Introdução à Criação de Entidades em SolidWorks: Sketches e Extrusões, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Modelamento Básico

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Esta lição discute as considerações que você faz antes de criar uma peça, e mostra o processo de criação de uma peça simples.

Terminologia A mudança para 3D traz algumas novas terminologias. O SolidWorks emprega muitos termos que vão se tornar familiares a você durante o uso deste produto. Muitos termos você reconhecerá porque vêm do projeto e da fabricação, tais como cuts (cortes) e bosses (adições de materiais).

Entidade Todos os cortes, adições, planos e sketches que você cria são considerados entidades. Entidades a partir de sketch são aquelas baseadas em sketches (boss e cut), entidades aplicadas são baseadas nas arestas ou faces (arredondamentos e chanfros).

Plano Os planos são infinitos. Eles são representados na tela por arestas visíveis. São usados como a superfície de sketch primária para criação de entidades boss, cuts, etc.

Extrusão Embora existam muitas maneiras de criar entidades e formar o sólido, nesta lição, só serão discutidas extrusões. Uma extrusão estende um perfil ao longo de um caminho normal ao plano do perfil, por uma certa distância. O movimento ao longo do caminho formará o modelo sólido.

Sketch No SolidWorks, o nome usado para descrever um perfil 2D é sketch. Sketches são criados em faces planas e planos do modelo. Eles são, geralmente, usados como a base para bosses e cuts, embora eles possam existir independentemente.

Adições de Material Adições de material (boss) são usadas para adicionar material a um modelo. A entidade inicial é chamada entidade base e é sempre uma boss. Após a entidade base, você pode adicionar mais bosses, quantas forem necessárias, para completar um projeto.Tal como a base, todas as bosses começam com um sketch.

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Algumas Outras Peças Veja algumas outras peças para determinar qual o melhor perfil? As respostas seguem abaixo:

Qual perfil é melhor?

Qual perfil é melhor? Qual perfil é melhor?

A

B

C

F

E

D

G

H

I

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Respostas:

A-Right

D-Front

H-Top.

Plano de Sketch

Já que o melhor perfil está escolhido, o próximo passo é decidir qual plano usar para traçar o sketch. O SolidWorks fornece 3 planos de referência, descritos a seguir:

Planos de Referência São os três planos: Plane1 , Plane2 e Plane3 , que aparecem no FeatureManager. Cada plano é infinito, mas tem bordas para sua visualização e seleção. Cada plano passa pela de origem e é perpendicular aos outros.

Os planos podem ser renomeados. Neste curso os nomes Front , Top e Right , serão trocados pelos nomes padrão, respectivamente. Esta convenção de nomes é usada em outros sistemas CAD, e é aceita por muitos usuários.

Os planos são infinitos, mas são mais facilmente visualizados no formato de uma caixa aberta, conectada à origem. Usando esta analogia, as faces internas da caixa são potenciais planos de sketch.

Posicionamento do Modelo As peças serão colocadas dentro da caixa três vezes. Em cada vez o melhor perfil estará em contato ou será paralelo a um dos três planos. Embora existam várias combinações, as escolhas são limitadas a três para este exercício.

Existem inúmeras coisas a considerar quando escolhemos o plano do sketch. Duas são aparência e a orientação da peça em uma montagem. A aparência impõe como a peça será colocada nas vistas padrão, tais como a Isometric.

A orientação da peça em uma montagem determina como ela está para ser posicionada em respeito a outras peças encaixadas.

Orientação do Modelo para Desenhos Outra consideração a ser feita quando decidimos qual plano de sketch usar é como queremos que o modelo apareça no detalhamento. Podemos construir um modelo no qual a vista frontal, seja a mesma vista frontal no detalhamento. Isto poupa tempo durante o detalhamento porque podemos usar vistas pré-definidas.

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Detalhes da peça

A nossa peça será criada como a peça mostrada ao lado. Existem entidades do tipo bosses principais, com alguns cuts e arredondamentos.

Vistas padrão A peça é mostrada aqui em quatro vistas padrão.

Principais Bosses As duas principais bosses têm perfis distintos em diferentes planos. Eles são conectados como mostrado na vista explodida ao lado.

Melhor Perfil A entidade Base , ou primeira entidade do modelo é criada a partir de um retângulo mostrado sobreposto ao modelo. Este é o melhor perfil para começar o modelo.

O retângulo será extrudado como um boss, para criar a entidade sólida.

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Plano de Sketch Colocando o modelo "na caixa" determinaremos qual plano deverá ser usado para fazermos o sketch. Neste caso será o plano Top.

Intenção de Projeto A intenção de projeto desta peça descreve como as relações da peça devem ou não ser criadas. Como mudanças serão feitas, o modelo deverá comportar-se como foi projetado.

• Todos os cuts são furos passantes.
• A peça é simétrica.
• A altura do furo é medida a partir da base.

O processo de modelamento inclui fazer sketches, e criar bosses, cuts e arredondamentos. Para começar, criaremos uma nova peça.

1. Nova peça. Escolha o modelo Part do separador da janela Templates na caixa de diálogo New SolidWorks Document e clique OK.

A peça é criada com as configurações do modelo. Uma configuração importante são as unidades. As unidades padrão são escolhidas quando o software é instalado. A questão é: quais são elas?

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Orientando-se no espaço Para ajudar na visualização do ambiente de modelamento 3D, nós mostraremos os três planos de referência padrão e depois mudaremos a orientação da vista, e assim ela será mais facilmente visualizada.

4. Mostre o plano Front.

Clique com o BDM no plano Front , na FeatureManager, e escolha Show.

5. Plano mostrado. Na tela é mostrado o plano Front. Já que a vista padrão é também a Front , o plano aparece com a forma verdadeira.

Nota: A janela de documentos SolidWorks foi redimensionada para esta ilustração para mostrar a FeatureManager e a janela gráfica.

6. Selecione os outros planos. A ilustração a direita mostra os planos Top e Right também visíveis. Observe que eles estão "de lado" nesta vista.

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Orientações de Vistas Como você pôde ver nas ilustrações anteriores, tentar trabalhar nos planos Top ou Right , será impossível na orientação padrão das vistas. Então mudaremos a orientação.

Na realidade, mudar a orientação da vista é uma tarefa muito comum quando modelamos. A caixa de diálogo View Orientation pode mudar a vista para qualquer uma das vistas predeterminadas ou usar uma vista definida pelo usuário.

O Comando View Orientation View Orientation é usado para mostrar o modelo nos mais variados ângulos enquanto trabalhamos. Se você quiser, pode clicar no ícone do "alfinete" para mantê-lo aberto na tela todo o tempo.

• No menu View , escolha Orientation...
• Ou, na barra de ferramentas View , clique no ícone.
• Ou, use o atalho do teclado, pressionando **Spacebar****.

7. Mude a orientação da vista.** Acesse a caixa View Orientation e dê duplo clique na vista Trimetric.

Vista Trimetric.

Uma vista Trimetric é uma vista ilustrativa que é orientada para que os três planos perpendiculares apareçam de tamanhos diferentes.

O símbolo representa a origem do modelo da peça o qual está na intersecção dos eixos X, Y e Z.

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• Ou, da barra de ferramentas Sketch clique no ícone.

Continuação do Procedimento Para este exercício, nós decidimos desde já que o sketch para a entidade base será no plano Top. Para que a janela gráfica não fique muito confusa, torne invisíveis os planos de referência.

9. Desligue os planos. Posicione o cursor sobre o ícone que representa o plano Front. Do menu do BDM escolha Hide.

Repita isto para os planos Top e Right.

10. Selecione o plano do sketch. Na FeatureManager, escolha o plano Top. O plano se destacará na FeatureManager e na tela. 11. Abra um novo sketch. Abra o sketch com um clique no ícone da toolbar, ou escolhendo Sketch do menu Insert. Isto colocará você no modo de sketch com o plano Top ativo.

Note que a origem muda de sentido e é mostrada na cor vermelha, indicando que ela está ativa.

12. Desligue a origem padrão. Clique View, Origins para esconder origem padrão.

Introduzindo: a Esquina de Confirmação Vários comandos do SolidWorks quando ativos, mostram um símbolo ou um conjunto de símbolos no canto superior direito da área gráfica. Este é chamado esquina de confirmação. Esta opção pode ser desligada em Tools, Options, General; desmarque Enable confirmation corner.

Indicador de Sketch Quando um sketch está ativo, ou aberto, o símbolo que aparece é semelhante ao ícone Sketch. Ele fornece um aviso visual de que você está num sketch ativo. Clique no símbolo para fechar o sketch.

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Quando outros comandos estão ativos, a esquina de confirmação mostra dois símbolos: uma marca de OK e um X. A marca de OK executa o comando. O X no caso de sketches, perguntará se as mudanças devem ser aceitas ou não.

Desenhando Linhas e Arcos O SolidWorks oferece uma grande variedade de ferramentas de sketch para criar o perfil da geometria. As duas opções usadas neste exemplo são Line e Tangent Arcs , encontrados na barra de ferramentas Sketch Tools.

A ferramenta Line cria um simples segmento de linha em um sketch. Linhas horizontais ou verticais podem ser criadas observando os símbolos H ou V, junto ao cursor enquanto se desenha. Tangent Arc é usado para criar um arco que começa tangente a um endpoint no sketch. O outro ponto pode ser colocado no espaço ou sobre outra entidade de sketch.

• Do menu Tools , selecione Sketch Entity, Line ou Tangent Arc
• Ou, com o cursor na área gráfica, do menu do botão direito e escolha: Line ou Tangent

Arc ou

• Ou, da barra de ferramentas Sketch Tools escolha:

Feedback do sketch

Os comandos de sketch têm muitos símbolos de feedback (“auxílio”). O cursor mudará para mostrar que tipo de entidade está sendo criado. Ela também indicará quais pontos de seleção nas geometrias existentes, tais como extremidades, pontos coincidentes ou pontos médios, estão disponíveis.

Feedbacks numéricos mostram o comprimento de linhas ou, o raio e o ângulo de um arco.

Linhas de inferência tracejadas também aparecem para ajudar você a alinhar com geometrias existentes. Estas linhas incluem linhas vetores, normais, horizontais, verticais, tangentes e centros.

Note que algumas linhas capturam a relação geométrica atual, enquanto outras simplesmente agem como guia ou referência para desenhar. A diferença de cores das linhas de inferência serve para distinguí- las. Na figura à direita as linhas marcadas como "A" são da cor laranja e se a linha de sketch ajustar-se a elas, capturará a relação de tangência ou perpendicular. A linha chamada "B" é azul. Ela só fornece uma referência horizontal à outra extremidade. Se a linha do sketch terminar neste ponto nenhuma relação de horizontalidade será capturada.

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Dimensões Dimensões são outra maneira de definir uma geometria e capturar intenções de projeto no SolidWorks. A vantagem de usar uma dimensão é que ela serve para dois fins, mostrar o valor da dimensão e alterá-la.

Introduzindo: Dimensões Inteligentes A ferramenta Smart Dimension determina o tipo apropriado de dimensão baseada na geometria escolhida prevendo a dimensão antes de criá-la. Se você clicar um arco o sistema lhe dará uma dimensão radial. Se você clicar um círculo terá uma dimensão diâmetral e se clicar duas retas paralelas terá uma dimensão linear entre elas. Nos casos onde a ferramenta Smart Dimension não for rápida o suficiente, você tem a opção de clicar nas extremidades e mover a dimensão para diferentes posições de medida.

• No menu Tools selecione Dimensions, Parallel.
• Ou, do menu do botão direito escolha Dimension.
• Ou da barra de ferramentas Sketch Tools clique no ícone.

Seleção e Pré-visualização de Dimensões Todas as seleções que você faz são pré-visualizadas antes de completadas. A pré-visualização deixa você ver todas posições através do movimento do mouse após os cliques. Clicando com o botão esquerdo a dimensão é fixada naquela posição. Clicando com o direito você limita a somente uma orientação, seguindo com o movimento antes da posição final, clicada com o botão esquerdo.

Com a ferramenta de cotagem e duas extremidades selecionadas, é possível qualquer uma das três orientações da cota mostradas.

Note que a seleção de uma linha e uma extremidade ou duas linhas paralelas limitam a direção da cota como normal a(s) linha(s).

15. Cota linear. Entre no comando cota, da maneira que preferir e clique duas linhas verticais. Clique uma terceira vez para colocar o texto da cota perto do retângulo. Aparece a caixa Modify , mostrando o valor atual da cota. Esta caixa é usada para aumentar ou diminuir o valor, ou mudá-lo diretamente.

Cliques

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A Ferramenta Modify A ferramenta de modificação que aparece quando você cria ou edita uma cota tem inúmeras opções. As opções são:

Incrementar o valor para baixo ou para cima por um incremento pré-definido.

Salvar o atual valor, e sair da caixa.

Restaurar o valor original.

Reconstruir o modelo com o valor atual.

Mudar o valor do incremento.

16. Defina o valor.

Mude o valor para 4 e clique salvar. A cota muda à distância entre as linhas para 4 polegadas.

Relações Geométricas São usadas para forçar um comportamento de um elemento no sketch, através da captura da intenção do projeto. Neste exemplo, nós veremos as relações em uma das linhas e examinaremos como elas afetam as intenções de projeto.

Introduzindo: Display Relations Display Relations mostra e opcionalmente deixa você remover relações geométricas entre elementos.

Clique na entidade: aparece a indicação de quais relações estão associadas a ela. Neste exemplo, a linha tem duas relações: horizontal e tangente.

No PropertyManager: selecione a entidade e, no PropertyManager aparecem as relações associadas.

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foi relacionado à origem, porque foi começado a partir da origem. Cotas serão adicionadas para prendê-lo ao estado Fully Defined.

O estado de um sketch é mostrado no canto inferior direito da tela.

21. Cota vertical. Adicionamos uma cota vertical clicando duas linhas horizontais.

Sketch totalmente definido. Todas as geometrias mudam para preto, depois de colocadas as cotas. O sketch está totalmente definido (Fully Defined).

Extrudando o perfil Uma vez que o sketch está completo, ele pode ser extrudado para criar a primeira entidade, ou entidade base. Existem várias opções de extrusão de um sketch, e suas condições de extrusão, ângulo e profundidade de extrusão. A extrusão acontece em uma direção normal, neste caso o plano Top.

• Do menu Insert, Base, Extrude...
• Ou da barra de ferramentas Features , escolha:

Explicações de algumas das opções mais usadas são dadas a seguir. Outras opções serão discutidas nas próximas sessões.

Tipo de condição final Um sketch pode ser extrudado em uma ou duas direções. Uma ou ambas as direções podem terminar por algum valor de profundidade, sobre alguma geometria do modelo, ou através de todo o modelo. Utilize o Help para ver alguns exemplos.

Profundidade - Depth É a profundidade de um uma extrusão do tipo blind (cega) ou por mid-plane (plano médio). Para o plano médio este valor refere-se ao total. Isto significa que a profundidade de 50mm, será dividida em 25mm para cada lado.

Ângulo - Draft Ângulo nos dá opção de inclinar as paredes da extrusão para dentro ou para fora.

Extrusão O sketch pode ser extrudado como um sólido. Por ser a primeira entidade ela deve ser uma boss, não um cut. Usando a caixa Extrude Feature o Type e o Depth serão indicados.

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Menu de inserção da entidade base. Clique Insert, Base, Extrude ou o ícone na barra de ferramentas Features.

No menu Insert , as outras opções de métodos de criação de entidades base são listadas junto com Extrude. Algumas estão inacessíveis porque não preenchem os requisitos para criação delas. Por exemplo, uma entidade por revolução precisa ter uma linha de centro no sketch. Se este sketch não tiver uma linha de centro, a opção Revolve estará desligada.

Note que após uma entidade base ser criada, o menu Insert, Boss, Extrude estará ligado para todas as futuras entidades.

Pré-visualização gráfica. A orientação da vista muda automaticamente para Isometric e uma pré-visualização da entidade é mostrada com a profundidade padrão.

Manipuladores aparecem e você pode usá-los para arrastar a pré-visualização, até a profundidade desejada. Os manipuladores são da cor verde para a direção ativa e cinza para a direção inativa. Um indicador mostra o valor atual da profundidade.

Clique na tela para ter uma pré-visualização sólida. O cursor muda para. Se você quiser criar a entidade agora, clique com o botão direito. De qualquer forma, você pode mudar estas configurações. Por exemplo, a profundidade de extrusão pode ser mudada arrastando dinamicamente o puxador com o mouse ou digitando um valor no PropertyManager.

22. Definições das entidades de extrusão. Altere as definições como mostrado.

• End Condition = Blind
• (Direção) = Up
• (Profundidade) = 0.5"

Clique OK para criar a entidade.

O botão OK serve somente para aceitar e completar o processo.

Uma segunda maneira seria clicar em OK/Cancel na esquina de confirmação da área gráfica.

Caixa de chamada

Manipulador