SOLIDWORKS 2010 NIVEL II_manual.pdf

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Facultad de Mecánica de Fluidos

SOLIDWORKS NIVEL II

I.

INFORMACION GENERAL a. Código del curso b. Carrera Técnica c. Pre-requisito d. Software a utilizar e. Duración f. No. de horas por semana g. Dirigido a

Manejo básico de SolidWorks. SolidWorks 2010 20 horas 5 El curso va dirigido tanto a profesionales y técnicos que necesiten conocer las herramientas avanzadas que dispone el programa así como a estudiantes.

II.

SUMILLA SolidWorks es el software estándar de diseño mecánico en 3D. SolidWorks ofrece un valor y un rendimiento únicos, es líder en innovación y posee la mayor comunidad de usuarios. Ningún otro sistema de CAD permite diseñar productos de forma tan rápida y precisa.

III.

OBJETIVO El curso se orienta a características avanzadas tales como superficies, diseño de chapas, uso de piezas soldadas, que usualmente no se tocan en un curso básico.

IV.

METODOLOGIA Se tendrán clases del tipo teórico desarrollados y prácticas al final de clase

SolidWorks 2010 Nivel II

1

práctico,

mediante

ejemplos



V.

INDICE

1. 2. 3. 4. 5.

SUPERFICIES PIEZAS SOLDADAS CHAPA METÁLICA INTRODUCCION AL DISEÑO DE MOLDES TABLAS DE DISEÑO


2

4 33 68 100 111



1. SUPERFICIES 1.1

Introducción a superficies

Las superficies son un tipo de geometría sin espesor que se puede usar para:   

Crear sólidos que tengan superficies como límites. Partir sólidos con superficies de corte. Construir nuevas superficies.

Muchas veces se emplean sólidos de modo casi exclusivo para realizar el modelamiento de piezas, sin embargo en ocasiones es necesario el uso de superficies para realizar partes complejas, tarea que sería más difícil con sólidos. Las superficies tienen la ventaja de que al no contener espesor, no es necesario preocuparse por el volumen de la pieza, permitiendo concentrarse inicialmente sólo en la forma externa. Sumado a ello las superficies se pueden usar para partir sólidos y así tener diversas partes derivadas de una parte principal, como si se tratara de un rompecabezas. Esto es usado en los ensambles de plásticos como por ejemplo la carcasa de un equipo o de un mouse. Es posible darle un volumen o espesor a las superficies y convertirlas en sólidos, pues así se pueden extraer propiedades físicas como masa o centro de gravedad. También se pueden convertir superficies que formen un volumen cerrado en un sólido. También se puede convertir caras de sólidos en superficies. Usualmente las herramientas de superficies no están disponibles inicialmente en SolidWorks, así que es necesario visualizar su barra de herramientas. Ello se hace por medio del menú Ver / Barras de Herramientas / Superficies. Los comandos de superficies también están disponibles en el menú Insertar / Superficie. Para activar la barra Superficies, haga clic derecho en cualquier nombre de pestaña y active Superficie.


3



Para la generación de superficies complejas a menudo es necesario el uso de splines, las cuales son curvas polinomiales, que se definen por sus puntos pasantes y en ocasiones también por la información de tangencia en aquellos puntos. Estas splines pueden ser 2D o 3D dependiendo de si sus puntos pasantes están todos en un plano o no. Se comenzará con el uso de splines 2D, 3D y luego superficies.

1.2

Splines 2D

EJEMPLO 1

1.

Nueva pieza. Cree una nueva pieza, y en el plano Alzado cree un croquis. Use el comando Spline de la barra croquis. El comando solicita los puntos pasantes que se obtienen al hacer clic en la pantalla.

Para salir de Spline presione la tecla Esc.


4



Luego se pueden acotar y/o añadir relaciones a los puntos pasantes:

2. Añadir tangencia. Aun cuando el croquis está completamente definido se puede alterar la geometría de la spline añadiendo información de tangencia en cualquiera de sus puntos pasantes. Para ello croquice las líneas constructivas:


5



Agregue las relaciones Tangente entre las líneas constructivas y la spline.

1.3

Extruir Superficie

3. Superficie extruida. Use el comando Extruir superficie de la barra Superficie y extruya 30mm hacia adelante.


6



4. Guarde su pieza. 1.4

Splines 3D

EJEMPLO 2 1.

Spline 3D. Se encuentran en los croquis 3D. Los croquis 3D se usan para dibujar entidades que no están necesariamente en un plano, sino en cualquier parte o punto del espacio. Se pueden croquizar líneas, líneas constructivas, arcos, splines en 3D. Estas herramientas están en la barra croquis / Croquis 3D. En este ejemplo se creará una Spline 3D como trayecto para un barrido: Cree un croquis 3D y dibuje una línea como se indica, aparece un puntero con el nombre del plano en el cual se va a croquizar:


7



Dibuje la siguiente línea, para cambiar de plano pulse la tecla Tab antes de dibujar la siguiente línea:

Acote como se indica:


8



Ahora dibuje una spline que pase por los puntos indicados:

2.

Perfil. Cierre el croquis 3D y cree un croquis 2D (o simplemente croquis) en el plano Planta, dibujando el círculo indicado:

3.

Barrido. Ahora cierre el croquis y use el comando Barrer superficie para crear un barrido con el círculo como Perfil y la spline3D como Trayecto:


9



Comandos de Superficies Exploraremos los comandos de superficies mediante ejemplos. EJEMPLO 3

1.5 1.

Revolución de superficie Croquis base. Croquice en el plano Alzado.


10



2.

Revolución. Se puede crear una superficie de revolución alrededor de un eje, el cual puede ser una línea constructiva. Use el comando Revolución de superficie seleccionando la línea constructiva horizontal como eje de revolución.

EJEMPLO 4

1.6 3.

Recubrir Superficie Croquice lo siguiente en el plano de planta:


11



Y esto en el plano Vista Lateral:

Ahora use el comando Recubrir Superficie para unir ambos perfiles mediante una superficie:


12



Observe la forma que adquiere la superficie cerca de los perfiles, se puede indicar a SolidWorks que la superficie sea normal a los perfiles seleccionando la opción Normal al perfil en Restricciones Inicial / Final. La restricción Inicial se refiere al primer croquis seleccionado y la final al último:


13



1.7 4.

Simetría de Superficies Use el comando Simetría de la barra Operaciones. Use el plano Vista Lateral como plano de simetría y seleccione la superficie dentro del cuadro Sólidos para hacer simetría.


14



5.

Genere otra simetría. Use el comando Simetría, seleccione el plano Planta como plano de simetría y las superficies dentro del cuadro Sólidos para hacer simetría.


15



1.8 6.

1.9

Coser superficie Coser superficie. Este comando une las superficies para crear una sola superficie o opcionalmente un sólido en caso de que las superficies formen un volumen cerrado. Seleccione el comando Coser superficie, seleccione todas las superficies y la opción Probar a formar el sólido para crear un sólido a partir de las superficies.

Agregar Texto


16



7. Texto en planta. Cree un croquis en el plano de planta. Croquice lo siguiente

Use el comando Texto y escriba un texto


17



Seleccione la línea constructiva vertical como Curva guía. De ser necesario active los botones Activar horizontal o vertical.


18



Desactive el cuadro Utilizar fuente del documento, de clic en el botón Fuente y de un tamaño de 48 Puntos. Acepte el comando.

8. Cortar extruir. Use el comando Extruir corte con equidistancia de 22, corte por todo hacia arriba. Salve la pieza.

EJEMPLO 5


19



1.

Plano paralelo a Alzado. Cree un plano paralelo a Alzado, a 50mm adelante.

2. Curva Guía1. Croquice lo siguiente en Alzado.

3. Curva Guía2. Croquice lo siguiente en Plano1


20



4. Perfil1. Croquice lo siguiente en Vista lateral. (spline de 2 puntos)

5. Perfil2. Croquice lo siguiente en Planta. (spline de 2 puntos)

6. Recubrir. Use el comando Recubrir superficie usando el perfil 1 y 2 como perfiles y las curvas guía 1 y 2 como curvas guía. En restricciones inicial/final use Normal al perfil.


21



7. Simetrías. Haga simetrías para obtener:


22



8. Croquis para recortar. Croquice esto en Planta:

1.10 Recortar superficie 9. Recortar con croquis. Use el comando Recortar superficie, active Eliminar selecciones y seleccione las caras del agujero superior


23



10. Coser superficie. Use el comando Coser superficie, seleccione las cuatro superficies.

1.11 Dar espesor 11. Dar espesor. Use el comando Dar espesor, seleccione la superficie, de un espesor de 2mm hacia adentro. Guarde la pieza.


24



EJEMPLO 6

1.12 Superficie plana 1.

Se puede crear una superficie plana a partir de croquis o aristas. Croquice esto en el Plano Planta

2.

Superficie Plana. Use el comando Superficie Plana


25



1.13 Recortar superficie 3.

Se usa este comando para cortar superficies teniendo como herramientas de corte otras superficies. En base al ejemplo anterior extruya una superficie como se muestra:

Observe que se ha creado una nueva superficie que aparece en el Feature Manger dentro de la carpeta Conjuntos de superficies.


26



Ahora usaremos el comando Recortar superficie para agujerear la superficie plana, haga clic sobre el comando, y escoja:

Tipo de Recorte: Simultáneo. Esto es para cortar con todas las superficies seleccionadas:

En Superficies: escoja las dos superficies Active la opción eliminar selecciones, active el rectángulo rosado de selección y seleccione la base del cilindro, como se muestra:


27



El resultado debería ser éste:

1.14 Coser superficie Coser superficie se usa para unir entre sí dos ó más superficies para formar una superficie única. Esto se usa porque en ocasiones así es requerido por algunos comandos como el comando Redondeo. Antes de usar el comando Coser superficie, intente usar el comando Redondeo en la arista indicada:


28



No es posible seleccionarla, pues es el límite entre dos superficies. Es necesario coser ambas superficies antes de hacer un redondeo. Para ello vaya al comando Coser superficie y seleccione ambas superficies:

La opción Probar formar el sólido sirve para crear un sólido en caso de que las superficies formen un contorno cerrado. En este caso no es así, acepte la operación y observe que en la carpeta de superficies aparece una sola superficie con el nombre “Superficie-Coser1”. Ahora proceda a hacer el redondeo en la arista indicada:


29



1.15 Rellenar superficie Sirve para crear una superficie que rellena aristas, croquis o curvas, es parecido al comando, superficie plana, con la diferencia que Rellenar superficie puede crear superficies curvas. En el ejemplo anterior, seleccione la arista redonda indicada para tapar la parte superior de la superficie, active la opción Fusionar resultado para unir la nueva superficie de relleno con la anterior.


30



1.16 Equidistanciar superficie Con este comando se pueden crear superficies paralelas a otras superficies o caras de sólidos, seleccione todas las caras y cree una superficie paralela a 5mm al interior.


31




32



2. PIEZAS SOLDADAS 2.1 Introducción Una pieza soldada es un conjunto de partes soldadas entre sí. Aunque es posible usar un ensamblaje, se preferirá usar una pieza multicuerpo por la comodidad de tener todos los elementos en un solo archivo de pieza, con cada miembro estructural modelado como un sólido. Una pieza multicuerpo es aquella que contiene más de un sólido dentro de una pieza. Cuando se crea una pieza soldada se pueden ejecutar las siguientes operaciones:    

Insertar miembros estructurales, cartelas, tapas y cordones de soldadura. Usar herramientas de recorte para eliminar intersecciones entre miembros estructurales. Manejar listar de cortes. Agrupar cuerpos como subpiezas soldadas. La barra de herramientas Piezas soldadas

Esta barra está disponible en el menú Ver / Barras de herramientas

/ Piezas soldadas.

También es posible agregar esta barra al Administrador de comandos. Para ello haga clic derecho en cualquiera de sus pestañas y escoja Piezas soldadas.


33



La barra Piezas soldadas en el Administrador de comandos.

2.2 Miembro estructural Ahora vamos a comenzar con un ejemplo.

1



Cree los siguientes planos: Un plano paralelo a Alzado a 500mm hacia delante:



Un plano paralelo a Planta, 7500mm hacia arriba:



Y uno paralelo a Planta, 150mm arriba:


34



2 Croquice lo siguiente: 

En Plano1:



En Plano2:



En Plano3:


35



3 Haga clic en Miembro Estructural Esta operación necesita segmentos de croquis 2D o 3D. El perfil que se usa en cada miembro estructural se extrae de un archivo llamado Perfil de pieza soldada, SolidWorks ofrece algunos perfiles por defecto. Seleccione lo siguiente:   

En Estándar elija ISO. En Tipo elija Tubo cuadrado En Tamaño elija 80 x 80 x 5.

4 Seleccione las líneas:


36



5 Aplicar un tratamiento de esquinas: SolidWorks puede aplicar 3 tipos de tratamiento de esquinas. Acérquese a una esquina y aplique las opciones de la parte Configuración:

Estas son las opciones:

Extremo a Inglete


Extremo a Tope 1

Extremo a Tope 2

37



Explore las opciones y seleccione Extremo a inglete.

Si desea cambiar el tratamiento de esquinas a sólo una de ellas, haga clic sobre una y seleccione una opción: Hacer un tratamiento de esquinas personalizado

6 Ubicar el perfil: Por defecto el croquis perfil es ubicado con su origen coincidente con el trayecto. El perfil se puede localizar con el botón Ubicar perfil. Haga clic en Ubicar perfil y seleccione el punto indicado:

El miembro estructural debe quedar abajo y al interior del croquis

7 Acepte la operación:


38



8 Añadir miembros estructurales Use la operación Miembro estructural y seleccione la línea indicada para construir una pata, la cual debe quedar al interior del croquis. Las selecciones de Estándar, tipo y tamaño son los mismos.

Acepte la operación anterior y agregue más miembros estructurales. Seleccione las siguientes líneas. El miembro estructural debe quedar arriba y adentro de Croquis3. Acepte la operación y oculte todos los croquis.


39



Este debe ser el resultado:

2.3 Añadir elementos no estructurales Se pueden agregar sólidos a una pieza soldada al igual que en cualquier otra pieza.

9 Construya una placa: Croquice lo siguiente en el plano Planta:


40



10 Extruya hacia abajo 10mm

2.4 Cordón de redondeo Se pueden agregar soldaduras a una pieza soldada. Las soldaduras entran en el cálculo de la masa y el centro de gravedad de una pieza.

11 Agregar un cordón de redondeo Haga clic en la operación Cordón de redondeo. Seleccione:


41



   

Tipo de cordón: longitud completa. Tamaño de cordón: 6mm Propagación tangente Las siguientes caras:

Conjunto de caras 1

Conjunto de caras 2

Debe obtener esto:


42



12 Usar simetrías  

Haga clic en Simetría en la barra Operaciones. Seleccione lo siguiente: El plano Vista lateral en Simetría de cara/plano Los sólidos de la pata, la base de la pata y la soldadura en Conjunto de sólidos/superficies para hacer simetría.

13 Más simetrías Haga una simetría de los sólidos anteriores (6) respecto al plano Alzado


43



2.5 Cartelas Las cartelas son refuerzos que se añaden a las piezas soldadas. SolidWorks proporciona dos tipos de cartelas de acuerdo al perfil:

Perfil poligonal

Perfil triangular

Asimismo las cartelas se pueden ubicar de la siguiente manera:


44



Punto inicial

Punto medio

14 Añadir cartelas Haga clic en Cartela, configure los siguientes valores: 

Caras

   

d1 = 150mm, d2 = 150mm, d3=20mm, a=45 Espesor en ambos lados. T1 = 5mm Ubicación en Punto medio.


45

Punto final



15 Simetrías Complete con simetrías:

2.6 Recortar / Extender


46



Aunque es posible recortar las intersecciones con el comando Cortar-Extruir, es más fácil hacerlo con el comando Recortar/Extender

16 Recortar intersecciones Haga clic en el comando el comando Recortar/Extender

, seleccione lo siguiente:

 

Tipo de esquina: Extremo recortado Sólidos a recortar: los indicados

 

Límite de recorte: Cara plana. Cara / Sólidos: las 8 caras seleccionadas. Observe la posición de las flechas, indican que lados de los sólidos a recortar van a permanecer en la pieza. Los lados opuestos se recortan.



Acepte la operación.


47



17 Otro recorte  

Haga clic nuevamente en el comando Recortar/Extender Tipo de esquina: Extremo recortado Sólidos a recortar: los indicados

 

Límite de recorte: Cara plana. Cara / Sólidos: la cara seleccionada (cara inferior)


48

y seleccione lo siguiente:





Clic en OK

2.7 Perfiles personalizados Se pueden crear perfiles personalizados. Ello se hace en un croquis por separado de la pieza en la que se está trabajando. En este ejemplo se va a crear un perfil rectangular de 120 x 80 x 4mm.

18 Cree una nueva pieza. Inserte un croquis en el plano Alzado y Croquice lo siguiente:


49



Observe que se han añadido puntos en los puntos medios de cada línea exterior, los puntos en las esquinas se han añadido automáticamente con el comando Redondeo de croquis. Agregue cualquier punto si faltase. Estos puntos junto con el Origen servirán para ubicar el perfil en la pieza soldada.

19 Guarde su pieza    

En Nombre escriba 120 x 80 x 4. En Tipo elija: Lib Feat Part (*.sldlfp) En Descripción escriba “Tubo rectangular 120 x 80 x 4mm”. Guárdelo en el directorio: …\SolidWorks\SolidWorks\data\weldment profiles\iso\rectangular tube

Al salvar el archivo puede aparecer la siguiente ventana, haga clic en No


50



20 Agregar el croquis a la biblioteca De clic derecho en Croquis1 y elija Agregar a la biblioteca. Salve el archivo. Guarde el archivo de pieza soldada como Mesa.sldprt

21 Croquis en la pieza soldada Dibuje una línea en la cara indicada:


51



22 Crear el miembro estructural     

Cierre el croquis y use el comando Miembro estructural: En estándar elija ISO En tipo elija tubo rectangular En tamaño elija 120 x 80 x 4 En segmentos de trayecto seleccione la línea recientemente creada Ubique el perfil como se muestra.

1 2 3 4


52



2.8 Tapa en extremos 23 Crear una tapa Haga clic en Tapa en extremos   

En Cara la cara abierta del tubo rectangular En Espesor 5mm Active Utilizar relación de espesor (0.5) y esquina de chaflán (5mm)

24 Simetría Use Simetría para tapar el otro extremo tubo. Guarde su trabajo.

del

2.9 Croquis 3D En un croquis 3D no es necesario contar con un plano o cara plana donde croquizar. Esto facilita la tarea en algunas operaciones, especialmente en piezas soldadas, donde los miembros no están necesariamente en un plano. Veamos esto con un ejemplo.

1

Ejemplo 2

Creación de un croquis 3D

En una nueva pieza haga clic en croquis 3D de la barra de Piezas soldadas o de la barra Croquis. Active Ver/Relaciones de Croquis si no está activo y use una vista Isométrica.

2 Cree una línea Haga clic en el comando Línea aparece un Asa de espacio:

Las letras XY indican que la línea estará en el plano XY o en uno paralelo a éste. Presione Tab hasta que aparezca el asa YZ.


53



Dibuje las líneas

Deben aparecer las relaciones A lo largo de Y y A lo largo de Z. Estas relaciones hacen que las líneas se fijen en direcciones paralelas a Y y Z respectivamente,

3 Centrar el croquis Ahora croquice estas líneas constructivas:

Seleccione las 2 líneas constructivas y agregue las relaciones A lo largo de Z e Igual.

4 Agregar cotas Acote como se indica (550 y 600) y luego agregue el redondeo con el comando Redondeo de croquis


54



5 Crear un plano Es posible crear planos desde dentro de Croquis3D. Haga clic en el comando Plano Seleccione lo siguiente:   

.

El plano Vista lateral como Primera referencia La línea indicada como segunda referencia Escriba 60 para ángulo. Si es necesario active Invertir dirección para que el plano tome la dirección indicada.


55



6 Croquizar en el plano Croquice lo siguiente, agregue una relación A lo largo de Y para la línea de 50mm.


56



7 Acote entre un punto y un plano 

Con el comando Cota inteligente seleccione: El punto indicado



El plano Planta

De un valor de 200. Para salir del plano, haga doble clic en cualquier área libre, el croquis debe quedar completamente definido.


57



8 Croquice una línea entre las dos líneas verticales, a lo largo de Z

9 Croquice una línea

10 Hacer que una línea sea paralela a un plano Seleccione la última línea y el plano Planta, añada la relación Paralela


58



11 Acote La cota de 500mm es con el plano Alzado

12 Croquizar una línea vertical Croquice la línea y agregue la relación A lo largo de Y. El croquis debe quedar completamente definido. Guarde su trabajo y salga del croquis


59



13 Insertar tubos redondos     

Insertar un miembro estructural Use el comando Miembro estructural En estándar elija ansi pulgada En Tipo elija tubería En tamaño elija 1.0 sch 40 Seleccione los segmentos mostrados



Active Fusionar sólidos creados con segmentos de arco.


60



14 Insertar más miembros estructurales Agregue estos miembros estructurales, en operaciones por separado:

Agregue estos tubos de tamaño 0.5 sch 40


61



2.10

Recortar / Extender con sólidos

15 Recorte los tubos Haga clic en Recortar / Extender

 

Tipo de esquina: extremo recortado Sólidos a recortar: los indicados

 

Límite de recorte: Sólidos Cara/sólidos: el indicado


con las siguientes opciones:

62



16 Más recortes  

Use Recortar / Extender con las siguientes opciones: Tipo de esquina: extremo recortado Sólidos a recortar: los indicados

 

Límite de recorte: Sólidos Cara/sólidos: el indicado


63



17 Agregar agujero Haga visible el croquis3D y croquice lo siguiente en el plano de Planta:

Use Extruir corte para hacer el agujero.

18 Simetrías Use Simetría de sólidos para obtener:


64



19 Cree un plano para el tablero Use el comando Plano, seleccione el vértice indicado

Y el plano Planta:


65



20 Croquice un tablero En el plano recientemente creado croquice:

21 Extrusión Extruya 18mm hacia arriba, en la figura se ha agregado la textura Madera/pino al tablero. Guarde su trabajo.


66




67



3. CHAPA METALICA OBJETIVOS Tras completar el capitulo, será capaz de:

-

Crear una pieza de chapa con dobleces.

-

Añadir pestañas a la chapa.

-

Usar el Asistente para taladros de SolidWorks.

-

Obtener la chapa plana a partir de la chapa en 3D.

-

Usar un sólido como punto de partida para la creación de una chapa.

-

Establecer la chapa lista para el corte.

En este capítulo se van a diseñar piezas hechas en chapa o plancha de metal. SolidWorks dispone de comandos para facilitar la obtención de estas piezas. Cuando se hacen piezas en chapa metálica debe tenerse en cuenta que lo más importante es obtener la pieza desdoblada, pues así se puede llevar al corte y ser dimensionada. En SolidWorks también es posible partir de un sólido con la forma de la chapa y convertirla en una pieza de chapa.

3.1 Radio de pliegue y fibra neutra de pliegue. El radio de pliegue es el radio interno que queda luego de la operación de doblado. Depende del punzón de doblado, del espesor de la plancha, la velocidad de la operación. Por lo cual se aconseja medir este radio en una plancha ya doblada. Usualmente el radio de doblado debe ser como mínimo igual al espesor de la plancha. La fibra neutra de pliegue es la fibra cuya longitud no se altera luego del doblado. De esta manera conociendo la posición de la fibra neutra de pliegue es posible conocer la longitud final de la pieza doblada. En la figura siguiente el radio de pliegue es el radio R y la fibra neutra de pliegue está en línea punteada.


68



La longitud de la fibra neutra de pliegue se puede calcular por la expresión L = A +B + S S = ALFA * pi * R1 / 180 , (α en grados) R1 = R + k * T La constante k depende del radio de pliegue y del material. Para materiales como el acero k está entre 0.3-0.5. La tabla a continuación muestra la relación entre el radio de pliegue y el factor k R(mm)

k

0,2 0,5 1 2 3 4 5

0.347 0,387 0.421 0.451 0.465 0.470 0.478

10

0.487

Por ejemplo para: A = B = 20mm ALFA = 45° t = 1mm R = 2mm


69



De la tabla anterior se tiene k = 0.451. De lo cual: R1 = 2 + 0.451 * 1 = 2.451mm S = 45 * 3.14 * 2.451 / 180 = 1.93mm L = 20 + 20 + 1.93 = 41.93mm Entonces se necesita una plancha de 41.93mm de largo para conseguir ese doblado. Muchas veces se elije k = 0.5 como una buena aproximación. Barra chapa metálica Para activar la barra Chapa metálica, de clic derecho en cualquier nombre de pestaña y active Chapa metálica.

Comenzaremos con algunos comandos básicos mediante un ejemplo. EJEMPLO 8

3.2 Brida base La operación Brida base es la primera operación a crear en una pieza de chapa metálica, contiene la chapa a partir de la cual se pueden añadir dobleces, agujeros u otras operaciones de chapa. En SolidWorks se usa un croquis para iniciar una Brida base. En una nueva pieza muestre la barra de herramientas de chapa metálica y cree una Brida base. 1. Croquis base. Dibuje el siguiente croquis:


70



Este croquis contiene la sección transversal de la chapa. Cuando el croquis es abierto como en este caso, SolidWorks interpreta que es una sección transversal, si es cerrado la chapa se dibujará plana con la misma forma que el croquis. 2. Brida base. Use el comando Brida base / Pestaña. Escriba 100mm en D1, esta es la profundidad de la chapa. El espesor es 1/16in, configure el espesor para adentro, haciendo clic en el checkbox Invertir dirección si es necesario.


71



Debajo de Invertir dirección está el cuadro Radio de pliegue, aquí se puede configurar el radio interno que tendrán los pliegues. SolidWorks siempre añade radios en los pliegues, no es posible generar pliegues 100% rectos, esto concuerda con las chapas dobladas reales. Escriba 1/16in como radio de pliegue. El factor k es 0.5.

3.3 Brida de arista Este comando sirve para agregar pestañas seleccionando aristas y configurando el espesor. 3. Brida de arista. Use el comando Brida de arista. Seleccione la arista indicada y haga clic en la parte derecha para ubicar la pestaña. El ángulo es 90°, la Longitud de 10mm, seleccione el botón Intersección virtual externa, Material Interior.


72



Seleccione además las aristas indicadas (internas) y acepte la operación.


73



4. Editar Brida de arista. Aparece un sobrante en cada esquina:

Para corregir esto edite la operación Brida de arista y active la opción Recortar pliegues de lados. Active también Equidistanciar, observe el efecto y desactívelo. Acepte la operación.


74



Aparece la cara a inglete o brida, observe que tiene la forma del croquis y que está sobre la arista seleccionada anteriormente. Además hay opciones para la generación de la brida bajo el título Posición de la brida. Se muestran el efecto de estas opciones desde una vista de abajo:

Material interior

Material Exterior

5. Brida de arista. Repita la operación Brida de arista al otro lado.

3.4 Pestaña


75

Pliegue exterior



6. Pestaña. Vamos a crear una pestaña en la cara posterior de la pieza, para ello vaya al comando Brida base / pestaña y seleccione la cara posterior:

Croquice el rectángulo centrado:


76



Cierre el croquis:

3.5 Pliegue croquizado 7. Agregar un pliegue croquizado. Con la pestaña creada vamos a doblarla en ángulo recto hacia adentro, para ello vaya al comando Pliegue croquizado, y seleccione la cara indicada:


77



Dibuje el croquis:

Cierre el croquis y selecciona la zona indicada por el cursor, esta es la parte de la cara que estará fija cuando se haga la doblez:


78



Ahora en propiedades de Pliegue croquizado seleccione Pliegue exterior y 90º, la flecha que aparece en la línea de doblez debe apuntar hacia adentro, si no es así invierta su dirección. Debe obtener la siguiente doblez:

3.6 Asistente para taladros 8. Agregar Taladro. Preseleccione la cara indicada


79



Vaya a la pestaña operaciones / Asistente para taladro. Cambie las opciones por aquellas que aparecen en la figura. Observe que el diámetro del agujero será 4.5mm, lo suficiente para que por allí pase un perno de diámetro 4mm (M4), también en Condición final se ha escogido la opción Hasta el siguiente para taladrar solo el espesor de pared de la chapa:


80



Vaya a la pestaña Posiciones, ubíquese en la Vista Inferior, agregue otro punto.

Agregue las líneas constructivas y cotas:


81



Acepte la operación:

3.7 Cortes en pliegue 9. Croquice lo siguiente en la cara superior de la pieza.


82



10. Haga un corte Por todo.

3.8 Chapa desplegada 11. De clic en el botón Desplegar.


83



Observe el agujero. Si se desea un agujero redondo, el corte debe hacerse con la chapa plana y no doblada. El corte no puede hacerse en esta Vista desplegada. Para hacerlo se debe usar los comandos Desdoblar y Doblar. Para salir de la vista desplegada de clic de nuevo en Desplegar.

3.9 Desdoblar 12. Desdoblar. Vaya al comando Desdoblar, seleccione la cara superior y de clic en Incluir todos los pliegues.


84



13. Corte. Croquice lo siguiente y corte por todo


85



3.10 Doblar 14. Doblar. Use el comando Doblar, de clic en Incluir todos los pliegues y acepte la operación.


86



Observe la diferencia en los agujeros, uno fue hecho en la Vista 3D y otro en la Vista 2D con Desdoblar y Doblar. Siempre que se quiera hacer agujeros, ranuras, pestañas en una Vista 2D se debe usar Desdoblar, la(s) operación(es) a añadir y Doblar.

3.11 Romper esquinas / recortar esquinas. 15. Agregar una esquina. Use el comando Romper esquinas / recortar esquinas. Seleccione Chaflán, 5mm, la cara y las aristas indicadas.


87



Observe el resultado y acepte.

16. Guarde su pieza.

EJEMPLO 9


88



En el siguiente ejemplo vamos a usar las operaciones Brida base y Cara a inglete de un modo ligeramente diferente: 17. Croquis base. Cree el siguiente croquis en el plano de Planta y usa la operación Brida base para crear la chapa con un espesor de 1.5mm:

3.12 Caras a Inglete 18. Caras a Inglete. Ahora cree una operación de Caras a inglete, seleccione la arista indicada (arista inferior):


89



19. Croquis. Dibuje lo siguiente:

20. Caras a inglete. Cierre el croquis y seleccione las tres aristas del rectángulo que faltan para generar esto:


90



Acepte la operación, debe obtener esto:

3.13 Creación de una chapa desde un sólido Es posible crear una chapa desde un sólido, para ello el sólido debe tener un espesor uniforme y se debe decir al programa donde ubicar las rasgaduras si la chapa lo necesita. Vamos a explorar esto mediante un ejemplo: EJEMPLO 10 21. Extruya la siguiente figura, la altura de extrusión es de 25mm:


91



22. Vaciado. Haga un vaciado con espesor de pared de 1/16in

23. Insertar pliegues. Ahora vaya al comando Insertar Pliegues:

Seleccione la base como cara fija, esta es la cara que no se moverá cuando se despliegue la chapa.


92



Seleccione las aristas laterales (pueden ser las internas o externas) indicadas como

aristas para rasgar:

Aparecen unas flechas amarillas en las aristas, estas flechas indican cómo se va a realizar el desgarro, para cambiar estas flechas seleccione la arista en el cuadro de Parámetros de rasgadura) y haga clic en el botón Cambiar dirección. Cambie estas flechas como se muestra y acepte la operación:


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Observe la relación entre las flechas amarillas y la forma en que se ha creado el desgarro:

La pieza de chapa metálica ya se ha creado:


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24. Añadir pestañas. Usando el comando Brida de arista genere las pestañas de 10mm


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25. Guarde la pieza.

3.14 Plegue recubierto Se usan para generar una chapa entre un par de perfiles, estos perfiles no deben tener esquinas en ángulo, si lo tuvieran es necesario darles un redondeo. Además deben ser contornos abiertos, los perfiles pueden estar en planos que no son necesariamente paralelos. Veremos esto con un ejemplo: EJEMPLO 11 1. Perfil1. Croquice esto en el plano de Planta:

2. Perfil2. Y esto en un plano paralelo al plano de Planta, 80mm arriba. Al acabar el croquis ciérrelo.


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3. Pliegue recubierto. Note que ambos croquis son abiertos y no contienen filos, ahora llame al comando Pliegue recubierto, seleccione ambos croquis y establezca un espesor de pared de 1/16in hacia dentro:

Con esto la chapa desplegada debería lucir así:


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3.15 Estableciendo la chapa lista para el corte Para cortar la chapa muchas veces es necesario entregar nuestro dibujo a un proveedor externo a fin de que haga el corte, es frecuente que se use el formato dwg de AutoCAD para intercambiar archivos, pues este formato es de amplio uso. Vamos a exportar nuestra pieza a ese formato. 1. Crear dibujo. Cree un nuevo dibujo y en Formato / Tamaño de hoja escoja tamaño de hoja personalizado, así tendremos una hoja sin ningún membrete, lo cual es adecuado si el corte será automatizado y sólo necesitamos entregar la geometría del modelo y nada más. En Anchura y Altura escriba valores adecuados para que la hoja contenga la chapa desplegada:

2. En la Vista de dibujo que obtiene busque Chapa desplegada en Más vistas y coloque la pieza en la hoja:


98



En escala asegúrese que la escala sea 1:1, si no es así escoja Escala personalizada, 1:1.

Acepte la operación. La escala siempre debe estar en 1:1, de otra manera estaríamos cortando una pieza más grande o más pequeña. Ahora vamos a exportar el dibujo en formato dwg. Para ello vaya al menú Archivo / Guardar como y en Tipo escoja Dwg(.dwg). Asigne un nombre y guarde el documento.


99



La pieza desplegada en AutoCAD:


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4. INTRODUCCION AL DISEÑO DE MOLDES Tras completar el capitulo, será capaz de:   

Dar un factor de escala a una pieza. Crear moldes macho y hembra a partir de una pieza. Crear moldes para piezas con agujeros. En este capítulo se analizarán los comandos de SolidWorks relativos al diseño de moldes. Se verá como hacer moldes (macho y hembra) a partir de una pieza.

4.1 Escala Se da una escala a la pieza para compensar el efecto de la contracción del plástico u otro material. Como los moldes se hacen a partir de las piezas, se hacen las piezas ligeramente más grandes. Por ejemplo para moldes de inyección de plástico es usual factor de 1.5%. Una escala en SolidWorks se agrega mediante el comando Escala. Si se desea hacer la pieza el doble de grande se introduce un factor de escala de 2. En el caso de hacer la pieza 1.5% más grande se introduce un factor de 1.015. Vamos a ver esto con un ejemplo, para ello abra la pieza azucarera_inf.sldprt de la carpeta Sesión2. Abra el comando Escala en el menú Insertar / Moldes / Escala:

Escriba 1.015 como factor de escala y acepte la operación.

4.2 Línea de separación Una línea de separación se usa para marcar la línea en la pieza que dividirá las dos partes del molde. El programa puede esta línea automáticamente o si no lo puede hacer el usuario puede hacerlo. Además es necesario darle a este comando la dirección de desmoldeo, que es la dirección en la cual se van a retirar las partes del molde (en direcciones opuestas). Vaya al comando Línea de separación en Insertar / Moldes / Línea de separación y seleccione la cara indicada:


101



Aparece una flecha indicando la dirección perpendicular a la cara seleccionada, debe señalar hacia arriba, en caso contrario haga clic en el botón Invertir dirección . Ahora haga clic en el botón Análisis de ángulo de salida. Esto hace que el comando clasifique las caras de la pieza de acuerdo a lo siguiente: Caras positivas (verdes): el molde en esta cara tiene la misma dirección que la dirección de desmoldeo. Caras negativas (rojas): el molde en esta cara tiene una dirección opuesta a la dirección de desmoldeo. Caras sin ángulo de salida (amarillas): son caras con normal perpendicular a la dirección de desmoldeo. Caras a ambos lados (azules): tienen partes que pueden salir a un lado y a otro. Además de clasificar las caras el comando crea una línea de separación en color azul.


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En nuestro caso se aprecia que las caras internas de la pieza son positivas, lo que quiere decir que el molde en esas caras son paralelas a la dirección de desmoldeo (arriba). Las externas son rojas, estas caras están en contacto con el molde con dirección de desmoldeo en sentido opuesto (abajo). Por otro lado en la parte inferior de la pieza, en las letras, hay caras amarillas, estas caras son verticales, con normal perpendicular a la dirección de desmoldeo.

Hay que prestar atención al mensaje en fondo verde que aparece en las propiedades del comando, debe decir “La línea de separación esta completa…”. Si no aparece este mensaje en fondo verde se debe revisar la pieza pues es posible que no se pueda hacer el molde.

4.3 Superficie de separación Esta superficie es usada para separar el molde en sus partes inferior y superior, se construye a partir de la línea de separación que se hizo en el paso previo. Vaya al comando Insertar / Moldes / Superficie de separación:


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La superficie se debe construir hacia fuera como en la figura, si obtiene una superficie hacia adentro haga clic en el botón Invertir dirección Luego se verá que este valor no es muy importante.

. Ingrese 70 como Distancia.

4.4 Núcleo / Cavidad Este comando se usa para generar los moldes. Solicita una cara plana donde croquizar la sección de los moldes, seleccione la superficie de separación creada anteriormente.

Croquice el cuadrado centrado en el origen:


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El tamaño de la superficie de separación debe ser más grande que el croquis que se acaba de dibujar, eso se debe tener en cuenta al momento de configurar el parámetro Distancia en el comando Superficie de separación. Cierre el croquis e ingrese los siguientes valores en el comando Núcleo / cavidad. Estos valores deben ser tales que hagan que el molde sea más grande que la pieza.

Acepte la operación. Ya tiene los moldes hechos, puede ocultar o mostrar las partes para verificar:


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Ahora se verá un ejemplo que incluye agujeros. Para hacerlo es necesario el uso de Superficies desconectadas. Abra la pieza disipador.sldprt. Se va a hacer los moldes para esa pieza. Observe que el disipador incluye agujeros para unos soportes.

Como es usual de una escala a la pieza, un factor de 1.5% estará bien. Ahora ingrese al comando Línea de separación y seleccione la cara indicada.


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Haga clic en análisis del ángulo de salida. En este caso (a diferencia del ejemplo anterior) el comando no puede encontrar las líneas de separación para el molde, esto se hará manualmente. Seleccione la siguiente arista como línea de separación:

Haga clic en el cuadro Propagar , para que el comando seleccione las aristas tangentes a la seleccionada de modo automático. Una vez hecho esto deben aparecer 8 aristas en el cuadro Líneas de separación y el mensaje con fondo amarillo “la línea de


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separación está completa…” indicando que debido a la presencia de los agujeros es necesario crear una superficie desconectada para taparlos.

4.5 Superficies desconectadas Las superficies desconectadas sirven para separar las partes del molde en caso de que contengan agujeros. Eso es diferente de la superficie de separación que separa los moldes en el contorno exterior de la pieza. Abra el comando en Insertar / Moldes / Superficies desconectadas. El comando encuentra agujeros en la pieza y crea superficies allí. Sin embargo el usuario también puede seleccionarlos.


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Al aparecer el mensaje en fondo verde “El molde se puede separar en un núcleo y cavidad” quiere decir que el programa ya no tendrá problemas para hacer los moldes. Al aceptar la operación vea que las superficies desconectadas han tapado los agujeros. Haga una superficie de separación con una distancia de 50mm:

Realice la operación Núcleo / cavidad con el croquis y valores indicados:


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El molde está listo:


110




111



5. TABLAS DE DISEÑO Una tabla de diseño permite construir varias configuraciones de una pieza o ensamble, usando una hoja de cálculo de Excel. Esta hoja de cálculo está inscrustada en la pieza o ensamble. Con una tabla de diseño puede controlar lo siguiente: Piezas. Se pueden controlar los siguientes elementos en una tabla de diseño de pieza:  

Las cotas y el estado de supresión de las operaciones, el tamaño de los taladros del Asistente para taladro. Las propiedades de configuración, incluidos el número de pieza en una lista de materiales, las configuraciones derivadas, las relaciones de croquis, los comentarios y las propiedades personalizadas.

Ensamblajes. Puede controlar los siguientes parámetros en una tabla de diseño de ensamblaje:    

Componentes – estado de supresión, configuración de referencia, posición fija o flotante Cotas de ensamblaje – cotas, stado de supresión, tamaño de los taladros del Asistente para taladro Relaciones de posición – cotas de relaciones de posición de distancia y de ángulo, estado de supresión Propiedades de configuración – número de pieza y visualización en una lista de materiales (cuando se utiliza como subensamblaje), configuraciones derivadas, ecuaciones, relaciones de croquis, comentarios, propiedades personalizadas, estados de visualización

EJEMPLO 1

5.1 Insertar una tabla 1. Pieza. Abra la pieza bandeja.sldprt


112



2. Visualice las cotas. De clic derecho a la carpeta Anotaciones y escoja Visualizar anotaciones.

El modelo muestra las cotas:

3. Asignar nombres a cotas. Seleccione la cota de 400mm y cambie el nombre D2@Brida base1 a largo (cuadro Valor primario). 4. Cambiar de nombre a cotas. Cambie los nombres de cota de acuerdo a la siguiente tabla: Cota

Nombre antiguo

Nombre

400

D2@Brida base1

largo


113



450

D1@Croquis1

ancho

100

D2@Croquis1

alto1

85

D1@Croquis3

alto2

20

D7@Brida de arista1

pestaña1

8

D7@Brida de arista2

pestaña2

5. Inserte una tabla. Vaya al menú Insertar / Tablas / Tabla de diseño. Active la opción Creación automática y Bloquear las modificaciones… Acepte la operación.

6. Agregue las cotas necesarias. Seleccione las cotas del paso 4 usando Ctrl. De clic en Aceptar


114



alto2@Croquis3

pestaña1@Brida de arista1


450 100 600 200 200 50

largo@Brida base1

Normal Grande Chico

alto1@Croquis1

ancho@Croquis1

7. Agregue las configuraciones. Rellene la tabla. Acabe dando clic en la pantalla y acepte el mensaje.

450 750 150

85 20 150 50 30 20

8 20 10

8. Pruebe las configuraciones. Vaya a la pestaña ConfigurationManager y de doble clic en alguna de las configuraciones.


115



9. Modificar la tabla. De clic derecho a Tabla de diseño y elija Editar tabla. Acepte el mensaje.

largo@Brida base1

alto2@Croquis3



Normal Grande Chico

450 100 600 200 200 50

450 750 150

85 20 150 50 30 20

8 20 10

Mediano

500

500

60

20


alto1@Croquis1

ancho@Croquis1

10. Agregue una configuración. Escriba la configuración Mediano al final. De clic en la pantalla para salir y acepte el mensaje.

150

116

30


Facultad de Mecánica de Fluidos EJERCICIOS SUPERFICIES

Dibuje las superficies y compruebe calculando el área superficial (pestaña Calcular / Medir, seleccionar todas las caras)

1.

Área total: 22241.49 milímetros^2 (Ángulo barrido 270°)

2. Área total: 6946.09 milímetros^2 Perfil en Vista lateral.

Trayecto en Alzado


117



3. Área: 9442.18 milímetros^2 Perfil 1

Perfil 2 (en plano paralelo a 80mm)


118



4. Área total: 26119.9 milímetros^2 Perfil 1

Perfil 2 en Plano paralelo a 120mm


119


Facultad de Mecánica de Fluidos Curva Guía


120



5. Área total: 14910.79 milímetros^2 (antes de dar espesor)

6. Área total: 9372.34 milímetros^2 (antes de dar espesor)


121




122




123




124


Facultad de Mecánica de Fluidos Ejercicios Piezas soldadas 1.


125


Facultad de Mecánica de Fluidos 2.

3.


126



4.


127



5.


128




129




130



CHAPA METALICA Obtenga las siguientes piezas en chapa de 1/16”, r = 1/16”. 1.

2.

3.


131



4.

5.


132



6.

7.


133



8.


134




135

SOLIDWORKS 2010 NIVEL II_manual.pdf

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