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.