INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
DESENHO I / II
INTRODUÇÃO
AO
MECHANICAL DESKTOP 4
Eng. Luís Sousa
Eng. Arlindo Silva
Outubro de 2000
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Mechanical Desktop4, Notas de estudo de Desenho Industrial
Desenho mecânico
Tipologia: Notas de estudo
2011
1 / 32
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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
DESENHO I / II
INTRODUÇÃO
AO
MECHANICAL DESKTOP 4
Eng. Luís Sousa
Eng. Arlindo Silva
Outubro de 2000
1111 O Mechanical Desktop
1.11.1 1.11.1 Introdução
Estes apontamentos servem para dar uma breve introdução ao desenho paramétrico e modelação sólida utilizando o Mechanical Desktop 4 em Autocad 2000.
Pressupõe-se que o utilizador já tem os conhecimentos básicos de Autocad. Nestes apontamentos são realizados exercícios como aplicação dos comandos apresentados.
A interface do Mechanical Desktop com o utilizador é a seguinte:
Desktop Browser
Comandos de construção sólida
Fig. 1.1– Interface do Mechanical Desktop
A disposição das diversas zonas da interface pode ser configurada pelo utilizador.
Na zona Desktop Browser (botão para activar/desactivar) vão aparecendo as diversas operações ( features ) realizadas na construção das diversas peças ( parts ) que compõem o conjunto ( assembly ).
Uma peça será então composta por uma sequência de operações, por exemplo, extrusões ( extrusion ), cortes ( cut ), furos ( hole ), boleados ( fillet ) , etc.
Como exemplo vamos criar o modelo da peça seguinte, e obter as projecções da fig. 3 :
Fig. 1.2 – Peça do exemplo 1
- 1 O Mechanical Desktop.........................................................................................................
- 1.11.1 1.11.1 Introdução....................................................................................................................................
- 1.21.2 1.21.2 Criação de Peças..........................................................................................................................
- 2 Desenho de Conjuntos .......................................................................................................
- 2.12.1 2.12.1 Montagens de conjuntos............................................................................................................
- 2.22.2 2.22.2 Criação de vistas explodidas do conjunto
- 2.32.3 2.32.3 Lista de Peças
- 3 Complementos de Cotagem ...............................................................................................
- 3.13.1 3.13.1 Tolerânciamento Dimensional
- 3.23.2 3.23.2 Tolerânciamento Geométrico
- 3.33.3 3.33.3 Acabamentos Superficiais
- 3.43.4 3.43.4 Soldaduras
- 4 Bibliografia ........................................................................................................................
- Fig. 1.1– Interface do Mechanical Desktop............................................................................................
- Fig. 1.2 – Peça do exemplo
- Fig. 1.3 – Folha de desenho do exemplo 1.............................................................................................
- Fig. 1.4 – Esboço de perfil de extrusão
- Fig. 1.5 – Perfil obtido a partir de esboço
- Fig. 2.1 – Conjunto da biela
- Fig. 2.2 – Quadro de preferências de representação.............................................................................
- Fig. 2.3 – Selecção da norma de representação....................................................................................
- Fig. 2.4– Representação de linhas de eixo
- Fig. 2.5 - Directoria de desenhos..........................................................................................................
- Fig. 2.6 – Inserção de uma peça na montagem.....................................................................................
- Fig. 2.7 – Desktop Browser..................................................................................................................
- Fig. 2.8 – Peças inseridas
- Fig. 2.9 – Graus De Liberdade das peças
- Fig. 2.10 – Comando AMVISIBLE
- Fig. 2.11 – tipos de constrangimentos
- Fig. 2.12– Encostar face com mate
- Fig. 2.13– Faces encostadas
- Fig. 2.14 – Selecção dos eixos
- Fig. 2.15 – Eixos colineares
- Fig. 2.16 – Indicação no parafuso
- Fig. 2.17 – Indicação no furo
- Fig. 2.18 – Montagem final
- Fig. 2.19 – Cena explodida automaticamente
- Fig. 2.20 – Add Tweak
- Fig. 2.21 – Mover peça.........................................................................................................................
- Fig. 2.22 – Direcção do “vector”..........................................................................................................
- Fig. 2.23 – Posição final das peças.....................................................................................................
- Fig. 2.24 – Trail Offsets
- Fig. 2.25 – Tracejados de Corte............................................................................................................
- Fig. 2.26 – Desenho de conjunto explodido.........................................................................................
- Fig. 2.27 – Nomenclatura, comando AMBOM
- Fig. 2.28 – Propriedades da Nomenclatura
- Fig. 2.29– Propriedades da Lista de Peças
- Fig. 2.30 – Características dos “balões”...............................................................................................
- Fig. 2.31 – Inserção de “balões” de forma automática (auto) e um-a-um (One).
- Fig. 2.32 – Desenho de conjunto com lista de peças............................................................................
- Fig. 3.1 - Inscrição de cotas toleranciadas............................................................................................
- Fig. 3.2 - Tabela de posições e desvios
- Fig. 3.3 - Forma de Representação da Tolerância
- Fig. 3.4 - Caracteres Especiais
- Fig. 3.5 - Exemplos de cotas toleranciadas
- Fig. 3.6 - Referenciais para Tolerânciamento
- Fig. 3.7 - Opções de Representação de Referencial
- Fig. 3.8 - Tolerância geométrica e símbolos
- Fig. 3.9 - Exemplos de Tolerânciamento Geométrico..........................................................................
- Fig. 3.10 - Acabamentos Superficiais
- Fig. 3.11 - Exemplos de acabamentos superficiais...............................................................................
- Fig. 3.12 - Indicações da Junta Soldada e tipos de Junta
- Fig. 3.13 - Opções da Junta Soldada
- Fig. 3.14 - Exemplo de Representação da Juntas Soldadas..................................................................
- Fig. 1.3 – Folha de desenho do exemplo
Fig. 1.4 – Esboço de perfil de extrusão
De seguida transforma-se o esboço num perfil ( profile ) com o comando AMPROFILE ( ): Command: _amprofile Select objects for sketch: Select objects: (indicar por window^ o esboço) Other corner: 8 found Select objects: ↵ Solved underconstrained sketch requiring 8 dimensions or constraints. Computing ...
Fig. 1.5 – Perfil obtido a partir de esboço
Algumas notas acerca do perfil obtido:
a) a interpretação de linhas horizontais e verticais a partir de segmentos ligeiramente inclinados com essas direcções, que podemos verificar com o comando MNU_SHOW_CONS ( ), existente na toolbox “2D Constraints”:
Command: mnu_show_cons All/Select/Next/
b) a necessidade de fornecer 8 cotas ( dimensions ) ou constrangimentos ( constraints ) para a correcta interpretação do perfil; c) o perfil terá que ser único, fechado e não pode intersectar-se a ele próprio, i.e., não pode haver cruzamento de linhas.
Temos então que indicar as cotas relevantes para a definição do perfil, com o comando AMPARDIM
( ), existente na toolbox seguinte (activada com o botão )
apresentam-se então os exemplos da cotagem deste perfil: Command: _ampardim Select first object: Select second object or place dimension: Undo/Hor/Ver/Align/Par/aNgle/Ord/Diameter/ pLace/Enter dimension value <19.1809>: 20 ↵ Solved underconstrained sketch requiring 7 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Undo/Hor/Ver/Align/Par/aNgle/Ord/Diameter/ pLace/Enter dimension value <16.6846>: 20 ↵ Solved underconstrained sketch requiring 6 dimensions or constraints. . Select first object: Select second object or place dimension: Undo/Hor/Ver/Align/Par/aNgle/Ord/Diameter/ pLace/Enter dimension value <24.3841>: 30 ↵ Solved underconstrained sketch requiring 1 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Undo/Hor/Ver/Align/Par/aNgle/Ord/Diameter/ pLace/Enter dimension value <24.8916>: 30 ↵ Solved fully constrained sketch. Select first object: ↵
Cotas obtidas a partir do esquema
Cotas finais pretendidas
Recomenda-se algum critério na definição das cotas para não criar um perfil incorrecto. Note que pode alterar o valor das cotas com o comando AMMODDIM.
A partir do momento em que o esquema esteja completamente definido podemos efectuar a extrusão,
com o comando AMEXTRUDE ( ): Command: _amextrude Direction Flip/
Como se trata da primeira operação da peça, a extrusão será de base com uma distância de 90 com as geratrizes verticais ( Draft Angle =0.0). Quando se pretenda uma extrusão em pirâmide, damos o ângulo da extrusão com a vertical.
Para observar o efeito da extrusão rodamos a posição de visualização da peça, de forma dinâmica, com o botão (comando 3DORBIT, clique e mova o mouse)
Solved … requiring 2 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/Hor/…/Enter dimension value <0.2491>: 0 ↵ Solved … requiring 1 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/Hor/…/Enter dimension value <0.2885>: 0 ↵ Solved fully constrained sketch.
Command: _amextrude ( ) (em Extrusion Feature seleccionar Join , Blind , Distance =40.0) Direction Flip/
Após ter efectuado a gravação do trabalho, vamos efectuar cortes de material na zona da última feature criada. Alterar o Sketch Plane :
Command: _amskpln ( ) worldXy/worldYz/worldZx/Ucs/ (indicar sobre a face a traço ponteado) Next/
Colocar a visualização perpendicular ao plano de trabalho:
Command: _amview ( ) (Angle = 15) Angle/Down/eXit/Left/Right/Sketch/Up/
Desenhar o rectângulo ( ), transformá-lo num profile
( ), fornecer as dimensões indicadas( ): Command: _rectang Chamfer/Elevation/Fillet/Thickness/Width/
Command: _ampardim Select first object: Select second object or place dimension:
Undo/…/Enter dimension value <18.2736>: 20 ↵ Solved … requiring 3 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Undo/…/Enter dimension value <43.4604>: 40 ↵ Solved … requiring 2 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/…/Enter dimension value <6.7378>: 10 ↵ Solved … requiring 1 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/…/Enter dimension value <12.0103>: 10 ↵ Solved fully constrained sketch. Select first object:
Em seguida efectuar a extrusão ( ) como um corte ( cut ) passante ( Through ). Pode verificar a validade da feature alterando a posição de visualização ( ). Efectuar o rasgo na “orelha”, de forma idêntica à feature anterior. Note que o rectângulo pode ter o comprimento superior à dimensão do rasgo, desde que fique compreendido entre as zonas onde não existe material. O Sketch Plane é o mesmo da feature anterior. Colocando a peça numa posição idêntica à da figura, vamos criar uma feature nova, um boleado de raio 10 sobre os eixos assinalados na mesma figura:
Pressionando sobre o triângulo negro do botão
encontramos o comando AMFILLET ( ):
Command: AMFILLET Select edges: (indicar os 4 eixos indicados) … Select edges: Computing ...
A mesma operação, mas de raio 20 permite obter a forma final da figura ao lado, aqui representada na forma
sombreada ( shading ), obtida pressionando o botão , a que corresponde o comando TB_TOGGLE_SHADWIREF. Podemos ter várias formas de shading , consoante o botão escolhido. Na figura ao lado podemos ver a toolbox Mechanical View , onde se incluem os comandos de visualização já referidos.
Eixos a marcar
Command: _amworkpln (na janela Work Plane Feature indicar On UCS e Create Sketch Plane ) Computing ... Computing ... (Plane = UCS, ENTER to Accept) Z-flip/Rotate/
Vamos agora desenhar o sketch^ sobre o WorkPlane1^ (é portanto preciso tornar este plano como plano de sketch activo). Command: LINE ↵ From point: end of↵ To point: @40<35↵ To point: end of↵ To point: ↵
Command: _amprofile Select objects for sketch: (indicar os 3 segmentos a ponteado) … Select objects: 1 found Select objects: ↵ Solved underconstrained sketch requiring 5 dimensions or constraints. Computing ...
Command: _ampardim Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/Placement point/Enter dimension value <105>: 90 ↵ Solved … requiring 4 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Undo/…/pLace/Enter dimension value <49.1491>: ↵ Solved … requiring 3 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Undo/…/pLace/Enter dimension value <28.1908>: ↵ Solved … requiring 2 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/…/pLace/Enter dimension value <17.8885>: ↵ Solved … requiring 1 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/…/pLace/Enter dimension value <0>: ↵ Solved fully constrained sketch. Select first object:
Gravar o Trabalho. Alterar o Sketch Plane para a face inclinada, e colocar a
visualização sobre ele (pressionar o botão ).
Construir o WorkPoint ( ) sobre o vértice indicado como ponto 6 (ver figura mais abaixo). Cotar este WorkPoint1 relativamente à face esquerda da feature. Aceitar o valor da cota. Alterar a visualização das variáveis de projecto ( Design Variables ), de forma a saber o nome desta variável
(neste caso d44). ( (^) )
Desenhar o círculo, transformá-lo em profile e cotá-lo da forma indicada. Command: _ampardim Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/…/pLace/Enter dimension value <18.8216>: d44/2↵ Solved … requiring 1 dimensions or constraints. Select first object: Select second object or place dimension: Specify dimension placement: Undo/…/pLace/Enter dimension value <26.2223>: 20 ↵ Solved fully constrained sketch. Select first object:
Efectuar a extrusão em corte ( cut ), com profundidade 10, obtendo o furo. A peça está completa. Note a “árvore” de operações no Desktop Browser. Gravar o trabalho.
Efectuar a extrusão de acordo com a janela Extrusion , indicando como To Plane o WorkPlane. A peça deverá estar como mostra a figura sombreada. Falta construir o furo sobre o plano inclinado.
O passo final será a criação do desenho em folha de papel correspondente às projecções da peça.
O Mechanical Desktop realiza esta operação a partir da folha Drawing existente no Desktop Browser.
Vamos então detalhar a obtenção das projecções ortogonais e algumas vistas auxiliares da peça. A cotagem apresentada é realizada automaticamente pelo programa. Os comandos necessários estão contidos na toolbox Drawing Layout :
Devido às diferenças entre os métodos europeu e americano, é conveniente alterar já as opções de representação. Estas opções estão resumidas no início do capítulo 2 (páginas 17 e 18).
Command: _amdwgview (botão ) Select parent view: (indicar a vista base) Location for orthographic view: Regenerating drawing. Location for orthographic view: (indicar abaixo da Regenerating drawing. vista base, planta)
Criar uma perspectiva isométrica,
Command: _amdwgview (botão ) (escolher a opção Iso^ na janela Create Drawing View ) Select parent view: (indicar a vista base) Location for orthographic view: Regenerating drawing. Location for orthographic view: (indicar à direita da Regenerating drawing. planta)
Criar a vista auxiliar correspondente à “orelha”.
Command: _amdwgview (botão ) (escolher a opção Auxiliary na janela Create Drawing View ) Select first point for projection direction or [Workplane]: (indicar os dois pontos assinalados) Select second point or
Specify location for view:
Location for auxiliary view: Regenerating drawing. Location for auxiliary view: (indicar fora da esquadria) Regenerating drawing.
Para deslocar a vista auxiliar para o interior da esquadria, temos de a editar ( Edit , botão direito sobre o nome AUX no Desktop Browser ). Retirar Move with Parent , No Alignment :
Deslocar a vista ( Move , botão direito sobre o nome AUX no Desktop Browser ). O resultado é o da figura ao lado. Gravar o trabalho. Após alguns retoques, obtém-se o resultado da figura 1.3.
2222 Desenho de Conjuntos
2.12.1 2.12.1 Montagens de conjuntos
As montagens de conjuntos ( assembly ) em Mechanical Desktop baseiam-se na imposição de constrangimentos entre as peças da montagem. As peças poderão estar definidas no desenho actual, ou serem inseridas a partir de desenhos exteriores.
À primeira peça inserida no conjunto dá-se o nome de base ( grounded part ). As outras peças são inseridas na montagem através da imposição de constrangimentos entre elas.
Como exemplificação das operações aqui ilustradas, vamos realizar a montagem do conjunto constituído pelos elementos:
Fig. 2.1 – Conjunto da biela
Como ponto de partida é conveniente assinalar as opções seguintes em Assist -> Desktop Options (comando mnu_desktop_prefs ):
- em Drawing - Projection Type escolher First Angle (método europeu);
- em Annotation - Drafting Standards…^ escolher as normas ISO para representação de cortes, detalhes e furos (Fig. 2.3);
- em Annotation – Centerline Settings… indicar os comprimentos pretendidos na representação de linhas de eixo, bem como o tipo de linha a usar (Fig. 2.4).
Nome Quantidade Corpo da Biela 1 Capa da Biela 1 Parafuso 2 Porca 2 Anilha 2
Inserir cada peça no desenho. Neste exemplo são inseridas duas vezes as peças PARAFUSO, PORCA, ANILHA, pelo que o Desktop Browser tem o aspecto da Figura 2.7, enquanto o desenho tem o aspecto da figura 2.8, após se ter escolhido uma vista isométrica esquerda (comando
mnu_front_left_iso , ), colocar a variável DISPSILH=1 (comando DISPSILH, para mostrar apenas a silhueta da peça), e dar o comando HIDE.
Fig. 2.7 – Desktop Browser Fig. 2.8 – Peças inseridas
Tendo sido colocadas no desenho numa posição qualquer, todas as peças se podem mover para qualquer posição por terem os graus de liberdade (g.d.l., DOF, Degrees Of Freeedom ) livres, como podemos ver na figura 2.9, obtida após ter sido activada a respectiva opção em Assembly^ Visibility
( , comando AMVISIBLE , ou mnu_assm_visibility , Fig. 2.10). A montagem do conjunto consiste em reduzir o número de graus de liberdade das peças, impondo constrangimentos ao movimento entre elas.
Fig. 2.9 – Graus De Liberdade das peças Fig. 2.10 – Comando AMVISIBLE
Usando a toolbar 3D Constraints ( , comando
tb_launch_3dconstraints ), temos disponíveis as quatro opções de constrangimentos: mate ( ),
flush ( ), angle ( ), insert ( ).
A opção mate (comando AMMATE , fig. 2.11a) é a mais versátil ao impor constrangimentos entre faces, arestas e pontos, permitindo:
- que dois planos se tornem coplanares alinhando as respectivas normais em direcções opostas (encosto à face);
- alinhar um eixo com um plano;
- tornar dois eixos colineares;
- alinhar um ponto com um eixo;
- tornar dois pontos coincidentes;
- tornar que esferas, cilindros e cones sejam tangentes a um plano ou a esferas, cilindros ou cones.
A opção flush (comando AMFLUSH , fig. 2.11b) permite tornar dois planos coplanares fazendo com que as faces tenham a mesma direcção. A opção angle (comando AMANGLE , fig. 2.11c) permite controlar o ângulo entre duas faces ou vectores. A opção insert (comando AMINSERT , fig. 2.11d) permite alinhar dois arcos de circunferência, fazendo coincidir os planos e eixos. Usado em parafusos e furos.
a) mate b) flush c) angle d) insert Fig. 2.11 – tipos de constrangimentos
Aplicando a opção mate , para encostar a capa da biela ao corpo da biela, temos: Command: _ammate Select first set of geometry: (clique em 1, Fig. 2.12) (First set = Plane) (aparece o “vector”) Clear/aXis/Next/fLip/cYcle/
O resultado é o da figura 2.13. Notem-se os graus de liberdade agora existentes: a peça só pode mover-se no plano da face de encosto ou rodar sobre um eixo a ela perpendicular.
Fig. 2.12– Encostar face com mate Fig. 2.13– Faces encostadas
Vamos agora ajustar o encosto impondo a concentricidade dos furos de ambas as peças e obter o resultado da Figura 2.15. Seguir o procedimento da figura 2.14. Command: _ammate Select first set of geometry: (indicar sobre o eixo, 3) (First set = Axis, (arc), RETURN to Accept) Clear/Face/Point/cYcle/ ( enter ) Select second set of geometry: (indicar o eixo em 4)