SUPERFÍCIES EM CATIA V5 – MODELAÇÃO DE UM GANCHO DE CARGA

o Funções a utilizar da workbench Generative Shape Design :

Loft

Extrude

Join

Split

Spline

Intersect

o Modelo inicial

Se tiver tempo e confiança, modele o gancho utilizando apenas as indicações dadas e o desenho cotado em anexo

O modelo GANCHO_INI.CATPart contém os sketches necessários para a modelação

o Estratégia de modelação

O gancho vai ser modelado inteiramente em superfícies, e no fim será transformado num sólido,

utilizando a função Close Surface .

A haste do gancho será uma superfície de extrusão .

A extremidade do gancho será uma calote esférica, criada com a função Sphere .

A parte principal será constituída por quatro Lofts . As superfícies exterior e interior do gancho serão definidas a partir das secções, e utilizando Splines como guias.

As partes laterais do gancho usarão as secções e as Splines, e serão tangentes às superfícies exterior e interior já definidas.

A função Join será utilizada para unir todas as superfícies principais num único elemento A parte prinicipal será unida à extremidade por um último Loft, tangente à esfera e ao Join principal. O

conjunto de todas as superfícies será unido por mais uma operação de Join.

o Planeamento

O planeamento da modelação é essencial para obter uma geometria organizada e fácil de modificar posteriormente. O tempo gasto no planeamento e organização é largamente compensado pelo tempo ganho quando for necessário modificar o modelo.

Se começar a modelação a partir do nada, crie primeiro o esboço da vista principal do gancho, seguido pelas secções. Para criar a primeira secção tem de definir o seu plano. Este é o plano definido pelos dois pontos de tangência da secção circular ao contorno do gancho, e pela direcção Z.

Uma vez os esboços concluídos, inicie a modelação criando a superfície de extrusão e a calote esférica. Seguidamente construa as superfícies interior e exterior. Construa uma superfície lateral e use a operação Symetry para criar a outra superfície Construa a superfície de conexão, una todas as superfícies e crie um sólido

o 1º passo – Superfície de extrusão Extrude

Active a função Extrude. Seleccione o sketch que contém a secção circular da haste como perfil, e o plano ou a direcção Y para definir a direcção. Experimente o menu contextual dos vários campos para se familiarizar com as opções à sua disposição.

Para definir os limites da superfície, abra o menu contextual da opção Limit 1 e seleccione Measure Item… Esta opção permite-lhe medir o comprimento de uma qualquer linha e inserir o valor no campo. Seleccione a linha vertical que define o comprimento da haste.

o 2º passo – Calote esférica Sphere

A calote esférica tem um raio de 7mm e o centro coincide com o arco de circunferência R7 definido no sketch da vista principal.

Como o sketch contém apenas um contorno fechado, não é possível seleccionar o arco de circunferência para criar um ponto no seu centro. A solução mais correcta em termos de metodologia de trabalho, mas algo deselegante, consiste em criar um novo sketch e nele definir o centro da esfera.

Na janela de diálogo defina o centro da esfera e o seu raio, e seleccione a opção para criar uma esfera completa!

Mantenha o seu modelo organizado. Dê nomes sugestvos às entidades que cria acedendo à opção Properties do menu contextual da entidade.

o 3ºpasso – Superfície interior do gancho

A superfície interior do gancho utiliza apenas algumas das curvas definidas nos sketches das secções. Como estes contém apenas um contorno fechado, não é possível selecciionar os elementos individualmente, pelo que temos novamente de criar esboços independentes para podermos escolher apenas os elementos que necessitamos.

Na primeira secção necessitamos de meia circunferência. Crie um novo Sketch e projecte a

circunferência utilizando a função Project 3D Elements . Seguidamente utilize a função Trim para cortar a circunferência. Assegure-se de que o sketch contém apenas o arco de circunferência como elemento Standard. Nomeie o sketch com um nome sugestivo.

Na segunda e terceira secções vamos necessitar dos três arcos de circunferência interiores. Crie um novo sketch para cada secção e projecte os arcos necessários..

Na quarta secção vamos precisar novamente de meia circunferência. Crie um sketch, projecte a circunferência e relimite-a conforme necessário.

Atribua aos sketches nomes sugestivos que os relacionem com as secções “mãe”, mas que permitam diferenciá-los facilmente. Utilize a opção Parent/Children do menu contextual para verificar as relações lógicas entre os elementos.

Finalizada a preparação das secções, é necessário criar duas curvas guia que unam os extremos das

secções. Para tal vamos utilizar a função Spline . A função Spline cria uma curva polinomial que respeita todos os constrangimentos impostos. No caso presente vamos exigir que a spline passe por todas as extremidades das secções e seja normal aos planos das secções nesses pontos. Para facilitar a selecção, coloque os sketches principais em Hide.

Active a função Spline . Seleccione o primeiro ponto, seguido do plano que define a normal. Se necessário inverta a normal seleccionando o vector que a representa. Seleccione alternadamente pontos e planos até completar a definição da spline. Seleccione OK para finalizar a função.

Utilize a função Symetry para duplicar a spline para o lado oposto do gancho.

Para melhorar a qualidade da superfície seria aconselhável utilizar parte do contorno da vista principal como guia. Crie um novo sketch e projecte os elementos necessários, relimitando-os conforme necessário. Certifique-se de que apenas os elementos do contorno são do tipo standard.

A função Loft cria superfícies por interpolação de secções, sendo estas a informação mínima necessária. É possível juntar mais informação à definição sob a forma de curvas guia, campos de tangência e spine. A capacidade de criar uma superfície com um mínimo de informação e depois alterá-la por adição de dados torna esta função uma das mais poderosas ferramentas de modelação.

Active a função Loft . Seleccione por ordem as secções, tendo em atenção o sentido dos vectores. Na secção adjacente à haste do gancho, seleccione a superfície extrudida após seleccionar a curva para especificar a direcção da tangente. Finalmente, seleccione as curvas guia, tendo em atenção que a ordem de selecção é dada pelo sentido dos vectores das secções. Confirme a criação com OK.

o 4º passo – Superfície exterior do gancho

A superfície exterior do gancho é construída de modo análogo à interior. Antes de iniciar este passo, coloque em Hide todos os elementos de que não vai necessitar, e em Show os sketches principais e os planos.

Na primeira secção, a que se encontra mais próximo da extremidade do gancho, vamos necessitar de um arco de circunferência com 80º. Crie um novo sketch, projecte os elementos necessários e relimite-os conforme necessário.

Na segunda e terceira secções seleccione apenas os arcos de circunferência exteriores. Crie um sketch novo para cada uma das secções. Não é necessário relimitar.

Na última secção, projecte a circunferência e reduza-a a um arco de 80º no exterior do gancho. Certifique-se sempre de que os elementos standard nos seus sketches são apenas os necessários para a tarefa a executar. Todos os restantes devem ser elementos de construção.

Crie a spline que serve de curva guia e duplique-a com a função Symetry de modo análogo ao feito no passo anterior. Não esquecer de definir as tangentes nos vários pontos.

Crie um novo sketch que irá conter a curva guia central. Projecte os elementos necessários e relimite-os. O modelo de arames está concluído.

Crie o Loft de modo análogo ao feito no passo anterior

o 5º passo – superfícies laterais

As superfícies laterais vão ser construídas de modo semelhante ao feito no 3º e 4º passos. Primeiro serão criados novos sketches contendo os elementos das secções principais necessários, tendo em conta que só é necessário construir uma das superfícies.

As curvas guia utilizadas são as duas splines definidas nos passos anteriores. Ao criar o loft tenha em atenção que a secção 4, anexa à haste do gancho, deverá ser tangente à superfície de extrusão, e de que ambas as curvas guia devem ter tangentes às superfícies anexas especificadas.

o 6ºpasso – superfície de conexão com a esfera

Vamos começar por juntar as superfícies já concluídas com a operação

Join . Esta operação permite juntar várias superfícies numa “pele”, tornando-as assim numa unidade mais fácil de utilizar. Permite ainda analisar a pele criada, detectando imperfeições no seu seio. Seleccione todas as superfícies do modelo, excepto a esfera.

Seguidamente temos de cortar a esfera, deixando apenas a porção que nos interessa. Para isso temos de construir um plano de corte que passe pelos dois extremos do arco de circunferência. Crie um novo sketch com uma linha unindo os dois pontos. Crie um plano por duas linhas: seleccione o sketch como primeira linha, e seleccione o eixo Z no menu contextual da segunda linha.

Corte a esfera pelo plano usando a função Split . A função Split, bem como a função Join, funciona tanto com superfícies como com curvas. Seleccione a esfera no campo Element to cut, e o plano em Cutting elements. Se necessário, inverta o lado a apagar utilizando o botão Other side.

Para criar o loft já só necessitamos de contornos para as secções. Do lado do gancho podemos utilizar o sketch principal da 1ª secção. Do lado da calote esférica temos de criar uma curva de fronteira utilizando a

função Boundary , ou a intersecção da calote com o plano com a

função Intersect .

Defina um novo loft usando apenas as duas secções e condições de tangência. Como a superfície é relativamente pequena, as condições impostas são suficientes. Tenha em atenção que os Closing points de ambas as secções devem estar alinhados, senão a superfície ficará torcida. Se não estiverem alinhados, seleccione um dos pontos e, no menu contextual, seleccione a opção Edit Closing Point e reposicione o ponto.

O modelo está praticamente concluído. Utilize novamente a função Join para juntar todos os componentes. Coloque em Hide todos os elementos de construção.

Active a workbench Part Design e crie um sólido utilizando a

função Close Surface .

Aplique um material ao sólido com a função Aplly Material . Escolha o material Iron.

Visualize o sólido com as propriedades do material. Através do menu View + Render Style + Customize View active a opção Materials. Seguidamente active

a opção Customized View .

Utilize a função Measure Inertia para calcular as propriedades inerciais da peça. Guarde o resultado para posterior utilização.

Salve o modelo. O exercício está concluído.