Tema 5: Ensamblajes Simples

En los temas anteriores nos concentramos en el dibujo de piezas individuales.

En este tema empezaremos a ver como ensamblar un conjunto de piezas, indicar

sus posiciones y simular movimientos simples entre ellas.

Los ensambles en Solidworks tienen diversas funciones:

Diseñar las piezas de un mecanismo, ensamblarlo en Solidworks y

mostrarlo en una presentación al equipo

Diseñar una cubierta de electrónica acomodando los componentes para

luego hacer los barrenos de sujetadores

Diseñar un chasis y luego analizar su peso, centro de gravedad, tamaño,

etc.

Para empezar a trabajar con ensambles más complejos primero hay que entender

los conceptos básicos. Vamos a hacer un ensamble donde uniremos tres barras y

soportes con ejes.

Para iniciar este ensamble necesitaremos dos tipos de piezas:

Soportes para eje

Barra conectora

Para este punto ya debes tener suficiente práctica con croquis y creación

de piezas para hacerlas por tu cuenta. Intenta hacerlas sin ayuda para ver

que tanto has aprendido. Si tienes una puedes apoyarte con el material de

abajo. Si acabaste las piezas, salta hasta el inicio del ensamble.

Empecemos por el soporte, inicia la ventana de una nueva pieza y pon la vista

normal al plano de planta. Dibuja un rectángulo con centro en el origen. Que tenga

una base de 3” y una altura de 4”.

Extruye tu nuevo croquis 1” hacia arriba para generar la base de el eje.

Ahora vamos a generar los soportes de eje. Pon la vista normal a la cara superior

de la figura que acabas de extruir. Haz click derecho sobre la cara y selecciona

“croquis”.

Una vez que estés trabajando sobre un nuevo croquis en esa cara, haz una línea

que divida la cara por los lados cortos.

Si pones la flecha del mouse sobre el punto medio de una arista SolidWorks te

marcará la mitad de la línea con un cuadro naranja.

Dibuja la línea de simetría de la cara.

Dibuja una línea de simetría horizontal con el método anterior.

Las líneas que acabamos de dibujar no representan ningún borde ni contorno, así

que queremos que sean líneas de construcción. Para convertir una figura o línea a

modo construcción, haz click derecho en ella y selecciona geometría constructiva.

Una vez que conviertes una línea o figura a constructiva, se volverá punteada.

Ahora dibuja un rectángulo con centro en la línea horizontal que se encuentre a la

izquierda de la línea de simetría vertical. Debe tener una base de 0.5” y una altura

de 1” y su lado derecho debe estar a .25” de la línea de simetría.

Extruye la figura que acabas de hacer 3” hacia arriba.

Ahora vamos a redondear la parte superior del soporte.

Selecciona la opción Redondeo en operaciones.

En tipo de redondeo selecciona el cuarto tipo de redondeo. Luego selecciona las

caras laterales y la central para la operación. Haz click en la palomita verde.

Ahora que ya tienes el redondeo, haz un corte circular de diámetro .5”que

atraviese el soporte. El corte debe ser concéntrico con el redondeo. Primero dibuja

una circunferencia en la cara central del soporte:

Y luego extruye un corte hasta la otra superficie.

Para no tener que volver a hacer otra vez el soporte que acabamos de hacer de

este lado. Usaremos simetría de operaciones. Selecciona Simetría:

Selecciona la cara lateral como plano de simetría y haz click en las operaciones de

extruido redondeo y corte para copiarlas.

Una vez que hayas hecho la simetría correctamente, guarda la pieza como

“Soporte.sldprt”

Barra Conectora:

Ubícate en una vista normal al plano de vista lateral. Crea un nuevo croquis y

selecciona la opción de ranura recta:

Dibuja una ranura recta centrada en la línea de planta con centro en el origen.

Selecciona la segunda opción de tipo de ranura (ranura recta centro extremo).

Dibuja una ranura en posición horizontal. Con un radio de .5” y distancia entre

centros de 7”.

Inserta barrenos de diámetro .5”

Extruye .25” en las dos direcciones para acabar con un extruido de 1”.

Guarda la pieza como “Barra.sldprt”

Ahora que ya tienes las piezas necesarias para empezar el ensamblaje, abre un

ensamblaje vacío. En la pantalla de inicio de Solidworks, haz click en archivo-

>nuevo->ensamble y presiona aceptar.

Una vez que creas un ensamblaje, tienes que insertar una nueva pieza. Dentro del

ensamblaje aparece la pestaña de empezar ensamblaje. En esta pestaña tal vez

ya estén como opciones las piezas que acabas de diseñar. Si no, selecciona

examinar y selecciona la pieza de soporte.

Haz click en el ensamble vacío para dejar un soporte. La primera pieza que

insertes en un ensamble siempre estará fija, no podrás moverla ni cambiar su

posición.

Queremos que el origen de la pieza y el origen del primer soporte sean el mismo.

Haz click derecho en la pieza y selecciona flotar.

Ahora, para mover la pieza usaremos la herramienta más usada dentro de un

ensamble. Relacion de Posición.

Las relaciones de posición son parámetros o restricciones que indican donde

deben ir las piezas dentro de un ensamble. No sólo eso, si se usan diversos

parámetros de manera correcta, se pueden ensamblar las piezas de una manera

tal que se puedan mover y rotar de la misma manera que las piezas en un

ensamble real. En esta lección aplicaremos relaciones de posición para que

nuestro ensamblaje se mueva con una cinemática realista.

Selecciona el origen del ensamble, y luego presionando Ctrl selecciona el origen

de la pieza. Después haz click en relaciones de posición.

Solidworks automáticamente detecta que la relación deseada es hacer que los

puntos sean coincidentes y alinear los ejes de la pieza y el ensamblaje. En la

mayoría de los casos y si has construido bien tu ensamblaje en orden, Solidworks

intuirá las relaciones de posición correctas.

Da click en la palomita verde, y da escape para salir de relaciones de posición.

Ahora haz click derecho en la figura y selecciona la opción fijar, para que la figura

ya no se mueva.

Ahora que ya tenemos una pieza, hay que agregar las demás. En la pestaña

superior, bsuca la opción de insertar componentes.

Ahora selecciona una barra e insértala en tu ensamblaje como insertaste el

soporte. La barra empieza sin relaciones de posición en el ensamble.

Queremos que el eje de la barra y el eje del soporte estén en una posición

concéntrica para girar.

Selecciona las caras internas de un eje de la barra y la cara interna de un eje del

soporte usando Ctrl.

Ahora selecciona relaciones de posición. Automáticamente se seleccionará una

posición concéntrica y los ejes se alinearán. Da click en la palomita verde para

aceptar esta relación.

Ahora los ejes están alineados, pero la barra no está en la posición correcta con

respecto al soporte. Todavía dentro de relaciones de posición selecciona una cara

de la barra

Y luego selecciona la cara interna del soporte que le corresponde para que no

haya obstrucciones.

Ahora ya tienes dos piezas con relaciones definidas. Comprueba que puedes

mover la barra. Para esto selecciona la opción Mover Componente -> Mover

Componente en la pestaña superior de ensamblaje. Mueve la barra y checa que

gire bien.

Ahora inserta otras dos barras.

Alinea sus ejes de la misma manera que hiciste con la barra y el soporte. Alínealas

“en cadena”, el eje de la barra con el siguiente.

Luego junta las caras para que las barras de los extremos estén en el mismo

plano. Usa Relación de posición -> Coincidente

Mueve las barras para checar que estén conectadas y no se salgan se sus ejes.

Ahora, inserta un segundo soporte.

Haz que el plano de su cara inferior sea coincidente con el plano de la cara inferior

del primer soporte.

Haz que su caras paralelas a las barras también sean coincidentes.

Una vez que esté esa relación, sal de relaciones de posición y selecciona las dos

caras internas de los barrenos de los soportes.

Ahora selecciona Relaciones de posición. Automáticamente Solidworks pensará

que quieres alinearlas y seleccionará una relación concéntrica

En la pestaña, selecciona la opción de distancia (la cota con flechas azules).

Cambia la distancia a 7” y da click en la palomita verde. Ahora siempre habrá una

distancia de 7” entre los ejes de los soportes.

Por último, alinea el eje de la barra con el del soporte, y mueve las barras. Los

soportes deben permanecer estáticos y las barras deben moverse en sus ejes.

Ya tenemos el ensamblaje casi completo, sin embargo nuestro ensamblaje no es

del todo realista. Falta que haya pasadores que detengan a las barras en sus ejes.

Ahora veremos cómo hacer una pieza DENTRO de un ensamble.

Selecciona Insertar Componente -> Nueva pieza

Ahora selecciona la cara exterior de un soporte. Inmediatamente se generará un

croquis para que puedas empezar a diseñar un pasador. Pon vista normal a la

cara que acabas de seleccionar.

Cuando se diseña una pieza dentro de un ensamblaje, se pueden usar parámetros

de las piezas que están en el ensamble. Por ejemplo, al dibujar un croquis, se

detectarán aristas de otras piezas.

Ahora dibuja una circunferencia en el eje y extruyela hasta la otra cara exterior.

Asegúrate que sea concéntrica al eje.

Una vez que hagas esa extrusión, haz otra de .75” de diámetro a los lados del

pasador. Selecciona una cara del pasador y ponte normal a ella. Luego dibuja la

circunferencia. La extrusión debe medir 1/4”.

Haz una extrusión similar del otro lado seleccionando la otra cara

Una vez acabado el pasador selecciona el icono del ensamble amarillo con azul

para salir del editor de pieza y volver al ensamble.

En el ensamble haz click derecho en la pieza y cámbiale el nombre a “Pasador”.

Una vez cambiado el nombre vuelve a hacer click derecho en la pieza y selecciona

“Hacer independiente”. Esta opción hace que el pasador se independice del

ensamblaje y te da la posibilidad de guardarla. Finalmente haz click derecho

selecciona “Guardar en archivo externo”.

Ahora que estás en el ensamble puedes ver que la pieza tiene sólo una relación

de posición (el plano en el que se creó). Elimina esa relación.

Ahora tu pieza ya no depende de la geometría del eje, pero la mantiene su tamaño.

Ahora muevelo afuera del eje

Dale relaciones de posición para que se mantenga en su lugar inicial, concéntrico

al eje y con una cara apegada a la cara externa del soporte.

Ahora en vez de hacer otros tres pasadores, o insertarlos tres veces, vamos a

usar la opción “Copiar con relaciones de posición”.

Haz click en Copiar con relaciones de posición y luego selecciona el pasador.

Haz click en la flecha azul para seleccionar las nuevas relaciones de sus copias.

Selecciona el eje entre las dos barras en la izquierda para la relación concéntrica,

y la cara de la barra de en medio como coincidente.

Haz click en la palomita verde y repite el proceso para los demás ejes vacíos.

Una vez puestos todos los pasadores, comprueba que las barras puedan moverse.

Hemos terminado.

Esta fue la lección de cómo hacer ensamblajes simples. Para hacer un ensamble

hay que:

Hacer las piezas necesarias para empezar

Juntar las piezas con relaciones de posición

Agregar piezas o ensamblajes nuevos

Y se repite el proceso hasta tener nuestro ensamblaje final. Un ensamblaje puede

llevar a algo tan simple como lo que acabamos de hacer, o a un motor de coche,

un robot o hasta un edificio. No hay límites.

Si quieres probar lo que acabas de aprender, intenta dibujar y ensamblar las

piezas del mecanismo que se muestra a continuación.

Es un cigüeñal simple de manija y biela que convierte movimiento lineal en

rotatorio. La barra y el soporte circular deben estar fijos.

El reto es hacer las piezas y las relaciones de posición por tu cuenta.