I UNIDAD

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE CALKINI

Nombre de la asignatura: Dibujo Asistido Por Computadora.Carrera: Ingeniera Mecatrnica.Clave: AEA - 1013Hrs. teora - Hrs. prctica - Crditos: 0 - 4 - 4

EN EL ESTADO DE CAMPECHE

TEMARIOU N I D A D 5

RAMIRO JOSE GONZALEZ HORTAA r q u i t e c t o

TEMARIO

U N I D A D 5

Generacin de slidos

5.1 Herramientas bsicas para el dibujo tridimensional.5.2 Dibujo de slidos.5.3 Dibujo de ensambles.5.4 Dibujo de conjunto.5.5 Edicin de slidos.

U N I D A D 5Generacin de slidos

5.2 Dibujo de slidos.

Crear objetos en 3D

A pesar de que crear modelos 3D de objetos puede ser ms difcil y consumir ms tiempo que crear vistas 3D de objetos 2D, la modelacin 3D tiene muchas ventajas. Mediante ella se puede:Ver el modelo desde cualquier punto. Generar automticamente vistas 2D tpicas y auxiliares confiables. Crear perfiles 2D. Quitar lneas ocultas por objetos y hacer sombreado realista. Chequear interferencia entre objetos. Exportar el modelo para crear animaciones. Realizar anlisis ingeniero. Extraer datos necesarios para la fabricacin. AutoCAD ofrece tres tipos de modelacin en 3D: wireframe (red de alambres), surface (superficies 3D), y solid (slidos). Cada tipo tiene sus propias tcnicas de creacin y edicin. Un modelo de red de alambre (wireframe) es un esqueleto descriptivo de un objeto 3D. En un modelo wireframe no hay superficies; el mismo solamente consiste de puntos, lneas, y curvas que describen los lados y bordes del objeto. Con AutoCAD se puede crear modelos wireframe ubicando objetos 2D en el espacio 3D. AutoCAD tambin ofrece algunos objetos especficos para esta modelacin como las polilneas 3D (3D polylines), que solamente pueden utilizar el patrn de lnea CONTINUOUS y splines. Este tipo de modelacin pudiera ser la ms consumidora de tiempo, debido a que cada entidad de AutoCAD que compone el modelo debe dibujarse y ubicarse por separado. La modelacin de superficies es ms sofisticada que la anterior pues sta define adems, de los bordes y lados las superficies de los objetos 3D modelados. El modelador de superficies de AutoCAD define superficies en facetas utilizando una malla poligonal (polygonal mesh). Debido a que las facetas de la malla son planas, sta solamente da un resultado aproximado de superficies curvas. Con el paquete Mechanical Desktop, se pueden crear superficies curvas verdaderas. Para diferenciar estos dos tipos de superficies, AutoCAD denomina mallas (meshes) las superficies a base de facetas. La modelacin de slidos es la modelacin 3D ms fcil de utilizar. Con el modelador de slidos de AutoCAD, se pueden crear objetos 3D a partir de figuras 3D bsicas: cajas (boxes), conos (cones), cilindros (cylinders), esferas (spheres), cuas (wedges), y toros (tori a partir de arandelas donuts). Estas figuras se pueden combinar para crear objetos ms complejos mediante su unin, sustraccin o interseccin. Tambin se pueden crear slidos desplazando un objeto 2D a lo largo de un camino o rotndolo alrededor de un eje. Con Mechanical Desktop, tambin se puede definir slidos mediante parmetros y mantener asociados los modelos 3D y las vistas 2D generadas a partir de ellos.Debemos advertir que cada tipo de modelacin utiliza mtodos diferentes para construir los modelos 3D y los mtodos de edicin varan su efecto en dependencia del tipo de modelo utilizado, debido a esto es recomendable no mezclar mtodos de modelacin. Existen adems (aunque limitados), mtodos de conversin de slidos a superficies y de superficies a wireframes; no obstante, no se puede convertir wireframes a superficies ni superficies a slidos.Tomando en cuenta lo anteriormente planteado en este curso trataremos solamente la modelacin de slidos. Aunque haremos inicialmente una breve referencia a los otros dos mtodos de modelacin.

Modelacin mediante WireframesCon AutoCAD se pueden crear modelos wireframe colocando cualquier objeto 2D en cualquier lugar del espacio 3D. Para ello se puede utilizar cualquiera de los siguientes mtodos:Crear el objeto introduciendo puntos 3D. Configurando el plano de construccin (el plano XY) en el que se desea dibujar mediante el uso de Sistemas de Coordenadas del Usuario (UCS). Moviendo el objeto a la ubicacin y orientacin deseada en el espacio 3D despus de crearlo.Adems, tambin se pueden crear algunos objetos caractersticos de esta modelacin como las polilneas y las splines, que pueden existir en las tres dimensiones. La siguiente figura es un ejemplo de la aplicacin de la modelacin 3D utilizando la combinacin de polilneas 3D y simbologa 2D ubicada en el espacio 3D. Diagrama de instalacin de tuberas compuesta por polilneas 3D y simbologa 2D.

Modelacin mediante Mallas (Meshes)

Una malla representa la superficie de un objeto utilizando facetas planas. La densidad de la malla, o la cantidad de facetas, se define en trminos de una matriz de M x N vrtices, similar a una rejilla compuesta por columnas y filas. M y N especifican la columna y fila, respectivamente, de cada vrtice. Las mallas se pueden crear en 2D y 3D, pero las mismas son utilizadas primariamente para trabajos en 3D.Las mallas se utilizan cuando se desea ocultar lneas, sombrear, o crear imgenes, posibilidades que no ofrece la modelacin con wireframes; pero, al mismo tiempo no son necesarias las propiedades fsicas que ofrecen los slidos (masa, peso, centro de gravedad, etc.). Tambin son tiles cuando se desea crear alguna geometra con patrones de malla inusuales, tales como modelos topogrficos en 3D de terrenos montaosos.Una malla puede ser abierta o cerrada. Es abierta en una direccin dada si los bordes inicial y final de la malla no se tocan, como se muestra en la siguientes ilustraciones: Mallas abiertas (open) y cerradas (closed) AutoCAD ofrece varios mtodos para crear mallas. Algunos de esos mtodos pueden ser difciles de utilizar si se introducen los parmetros de la malla manualmente, por eso AutoCAD ofrece el comando 3D, que simplifica el proceso de crear las superficies de figuras bsicas.Modelacin mediante slidos (Solids)Una entidad solid representa el volumen completo de un objeto. La modelacin con slidos es el tipo de modelacin ms completa desde el punto de vista informativo y el menos ambiguo de los tres tipos mencionados. Las figuras slidas complejas son igualmente ms fciles de construir y editar que los redes de alambre (wireframes) y las mallas (meshes).Los slidos se pueden crear a partir de las figuras bsicas de cubos (box), conos (cone), cilindros (cylinder), esferas (sphere), toroides (torus), y cuas (wedge) o mediante la extrusin de objetos 2D a lo largo de un camino o rotando un objeto 2D alrededor de un eje.Una vez que se han creado slidos por cualquiera de estos mtodos, se pueden crear figuras ms complejas combinndolos. Los slidos se pueden unir, sustraer unos de otro, o encontrar el volumen comn.Posteriormente los slidos pueden ser modificados mediante fileteado (fillet), biselado (chamfer), o cambiando el color de sus bordes. Las caras o superficies de los slidos se manipulan de manera fcil tambin pues no requieren que se dibuje ninguna geometra nueva o se realicen operaciones booleanas en el slido. AutoCAD ofrece adems, comandos para dividir un slido en dos partes u obtener su seccin transversal bidimensional.Al igual que las mallas, los slidos se muestran como redes de alambres hasta que se utilizan las herramientas para ocultar, sombrear u obtener imgenes de ellos. Adicionalmente, se pueden analizar slidos para conocer sus propiedades de masa (volumen, momentos de inercia, centro de gravedad, etc.).Se puede exportar datos acerca de un objeto slido hacia aplicaciones como molido o maquinado con control numrico (NC milling) o anlisis por el mtodo de elementos finitos (FEM analysis). Al explotar un slido se pueden obtener objetos de malla y de redes de alambre.La variable ISOLINES controla el nmero de lneas de triangulacin utilizadas para mostrar las porciones curvas de la red de alambres. La variable FACETRES ajusta la suavidad de los objetos sombreados y las lneas ocultas.Crear un ortoedro o cajaPara crear un slido tipo caja, se puede utilizar el comando BOX. La base de la caja es siempre paralela al plano XY del UCS corriente. Esta caracterstica no impide que posteriormente el objeto creado se pueda rotar en cualquier direccin con cualquier valor angular.Para crear una caja slida u ortoedro 1 En el men Draw, se hace clic en Solids > Box. 2 Se especifica la primera esquina de la base (1).3 Se especifica la esquina opuesta de la base (2).4 Se especifica la altura (3). Lnea de comando: BOX

Crear un cono

Se puede utilizar el comando CONEpara crear un cono slido definido por una base circular o elptica que se reduce hasta alcanzar un punto perpendicular a la base. De manera predeterminada, la base del cono yace en el plano XY del UCS corriente. La altura, que puede ser positiva o negativa, es paralela al eje Z. El pice determina la altura y la orientacin del cono.

Para crear un cono truncado o uno que requiera un ngulo especfico que defina sus lados, se dibuja un crculo 2D y se utiliza el comando EXTRUDEpara reducir el crculo con un ngulo determinado a lo largo del eje Z. Para completar el truncado, se puede sustraer una caja del pice del cono con el comando SUBTRACT. Para crear un cono slido con base circular:1 Del men Draw, seleccionar Solids > Cone. 2 Especificar el centro de la base (1).3 Especificar el radio o dimetro de la base (2).4 Especificar la altura (3).Lnea de comando: CONE Para crear un cono slido con base elptica:1 Del men Draw, seleccionar Solids > Cone. 2 Teclear e (Elliptical).3 Especificar un extremo de un eje.4 Especificar el segundo extremo del eje.5 Especificar la longitud del otro eje.6 Especificar la altura y presionar ENTER.

Crear un Cilindro slido

Con el comando CYLINDERse puede crear un cilindro slido con base circular o elptica. La base del cilindro yace en el plano XY del UCS corriente. Si se desea crear un cilindro con detalles especiales, como una rueda dentada, se crea el perfil de su base con una polilnea cerrada y se aplica el comando EXTRUDEpara definir su altura a lo largo del eje Z.Para crear un cilindro slido con base circular: 1 Del men Draw, clic en Solids > Cylinder. 2 Especificar el centro de la base (1).3 Especificar el radio o dimetro de la base (2).4 Especificar la altura (3). Lnea de comando CYLINDER Crear una esfera slida

Conociendo el centro y el radio o dimetro se puede crear una esfera con el comando SPHERE. Las lneas latitudinales son paralelas al plano XY y el eje vertical es paralelo al eje Z del UCS corriente.Para crear un domo o un disco se debe combinar una esfera con un ortoedro y utilizar el comando SUBTRACT. Si se desea crear un objeto esfrico que posee algn detalle adicional, se puede crear el perfil del objeto y utilizar el comando REVOLVEpara definir un ngulo de rotacin alrededor del eje Z.Para crear una esfera slida: 1 Del men Draw, clic en Solids > Sphere. 2 Especificar el centro de la esfera (1).3 Especificar el radio o el dimetro de la esfera (2). Lnea de comando SPHERE

Crear un toroide slidoPara crear un slido similar a una rosquilla se utiliza el comando TORUS. El toroide es paralelo y bisectado por el plano XY del UCS corriente.Para crear un toroide slido: 1 Del men Draw, clic en Solids > Torus. 2 Especificar el centro del toroide (1).3 Especificar el radio o dimetro del toroide (2).4 Especificar el radio o dimetro del tubo del toroide (3). Lnea de comando TORUS Para crear un slido parecido a un huevo o a un limn, se utiliza un toroide con radio negativo y un radio del tubo positivo y mayor que el valor absoluto del nmero negativo utilizado como radio. Por ejemplo, si el radio del toroide es -2.0, el radio del tubo debe ser mayor que 2.0. El toroide puede intersectarse consigo mismo, en ese caso no tendr el hueco central pues el radio del tubo es mayor que el radio del toroide. Crear una cua slidaPara crear una cua slida se utiliza el comando WEDGE. La base de la cua es paralela al plano XY del UCS corriente con la cara inclinada opuesta a la primera esquina indicada de la base. Su altura que puede ser positiva o negativa, es paralela al eje Z.Para crear una cua slida: 1 Del men Draw, se selecciona Solids > Wedge. 2 Se especifica la primera esquina de la base (1).3 Se especifica la esquina opuesta de la base (2).4 Se especifica la altura de la cua (3). Lnea de comando WEDGE

Crear un slido mediante extrusinCon el comando EXTRUDE, se pueden crear slidos mediante la extrusin (adicionar grosor) de los objetos seleccionados. El comando se puede aplicar a objetos cerrados como polilneas, polgonos, rectngulos, crculos, elipses, splines cerradas, donuts (rosquillas), y regiones. No se puede aplicar este comando a objetos 3D, objetos que forman parte de un bloque, polilneas que se autointersectan, o que no son cerradas. La extrusin a un objeto se aplica a lo largo de un camino, o se puede especificar un valor para la altura y un ngulo de reduccin de la base. Objeto Original Objeto despus de aplicar Extrude EXTRUDEse utiliza para crear un slido a partir de un perfil del objeto que es comn a lo largo del mismo, como una rueda dentada o un engranaje. EXTRUDE es particularmente til para crear objetos que contiene redondeos, biselados, y otros detalles que de otra manera sera difcil reproducir excepto utilizando un perfil del mismo. Si se crea un perfil utilizando lneas y arcos, se debe utilizar la opcin Join del comando PEDIT para convertirlos en una sola polilnea o crear a partir de ellos una regin antes de que se pueda utilizar el comando EXTRUDE.Para aplicar el comando a lo largo de un camino: 1 Del men Draw, se hace clic en Solids > Extrude. 2 Se seleccionan los objetos a los que se aplicar el comando (1).3 Se teclea p (Path = Camino).4 Se selecciona el objeto que se desea utilizar como camino (2).Despus de la extrusin, AutoCAD puede borrar o retener el objeto original, en dependencia del valor de la variable DELOBJ. Lnea de comando EXTRUDE Crculo despus de aplicar Extrude con la opcin Taper. Reducir la extrusin es muy til, especficamente para partes que necesitan que sus lados sean definidos a lo largo de un ngulo, como un molde que se utilizara para crear productos metlicos en una fundicin. Se debe evitar la utilizacin de ngulos de reduccin muy grandes. Si el ngulo de reduccin es muy grande, el perfil se puede reducir a un punto antes de alcanzar la altura especificada.

Crear slidos por revolucinCon el comando REVOLVE, se pueden crear slidos mediante la rotacin de un objeto cerrado alrededor del eje X o Y del UCS corriente, utilizando un ngulo especificado. Tambin se puede utilizar como eje una lnea, una polilnea, o dos puntos que se indiquen. Al igual que EXTRUDE, REVOLVE es muy til para crear objetos que contienen biselados u otros detalles que seran muy difciles de obtener mediante un perfil comn.Para crear un objeto 3D por rotacin alrededor de un eje: 1 Del men Draw, se hace clic en Solids > Revolve. 2 Se seleccionan los objetos que se desean transformar.3 Se especifica el punto inicial y final del segmento que describe el eje de revolucin.Los puntos se especifican de manera que el objeto quede de un lado del eje. La direccin positiva del eje especificado va del primer al segundo punto.4 Se especifica el ngulo de revolucin. Polilnea Original Revolucin alrededor Revolucin alrededor del eje X del eje Y Objeto seleccionado Eje de Revolucin Resultado Revolucinseleccionando o especificando un eje . Lnea de comandoREVOLVE