mediante la edición de una pieza ya existente. Este modo comúnmente es usado para piezas volumétricas.

• Sheet Metal.ipt: Es un modo que hereda las características del modelado de piezas, pero especialmente diseñado para la creación de chapas y por lo tanto posee comandos para la creación de las mismas.

Archivos de extensión *.iam • Standard.iam: Este modo permite la creación de ensambles a partir de piezas

existentes. También permite la inserción de piezas existentes en el catalogo (Inventor Content Center), si es que este modo ha sido instalado; permite la creación de restricciones entre piezas que conforman el ensamble.

• Weldment.iam. Crea ensambles soldadas. Archivos de extensión *.ipn

• Standard.ipn: Es este modo se crean presentaciones o explosiones del ensamble. Archivos de extensión *.idw

• Standard.idw: Permite la creación de dibujos, vistas, cortes, detalles de las piezas o ensambles.



INTERFAZ AUTODESK INVENTOR Al abrir un nuevo archivo de pieza (*.ipt), se activa el entorno de boceto, el cual está conformado por: 1. Menú Inventor 2. Herramientas Básicas 3. Nombre del Archivo 4. Herramientas de Ayuda 5. Cinta de Opciones (Ribbon) 6. Panel de Modelamiento 7. Área de Modelado 8. View Cube 9. Barra de Navegación 10. UCS 11. Barra de Estado.

Al crear un boceto, aparece un icono de boceto en el navegador. Cuando se crea una operación a partir de un boceto, aparece un icono de operación en el navegador con el icono de boceto anidado. Cuando se sitúa el cursor encima de un icono de boceto en el navegador, el boceto se resalta en la ventana gráfica.

Una vez creado un modelo a partir del boceto, puede volver al entorno de boceto para realizar cambios o iniciar un nuevo boceto para una nueva operación. En un archivo de pieza existente, active primero el boceto en el navegador. Esta acción activa las herramientas del entorno de boceto, de forma que pueda crear una geometría para las operaciones de pieza. Los cambios que realice en el boceto se reflejarán en el modelo.

Seleccione un Plano de Trabajo

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OPCIONES DE LA APLICACIÓN Autodesk Inventor proporciona un cuadro de diálogo para modificar el aspecto de la aplicación. Abra el archivo Standard.mm.ipt. Si selecciona Ficha Tools > Application Options “Colors” de la aplicación, se abrirá el cuadro de diálogo Opciones. Con las fichas del cuadro de diálogo Opciones, podrá controlar el color y la visualización del entorno de trabajo de Autodesk Inventor, el comportamiento y los parámetros de los archivos, las ubicaciones de los archivos por defecto y una gran cantidad de funciones multiusuario.

PARÁMETROS DEL DOCUMENTO Además de las opciones de la aplicación, se puede controlar la configuración de archivos individuales. Si selecciona ficha Tools > Document Settings, se abrirá el cuadro de diálogo Parámetros del documento. Mediante las fichas de este cuadro de diálogo, puede controlar los parámetros del documento activo, como la norma activa, las unidades de medida, las preferencias de boceto y modelado, así como las tolerancias por defecto.

DESCRIPCIÓN DE UN BOCETO Los bocetos suponen el primer paso en el proceso de creación de un modelo. Todas las piezas o modelos se inician con un boceto. Un boceto consiste en el perfil de una operación y cualquier geometría (como un camino de barrido o un eje de rotación) necesarios para crear dicha operación.



PROCEDIMIENTO DE MODELAMIENTO PARAMÉTRICO 1. Analizar la Pieza para determinar las propiedades a crear y el orden en el cual hay

que crearlas. 2. Bosquejar el perfil básico de la pieza. 3. Aplicar restricciones geométricas. 4. Asignar dimensiones para definir el perfil. 5. Extruir o revolucionar el perfil creado, para así crear la propiedad base del modelo. 6. Adicionar restar o intersectar otras propiedades paramétricas para completar la pieza. 7. Crear el documento modelo, usando el administrador de ensambles o vistas. Ejemplo de introducción de valores precisos para crear un boceto En la cinta de herramientas ficha Tools > Application options, pestaña sketch. Puede configurar las características de bosquejo y el ingreso predeterminado de los datos.

Iniciar un Bosquejo 2D

Coordenadas Rectangulares

Coordenadas Polares

1. En el entorno de boceto. Pulse L del teclado para activar dibujo de líneas; se iniciara el ingreso de datos. Pulse TABULADOR para activar el campo X o haga un click sobre la pantalla de dibujo.

2. Pulse la tecla TABULADOR para activar el campo Y; a continuación, introduzca un valor. (Use TAB para desplazarse entre los diferentes campos de datos)

3. Pulse ENTER para aceptar la entrada. El boceto se dibuja de acuerdo con la entrada de coordenadas rectangulares y/o polares.

4. Para finalizar Pulse en la cinta de herramientas para aceptar el boceto.



Ejemplo de creación de un boceto

En la cinta de herramientas Nuevo. Seleccione la ficha Métrico

y haga doble click en Standard (mm).ipt. La nueva pieza aparece listada en el navegador y se activa el entorno de boceto.

En la cinta pulse 2D Sketch y seleccione un plano. En la cinta de

herramientas pulse Línea Pulse a la izquierda de la ventana gráfica para especificar un primer punto, desplace el cursor hacia la derecha aproximadamente 100 unidades y, a continuación, pulse para marcar un segundo punto. A medida que crea un boceto, la posición del punto actual, la longitud y el ángulo de la línea se muestran de forma dinámica en el borde inferior derecho de la ventana gráfica. La posición del punto de línea actual es relativa a las coordenadas 0,0 del boceto. El ángulo de línea es relativo al eje X del boceto. Los símbolos que indican restricciones implícitas se muestran cerca del punto de línea actual a medida que crea el boceto.

Desplace el cursor hacia arriba aproximadamente 40 unidades y, a continuación, pulse para crear una línea perpendicular. Desplace el cursor hacia la izquierda y cree una línea horizontal de aproximadamente 40 unidades. Entonces aparecerá el símbolo de restricción paralela.



Desplace el cursor hacia abajo y cree una línea vertical de 10 unidades, después una línea horizontal de 40 unidades. Desplace el cursor hacia arriba hasta que vea el símbolo de restricción paralela y aparezca una línea de puntos. Pulse para designar un punto.

Desplace el cursor hacia la izquierda hasta que vea el símbolo de restricción paralela y aparezca una línea de puntos. A continuación, pulse para designar un punto. Desplace el cursor hacia abajo hasta que toque el primer punto especificado al principio del ejercicio. Cuando aparezca el símbolo de restricción coincidente, pulse para cerrar el boceto.

Creación de perfiles con tangencias En este ejercicio se creará un archivo de pieza nuevo y, a continuación, un perfil simple usando técnicas de boceto básicas. El perfil consta de líneas y arcos tangentes. Pulse la herramienta Line y luego pulse en el origen de coordenadas de la ventana gráfica y, a continuación, introduzca 65 en el campo moviendo el cursor a la derecha para ver el símbolo de restricción horizontal, con esto creara una línea horizontal de 65 mm. Mover el cursor hacia arriba e introduzca 15; ver el símbolo de restricción perpendicular. Se crea el boceto de una línea perpendicular de 15 unidades.

. Desplace el cursor hacia arriba y a la izquierda y, a continuación, pulse para crear una línea inclinada. El ángulo exacto no es importante. Pulse en el extremo de la línea, mantenga el botón pulsado y arrastre el punto final para crear un arco tangente. Suelte el botón del ratón para colocar el punto final del arco.



Desplace el cursor hasta el punto inicial del perfil y pulse cuando aparezca el símbolo de restricción coincidente. En el fondo del gráfico, pulse con el botón derecho y seleccione OK; o Finish Sketch para finalizar el bosquejo.

EJERCICIOS Realice siguientes dibujos, usando Precise Input.



RESTRICCIÓN GEOMÉTRICA DE BOCETOS

Objetivos:

- Ejercitarse en realización de diferentes

perfiles de bocetos.

- Aprender a usar las restricciones

geométricas de los bocetos.

2

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO.

RESTRICCIÓN DE BOCETOS El límite de las restricciones cambia y define la forma de un boceto. Por ejemplo, si una línea tiene una restricción horizontal, el arrastre de un punto final cambiará la longitud de la línea o la desplazará verticalmente, pero sin afectar a la inclinación. Puede aplicar restricciones geométricas entre dos objetos del mismo boceto, o bien entre un boceto y la geometría proyectada a partir de una operación existente. Algunas restricciones se aplican automáticamente a medida que se crea el boceto. Por ejemplo, si aparece el símbolo horizontal o vertical cuando crea una línea, se aplicará la restricción asociada. Para desactivar las restricciones automáticas pulse y mantenga pulsada la tecla CTRL cuando esté trabajando en el boceto.

Según la precisión del boceto, puede necesitar una o más restricciones para estabilizar la forma o posición del boceto. Aunque puede utilizar bocetos no restringidos, los bocetos totalmente restringidos se actualizan más fácilmente.

En la ficha Sketch (se activara cuando nos encontremos en modo bosquejo) grupo Constrain se encuentran las restricciones que se pueden aplicar:

Lista de restricciones:

Coincidencia Hace que dos puntos coincidan.

Colindante Obliga a dos segmentos a ser colineales.

Concentrico Obliga a dos arcos o círculos a tener el mismo centro.

Fijar Fija un punto para evitar que se desplace.

Paralelo Hace dos líneas paralelas entre sí.

Perpendicular Hace dos líneas perpendiculares entre sí.

Horizontal Hace a un segmento de línea paralelo al eje X. Horizontal

Vertical Hace a un segmento de línea paralelo al eje Y. Vertical

Tangente Hace que dos objetos sean tangentes.

Suavizado Hace que dos curvas tengan un empalme suavizado.

Simetría Obliga que dos objetos sean simétricos entre sí.

Igualdad Hace que dos a más medidas sean iguales.



Para ver o eliminar restricciones, utilice la herramienta Constraints Visiblility del grupo contrain o pulse con el botón derecho en la ventana gráfica y utilice las opciones del menú para ver (F8) u ocultar (F9) todas las restricciones a la vez. Para eliminar una restricción, seleccione un símbolo de restricción, pulse con el botón derecho y, a continuación, seleccione Eliminar. Algunas restricciones geométricas sólo funcionan con líneas, mientras que otras funcionan con arcos, círculos u operaciones radiales.

Se pueden añadir restricciones a un boceto una vez creado.

Para eso pulse la herramienta de restricción Colineal en 2D Sketch Panel y haga click sobre líneas horizontales situada en la parte superior del boceto y observe cómo cambia el boceto. Vuelva a pulsar la flecha abajo junto a la herramienta Restricción y, a continuación, seleccione la herramienta de restricción Igual. Pulse la línea horizontal situada en la parte inferior izquierda del boceto y, a continuación, seleccione la línea horizontal de la parte superior izquierda. Haga que las dos líneas horizontales de la derecha sean iguales a la línea situada en la parte inferior izquierda. El boceto deberá tener un aspecto similar a la siguiente ilustración:

Pulse ESC para desactivar la herramienta de restricción. Arrastre la línea vertical de la derecha y observe cómo cambia el boceto. Una vez aplicada la restricción de igualdad, el boceto se mantiene simétrico si arrastra las líneas verticales. En el fondo del gráfico, pulse con el botón derecho y seleccione OK; luego pulse otra vez con el botón derecho y seleccione Finish Sketch para salir del boceto.



EJERCICIOS. 1. Realizar los bocetos y restringirlos geométricamente para que tengan el siguiente

aspecto:

ANTES DESPUÉS



ACOTACIÓN DE BOCETOS

Objetivos:

- Conocer diferentes tipos de cotas.

- Aprender a usar la herramienta General

Dimension en acotación de bocetos.

3

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO. El término restricciones se utiliza a menudo en Autodesk Inventor para referirse tanto a restricciones geométricas como a cotas. Las cotas y las restricciones geométricas trabajan juntas para crear un boceto que se ajuste al objetivo de diseño.

Una vez creada la geometría del boceto, y si es no restringida o sub restringida, puede arrastrarla para redimensionarla. Las cotas se añaden normalmente después de haber restringido geométricamente el boceto.

Para todos los tipos de cota, primero pulse la herramienta General Dimension de la cinta de herramientas Sketch.

Después seleccione el objeto (línea, circulo etc.) y mueva el cursor para colocar la cota.

Por lo general, todas las cotas de Autodesk Inventor son paramétricas. Esto significa que puede modificar la cota para cambiar el tamaño del elemento acotado. Para eso pulse en la cota creada una vez, si está activada la herramienta General Dimension, o dos veces si no lo está.

En algunos casos, la vista preliminar de la cota no concuerda con el objeto de diseño. Puede modificar el tipo de la cota pulsando con el botón derecho y seleccionando el tipo de cota en el menú contextual.



Realice el siguiente boceto restringiéndolo geométricamente. Presione F8 para ver las restricciones y F9 para ocultarlos.

Active la herramienta General Dimension y acote el boceto.

Aplique la restricción de coincidencia entre el punto Centro y el centro de arco del boceto. El boceto cambió del color, lo que indica que está totalmente restringido.



Defina las cotas con ecuaciones. Haga doble clic en una cota para abrir el cuadro de diálogo Editar cota. Haga clic en la geometría de referencia y el identificador de cota aparecerá en el cuadro de diálogo. El identificador de cotas se puede utilizar en expresiones matemáticas (por ejemplo, d1*2).

Modifique las unidades de una cota específica. Por ejemplo, en un archivo de pieza con cotas métricas, puede introducir 1 pulgada (in) en el cuadro de diálogo Editar cota.

EJERCICIOS. Dibuje los siguientes bocetos:





CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS POR EXTRUSIÓN

Objetivos:

- Conocer el entorno de modelado de sólidos.

- Aprender a crear piezas sólidas a partir de

operación Extrude.

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LABORATORIO



MARCO TEÓRICO Extrude (Extrusión) es la operación base, que proyecta una sección transversal a lo largo de un camino recto. Se utiliza para crear superficies y sólidos. Después de crear un boceto con todas las restricciones, en el menú contextual pulse la opción Finish Sketch. Se entra al entorno de modelado de sólidos. Haga click en la herramienta Extrude de la cinta de herramientas en el grupo Create.

Seleccione el perfil del boceto, en la ventana Extrude indique el valor de la distancia y la dirección de extrusión. Presione OK y se genera un sólido. La operación Extrude aparece en el Navegador (Browser).



Se puede realizar operación adicional de Extrude para seguir modelando el objeto. Para eso en el menú contextual pulse New Sketch y seleccione la cara lateral del objeto; esta se ubicará paralelamente a la vista. Realice nuevo boceto y acótelo. También se puede usar el cubo de navegación para orientar la vista de dibujo para el bosquejo.

Pulse Finish Sketch y en barra del panel Part Features pulse herramienta Extrude. Seleccione el boceto, en la ventana Extrude elige modo Cut y especifique la distancia. Pulse OK. Se ha generado una ranura en el sólido.

Use la barra de navegación para revisar el modelo obtenido.



EJERCICIOS Realice el modelo tridimensional de cada uno de los objetos representados a continuación:

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4 3

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CONSTRUCCIÓN DE ELEMENTOS POR REVOLUCIÓN

Objetivos:


- Aprender a crear sólidos de revolución a

partir de operación Revolve.

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LABORATORIO



MARCO TEÓRICO. Utilice la herramienta Revolve (Revolución) de la cinta de herramientas créate para crear una operación girando uno o varios perfiles de boceto alrededor de un eje. El eje y el perfil deben ser coplanares. Si ésta es la primera operación, será la operación base.

Para empezar, cree un boceto de un perfil que represente la sección transversal de la operación de revolución que desea crear. Excepto en el caso de superficies, los perfiles deben ser contornos cerrados. Presione la herramienta Revolve. Se abrirá el cuadro de diálogo Revolución. Si sólo existe un perfil en el boceto, se seleccionará automáticamente. Si hay varios perfiles, en la ficha Forma, presione el botón Perfil y designe el perfil para la revolución. Utilice sólo bocetos cerrados no consumidos en el plano de boceto activo.

Presione Eje (Axis) y designe un eje del plano de boceto activo. Presione Unión, Corte, Intersección o Superficie. Los resultados de Superficie, junto con las operaciones de corte e intersección, no pueden ser operaciones base. En Extensión, seleccione la opción Ángulo o Completa. Presione un botón de dirección para revolucionar la operación en cualquier dirección o equitativamente en ambas direcciones. Se mostrará una vista preliminar del resultado en el modelo 3D.



EJERCICIOS Realice el modelo tridimensional de cada uno de los objetos de revolución representados a continuación:

1

2



.

3

4



PROPIEDADES UBICABLES I AGUJEROS

Objetivos:


- Aprender a realizar en un sólido diferentes

tipos de agujeros a partir de la operación

Hole.

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LABORATORIO



MARCO TEÓRICO. Con la herramienta Hole (Agujero) de la barra de la cinta de herramientas Modify se pueden crear distintos tipos de agujeros por medio de las operaciones de modelado:

• Taladrado • Escariado • Avellanado • Brochado

Se puede especificar la profundidad del agujero con una de las opciones de terminación siguientes: Distancia, Pasante y Hasta.

En estas operaciones de agujero se pueden especificar opciones de rosca y de terminación personalizadas. También se puede establecer puntos de taladro planos o angulados, mediante la opción Punta de taladro. Cuando se crea un agujero roscado, los datos de rosca se almacenan con el agujero y las roscas se muestran cuando la vista isométrica está activa.

Ejemplo de colocación de un agujero utilizando los centros de arco. Se generó un nuevo boceto en la cara rectangular de la pieza mostrada. Las aristas de la cara y los centros de arco se proyectan en el nuevo boceto, permitiéndole así insertar las operaciones de agujero.

Se pulsó la herramienta Hole, se visualizó el cuadro de diálogo Hole. Seguidamente se seleccionaron los cuatro centros del arco y en Terminación, se seleccionó Distancia.



En la ventana de vista preliminar se editó el valor del diámetro del agujero y finalmente se presionó OK. Luego de ello se creó la operación de agujero la cual aparecerá en el Browser.

Para crear agujeros roscados se activa el casillero Tapped Hole y se elige el tipo y los parámetros de la rosca:



EJERCICIOS Realice el modelo tridimensional de los siguientes objetos:

1

2



4

3



PROPIEDADES UBICABLES II OPERACIONES DE EMPALME Y CHAFLÁN

Objetivos:

- Aprender a usar la herramienta Fillet para

crear empalmes.

- Aprender a usar la herramienta Chamfer

para crear chaflanes.

7

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO. Las operaciones de Fillet (Empalme) consisten en empalmes y redondeos. Los empalmes a añaden material a las aristas internas para crear una transición suave de una cara a otra. Los redondeos extraen material de las aristas

externas. Ejemplo: Pulse la herramienta Fillet. En el cuadro de diálogo especifique el radio, designe la arista (o aristas) del modelo tridimensional. Se muestra la vista previa de las aristas redondeadas. Pulse OK.

Los Chamfer (Chaflanes) son similares a los empalmes, excepto que la arista es biselada en vez de redondeada. Ejemplo: Pulse la herramienta Chamfer. En el cuadro de diálogo puede especificar una de estas tres operaciones:

• Distance (Distancia) • Distance and Angle (Distancia y ángulo) • Two Distance (Dos distancias)

Pulse el botón Edges (Aristas) y designe las aristas del modelo tridimensional. Se muestra la vista previa de las aristas con chaflan. En el casillero Distance introduzca un valor y pulse OK.



EJERCICIOS Realice el modelo tridimensional de los siguientes objetos:

1

2



Altura total 60 mm Rosca métrica de 20 mm

3

4



OPERACIONES DE ROSCA

Objetivos:


- Aprender a usar la herramienta Thread para

crear una rosca.

8

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO

La herramienta Thread (Rosca) se usa para crear roscas personalizadas sobre las superficies externas o internas de un objeto.

Ejemplo de obtención de la rosca en un modelo de botella de plástico

Se pulsó la herramienta Thread de la cinta de herramientas Modify.

Se designó la superficie de la botella. Se seleccionó la ficha Especificación, se ajustaron el tipo y los parámetros de la rosca y, a continuación se pulsó OK.



EJERCICIOS Realice el modelo tridimensional de cada uno de los objetos representados a continuación:



PROPIEDADES DE TRABAJO

Objetivos:


- Aprender a usar la herramienta Work Plane

para crear diferentes planos de trabajo.

9

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO Un plano de trabajo es un plano recto que se extiende infinitamente en todas direcciones a lo largo de un plano. Un plano de trabajo es similar al origen por defecto de los planos YZ, XZ y XY. No obstante, puede crear el plano de trabajo, según lo requiera, utilizando operaciones, planos, ejes o puntos existentes para situar el plano de trabajo.

Plano de trabajo (Work Planes) En Work Plane es un plano donde se aloja temporalmente el Sketch Plane, y es necesario crear uno cuando no existe ninguna cara plana en la pieza que pueda definir un plano para alojar al Sketch Plane.

Ejes de trabajo (Work Axes) Los ejes de trabajo, son líneas de construcción paramétricas, que se crean a lo largo de los centros de sólidos de revolución. Los ejes de trabajo se usan normalmente para ubicar planos de trabajo.

Puntos de Trabajo (Work Point) Los puntos de trabajo son puntos que se ubican sobre el Sketch Plane y cuyas coordenada de ubicación en el plano (X,Y) son paramétricas. Los Work Point se utilizan para ubicar agujeros en el sólido, o como puntos centrales para una copia polar (polar array) de alguna parte del sólido. Los planos de trabajo se utilizan para lo siguiente:

• Crear un plano de boceto cuando ninguna cara de la pieza esté disponible para crear operaciones de boceto 2D

• Crear ejes de trabajo y puntos de trabajo • Editar una referencia de terminación para una extrusión • Proporcionar una referencia para restricciones de ensamblaje • Proporcionar una referencia para cotas del plano • Proporcionar una referencia para un boceto 3D • Proyectarlo sobre un boceto 2D para crear curvas de referencia o geometría de

perfil.

En los gráficos siguientes se muestran ilustraciones de algunos de los métodos que puede utilizar para definir un plano de trabajo.



EJERCICIOS Dibujar los siguientes objetos con sus respectivos planos de trabajo:

PLANO EJE PUNTO



CONSTRUCCIÓN DE PARTE POR SOLEVADO, BARRIDO Y ESPIRA

Objetivos:

- Aprender a usar la herramienta Loft para

crear sólidos.

- Aprender a usar la herramienta Sweep para

crear sólidos.

- Aprender a usar la herramienta Coil para

crear muelles

10

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO

Loft (Solevado) es operación base, que crea una pieza con diferentes secciones transversales basadas en bocetos en varios planos de trabajo. Este modelo sirve de transición entre una forma y la siguiente, y puede seguir un camino curvo. Las operaciones de solevado se crean fusionando las formas de dos o más perfiles en planos de trabajo o caras planas. Excepto en el caso de superficies, los perfiles deben ser contornos cerrados. Ejemplo: Realice el boceto de un polígono y pulse Finish Sketch. Crea el plano de trabajo, paralelo al plano del polígono a una distancia específica, y dibuje en él un círculo. Salga del entorno del boceto. Pulse la herramienta Loft en la barra de la cinta de herramientas Create. Seleccione el primer boceto, después el segundo.

Sweep (Barrido) es la operación Base, que proyecta una sección transversal constante a lo largo de un camino curvo. Ejemplo: Dibuje una línea curva y un círculo, los cuales deben estar en diferentes planos no paralelos. Al abrir el cuadro de diálogo Sweep, automáticamente se seleccionan los dos bocetos y se muestra la vista previa de la operación. Pulse OK para generar el sólido.



Coil (Espira) proyecta una sección transversal constante a lo largo de un camino helicoidal. Ejemplo: Realice un círculo y, a una distancia específica del centro del círculo, dibuje una línea; conviértela en línea de construcción. Al abrir el cuadro de diálogo Coil, seleccione el círculo; pulse Axis y seleccione la línea como el eje de rotación. En la ficha Coil Size, para determinar el tamaño de la espiral, se puede elegir una de estas opciones:

• Pitch and Revolution • Pitch and Height • Revolution and Height • Spiral



EJERCICIOS

Crea el sólido 3D a base de las vistas dadas:



PATRONES CIRCULARES Y RECTANGULARES

Objetivos:

- Aprender a usar la herramienta Circular

Pattern para crear el patrón circular.

- Aprender a usar la herramienta Rectangular

Pattern para crear el patrón rectangular.

- Aprender a duplicar características por

medio de la simetría respecto a un plano.

11

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO En un patrón rectangular o circular se pueden multiplicar las operaciones y crear matrices. También puede copiar los componentes usando la opción de simetría con respecto a un plano seleccionado.

Ejemplo de creación de un patrón rectangular En la pieza base realice un agujero, usando la operación Hole. Pulse la herramienta Rectangular Pattern en la barra del panel Part Features y seleccione el agujero. Pulse el botón de la flecha en Direction 1 y seleccione la arista izquierda de la pieza. Compruebe que esta seleccionado Spacing en la lista desplegable. En el casillero Column Count introduzca el número de columnas, en Column Spacing indique la distancia entre las columnas. Aparece la vista preliminar del patrón para Direction 1. Pulse el botón de la flecha en Direction 2 y seleccione la arista derecha de la pieza. Use Flip para modificar la dirección de la ubicación del patrón. Indique el número de filas y la distancia entre las filas. Pulse OK.

Ejemplo de creación de un patrón circular En la pieza base realice un agujero escariado, usando la operación Hole. Pulse la herramienta Circular Pattern en la barra del panel Part Features y seleccione el agujero. Pulse el botón Rotation Axis y seleccione el perfil del círculo más grande de la pieza. En Placement ingrese el número de copias y ángulo 360°. Pulse OK.

Ejemplo de creación de una simetría de partes En la ventana de simetría (Mirror) seleccione las partes y el plano de simetría. Pulse OK



EJERCICIOS Realice el modelo tridimensional de los siguientes objetos a base de las vistas dadas:



CREACIÓN DE ENSAMBLES I

Objetivos:

- Familiarizarse con el entorno de ensamblaje

y sus herramientas.

- Conocer y aprender a usar diferentes tipos

de restricciones en los ensambles.

12

LABORATORIO



MARCO TEÓRICO Para entrar al entorno de ensamblaje, se abre el archivo Standard (mm). iam. En Assembly Panel se encuentran diferentes herramientas para realizar los ensambles.

Place Component: Inserta componentes o piezas al entorno de ensamble. Pulse el botón Place Component para elegir el componente que desea insertar. Vaya a la carpeta en la que se encuentra el componente, selecciónelo y pulse Abrir. El componente seleccionado se insertará en la ventana gráfica, asociado al cursor. Seleccione una ubicación y pulse el ratón para insertar una copia del componente. Desplace el cursor a otra ubicación y haga clic en el entorno grafico para insertar una segunda copia, si es necesario. Para salir pulse el botón derecho del ratón y seleccione OK. La primera pieza insertada al entorno de ensamble se llama pieza base, sobre la cual se van insertando o creando otras piezas.

Create Component: Puede crear una nueva pieza o ensamblaje mientras trabaja en un ensamblaje ya existente. Al pulsar este botón y seleccionar un plano en el que se va realizar el boceto, se activa el entorno de piezas. Introduzca un nombre descriptivo para el nuevo archivo de pieza. En el navegador aparece atenuado el ensamblaje de nivel superior y se activa la nueva pieza. Las piezas creadas en el entorno de ensamblaje pueden tener un tamaño específico, que se controla mediante bocetos acotados, o bien ser adaptativas y controlarse mediante las relaciones con respecto a otros componentes del ensamblaje.

Place Component from Content Center: Permite insertar componentes normalizados según los últimos estándares instalados, esta opción es válida sólo si se ha instalado el <Content Library> del Autodesk Inventor.



Constraint: controla las restricciones de componentes. Las restricciones son operaciones que relacionan dos o más piezas entre sí. Estas restricciones pueden ser de ensamblaje, de movimiento o de transición. Se selecciona la geometría en dos componentes para restringirlos entre sí usando First Selection y Second Selection.Se pueden especificar una o varias curvas, planos o puntos para definir cómo se ajustan entre sí las operaciones. Pick part first: limita la geometría de modo, que solamente se puede seleccionar un componente. Utilice esta opción, cuando los componentes estén muy próximos o uno de ellos oculte parcialmente a otro.

Las restricciones de ensamblaje suprimen grados de libertad entre dos componentes seleccionados y los sitúan de forma que guardan relación entre sí. Los componentes adaptativos se pueden cambiar de tamaño y forma cuando se aplican restricciones. Estas restricciones pueden ser divididas en: Mate (coincidencia) Esta restricción sitúa los componentes con las caras enfrentadas o adyacentes entre sí con las caras niveladas. Suprime un grado de traslación lineal y dos grados de rotación angular entre las superficies planas.

Mate: sitúa las caras seleccionadas de forma normal (perpendicular) entre sí con las caras coincidentes. Los vectores normales de los planos escogidos serán orientados de forma opuesta

Flush: alinea los componentes de forma adyacente entre sí con las caras niveladas. Sitúa las caras, las curvas o los puntos seleccionados de modo que estén alineados con las normales de superficie que apuntan en la misma dirección.



Angle (angular) La restricción Angular especifica un ángulo entre planos o líneas de dos componentes.

Directed angle: especifica un ángulo entre planos, ejes o líneas de dos componentes. Los dos conjuntos de geometría no pueden ser del mismo tipo. Por ejemplo, puede definir una restricción Ángular entre un eje y un plano. Las restricciones de este tipo se utilizan a menudo para simular un movimiento del ensamblaje.

Undirected angle: orienta la normal de la superficie de un plano designado o la dirección del eje descrita por una línea designada. Tandent (tangencia) Esta restricción pone en contacto las caras, los planos, los cilindros, las esferas y los conos en el punto de tangente. La tangente puede estar en el interior o en el exterior de una curva, según la dirección de la normal de la superficie seleccionada.

Inside: sitúa la primera pieza designada dentro de la segunda pieza designada en el punto de la tangente. Al menos una superficie debe ser no plana. Las superficies definidas por curvas spline no se pueden utilizar en una restricción tangente. La tangente puede estar en el interior o en el exterior de una curva, según la dirección de

la normal de la superficie seleccionada. Outside: sitúa la primera pieza designada fuera de la segunda pieza designada en el punto de la tangente. La tangente exterior es la solución por defecto. Insert (inserción) Esta restricción es una combinación de una restricción de coincidencia cara a cara entre caras planas y una restricción de coincidencia entre los ejes de los dos componentes. La restricción Insertar sirve para situar un fuste de tornillo en un agujero, por ejemplo, con el fuste alineado al agujero y la parte inferior de la cabeza del tornillo de forma que coincida con la cara plana. Sigue pendiente un grado de libertad de rotación.

Opposed: invierte la dirección de la restricción de coincidencia del primer componente seleccionado.

Aligned: invierte la dirección de la restricción de coincidencia del segundo componente seleccionado.



EJERCICIOS Modele las piezas, representadas a continuación, y realice su ensamble:



CREACIÓN DE ENSAMBLES II

Objetivos:

- Familiarizarse con el entorno de ensamblaje

y sus herramientas.

- Conocer y aprender a usar diferentes tipos

de restricciones en los ensambles.

- Crean presentaciones de explosiones de un

ensamble.

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LABORATORIO



MARCO TEÓRICO

Presentaciones explosionadas Puede desarrollar vistas explosionadas, animaciones y otras vistas estilizadas de un ensamblaje con el fin de facilitar la documentación del diseño. En un dibujo se puede utilizar cualquier vista de presentación estática.

Las vistas de presentación se guardan en un archivo independiente conocido como archivo de presentación (.ipn). Cada archivo de presentación puede contener tantas vistas de presentación como sean necesarias para un ensamblaje especificado. Cuando se realizan cambios en un ensamblaje, las vistas de presentación se actualizan automáticamente.

Inicien un archivo nuevo .

Seleccione el Botón Create View

Busque el ensamble a desarrollar explosión y ábralo. Puede elegir el método manual o automático para iniciar la explosión del ensamble.

Seleccione Tweak Components.

Seleccione la dirección y luego el componente para establecer las direcciones de desplazamientos en direcciones X, Y o Z e ingresar las distancias de explosión.

Use el botón Animate para reproducir la presentación de la explosión.

Método Manual



EJERCICIOS Modele las piezas, representadas a continuación, y realice su ensamble:

Las piezas se montan de la forma siguiente: El muelle (2) se introduce en el agujero de diámetro 30 de la biela (3); el perno (1) atraviesa el muelle y se une a la maneta (4) por medio de la rosca.

Soporte de Cable 1. Soporte 2. Polea 3. Pasador



CREACIÓN DE PLANOS

Objetivos:

- Familiarizarse con el entorno del archivo de

extensión *.idw.

- Conocer y aprender a usar diferentes

herramientas en creación de los planos de

piezas.

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LABORATORIO



MARCO TEÓRICO Una vez que se crea un modelo, se puede crear un dibujo para documentar el diseño, usando las plantillas de extensión de archivo de dibujo estándar *.idw. Por defecto se abre la hoja del formato preestablecido con el nombre Sheet:1. El formato de la hoja se puede editar, haciendo click derecho sobre Sheet:1 en el Navegador y pulsando Edit Sheet.

Place Views de la cinta de herramientas contiene las herramientas para crear diferentes vistas y cortes:

Base View: inserta la vista base de la pieza, es la primera vista que se crea en el dibujo. La vista base es el origen de las vistas posteriores y determina su escala y alineación. En una hoja se pueden crear una o varias vistas base. Al abrir el cuadro de diálogo Drawing View, en el casillero File se pone la ubicación del archivo de la pieza y en Orientation se busca la vista determinada para insertarla como vista base. En el caso, cuando el archivo de la pieza ya está abierto, la vista de la misma aparece automáticamente.

Projerted View: crea una vista proyectada, que puede ser una vista ortogonal o isométrica, generada a partir de una vista base o cualquier otra vista existente. La posición del cursor con respecto a la vista padre determina la orientación de la vista proyectada. Las vistas proyectadas heredan la escala y muestran los parámetros de la vista padre.



Auxiliary View: crea una vista auxiliar, la cual es perpendicular a una línea o marco que selecciona el usuario. Utilice la vista auxiliar para documentar las operaciones de las caras inclinadas. . La posición del cursor con respecto a la vista padre determina la orientación de la vista auxiliar. Las vistas auxiliares heredan la escala y muestran los parámetros de la vista padre.

Section View: crea una vista seccionada al generar el boceto de una línea que define el plano secante. La línea de corte se dibuja cuando se selecciona la vista determinada. Los extremos de la línea de corte se orientan automáticamente para reflejar la posición de la vista seccionada. El sombreado, la línea de sección y los indicadores se insertan automáticamente.

Detail View: crea una vista de detalle. Es una vista aumentada de una sección determinada de otra vista del dibujo. Se puede especificar cualquier escala de la vista de detalle. Una vista de detalle se crea sin ninguna alineación con respecto a la vista padre. Puede definir un borde circular o un borde rectangular para el detalle.

Overlay View: crea una vista de calco, vista única que muestra varias posiciones de un ensamblaje. Los calcos están disponibles para las vistas auxiliares, proyectadas y base. La vista de calco se crea sobre loa vista padre.

Break: interrumpe la vista seleccionada. Se usa cuando el tamaño del dibujo es muy grande, comparando con el formato de la hoja. Se puede elegir el estilo y la orientación de las líneas de rotura.

Break Out: crea un corte parcial. En el navegador se selecciona la vista, donde se realizará el corte, y se dibuja un boceto cerrado, limitando el área del corte. Al pulsar la herramienta Break Out, Inventor automáticamente identifica el boceto; se especifica el punto base y la profundidad del corte.

Draft View: crea una vista a partir de un boceto 2D en un archivo de dibujo. Se puede insertar una vista dibujada y crear un archivo de dibujo sin un modelo asociado. La vista dibujada permite introducir en un modelo detalles que no estaban. Para añadir cotas y otras anotaciones de dibujo, despliegue el botón de Drawing Views Panel y cambie a Drawing Annotation Panel. Las anotaciones de dibujo proporcionan información adicional a las vistas de dibujo con el fin de completar la documentación de un prototipo digital. Los estilos, que corresponden a la norma de dibujo activa, determinan el aspecto de las anotaciones. Una vez que las anotaciones se han insertado en la hoja, se pueden mover utilizando pinzamientos. Por defecto, las vistas y las cotas se actualizan automaticamente al editar la pieza. Un dibujo que documenta un ensamblaje puede contener una lista de piezas automática y referencias numéricas de elementos, además de las vistas requeridas.



Use la ficha de la cinta de herramientas para generar las acotaciones y anotaciones.



EJERCICIOS Realice el modelo 3D de la pieza y crea el plano de la misma, tal y como se muestra a continuación:



ANÁLISIS DE ESFUERZOS Y SIMULACIÓN DINÁMICA

Objetivos:

- Aprender a simular piezas usando una

técnica numérica llamada Método de los

elementos finitos (FEM).

- Validar los prototipos digitales mediante la

simulación dinámica de mecanismos

empleando juntas y restricciones de

ambiente.

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LABORATORIO



MARCO TEÓRICO

Inventor es una herramienta muy utilizada para el diseño de sistemas mecánicos, la misma ofrece flexibilidad y rapidez a la hora de analizar, simular y representar sistemas Mecánicos. Este software especializado le permite al diseñador minimizar el tiempo necesario para la solucion de los distintos fenomenos físicos relevantes en todo proceso de diseño, logrando de esta manera utilizar más tiempo para el análisis, creatividad y optimización.

Análisis de esfuerzos y simulación dinámica Inventor cuenta con dos entornos orientados el primero al análisis de esfuerzo estático y modal, además de un entorno adicional en el cual se puede simular la dinámica de los sistemas mecánicos en estudio.

El proceso de simulación dinámica involucra cuatro aspectos importantes: 1. Idealización: Generación y simplificación de la geometría, además de la

conficuración de la simulación. 2. Condiciones de contorno: Aplicar restricciones y cargas externas que actuan sobre

el elemento en estudio. 3. Simulación y análisis: Analizar los resultados además de la convergencia de los

mismos. 4. Optimización: Modificar la geometría para que satisfaga metas de diseño

Para iniciar el analisis FEM selecione el botom “Stress Analysis” y a continuacion inici la simulación.

Iniciar simulación

Elegir el tipo de análisis entre Static o Modad Analysis. Y acepte OK.



Normalmente, el material de los componentes deben ser asignados en el entorno de Part, en el caso de no ser así, se puede especificar utilizando el boton Assign material.

Establezca las Restricciones.

Asignar las cargas.

Generar Mallado.

Validación.

Resultados del Analisis para esfuerzos y deformaciones.



SUPUESTOS DE LA SIMULACIÓN

Los comandos de simulación dinámica que proporciona Autodesk Inventor resultan muy útiles en los pasos de concepción y desarrollo, y permiten reducir el número de prototipos. Sin embargo, debido a la hipótesis utilizada en la simulación, sólo proporcionan una aproximación del comportamiento de los mecanismos reales. Modelar las piezas y ensamblar las partes:

Generic - 500x500x50 mm

Steel Ø18 mm

Titanium - 45x50x2mm

Cambiar de entorno a simulación dinámica en la ficha

Seleccione la opción insertar union 3D ,luego elija la esfera y la cara donde se apoya la esfera. (Insertar Contanto 3D tambien entre la esfera y los obstáculos)



Aplicar la Gravedad.

Configurar el tiempo y número de fotogramas.

Pasar los obstáculos del grupo fijo a los complementos basados en sus grados de libertad. Click derecho sobre la parte y elija Retain DOF.

Si requiere gráficos de salida se puede configurar

usando el botón Output Grapher



Puede agregar gráficos de trayectoria, velocidad y aceleración del desplazamiento de la esfera.

Seleccione Play para iniciar la simulación y graficar en tiempo real los resultados.

Tarea: Probar simulaciones dinámicas con diferentes diámetros de esferas y material.

Documents

Guia Dibujo II Inventor 2014