SOLIDWORKS
AGOSTO 2010
APOSTILA
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Apostila solidworks, Notas de estudo de Engenharia Mecânica
Apostila de SW desenvolvida pelo professor Ivo Ferreira da Silva
Tipologia: Notas de estudo
2012
1 / 129
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Ivo Ferreira da Silva – e-mails: [email protected] [email protected]
AGOSTO 2010
APOSTILA
INTRODUÇÃO
Ivo Ferreira da Silva – e-mails: [email protected] [email protected]
O autor
Ivo Ferreira da Silva é professor do IFBA – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnolo- gia da Bahia (antiga ETFBA – Escola Técnica Federal da Bahia), desde 1978, aonde vem mi- nistrando as disciplinas Desenho Técnico Mecânico, Informática II (AutoCad) e CAD/CAM para os cursos técnicos em Mecânica e Metalurgia
AGRADECIMENTO
Quero agradecer a todos que com suas opiniões me ajudaram a produzir este documento e a encontrar soluções para as lições, exercícios e problemas propostos apresentados.
- Prefácio .................................................................................................................................... ÍNDICE
- Lição
- Introdução/Conceito
- O SolidWorks
- Montagem Baseada em Recursos (Features)
- Modelagem Paramétrica
- Modelagem de Sólidos
- Associatividade
- Relações (constrainsts)
- Intenção do Projeto (Design Intent)
- Intenção do Projeto (Design Intent)
- Relações Automáticas (esboço)
- Equações
- Relações Adicionais.................................................................................................................
- Dimensionamento
- Exemplos de Intenções de projetos
- Como os Recursos afetam a Intenção do Projeto
- A abordagem "Camada de Bolo"
- A abordagem "Por Revolução"
- A abordagem de Fabricação
- Paradigma Objeto/Ação
- Íncones não Selecionáveis
- A Interface do SolidWorks
- Menus
- Barras de Ferramentas (TOOLBARS)
- Exemplo de Uma Barra de Ferramentas (Tools)
- Tornando as Barras de Ferramentas Visíveis
- Nota
- Personalização do Fluxo de Trabalho
- Disposição das Barras de Ferramentas - Dicas Rápidas
- Árvore de Modelamento (Organizador de Recursos)
- Menus do Organizador de Recurso
- O que é sobre o Organizador de Recursos?
- Painel de Tarefas (Taskpane)
- Abrir Laboratórios Design Library
- Lição 2 (Modelagem Sólida Básica) Ivo Ferreira da Silva – e-mails: [email protected] [email protected]
- Introdução/Conceitos
- Recursos 2D
- Estágios do processo .............................................................................................................
- Procedimento
- Peça nova (New Part) .......................................................................................................
- Esboço
- Planos Padrões
- Introdução: Novo Esboço
- Onde encontrar
- Nota
- Esboço Ativo
- Onde encontrar
- Introdução: Canto de Confirmação
- Entidades de Esboços...................................................................................................................
- Geometria do Esboço
- Mecânica do Esboço
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- EXERCÍCIO
- Introdução/Conceitos
- Liçao 3 (Desenho 2D)
- EXERCÍCIO ORIENTADO 1... .....................................................................................................
- EXERCÍCIO ORIENTADO 2 ........................................................................................................
- EXERCÍCIO PROPOSTO 1 .........................................................................................................
- EXERCÍCIO ORIENTADO 3 ........................................................................................................
- EXERCÍCIO PROPOSTO 2 .........................................................................................................
- EXERCÍCIO PROPOSTO 3 .........................................................................................................
- EXERCÍCIO ORIENTADO 4 ........................................................................................................
- EXERCÍCIO PROPOSTO 4 .........................................................................................................
- EXERCÍCIO PROPOSTO 5 .........................................................................................................
- Referências Bibliográficas ...........................................................................................................
Ivo Ferreira da Silva – e-mails: [email protected] [email protected]
PREFÁCIO Os desenhos aplicados a engenharia existem^ há^ tempos remotos como um
meio de definir um produto graficamente antes que ele seja confeccionado e utilizado pelos consumidores. Anteriormente, o processo de construir de- senho envolvia ferramentas como: lápis, canetas nanquim, esquadros, ré- guas T, paralela e flexível, etc., para por a idéia no papel antes de fazer correções e produzir cópias heliográficas para a distribuição ao setor exe- cutor de cada etapa. A habilidade de construir esses desenhos em um computador pode ser uma revolução inovadora, porém os princípios e fun- damentos do desenho aplicado à engenharia continuam os mesmo. O SolidWorks é hoje um dos principais softwares da computação gráfica, sendo utilizado por diversos profissionais ligados as áreas de projetos de: engenharia, designers, tubulação, projetistas, enfim, todos os profissionais que antes se valiam do desenho tradicional (papel, lápis e prancheta) para a apresentação do produto do seu trabalho Esta apostila utiliza uma linguagem simples e coloquial para aprendizagem do programa utilizando os fundamentos básicos do desenho aplicado à en- genharia para produzir desenhos usando o aplicativo gráfico em três di- mensões (3D) SolidWorks, apresentando três lições que através de uma seqüência vai aumentado o conhecimento do usuário sobre a flexibilidade de aplicação do software. Este documento de trabalho tem como objetivo dar suporte ao curso básico de SolidWorks servindo como material de apoio e consulta, jamais objeti- vando por si só ensinar esta prática de Desenho Auxiliado por Computador (CAD).
Primeira lição Nesta lição são apresentados conceitos do aplicativo gráfico 3D SolidWorks e os recursos básicos que o software oferece ao usuário explicando com fundamentação detalhadamente suas funções e aplicações.
Segunda lição Nesta lição contém uma série exercícios tutoriais para criação de esboço e a forma final do objeto. Os fundamentos da criação do esboço e a forma fi- nal da peça serão discutidos com o uso adequado do tipo de comando a ser utilizado como raios, extrusões, chanfros, concordâncias, colocação de planos, varreduras, extrusão por revolução, trabalhar com superfície, etc., nas etapas usadas para criar um desenho. No início de cada exercício con- tém orientações das habilidades que terá maior ênfase na sua execução.
Terceira lição Esta lição discute os procedimentos da passagem de um desenho em 3D para duas dimensões (2D), mostrando comandos que podem ser aplicados como projeções de vistas, técnicas de dimensionamento, cortes e vistas auxiliares. Contém exercícios propostos para fixação e discussão abrangendo coman- dos aprendidos nas lições e introdução de novos.
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Modelagem Paramétrica
As dimensões e ralações usadas para criar um recurso são capturadas e armazenadas no modelo. Isto não somente lhe habilita a capturar o seu projeto de intenção (design intent), mas também permite que você rápida e facilmente faça mudanças no modelo. Dimensões Válidas (Driving Dimensions): estas são as dimensões usadas durante a criação do recurso. Elas incluem as dimensões associadas com a geometria do esboço, bem como aquelas associadas com o próprio recurso. Relações: incluem informações como paralelismo, tângência e concentricidade, entre outras.
Modelagem de Sólidos
Um modelo sólido é o mais completo tipo de modelo geométrico usado em sistemas CAD. Ele comtém toda a geometria necessária (a grade das linhas e superfícies) para completamente descrever as arestas e faces do modelo. Além disto, o modelo contém informações chamadas topológicas, ou seja, aquelas que correlacionam todas as geometrias da peça. Um exemplo de topologia é ilustrada quando várias faces (superfícies) se encontram formando uma aresta (curva). Este senso de inteligência permite que operações como arredondamento sejam feitas simplesmente selecionando uma aresta e definindo o raio.
Associatividade
Um modelo sólido é completamente associativo aos desenhos 2D e montagens relacionados. Mudanças no modelo são automaticamente refletidas nos desenhos e montagens associadas. Por outro lado, mudanças nos desenhos e montagens também se refletirão no modelo sólido.
GERENCIADOR DE RECURSOS
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Relações (constrainsts)
Paralelismo, perpendicularidade, horizontalidade, concentricidade e coincidência são algumas das relações possíveis no SolidWorks. Além disso, equações podem ser usadas para estabelecer relações matemáticas entre diversos parâmetros. Usando relações e equações você garante que conceitos de desenho como furos passantes e igualdade entre raios sejam capturados e mantidos.
Intenção do Projeto (Design Intent)
Intenção do projeto é o seu plano de como o modelo deverá se comportar quando for alterado. Por exemplo, se você modela uma saliência com um furo cego nela, o furo deve se mover quando a saliência for movida. Quando você modela um padrão circular circular de seis furos igualmente espaçados, o ângulo entre eles deverá mudar se você mudar o número de furos para oito.
INTENÇÃO DO PROJETO (DESIGN IN- TENT)
Para usar um modelador paramétrico com o SolidWorks eficientemente, você precisa considerar a intenção do projeto antes da modelagem. O modo como o modelo é criado dita o modo como ele será modificado. Vários fatores contribuem para a captura da intenção do projeto:
Relações Automáticas (esboço)
Baseadas em como a geometria é criada, estas relações podem fornecer ligações geométricas comuns entre os objetos, tais como paralelismo, perpendicularidade, verticalidade, entre outras.
Equações
Usadas para relacionar algebricamente as dimensões. Elas são um modo de forçar alterações na geometria.
Relações Adicionais
São aplicadas ao modelo quando ele é criado e representam um outro modo de conectar diversas geometrias. Algumas dessas relações são concentricidade, colinearidade, entre outras.
Dimensionamento
O modo em que o Esboço ( Sketch ) é dimensionado irá ter um impacto sobre a intenção do projeto ou desnho (design intent).
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A alteração na espessura de uma camada possui um efeito em cascata, mu- dando a posição de todas as outras camadas que foram criadas após esta.
A abordagem "Por Revolu- ção"
A abordagem por revolução constrói a peça como um recurso simples, de revolução. Um esboço simples representando a seção transversal contém todas as informações e di- mensões necessárias para tornar a peça como um recurso. Embora es- ta abordagem possa parecer muito eficiente, ter todas as informações do projeto contidas em um único re- curso limita a flexibilidade e pode tornar as alterações impraticáveis. A abordagem de Fabricação
A abordagem de fabricação para modelagem imita o modo pelo qual a peça seria fabricada. Por exemplo, se este eixo com vários estágios foi torneado em um torno mecânico, você começaria com uma peça do estoque de barras e removeria o material usando uma série de cortes.
Paradigma Objeto/Ação
O SolidWorks emprega o paradigma objeto/ação para interação entre o software e o usuário. Isto significa que você seleciona o objeto(s) que você deseja trabalhar e então executa o comando. Isto está de acordo com os padrões de trabalho no windows. Por exemplo, no processador de texto Word, você seleciona o texto e então clica o ícone para torná-lo Negrito. No SolidWorks, você seleciona as arestas de um modelo, especifica um valor para o raio e então executa o comando inserir raio (insert fillet) para arredondar as arestas. Íncones não Selecionáveis Algumas vezes você irá notar comandos, íncones e opções de menu acinzentados e não selecionáveis. Isto ocorrá quando você está trabalhando em um ambiente impróprio para aquela opção. Por exemplo, se você estiver trabalhando em um esboço (modo Editar Esboço ), você terá total acesso a todas as ferramentas do esboço. Entretando, você não poderá selecionar ícones como raio ou chanfro na barra de ferramentas de Recursos. Por outro lado, quando você estiver no modo de edição de recursos, você poderá acessar estes ícones porém as ferramentas de esboço estarão em cinza ou não selecionáveis. Isto facilita a vida dos usuários menos experientes, permitindo a escolha das ferramentas apropriadas e bloqueando as inapropriadas.
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A Interface do SolidWorks A interface mesma maneira que outras aplicações para Windows. Alguns dos mais^ do SolidWorks é a interface do próprio Windows e se comporta da importantes aspectos desta interface são identificados abaixo:
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Quando o item Organizador Menu é sele- cionado, cada item é apresentado com uma caixa de seleção. Ao desmarcar a caixa de seleção, ocorre a remoção do item associa- do ao menu.
Barras de Fer- ramentas (TOOLBARS)
As barras de ferramentas são as maneiras mais rápidas de acessar os comandos mais utilizados. As barras de ferramentas são organizadas de acordo com a função e você pode organizá-las removendo ou rearranjando os comandos de acordo com suas necessidades. As principais barras de ferramentas são:
Exemplo de Uma Barra de Ferramentas (Tools)
A seguir, um exemplo de barra de ferramentas, neste caso a barra de fer- ramentas Standard. Esta barra de ferramentas contém as funções mais co- mumente usadas, como abrir documentos novos ou existentes, salvar do- cumentos, imprimir, copiar e colar objetos, desfazer, refazer e ajuda.
Tornando as Barras de Fer- ramentas Visí- veis
Você pode ativar ou desativar as barras de ferramentas usando um desses três métodos:
Clique em Ferramentas (Tols), Organizador (Customize).
Na página de Barras de Ferramentas ( Toolbars ) clique nas caixas de se- leção para selecionar cada barra de ferramentas que deseja exibir. Des- marque as caixas de seleção das barras de ferramentas que deseja ocultar.
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Nota Para acessar^ Ferramenta ,^ Organizador , um documento deve estar aberto.
A guia Comando ( Commands ) também pode ser usada para adicionar ou remover ícones das barras de ferramentas.
Personalização do Fluxo de Trabalho
As barras de ferramentas podem ser ativadas e desativadas por indústria usando Work Flow Cus- tomization na guia Options. Várias indústrias es- tão disponíveis.
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Dicas Rápidas É^ parte do sistema de ajuda
on-line. Aparece a pergunta "What would you like to do?" (O que gostaria de fazer?) e fornece respostas típicas com base na tarefa atual. Cli- cando em uma resposta, a barra de ferramentas e o íco- ne requerido são destacados para efetuar a tarefa.
Árvore de Mo- delamento (Or- ganizador de Recursos)
A árvore de modelamento Organizador de Recursos (FeatureManager) é uma peça exclusiva do software SolidWorks que exibe visualmente todas os recursos (features) em uma peça ou montagem. Conforme os recursos fo- rem criados, eles são adicionados à árvore de modelamento, Organizador de Recursos. Como resultado, a árvore de modelamento, Organizador de Recursos , representa a seqüência cronológica de operações de modela- gem. A árvore de modelamento, Organizador de Recursos (FeatureMana- ger), também permite o acesso a edição dos recursos (features – objetos - etapas) que ela contém.
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Menus do Or- ganizador de Recurso
Muitos comandos do SolidWorks são executados por meio de menus do PropertyManager. Os menus do PropertyManager ocupam a mesma posi- ção na tela que a árvore de modelamento FeatureManager e a substitui quando estiverem sendo usados. O esquema de cores e a aparência dos menus do PropertyManager podem ser modificados por meio de Tools, Op- tions, Colors. Para obter mais informações, con- sulte a ajuda on-line do SolidWorks.
A fila superior de botões contém os botões pa- drão OK, Cancel e Help. Abaixo da fila Group Boxes que contêm as opções relacionadas. Elas podem ser Abertas (expandidas) ou fecha- das e, em muitos casos, ativadas ou desativadas.
O que é sobre o Organizador de Recursos?
O Command Manager é um conjunto de barras de ferra- mentas preparado para aju- dar o usuário novato que tra- balha sozinho, na execução de tarefas específicas. Por exemplo, a versão da peça da barra de ferramentas tem dois agrupamentos princi- pais: Recursos e Esboços ( Features e Sketches) Lis- tados como botões na parte superior. Este manual básico não usa- rá a barra de ferramentas Command Manager. Ao invés disso, usará o conjunto de barra de ferramentas padrão mais geral. Painel de Tare- fas (Taskpane)
A janela Task Pane é usada para abrigar as opções SolidWorks Resour- ces , Design Library e File Explorer. A janela aparece à direita por padrão, mas pode ser movida e redimensionada. Pode ser aber- ta/fechada , presa ou movida de sua posição padrão no lado direito da interface.
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LIÇÃO 2 (Modelagem Sólida Básica)
Introdução/Conceitos
Após a conclusão deste exercício, você estará preparado para: Criar uma nova peça. Inserir um novo esboço. Adicionar geometria ao esboço. Estabelecer relações de esboço entre as partes da geometria. Entender o estado do esboço. Usar as ferramentas de esboço para adicionar chanfros e raios. Extrusão do esboço para um sólido. Etc.
Modelar sólidos no SolidWorks é muito simples. O primeiro passo é optar por uma nova peça (part), depois é necessário gerar um esboço [sketch= figura em duas dimensões (2D) que vai dar início à figura em três dimensões (3D)] em um dos planos oferecidos: Frontal (Front), Superior (Top) e Direito (Right). Em seguida verificamos que ferramentas dos recursos (feature) estão ha- bilitadas e escolhemos uma delas para gerar o sólido por: Extrusões, Varreduras, Revoluções e Lofts.
Recursos 2D Esta lição apresenta o esboço 2D, a base de modelagem no SolidWorks.
Os esboços são usados para todos os recursos desenhados no SolidWorks, inclusive: Extrusões Revoluções Varreduras (Sweep) Ressalto (Lofts) A ilustração a seguir mostra como um dado recurso pode formar a base de diferentes tipos de recursos (features).
Ivo Ferreira da Silva – e-mails: [email protected] [email protected]
Estágios do
processo
Cada sketch tem várias características que contribuem para sua forma, ta- manho e orientação.
Peça Nova Peças novas podem ser criadas em polegadas, milímetros ou outras unida- des. As peças são usadas para criar e manter o modelo do sólido. Esboços Esboços são coleções de geometria 2D usadas para a criação de recursos sólidos. Geometria dos Esboços Tipos de geometria 2D, como,por exemplo, linhas, círculos e retângulos que compõem o esboço. Relações do Esboço Os relacionamentos geométricos, como, por exemplo, horizontal e vertical são aplicados à geometria do esboço. As relações restringem o movimento das entidades. Estado do Esboço Cada esboço tem um estado que determina se está pronto para ser usado ou não. O estado pode ser totalmente definido, subdefinido ou sobre defini- do. Ferramentas de Esboço As ferramentas podem ser usadas para modificar a geometria criada para o esboço. Isto freqüentemente envolve a trimagem ou extensão das entida- des. Extrusão do Esboço A extrusão utiliza o esboço 2D para criar um recurso 3D sólido.