Prezentare PowerPoint · - corpuri geometrice cu suprafețecurbe (cilindru, trunchi de con, sferă, elipsoizi, hiperboloid) 15.11.2020 Proiectarea Asistată de Calculator cu SolidWorks

15.11.2020 1

15.11.2020 Proiectarea Asistată de Calculator cu SolidWorks & FreeCAD 2

Generalități

Proiectarea este o îmbinare între știință, tehnică, matematică și artă, fiindrezultatul unei conlucrări active între o multitudine de cunoștințe teoretice șipractice.

Proiectarea rațională a formei presupune elaborarea unor forme tehnologiceeconomice și estetice, în scopul unei execuții simple și cu consum minim demateriale.

15.11.2020 SolidWorks & FreeCAD 3

Proiectarea formei unei piese sau a unui ansamblu se face în mai multeetape, după cum urmează:

- Studiul de documentare, etapă în care se consultă materialele existentereferitoare la tema de proiectare, concluzionând cu posibilitățile actualede realizare;

- Întocmirea schiței de concepție, care se face în baza concluziilor studiuluide documentare, plecând de la ideea că toate piesele sunt generate de laformă geometrică elementară (primitivă), rezultând forma geometricăprincipală a piesei sau ansamblului respectiv;

- Efectuarea calculelor de rezistență necesare și a altor calcule impuse descopul proiectului;

- Stabilirea formei funcționale;


- Alegerea materialului, corespunzător cu rolul funcțional și rezistențaimpusă;

- Stabilirea formei constructive și tehnologice a piesei sau ansamblului pebaza datelor obținute din etapele anterioare și pe baza unui calcul tehnico-economic în vederea obținerii unui cost mai scăzut în condiții de calitatecât mai ridicată;

- Definirea și verificarea proiectului;

- Efectuarea de modificări constructive, impuse de încercarea în exploatareaa prototipurilor experimentale;


PROIECTAREPROCES DE PROIECTARE

(transformare de informație)

Informație în forma de intrare

Cerințe, constrângeri

Informație în forma de ieșire

Descrierea sistemelor tehnice



Forma geometrică principală

Forma geometrică principală rezultă din compunerea unor forme geometriceelementare, numite și forme geometrice simple (primitive). Primitivele mai desîntâlnite sunt:

- corpuri geometrice cu suprafețe plane (prisme)

- trunchiuri de piramidă


- corpuri geometrice cu suprafețe curbe (cilindru, trunchi de con, sferă,elipsoizi, hiperboloid)


În proiectare se întâlnesc destul de rar cazuri când forma geometrică primitivă rămâneși forma geometrică principală a piesei (ex: bilele, rolele de rulmenți).

În general, piesele din construcția de mașini și utilaje provenind fie din forme primitivemodificate, fie din compunerea mai multor forme geometrice simple.

Cuplajul rigid, a cărei formă geometricăprincipală este prezentată axonometric înfigura alăturată, este compus din formegeometrice simple (cilindrii 1, cilindrii 2,prismele 3 și canalele prismatice 4).


Alte exemple de forme geometrice principale utilizate în construcția de mașini suntprezentate mai sus, unde se observă că fiecare piesă reprezentată se poatedescompune în forme geometrice primitive, atât corpuri pline, cât și goluri.


Forma funcțională

Forma funcțională este impusă în primul rând de rolul funcțional pe care îlîndeplinește piesa în ansamblul din care face parte, rezultând din combinareaformei geometrice principale cu datele rezultate din calcule.

Când forma piesei nu satisface integral condițiile de funcționare din punctul devedere al rigidității, se impune completarea formei funcționale cu elementeauxiliare de tipul nervurilor (clinurilor), bosajelor sau lamajelor, umerilor, etc., înfinal rezultând forma funcțională dezvoltată.


În cazul unui piston, forma geometrică simplă este un cilindru, forma geometricăprincipală (a) rezultând din combinarea unor forme cilindrice impuse de montareabolțului și de micșorarea greutății în limitele de rezistență admisibile.

Forma funcțională (b) rezultă prin completarea cu canale necesare montăriisegmenților, iar forma funcțională dezvoltată (c) se definitivează prin introducereanervurilor și prin frezarea și teșirea locașurilor de bolț (care asigură facilizareaintroducerii bolțului și un montaj corect).


Forma constructiv-tehnologică

În vederea obținerii unor piese care să poată fi executate ușor din punct devedere tehnologic și avantajos din punct de vedere economic, proiectareatrebuie să se elaboreze cu forme adecvate procedeelor constructive cunoscute.

Astfel, rezultă că din stadiul de proiectare trebuie să se țină seamă deprocedeele tehnologice ce se vor utiliza la execuție, ceea ce impune o anumităformă constructivă a piesei.

Din tehnologiile de largă răspândire se dau în continuare exemple de formeconstructiv-tehnologice, în comparație cu formele incorecte, netehnologice.


La piesele turnate pereții trebuie să fie de grosimi aproximativ egale (a) pentru apermite o răcire uniformă, iar pentru asigurarea condițiilor de rezistență se vor utiliza,când este cazul, nervuri de rigidizare (b).


La trecerile dintre două grosimi diferite (a)nu se va utiliza o singură rază de racordare,ci o trecere progresivă, asigurată de oînclinare racordată cu pereții piesei.

Rotunjirea colțurilor pieselor cu perețidiferiți ca grosime (b) se face evitându-segâtuirile, printr-o trecere progresivă, careasigură rigiditatea piesei.


La trecerile dintre pereții perpendiculari(a) se vor utiliza raze de racordare r = (0,3... 0,2)g, unde g este grosimea pereților,evitându-se razele mari de racordare.

La piesele de tipul roților (b) în vedereaevitării tensiunilor interne, butucul șicoroana se vor executa cât mai subțiri, iardiscul cu grosimea descrescând de labutuc la coroană.


La piesele cu cavități interioare (a) se recomandăforme care să permită scoaterea facilă a miezului.

La piesele forjate se evită conicitățile, treceriledintre diametre diferite recomandându-se a seexecuta în trepte (b), iar piesele cu dimensiuni marise fac străpunse (c), pentru evitarea defectelorinterne.

La piesele matrițate (d), pereții interiori și exterioritrebuie prevăzuți cu înclinări (conicități), pentru afacilita extragerea piesei din matriță.


La piesele prelucrate prin așchiere trebuie să se ținăseama, în primul rând, de o proiectare a formei pieseicare să conducă la economie de material, manoperă șiscule în condiții optime de asigurare a rolului funcțional.

Prelucrarea găurilor înfundate (a) este greoaie,recomandându-se fie întâi o găurire, urmată de lamare,fie utilizarea găuririi complete, urmate de lamare.

De asemenea, prelucrarea găurilor executate pe perețiînclinați (b) este foarte dificilă, burghiul trebuind să fieperpendicular pe suprafața de găurit a piesei.

Găurile executate pe suprafețe înclinate, care ulteriorvor fi filetate (c), nu asigură un montaj corect, decât încazul prevederii unei suprafețe de sprijin perpendicularepe axa găurii.


La filetarea exterioară a unei piese în trepte (a), seimpune utilizarea degajărilor cu un diametru mai micdecât diametrul fundului filetului, care permit ieșireasculei din materialul piesei.

La filetarea interioară (b) nu se poate executa filetulpână în fundul găurii, fiind necesară o distanță întrelungimea utilă a filetului și fundul găurii pentru oprelucrare corectă.

În cazul filetării interioare a unei piese în trepte (c) seimpune utilizarea degajărilor cu un diametru mai maredecât diametrul fundului filetului, care permit ieșireasculei din materialul piesei.


Conicitățile se execută mai ușor în cazul în care scula areposibilitatea să-și urmeze cursa pe o suprafață cilindrică(a) și nu se oprește într-o suprafață frontală.

La strunjirea profilată costul sculelor este foarte ridicat,recomandându-se utilizarea pe cât posibil a teșiturilor(b) în locul capetelor sferice.

Prelucrarea canalului de pană cu fundul înclinat față deaxa piesei (c) este dificilă din punctul de vedere alprinderii pe mașina-unealtă, recomandându-sepoziționarea fundului canalului de pană paralel cu axapiesei.


Pentru frezarea capului pătrat (a) se recomandă o zonătronconică de trecere care împiedică contactul sculei cusuprafața frontală.

Prelucrarea locașurilor de rulment pe arbore (b) este maieconomică dacă se prevede finisarea numai pe suprafațade fixare în lagăr.

Când condiția de rezistență este îndeplinită serecomandă prelucrarea celor două paliere de dimensiuniegale, dar cu diametrul mai mare decât al porțiunii demijloc (c).


La introducerea bucșelor în alezaje se recomandă numaiprelucrarea în zona unde intră bucșa (a), orice altfel desoluții fiind, totuși, neeconomice.

Îmbinarea în două colțuri (b) este practic imposibilă,fiind necesară prevederea unui joc, fie în parteasuperioară, fie în partea inferioară.


Pentru evitarea greșelilor de la îmbinarea în două colțurisau a montajului incorect din (a) se impune prevedereaunui umăr pe care se sprijină bucșa și utilizarea unuidiametru pe care se introduce bucșa, mai mic decât altreptei următoare.

Prelucrări neeconomice sunt și în cazul montajului din(b), însă recomandarea generală este de a utiliza doar osingură schimbare de diametru, această soluție fiind netavantajoasă.


Aspectele avute în vedere pentru proiectareaelementelor îndoite sunt:

- raza de îndoire este cel puțin egală cu grosimeatablei;

- practicarea degajărilor suplimentare, de lungime maimare sau cel puțin egală cu raza de îndoire, iarlățimea cel puțin egală cu grosimea tablei;

- stabilirea ordinii în care se pot efectua operațiile deîndoire.


Aspectul estetic al formei

Se observă din ce în ce mai mult o preocupare susținută pentru esteticaproduselor tehnice, căutându-se o prezentare cât mai plăcută, atât din punctulde vedere al formei exterioare, cât și al cromaticii.

Un produs estetic este , de obicei, mult mai ușor agreat de utilizator, ducând șila creșterea productivității muncii (ex: un operator lucrează cu mai multăplăcere la utilaje și cu SDV-uri estetice ca formă și cromatică).

Preocuparea pentru estetică a produselor trebuie să existe încă din stadiul deproiectare.

Documents

Prezentare PowerPoint · - corpuri geometrice cu suprafețecurbe (cilindru, trunchi de con, sferă, elipsoizi, hiperboloid) 15.11.2020 Proiectarea Asistată de Calculator cu SolidWorks