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UNIDAD 3: EDICIÓN DE SÓLIDOS MEDIANTE OPERACIONES
- Introducción
- Operación Redondeo y
Chaflán
- Matrices de Sólidos
- Operación Ángulo de
salida
- Operación Vaciado
- Operación Nervio
- Operación Cúpula
- Función Simetría
INTRODUCCION
Hasta el momento lo que hemos aprendido es que a partir de un croquis
adecuadamente restringido, se puede obtener sin mayores problemas un modelo en 3
dimensiones de la pieza a realizar. En esta unidad aprenderemos una serie de funciones
que nos ayudaran a simplificar el proceso de dibujado ahorrándonos pasos repetitivos o el
dibujado de algunos croquis auxiliares.
A estas funciones las encontraremos en la pestaña operaciones, o también las
encontraremos en la pestaña desplegable Insertar, dentro del submenú Operaciones.
REDONDEO
Redondeo se refiere tanto a los redondeos como a los redondos. La distinción está
dada por las condiciones geométricas, no por el comando en sí. Los redondeos se crean en
las aristas seleccionadas.
Las aristas pueden ser seleccionadas de diversos modos. Existen opciones para
redondeos de radio variable o fijo y propagación de arista tangente. Tanto los redondeos
(agregar volumen) como los redondos (eliminar volumen) se crean con este comando. La
orientación de la arista o de la cara determina cuál se utiliza.
Reglas de redondeo
Algunas reglas generales a la hora de realizar redondeos son:
1. Dejar los redondeos cosméticos para el final.
2. Cree redondeos múltiples que tendrán el mismo radio en el
mismo comando.
3. Cuando necesite redondeos de diferentes radios, generalmente
debe hacer primero los redondeos más grandes.
4. El orden de los redondeos es importante. Los redondeos crean
caras y aristas que pueden ser utilizadas para generar más
redondeos.
Creando un Redondeo
Cuando seleccionamos la operación de alguna de las formas que se indicaron lo
que nos aparecerá es un cuadro de personalización(o PropertyManager). Como se ve en la
imagen, la operación nos muestra una serie de pestañas desplegables que nos permiten
configurar el redondeo acorde a nuestras necesidades.
La primer pestaña nos permite seleccionar si queremos que el redondeo se realice
de manera uniforme en las aristas seleccionadas o si debe ir variando a medida que se
desarrolla. Tambien se puede seleccionar otra opción que nos permite seleccionar una
cara y automaticamente se redondearan todas sus aristas.La segunda pestaña permite
seleccionar las caras o aristas que se desean redondear y seleccionar un radio de
redondeo.
Redondeos completos
La opción Redondeo completo crea un redondeo tangente a tres conjuntos de caras
adyacentes. Cada conjunto de caras contiene más de una cara. Sin embargo, dentro de
cada conjunto de caras, las caras deben ser tangentes sin interrupción.
Un redondeo completo no necesita un valor de radio. El radio se determina por la forma
de las caras seleccionadas.
CHAFLAN
Los chaflanes crean un bisel en la arista de un modelo. En muchas formas, los
chaflanes son similares a los redondeos porque se seleccionan aristas y/o caras de la
misma manera.
Chaflán crea una operación de bisel en una o más aristas o uno o más vértices. La
forma puede definirse por dos distancias o una distancia y un ángulo.
Creando un Chaflán
Al seleccionar la operación, no aparecerá un cuadro
donde se nos pedirá indicar si queremos realizar un chaflán
ingresando como datos un ángulo y una distancia o si lo
queremos hacer ingresando dos distancias. La opción vértice se
puede utilizar solamente cuando exista un vértice con tres
caras en común. En ese caso, se nos pedirá indicar tres
distancias y con ellas se determinará un triángulo que se
eliminará de la pieza.
Seleccionando Seleccionar a través de caras se activa la
selección de aristas a través de caras que las ocultan.
Seleccionando Distancia igual se puede especificar un valor
único para la distancia o el vértice.
Seleccionando Mantener operaciones permite retener
operaciones tales como cortes o extrusiones que de otra manera serían eliminadas al
aplicar el chaflán.
MATRICES DE SOLIDOS
Las matrices son el mejor método para crear múltiples instancias de una o más
operaciones. El uso de matrices resulta más conveniente que otros métodos, por varias
razones.
Reutilización de geometría
La operación original (a repetir) se crea sólo una vez. Las Instancias de la operación a
repetir se crean y se sitúan, con referencias a la operación a repetir.
Cambios
Debido a la relación a repetir/instancia, las modificaciones en la operación original se
pasan automáticamente a las instancias.
Utilización de las matrices de componentes de ensamblajes
Las matrices creadas en el nivel de pieza son reutilizables en el nivel del ensamblaje.
Matriz lineal
La Matriz lineal crea copias, o instancias, en una matriz lineal controlada por una o dos
direcciones, una distancia y el número de copias. Las instancias dependen de los originales.
Los cambios realizados en los originales pasan a las operaciones con instancias.
Matrices de geometría
La opción Matriz de geometría se utiliza para minimizar el tiempo de reconstrucción
mediante el uso de geometría A repetir en todas las Instancias de la matriz. Sólo se
debería emplear cuando la geometría de la operación a repetir y las instancias tienen una
forma idéntica o similar.
Matrices circulares La Matriz circular crea copias o instancias en una matriz circular controlada por un centro
de rotación, un ángulo y el número de copias. Las instancias dependen de los originales.
Los cambios realizados en los originales pasan a las operaciones con instancias.
Consideraciones acerca de los ejes
Los Ejes son tipos de Geometría de referencia que se pueden emplear con muchas
operaciones de matriz para definir los ejes direccionales o rotativos. Hay dos tipos: Ejes
temporales y Ejes.
Ejes temporales: Cada operación cilíndrica y cónica tiene un eje asociado. Se pueden ver
los ejes temporales de la pieza utilizando Ver, Ejes temporales. Un eje se visualiza a través
de cada cara circular en el modelo.
Ejes: Son operaciones que se deben crear utilizando uno de los diferentes métodos. Las
ventajas de crear un eje radican en que se puede cambiar el nombre del mismo,
seleccionarlo por su nombre en el FeatureManager y otorgarle un tamaño. Los Ejes
temporales se pueden hacer permanentes y recibir nombres exclusivos mediante la
opción Una línea/Arista/Eje.
Matrices conducidas por curva La Matriz conducida por curva crea copias, o instancias, en una matriz lineal controlada
por una curva. Las instancias dependen de los originales. Los cambios realizados en los
originales pasan a las operaciones con instancias. La curva puede ser un croquis completo,
una arista o una sencilla entidad de croquis. Este ejemplo utilizará un croquis que contiene
varias aristas del modelo convertidas.
Sugerencia
Se puede utilizar una curva 3D para conducir la matriz. Es necesaria una selección de caras
adicional para la Cara normal.
Matrices conducidas por croquis y por tabla La opción Matrices conducidas por croquis y por tabla crea copias, o instancias, en una
disposición lineal controlada por puntos de croquis o una tabla de valores XY (Tabla de
taladros). Las instancias dependen de los originales. Los cambios realizados en los
originales pasan a las operaciones con instancias.
Matriz conducida por croquis: Crea múltiples instancias basadas en puntos en un croquis
seleccionado. El croquis debe existir antes de que se cree la matriz.
Sugerencia La matriz conducida por croquis sólo utiliza geometría de puntos. Se puede
utilizar otra geometría, como las líneas de construcción, pero la matriz no las tendrá en
cuenta.
Matriz conducida por tabla: Crea instancias múltiples basadas en una tabla de valores XY.
Las ubicaciones XY están basadas en una operación seleccionada del Sistema de
coordenadas. El sistema de coordenadas debe existir antes de que se cree la matriz.
Sugerencia
La tabla utilizada en la matriz puede haberse escrito dentro de las celdas del cuadro o
haberse tomado de una tabla existente. El tipo de archivo de la tabla puede tener una
extensión *.sldtab o *.txt.
Vaciado y nervios
La creación de piezas con paredes lámina involucra algunas secuencias y operaciones,
según se trate de un modelado fundido o a inyección. Se utilizan el vaciado y el ángulo de
salida, así como los nervios. Este ejemplo recorrerá los pasos para el agregado de ángulo
de salida, la creación de planos, el vaciado y la creación de nervios.
Etapas del proceso
Algunas etapas importantes del proceso de modelado de esta pieza se proporcionan en la
siguiente lista:
Ángulo de salida con un plano de referencia
El ángulo de salida puede definirse en relación con un plano y una dirección de referencia.
Cómo utilizar planos
Esta pieza contiene diversas operaciones alineadas a la línea constructiva de la pieza
misma. Un plano centrado se utiliza para localizar operaciones.
Vaciado
El vaciado es el proceso de eliminar material del interior de una pieza. Tiene la
opción de eliminar una o más caras de la pieza. Una operación Vaciado es un tipo de
operación aplicada.
Vaciado: Una operación Vaciado se utiliza para
“ahuecar” un sólido. Puede aplicar diferentes
espesores de pared a caras seleccionadas. Puede
seleccionar caras a eliminar. Orden de operaciones
La mayoría de las piezas plásticas tienen esquinas
redondeadas. Si agrega redondeos a las aristas antes
del vaciado y el radio de redondeo es mayor que el
espesor de pared, las esquinas interiores de la pieza
se redondearán automáticamente. El radio de las
esquinas interiores será igual al radio de redondeo
menos el espesor de pared. Esto puede aprovecharse
para eliminar la tediosa tarea de redondear las
esquinas interiores.
Si el espesor de pared es mayor que el radio de
redondeo, las esquinas interiores serán nítidas.
Insertar vaciado: El comando elimina las caras
seleccionadas y agrega espesor a otras para crear un
sólido de pared lámina. Puede crear múltiples espesores en el mismo comando de vaciado.
Selección de cara: El vaciado puede eliminar una o más caras del modelo o crear un lugar
vacío completamente encerrado.
Planos de referencia
El Asistente para planos puede utilizarse para crear una variedad de planos de referencia
utilizando una geometría diferente. Pueden utilizarse planos, caras, aristas, vértices,
superficies y geometría de croquis.
Nervios
La herramienta Nervio, Insertar, Operaciones, Nervio..., le permite crear nervios
utilizando una geometría de croquis mínima. La herramienta solicita el espesor, la
dirección del material de nervio, cuánto desea extender el
croquis si fuera necesario y si desea ángulo de salida.
Croquis de nervio: El croquis de nervio puede ser simple o
complejo. Puede ser tan simple como una sola línea
croquizada que forma la línea constructiva del nervio o
puede ser más elaborado. Según la naturaleza del croquis
de nervio, el nervio puede extruirse en forma paralela o
normal al plano del croquis. Los croquis simples pueden
extruirse en forma paralela o normal al plano del croquis.
Los croquis complejos sólo pueden extruirse en forma
normal al plano del croquis.
Insertar Nervio: Crea un nervio con la parte superior plana,
con o sin ángulo de salida. El nervio se basa en un contorno
croquizado que define la ruta del nervio. Se puede agregar
un redondeo completo para redondear el nervio.
Herramienta Nervio: Puede utilizarse para crear rápidamente nervios individuales o
múltiples. Con una geometría de croquis mínima, el nervio se crea entre las caras
delimitadoras del modelo.
Operaciones lámina: Crea revoluciones, extrusiones, barridos y recubrimientos con
paredes lámina de espesor constante.
Ángulo de salida
La herramienta Análisis de ángulo de salida es útil para determinar si la pieza tiene
un ángulo de salida suficiente como para ser eliminada del molde basado en un ángulo de
salida establecido.
Otras opciones de ángulo de salida
Hasta ahora hemos visto un método para crear operaciones con ángulo de salida. Hay
veces que este método no se aplica a su situación específica. Por ejemplo, por la manera
en que se realizó el modelado de la primera operación, no hay ningún ángulo de salida en
ella. Claramente, debe existir una manera de agregar ángulos de salida a las caras después
de crearlas.
Insertar ángulo de salida: Permite agregar ángulos de salida a caras del modelo con
respecto a un plano neutro o una línea de separación.
Ángulo de salida utilizando un plano neutro: El proceso de agregar ángulos de salida
requiere la selección de un Plano neutro y una o más Caras en las cuales aplicar el ángulo
de salida.
Cúpula
La herramienta Cúpula permite generar una superficie en forma de domo sobre
una o varias caras de un sólido. El programa SolidWorks ofrece diferentes posibilidades
para el uso de esta herramienta. Dependiendo de la geometría de la superficie a la cual se
va a generar la Cúpula podemos ver opciones de configuración, a continuación se
muestran ejemplos con sólidos sencillos de diferentes geometrías y el uso de la
herramienta Cúpula para cada uno de ellos:
1. Generamos un cilindro sencillo con una dimensión cualquiera.
2. En la barra de herramientas, pestaña Operaciones, seleccionamos la opción
Cúpula. SolidWorks desplegará un menú de opciones de configuración.
3. Las opciones para generar una Cúpula sobre un geometría circular son las
siguientes:
Caras para cúpula: Seleccionar una o más caras sobre un sólido.
Distancia: Configura un valor para la distancia a la que se expande la Cúpula.
Invertir dirección: Hacer clic para crear un Cúpula cóncava, SolidWorks por defecto
genera una convexa. Invertir dirección Activado (La flecha ubicada en el centro de
la superficie donde se generó la Cúpula indica la dirección de la misma):
Punto de restricción o Croquis: Se puede controlar la opción de cúpula
seleccionando un punto para restringir la forma de la misma. Al utilizar esta
herramienta se desactivará en el menú de opciones Distancia.
Dibujando la restricción sobre la cara donde se va a ubicar la Cúpula.
Dirección: Haciendo clic en esta opción, podemos definir la dirección a la cual va a
ir dirigida la Cúpula a generar, usando como referencia una arista del sólido o una
línea creada mediante un croquis.
4. Al seleccionar una cara sobre un sólido de forma cónica o cilíndrica, se generará
una nueva opción llamada Cúpula Elíptica, su forma es la mitad de un elipsoide,
donde se puede determinar la altura requerida por el dibujante.
5. Para un sólido con superficies poligonales, se podrán utilizar las opciones
anteriores, y en el menú aparecerá una nueva llamada Cúpula Continua. Esta
opción genera una pendiente uniforme de todos los lados del polígono, si se
desactiva, la pendiente subirá con respecto a las aristas del mismo.
- Cúpula Continua Activada:
- Cúpula Continua desactivada:
6. En la parte inferior del menú de opciones de Cúpula, se encuentra Vista Preliminar,
que generará una vista dependiendo de las opciones seleccionadas por diseñador
antes de dar por finalizado el proceso.
7. Finalmente haciendo clic en Aceptar para dar por finalizada la operación.
SIMETRIA
Crea una copia de una operación (o de múltiples operaciones), a las que se ha aplicado
simetría con respecto a una cara o un plano. Se puede seleccionar la operación o se
pueden seleccionar las caras de que se compone la operación.
Sólidos para hacer simetría: Seleccione un sólido en un modelo único o en una pieza
multicuerpo para crear una entidad de simetría.
Piezas multicuerpo: Aplique operaciones a una o varias piezas multicuerpo seleccionando
Matriz de geometría y utilizando Alcance de operación para elegir los sólidos a incluir en
la operación.
1. Inicie seleccionando el plano que desee y a continuación seleccione la herramienta
línea para crear el croquis.
2. Pase a elaborar el croquis con medidas de 50mmx80mm
3. Seleccione la herramienta de moldeo extruir, dándole así un volumen al croquis, es
decir creando un sólido.
4. Asigne un volumen de 20mm
5. Ponga unas líneas de construcción y un punto para crear en este un agujero.
6. Salga del croquis editado y diríjase a operaciones.
7. Después de haber creado el sólido haga clic en asistente para taladrado para
realizar un agujero en un solo lado del sólido.
8. Haga un agujero con las especificaciones de avellanado y con un diámetro de
10mm el cual penetrara en el punto previamente creado.
9. Dé clic en posiciones y a continuación en croquis 3D para seleccionar el punto
10. Después de darle clic al punto verá una pre visualización de cómo quedará el
nuevo agujero.
11. Haga clic en aceptar y tendrá un sólido con agujero.
Ahora inicie con la operación de simetría, lo previamente realizado era para
demostrar algunos tipos de simetría que se pueden aplicar en un sólido, estas simetrías
pueden ser fusionadas al sólido para que este se extienda, cambie su tamaño, etc., así
como también existe la simetría que puede ser aplicada desde una determinada distancia
al ser creado un nuevo plano. El primer ejemplo será el de cómo expandir un sólido con la
operación simetría.
Seleccione la operación simetría
En donde la opción que dice SIMETRIA DE CARA/PLANO seleccione la cara que
requiera copiar.
En la opción que dice que cual es el sólido que desee para hacer la simetría
seleccione cualquier parte del sólido para que se seleccione completamente y aparezca un
pre visualización de la nueva entidad que será creada.
Puede hacer uso de las herramientas fusionar sólidos para que estos sean como
“uno solo” deshabilitarla para que queden divididos. En este caso se van a fusionar. Esta
operación solo sirve cuando la simetría creada está unida al solido de lo contrario
presentara un error.
El segundo ejemplo es crear una simetría a través de un plano pero a 100mm del
solido creado. Para esto primero cree un plano dirigiéndose a la opción de GEOMETRIA DE
REFERENCIA/PLANO.
Seleccione plano y se desplegara la ventana de opciones de este, como se requiere
crear un nuevo plano, diríjase al panel de elementos donde todos los planos se
encuentran ubicados.
Cambie las opciones de la barra de herramientas para ubicar este plano de manera
paralela y a 100mm.
Haga clic en aceptar y el nuevo plano quedara creado.
Haga clic en la herramienta Simetría
En la opción de la barra de herramientas SIMETRIA DE CARA/PLANO
Seleccione el plano 1 (el creado anteriormente).
Ya que los elementos no quedaran unidos desactives la opción de fusionar sólidos.
→
En la opción de SOLIDOS PARA HACER SIMETRIA seleccione el sólido, se puede
notar ver que saldrá una copia preliminar del solido previamente creado pero en lado
opuesto, esto se debe a que esta función de simetría trabaja como si fuese un espejo.
Haga clic en aceptar y el sólido quedará creado por efecto de esta aplicación.
El tercer ejemplo trabaja de la misma manera que el anterior, pero este se enfatiza
en la selección de operaciones que fueron creadas en el sólido.
Se hará lo mismo que en el ejemplo pasado, se creará un plano en GEOMETRIA DE
REFERENCIA, el cual debe ser perpendicular inscrito en el sólido, es decir, si el sólido está
ubicado en el plano PLANO, su plano de perpendicularidad será EL PLANO FRONTAL o
ALZADO. A continuación de esto ponga una distancia que coincida con la mitad del sólido,
ósea si el sólido tiene 80mm de largo, deberá coincidir en 40mm.
Ahora inicies con la aplicación simetría.
En SIMETRIA DE CARA/PLANO seleccione el plano que creó.
Igualmente desactive la opción de FUSIONAR SOLIDOS.
→
Ahora en la opción de OPERACIONES PARA HACER SIMETRIA seleccione la operación que
desee crear al otro lado del plano, en este caso será el agujero avellanado.
Dé clic en aceptar y el sólido quedara terminado.