dfs

CURS 13 Gavril MUSC 1

13. Proiectarea pieselor din tabl

Solid Edge ST1 permite proiectarea pieselor din tabl, asigurnd cerinele constructiv-tehnologice, cu ajutorul modulului Sheet Metal.

Procesul de modelare a unei piese din tabl (Sheet Metal) poate ncepe cu o entitate de baz plan (Tab) sau cu o entitate complex obinut prin extruderea unui profil compus din linii sau arce (Contour Flange), la care se adaug alte entiti de modelare plane, ndoiri simple (Flange) sau complexe (Contour Flange), borduri, deformri plastice de tip ambutisri (Dimple, Drawn Cutout) sau nervuri de rigidizare (Bead), entiti de tip fante de aerisire (Louver), decupri la coluri, teiri (Chamfers) sau racordri (Rounds). La modelarea pieselor din tabl sunt disponibile i entitile de tipul gaur (Holes), decupare (Normal Cutout, Cut), precum i comenzile de copiere multipl, n structuri tabelare sau circulare.

Piesele din tabl ndoit pot fi desfurate pentru determinarea semifabricatului plan. Desfurata este necesar pentru stabilirea fazelor de fabricaie, cunoscut fiind faptul c fazele de prelucrare a tablelor sunt ordonate astfel: debitare semifabricat din tabla plan, urmat de prelucrri precum perforare, tiere, imprimare, ndoire, rsfrngere, ambutisare etc.

Mediul Sheet Metal (fig. 13.1) are o interfa asemntoare mediului Part, fiind prezente seciuni precum Feature PathFinder, SmartStep i IntelliSketch. Comenzile specializate, prezentate n tabelul 13.1 specifice pieselor de tabl, in cont de tehnologia prelucrrii tablelor, iau n

1 Varianta Solid Edge ST2 permite modelarea pieselor din tabl i n varianta Syncronous Technology;

CURS 13 Gavril MUSC PTAC 2014-2015


considerare grosimea tablelor, razele de ndoire, degajrile necesare pentru ndoire, ndoirea i nchiderea colurilor cutiilor din tabl i fac din mediul Sheet Metal un instrument util proiectanilor.

Mediul Sheet Metal din Solid Edge ST conine urmtoarele elemente specifice dar i elemente comune cu alte medii de programare (vezi fig. 13.1 i tabelul 13.1): A. Application button; B. Quick Access toolbar; C. Bara meniurilor principale care cuprinde pe lng grupurile de comenzi

Clipboard, Select, References, Sketch, Pattern, Modify, Dimension i comenzi pentru generarea entitilor din tabl (Sheet Metal tabelul 13.1). Configuraia acestei bare se modific dup contextul de lucru.

D. Fereastra comenzii aflate n derulare, afieaz elementele comenzii de selectare i solicit datele pentru comanda n curs de realizare; coninutul acestei ferestre este configurat n funcie de fluxul de introducere a datelor specifice comenzii.

E. Fereastra entitilor create (PathFinder). Cuprinde entitile create i istoricul generrii entitilor ce compun aceste entiti (piese sau ansambluri). n cadrul acestei ferestre se pot accesa comenzile pentru generarea familiilor de piese, accesarea bibliotecilor de entiti, straturile de lucru (layers), senzori, prezentarea secvenelor de generare a entitilor i proiectarea unor organe de maini, a cror elemente sunt calculate dup algoritmi de calcul cunoscui.

F. Fereastra de stare (Promptbar) afieaz starea curent comenzilor n lucrul i afieaz mesaje n funcie de comenzile folosite. n partea dreapt se pot accesa comenzi pentru respectiv: mrirea, reducerea textului afiat, mrirea, reducerea ferestrei de afiare, selectarea

elementelor afiate i butonul de auto-ascundere ( ).

G. Fereastra grafic n care sunt afiate planurile de referin (xy, yz, xz) i apoi entitile generate.

H. Bara comenzilor de vizualizare necesar pentru a asigura accesul rapid la unele comenzi din grupul View. Aceste comenzi sunt zoom, zoom dinamic, Fit frecvent folosite pentru afiarea modelului solid pe ntregul ecran, Pan pentru deplasarea zonei de vizualizare n direcia dorit de



utilizator, View Orientation i View Styles pentru alegerea orientrii i tipul vederii i elementul dinamic pentru modificarea scrii de

reprezentare. ( ).

Tabelul 13.1. Meniurile i grupurile de comenzi Meniul Grupul Semnificaia comenzii

Home Clipboard Asigur copierea, tergerea, modificarea unor entiti sau piese cu ajutorul memoriei clipboard

Select Selecteaz entiti la dezvoltarea unor comenzi sau la modificarea lor

Sketch Apeleaz modulul de creare a schielor Reference Definete noi planuri de lucru

Fig. 13.1. Interfaa de lucru Sheet Metal i principalele comenzi de

modelare

A B C D E F G H



Solids Creeaz entiti de tip solid Pattern Realizeaz copierea prin oglindire, sau n

structuri de tip tabelar, circular Modify Modific sau terge entiti sau elemente ale

acestora Dimension Coteaz elementele entitilor (vezi PMI)

Surfacing Select Selecteaz entiti la dezvoltarea sau la modificarea unor entiti curbe/suprafee

Reference Definete noi planuri de lucru Surfaces Creeaz entiti de tip suprafa Curves Creeaz entiti de tip curbe Pattern Realizeaz copierea prin oglindire, sau n

structuri de tip tabelar, circular Dimension Coteaz elementele entitilor (vezi PMI)

Tabel 13.2. Comenzi folosite n mediul Sheet Metal

Tab Construiete entiti plane de orice form,

utiliznd un profil nchis

Flange Proiecteaz ndoituri/borduri, fr desenarea

profilului acestora

Contour Flange

Construiete entiti compuse din mai multe poriuni plane i ndoituri

Lofted Flange Proiecteaz entiti complexe folosind profiluri deschise, aflate pe plane paralele

Hem Realizarea unor tivuri pentru asamblare sau rigidizarea marginilor tablelor

Bends Grupul comenzilor de ndoire

Bend Realizeaz ndoirea unei table

Unbend Permite desfurarea unui element, n vederea

uurrii execuiei detaliilor



Rebend Asigur rendoirea unei piese anterior

desfurate

Corners Grupul de comenzi pentru generarea colurilor,

cuprinde urmtoarele:

Break Corner Realizeaz teirea sau rotunjirea colurilor tablelor

Close 2-Bend Corner

Genereaz coluri nchide pentru intersecia a dou ndoiri

Close 3-Bend Corner

Genereaz coluri nchide pentru muchii cu mai multe ndoiri

Chamfer Realizeaz teirea tablelor

Convert to Sheet Metal

Convertete piesa ntr-o pies din tabl

Rip Corner Transform colurile n dou fee

Dimple Grupul comenzilor realizate prin deformarea

plastic a tablelor, cuprinde:

Dimple Realizeaz adncituri (ambuteuri), fr decuparea fundului

Louver Realizeaz fante de aerisire n piese din tabl

Drawn Cutout Realizeaz zone ambutisate, dup un profil deschis sau nchis, cu decuparea fundului zonei

ambutisate

Bead Realizeaz nervuri de rigidizare

Gusset Genereaz gusee de rigidizare a marginilor ndoite pentru piese din tabl

Jog Construiete praguri

Cut Drop Grup de comenzi care asigur tierea materialului, care cuprinde:

Normal Cutout Decupeaz material dup un contur, asigurnd

tiere normal pe suprafaa tablei

Cut Decupeaz poriuni dintr-o pies din tabl



Hole Proiecteaz guri n piese din tabl; asemntor

ca n mediul PART

Save as Flat Asigur obinerea desfuratei piesei din tabl,

ca fiier independent

Flatten Comand pentru obinerea desfuratei pieselor

din tabl, n modelul proiectat

Grupul de comenzi Reference creeaz planuri pentru generarea profilurilor sau schielor.

nainte de a ncepe modelarea pieselor din tabl se vor stabili materialul i proprietile tablei, din meniul Application Button Properties Material Table, fig. 13.2. Dup definirea materialului i a proprietilor fizice ale acestuia se utilizeaz opiunea Gage (msur) pentru a stabili grosimea materialului, raza minim de ndoire, dimensiunea decuprilor tehnologice i factorul de poziionare a fibrei medii nedeformate.

Dac n timpul procesului de proiectare se impune modificarea grosimii tablei, aceasta se poate modifica folosind tabela de variabile (ToolsVariables), ceea ce va determina modificarea automat a entitilor create deja pentru ntreaga pies. Valorile definite ca proprieti ale tablei se vor regsi n tabela de variabile, fig. 13.3, unde se vor regsi grosimea tablei, mrimea decupajelor tehnologice, factorul de poziionare a fibrei medii nedeformate folosit pentru calculul desfuratei, valori care constituie elementele de baz ale proiectului.

Procesul de proiectare a unei piese din tabl ncepe cu o entitate de baz folosind una dintre comenzile: Tab, Contour Flange sau Lofted Flange, dup care urmeaz construirea celorlalte entiti ale piesei.

n cele ce urmeaz se prezint detaliat cteva dintre comenzile mediului Sheet Metal (fig. 13.1).

Prima comand (Tab) permite proiectarea componentelor plane ale pieselor din tabl, plecnd de la un profil de referin. Aceast comand utilizeaz profiluri sau schie plane nchise, n raport cu care se genereaz componenta plan.



Comanda (Contour Flange) asigur construirea entitilor complexe compuse din poriuni plate i ndoituri, folosind un profil deschis.

Comanda (Lofted Flange) asigur realizarea unei entiti cu complexe obinute prin unirea a dou profiluri deschise, situate pe plane paralele. i aceast comand realizeaz ndoiturile folosind raza minim de ndoire i nu este obligatorie desenarea arcelor de cerc n zonele de ndoire. Cnd geometria piesei o impune se poate recurge la desenarea unor arce de

Fig. 13.2. Alegerea dimensiunilor tehnologice pentru piese

din tabl



cerc n cadrul profilurilor generatoare, dar numai dac razele de ndoire sunt diferite de raza minim impus.

Urmtoarea comand, (Flange), asigur realizarea unor ndoituri, plecnd de la muchiile piesei existente. Pentru realizarea unei borduri nu se permite selectarea unei muchii circulare a piesei. Un element important al ndoirii este raza minim de ndoire (realizabil tehnologic) i amplasarea acestei raze n raport cu cotele de gabarit. Opiunile acestei comenzi sunt reprezentate n bara configurabil urmtoare.

Opiunile comenzii de ndoire (Flange) se refer la forma degajrilor tehnologice necesare pentru realizarea ndoirilor. Cnd se construiesc ndoiri simple sau dup un contur, pentru a controla aplicarea degajrilor la colurile ndoirilor se folosesc opiunile din fig.13.5. Cnd se prevd astfel de degajri se vor selecta forma i dimensiunile acestora. Urmeaz apoi

selectarea muchiei surs pentru realizarea ndoirii, . Urmtoarele elemente, solicitate de comand precizeaz ncadrarea razei de ndoire n

Fig. 13.3. Comanda Flange

Fig. 13.4. Tabela de variabile a mediului Sheet Metal



cota de gabarit a piesei

plane , includerea razei de ndoire n cota de gabarit a muchiei pe care se plaseaz ndoitura i raza minim de ndoire n exteriorul cotei de gabarit a poriunii plane din care se realizeaz ndoirea

. Dup precizarea poziiei razei de ndoire se stabilete lungimea ndoirii i a poziiei acesteia pe muchia selectat cu

ajutorul butoanelor Full Width ( ), Centered ( ), At End ( ), From

Both Ends ( ), From End ( ). Se introduce n caseta corespunztoare, dimensiunea zonei ndoite i modul de poziionare a acestei cote cu ajutorul

butoanelor Inside Dimension ( ) sau Outside Dimension ( ). n mod implicit, ndoirile sunt realizate la unghiuri de 90 dar se pot

introduce i alte valori ale unghiului de ndoire n caseta .

Dac se dorete modificarea formei flanei ndoite se poate selecta

planul de lucru n care este afiat profilul ndoirii, . Acesta se poate edita n funcie de configuraia piesei. Pentru deplasarea offset, sau decalarea ndoirii se acceseaz .

Fig. 13.5. Opiunile comenzii Flange referitoare

la forma i dimensiunile degajrilor pentru ndoire



Realizarea pragurilor este posibil cu ajutorul comenzii (Jog). Se poate construi un prag ca succesiune de dou ndoituri, sau printr-o singur operaie folosind comanda Jog. Profilul pentru prag trebuie s fie un element liniar singular. Cnd este privit de sus, entitatea prag nu depete faa pe care este construit. Fig. 13.6 arat modul n care se proiecteaz un astfel de element. Din partea plan n raport cu care se construiete pragul se realizeaz o decupare care s permit, din punct de vedere tehnologic, realizarea ndoirilor succesive. Profilul de plecare este un segment de dreapt, plasat la 16 mm fa de colul piesei. Preciznd sensul i mrimea deformrii se obine configuraia din fig.13.6.

Solid Edge permite realizarea ndoiturilor direct dintr-o component plan, fr adugarea unor entiti de ndoire de tip Flange sau Contour Flange. Comanda (Bend) utilizeaz un profil de lucru liniar de la care se definete ndoirea. n funcie de acest profil se alege sensul i unghiul ndoirii. Fig.13.7 arat schia de lucru i rezultatul obinut la folosirea comenzii Bend pentru poriunea plan a reperului din figura precedent.

Fig.5.6. Proiectarea unui prag (Jog)

Fig.13.7. Proiectarea unei

ndoiri (Bend)



Folosirea acestei comenzi se recomand cnd se dorete meninerea dimensiunii desfurate, cunoscndu-se faptul c celelalte comenzi de ndoire adaug material, fapt care modific dimensiunile desfuratei piesei.

Comenzi asemntoare celor din mediul Part sunt cele pentru generarea gurilor (Hole) i decupajelor (Cutout). n mediul Sheet Metal mai apare o variant a comenzii de tiere/decupare, (Normal Cutout). Comanda realizeaz decuparea pieselor din tabl asigurnd tierea normal pe suprafaa tablei.

Un grup de comenzi care asigur dezvoltarea de entiti speciale realizate tehnologic prin deformaii plastice complexe este prezentat n fig. 13.8 (grupul Dimple). Comanda

Dimple ( ) permite construirea de adncituri (zone ambutisate) folosind un profil nchis i specificndu-se adncimea. Opiunile comenzii sunt prezentate n fig.13.9. Dup definirea unghiului adnciturii, a razelor poansonului (Punch radius) i a plcii active (Die radius), se precizeaz dac raza de ndoire

este n interiorul Sidewalls Inside sau n afara profilului Sidewalls Outside. Comanda Drawn Cutout este asemntoare comenzii precedente i poate construi o rsfrngere, fie folosind un profil deschis, fie un profil nchis, realiznd i decuparea fundului. Se selecteaz o suprafa plan a piesei pe care se construiete profilul folosind

comanda Drawn Cutout ( ) dup care se specific adncimea ambutisrii.

Fig.13.8. Comenzi

de deformare plastic

Fig.13.9. Opiunile comenzii Dimple



Comanda Louver permite crearea de fante/decupaje de aerisire. Fluxul comenzii este prezentat n fig.13.10a iar opiunile sunt prezentate n fig.13.10b. Comanda solicit selectarea planului de lucru i apoi desenarea segmentului liniar n raport cu care se definete fanta. Profilul fantei trebuie s fie un element liniar singular, dup care se specific adncimea i nlimea fantei. nlimea fantei trebuie s fie mai mic sau egal cu adncimea fantei minus grosimea materialului. Dac se modific poriunile de capt a fantei se obin rezultatele din fig.13.11.

a) b) Fig.13.11. Opiuni asupra capetelor fantei;

a)fant racordat; b) fant decupat

Comanda Bead ( ) poate construi o nervur (reliefare) plecnd de la un profil nchis sau unul deschis. Dac profilul entitii are mai mult de un element, acesta trebuie s fie un set continuu de elemente tangente. Exist i posibilitatea de a construi o singur entitate de tip nervur, folosind profiluri multiple distincte, ns fiecare profil trebuie s fie un set continuu de elemente tangente. Profilurile se pot intersecta ntre ele. Se poate specifica forma seciunii transversale i tipul de tratament a capetelor,

a)

b) Fig.13.10. Opiunile comenzii Louver



folosind caseta de dialog Bead Options, fig.13.12. De exemplu, se poate opta pentru diferite forme ale seciunii transversale, precum forma circular, forma n U sau forma n V. Capetele nervurii pot fi rotunjite (Formed), drepte (Lanced) sau perforate (Punched).

O pies din tabl poate fi transferat n mediul Part, folosind

comanda Switch To ( ), ceea ce permite accesarea unor comenzi din mediul Part pentru piesele din tabl. Dup realizarea comenzilor din acest mediu, se va selecta comanda Switch To Sheet Metal din meniul Application Button pentru a trece piesa napoi n Sheet Metal. n continuare sunt prezentate cteva exemple pentru punerea n eviden a unor detalii referitoare la proiectarea pieselor din tabl. La proiectarea constructiv a pieselor din tabl trebuie cunoscute, i aplicate, cteva elemente privind tehnologia de prelucrare a tablelor. Astfel, piesele din tabl se dezvolt de la un semifabricat plan, care poate constitui elementul

Fig.13.12. Opiunile comenzii de realizare a nervurilor

(Bead)



iniial, dup care se construiesc entitile piesei. n cele mai frecvente cazuri se pleac de la cerinele proiectului, de la forma final a piesei i se determin desfurata plan a piesei.

Realizarea tivurilor (margini ale tablelor cu rolul de asamblare prin deformare plastic a tablelor adiacente sau pentru rigidizare) se realizeaz cu

ajutorul comenzii Hem ( ). Structura configurabil este prezentat n fig. 13.13. Prima comand precizeaz opiunile (Option), fig. 13.14. n funcie de profilul selectat al tivului se introduc dimensiunile corespunztoare ale ndoirilor.

Fig. 13.13. Structura comenzii

Hem

Fig.13.14. Opiunile comenzii Hem



Exemplul 13.1. Generarea unor ndoiri simple Exemplul prezint facilitile pentru generarea unor ndoiri simple.

Se acceseaz mediul Sheet Metal i se stabilesc materialul i grosimea tablei (fig.13.15a), dimensiunile i forma degajrilor pentru realizarea ndoirilor, (fig. 13.15b).

Cu ajutorul comenzii (Tab) se genereaz componenta de baz sub form dreptunghiular cu dimensiunile 12080 mm, fig. 13.16a. Pe

a) b)

Fig.13.15. Stabilirea materialului a) i a parametrilor tablei b)

a) b)

Fig.13.16. Generarea entitilor; a) entitate plan; b) ndoiri simple



dou laturi adiacente se realizeaz ndoiri simple, cu dimensiunile de 20 mm, fig.13.16b. Suprapunerea celor dou ndoiri simple determin n zona de col o poriune care pune probleme tehnologice. Evitarea acestora se face

cu opiunile de nchidere a colului ale comenzii , fig.13.17.

a)

b)

c) Fig.13.17. Opiunile privind nchiderea colurilor; a)col deschis; b) col

nchis; c) col cu degajare circular



Exemplul 13.2. Proiectarea unei cutii din tabl cu perei nclinai

Exemplul prezint modul de realizare a unei cutii cu perei nclinai i colurile nchise. Etapele de lucru sunt prezentate n cele ce urmeaz.

1. Se utilizeaz o tabl din aluminiu cu o grosime de 1 mm i raza minim de ndoire de 2 mm;

2. Se genereaz o poriune plan cu dimensiunile 4060 mm;

3. Cu ajutorul comenzii (Contour Flange) se obine piesa din fig.13.18b. Dup selectarea unei muchii se genereaz schia profilului ndoirii, fig. 13.18a. Utiliznd opiunea de selecie a

ntregului contur al plcii plane , rezult piesa din fig.13.18b.

4. Se genereaz un set de degajri pe zona de col a cutiei. Se

dezdoaie ( ) una dintre laturile cutiei. Se execut o decupare cu dimensiunile 104 mm, fig.13.19a) dup care se multiplic ntr-un numr de 4 entiti aceast decupare.

5. Se reface ndoirea cu ajutorul comenzii ( ) selectnd muchia care trebuie rendoit.

6. Selectnd decuparea de la punctul 4 i structura de copiere multipl rezult piesa din fig. 13.19b.

a) b) Fig. 13.18. Generarea unei cutii speciale; a) schia de generare; b)

generarea ndoirii complexe



Una dintre problemele tehnologice specifice pieselor din tabl este determinarea dimensiunilor semifabricatului plan necesar pentru realizarea piesei. Din meniul Model cu opiunea Flat Pattern (fig.13.20) se obine desfurata piesei. Dup accesarea acestei opiuni i selectarea zonei plane de baz, n bara entitilor Edge Bar apare o nou entitate Flat Pattern, care conine desfurata piesei,

fig.13.21. Selectnd opiunile din fig.13.20 se apeleaz modul de reprezentare Design (vizualizea-z piesa din tabl proiectat) sau Flat Pattern (vizualizeaz desf-urata). Dac piesa pentru care se determin desfurata conine entiti de deformare, acestea nu pot fi aplatizate. Se poate obine desfurata i cu ajutorul

a) b) Fig. 13.19. Realizarea decupajelor; a) schia profilului de decupare;

b)piesa final

Fig.13.21. Desfurata piesei din tabl

Fig.13.20. Obinerea

desfuratei



comenzii Save As Flat din meniul principal, pentru piese ce nu conin entiti precum nervuri, adncituri sau fante, care nu vor fi desfurate. Desfurata poate fi salvat ntr-un fiier de tip .PAR, .PSM, sau .DXF. Entitile de deformare sunt nlocuite cu decupri identice cu suprafaa ocupat de acestea.

Se poate crea un model desfurat asociativ att ntr-un document "Part" ct i ntr-un document "Sheet Metal". Cnd se desfoar o pies din tabl, trebuie specificat un plan de referin de baz pe care este desfurat piesa i direcia de orientare a desfuratei. Cnd se opereaz modificri asupra unei piese din tabl nedesfurate se actualizeaz att piesa desfurat asociat ct i desenul ei.

Exemplul 13.3. Realizarea unor ndoiri simple Exemplul prezint etapele de realizare a unei piese cu mai multe

ndoiri.

1. Se utilizeaz o tabl din oel cu o grosime de 1 mm i raza minim de ndoire de 2 mm;

2. Se genereaz o poriune plan cu dimensiunile 4060 mm; 3. Pe una din laturile de 60 mm se realizeaz o ndoire simpl cu

dimensiunile din fig.13.22. La generare, se deplaseaz ndoirea spre interiorul piesei pe o distan de 10 mm.

4. ndoirea de la punctul precedent se copie simetric n raport cu planul de simetrie vertical al piesei.

5. Pe zona central se realizeaz o alt ndoire cu dimensiunile din fig. 13.22b) care se decaleaz spre exteriorul poriunii plane cu o distan de 10 mm.

6. Selectnd planul de lucru se afieaz profilul ndoirii, fig.23c). Se observ c pe profilul zonei ndoite apar dou linii punctate, de-a lungul profilului ndoiturii: o line de conectare n partea de sus a



a) b) Fig. 13.22. ndoiri simple Flange; a) schia primului profil de decupare;

b)schia profilului ndoirii centrale

a) b)

c) Fig. 13.23. Editarea profilului ndoirii; a) schia profil de decupare;

b)schia profilului modificat; c) rezultatul editrii



fig.13.23a) i o line de construire amplasat mai jos. Linia de conectare este folosit pentru a lega capetele profilului ndoiturii de muchia piesei din care a fost dezvoltat. Lina de conectare i lina de construire definesc o zon care nu trebuie s fie intersectat de arce aparinnd noului profil. Fig.13.23b) arat modificrile care apar asupra profilului ndoiturii iar rezultatul final este prezentat n fig.13.23c). n funcie de modificrile operate, se poate deconecta profilul original de linia de conectare. Pentru a deconecta profilul, se terge relaia Connect la captul de profil care se modific. Dup construirea noului profil, segmentele de capt trebuie reconectate la linia de conectare folosind o relaie de conectare.

Exemplul 13.4. Realizarea unei piese ambutisate Exemplul, fig.13.24 utilizeaz comenzile Dimple i Drawn Cutout.

Etapele de lucru sunt prezentate n continuare.

Fig.13.24. Pies din tabl realizat prin ambutisare



1. Se utilizeaz o tabl din oel cu o grosime de 1 mm i raza minim de ndoire de 2 mm;

2. Se genereaz o poriune plan, circular cu diametrul de 140 mm, folosind comanda Tab;

3. Pentru ambutisarea conic central se folosete comanda Dimple, care utilizeaz o schi ce conine un cerc cu diametrul 90 mm. Adncimea ambutisri este de 20 mm iar cotele sunt prevzute la exteriorul cercului din schi. Opiunile comenzii sunt prezentate n fig.13.25. n cazul n care poansonul folosit este conic se impune o verificare atent a adncimii de ambutisare, a razelor poansonului i a plcii active pentru ca profilul obinut s fie valid i s nu depeasc conturul exterior al piesei. Necorespondena acestor elemente poate conduce la erori.

4. Folosind comanda Drawn Cutout se genereaz ambutisarea de pe flana plan a piesei. Se deseneaz o schi sub forma unui cerc 5 plasat la 62 mm fa de axa de simetrie a piesei. Adncimea zonei ambutisate este de 5 mm iar materialul este poziionat n afara

cercului din schi . n cazul opiunilor comenzii, se precizeaz c poansonul este cilindric, iar raza matriei are valoarea implicit (2 mm).

5. Se copie ntr-o structur circular n 8 poziii, entitatea de la pasul 4, obinndu-se piesa din acest exemplu.

Fig.13.25. Opiunile comenzii Dimple



Exemplul 13.5. Realizarea unei piese din tabl ndoit Exemplul prezint etapele de lucru pentru realizarea unui element de rezisten pentru un cadru. Acest element are, n seciune, dimensiunile din fig. 13.26.

Elementul semnificativ al desenului este faptul c precizeaz tipul materialului, grosimea i raza minim de ndoire iar cotele n seciune sunt pe exterior. Etapele de lucru sunt prezentate n cele ce urmeaz.

1. Se utilizeaz o tabl din oel cu o grosime de 1,5 mm i raza minim de ndoire de 3 mm;

2. Avnd n vedere faptul c piesa se va realiza cu ajutorul comenzii Contour Flange, i c plasarea materialului se va face spre exteriorul schiei profil, se vor determina cotele schiei n funcie de cotele exterioare i grosimea materialului, fig.13.27a). Dimensiunea de extrudare este 600 mm.

3. Realizarea teirii muchiei laterale la valoarea de 1,5 mm se va realiza cu ajutorul comenzii Chamfer din grupul de comenzi Corners. Se obine piesa din fig.13.27b).

4. Dup calcularea masei i introducerea parametrilor privind proiectul, se salveaz piesa sub numele Bara1.psm.

5. Selectnd entitatea Contour Flange, se apeleaz comanda Dynamic Edit . Se modific lungimea piesei la valoarea de

Fig.13.26. Bar realizat din tabl ndoit



300 mm i se salveaz rezultatul sub numele Bara2.psm. Se repet activitatea precedent i pentru o lungime a barei de 200 mm se obine piesa Bara3.psm.

Exemplul 13.6. Proiectarea unei cleme de fixare Etapele de realizare a piesei sunt prezentate n continuare.

1. Se utilizeaz o tabl din oel cu o grosime de 1,5 mm i raza minim de ndoire de 1,5 mm;

2. Se genereaz partea principal a piesei folosind comanda Tab, care preia o schi ca n fig. 13.28a).

3. Cu ajutorul comenzii Flange se realizeaz ndoirile simple, pe o nlime de 10 mm. ndoirile realizate n zona colurilor concave se poziioneaz de la marginea piesei spre col, pe o lungime de 10 mm.

4. Se teesc colurile interioare pe distana de 5 mm, folosind comanda Break Corner.

5. Se obine piesa din fig.13.28b).

a)

b) Fig.13.27. Bar realizat din tabl ndoit; a) schia profilului de ndoire;

b)seciunea barei



6. Folosind opiunea ModelFlat Pattern se obine desfurata piesei, fig.13.28c).

a)

b)

Fig.13.28. Clem realizat din tabl ndoit; a) schia profilului; b)forma

clemei: c) desfurata piesei



Exemplul 13.7. Proiectarea unei piese din tabl cu tiv i guseu de rigidizare

Exerciiul propune realizarea unei piese din tabl cu grosimea de 1 mm, avnd raza minim tehnologic de ndoire de 2 mm, care cuprinde ndoiri simple, prelucrri n zonele de ndoire precum i elemente pentru rigidizarea marginilor (tivuri - Hem) i rigidizarea zonelor de ndoire (guseuri). Pentru a stabili n mod corect prelucrrile necesare pentru obinerea piesei se va determina desfurata acesteia, identificndu-se zonele de ndoire necesare dar i elementele care se realizeaz prin deformare plastic, cu excepia ndoirilor simple. Etapele de lucru sunt urmtoarele:

1. n raport cu ce-rinele impuse se stabilete materialul tablei i caracteris-ticile: grosime, raza minim de ndoire, degajri cu ajutorul comenzii Material Table.

2. Cu ajutorul comezii Tab se genereaz o component plan, dreptunghiular, cu dimensiunile 10080 mm.

Fig.13.29. Piesa exemplu 13.7

Fig.13.30. Piesa cu ndoiri simple

(Flange)



3. De la aceast component se realizeaz succesiv ndoirile, conform dimensiunilor specificate n fig. 13.29. ntruct n fig.13.29 sunt specificate dimensiunile exterioare, la realizarea ndoirilor simple Flange, se va selecta opiunea

Flange Material Inside , obinndu-se piesa din fig. 13.31.

4. Pentru a obine elementele necesare, prezentate n fig. 13.31 se realizeaz, n continuare tivurile de rigidizare a poriunii verticale ndoite, guseurile i editarea colurilor ndoirilor situate n partea stng a piesei. Pentru realizarea tivurilor de

Fig.13.31. Comanda

Hem

Fig.13.32. Opiunile tivului de rigidizare (Hem)



rigidizare se folosete comanda Hem ( ). Elementele solicitate sunt prezentate n fereastra din fig.13.31. Forma i dimensiunile tivului de rigidizare sunt precizate prin selectarea butonului Options) fig.13.31). Se opteaz pentru forma simpl a tivului, cu

dimensiunea de 10 mm i mbinare la 45. 5. Pentru ca forma tivului s nu fie decupat la 45 i la partea

inferioar se dezdoaie tivurile laterale cu ajutorul comenzii

Unbend i se completeaz colul cu ajutorul comenzii Tab, fig. 13.33. Apoi se reface ndoirea cu ajutorul

comenzii ReBend ( ). 6. Generarea guseelor se realizeaz cu

ajutorul comenzii Gusset ( ), respectnd fluxul de date din fig. 13.34, n se permite selectarea opiunilor, apoi se precizeaz muchia pe care se plaseaz guseul iar ultimul pas solicit distana de amplasare.

Fig.13.33. Editarea colurilor; dezdoire (UnBend) i generare col

(Close 2-Bend Corner)

Fig.13.34. Generarea guseelor de rigidizare



Forma i dimensiunile guseului sunt precizate n fig. 13.34. Pentru exemplul curent se realizeaz un guseu de form rotund

(Round), cu limea de 10 mm, dimensiunea pe laturile plane 20 mm, un unghi de nclinare de 3 i avnd la baz raze de 2 mm. Guseul este situat la 25 mm fa de muchia selectat. Dup realizare, se copie prin oglindire aceast construcie, n raport cu planul de simetrie al piesei.

7. Editarea colurilor se face ajutorul

comenzii Close 2-Bend Corner ( ), fig.13.36. Dac se opteaz pentru col nchis iar n zona de ndoire se realizeaz o decupare circular de 3 mm, atunci configuraia este cea din bara precedent. Geometria colului nchis este cea din fig. 13.37. Se

Fig.13.35. Forma i dimensiunile guseului

Fig.13.36. Generarea

colurilor



realizeaz apoi aceiai geometrie i pentru colul opus al piesei. 8. Pentru piesele din tabl trebuie stabilit semifabricatul necesar,

adic bucata de tabl plan, care trebuie decupat, ndoit, deformat plastic, i din care se obine piesa finit. Cu ajutorul comenzii din meniul principal ToolsModelFlat Pattern, se selecteaz poriunea plan a piesei care aparine semifabricatului plan, iar Solid Edge genereaz o entitate nou, care apare i n fereastra Edge Bar, de forma celei reprezentate n fig. 13.38. Forma i dimensiunile de gabarit ale piesei sunt reprezentate cu linie ngroat. Sunt reprezentate i zonele de ndoire prin dou linii, ntre care se realizeaz ndoirea. La reprezentarea n desen, se poate opta pentru reprezentarea ndoirii printr-o linie ntrerupt, a crei poziie poate fi precizat prin cote, pentru stabilirea elementelor de reglare ale mainii de ndoire a tablei.

Fig.13.37. Forma i dimensiunile colului



Exemplul 13.8. Calculul eficienei utilizrii materialului pentru o pies din tabl ndoit

Piese din tabl sunt realizate din semifabricate plane (table) sau benzi. n procesul de proiectare se realizeaz elementele funcionale de tip ndoiri, rsfrngeri, ambutisri etc. Pentru a stabili tehnologia de fabricare a unei piese din tabl este necesar determinarea formei desfuratei piesei i dimensiunilor semifabricatului minim necesar. Aprecierea eficienei

Fig.13.38. Forma i dimensiunile desfuratei piesei din tabl



utilizrii materialului se face cu ajutorul unui coeficient calculat ca raportul dintre aria piesei i a semifabricatului plan necesar.

Exemplul prezint algoritmul de stabilire a coeficientului de utilizare pentru piesa din fig.13.39. Etapele acestui algoritm sunt urmtoarele:

1. Proiectarea piesei din tabl cu grosimea de 1 mm, ncepnd cu o parte plan cu dimensiunile de 100x100 mm. Se continu cu realizarea unor decupaje de 4x18 mm poziionate la 12 mm de marginea piesei. Pragurile de fixare a piesei se genereaz folosind comanda Jog, pentru o distan de 15 mm fa de marginea poriunii plane i o adncime tot de 15 mm.

2. Se genereaz suprafaa medie a piesei, fig.13.39b). 3. Se realizeaz desfurata piesei folosind comanda ToolsFlat

Pattern, fig.13.40. 4. Calculm aria semifabricatului plan Asf= 100 x 124,64 =12.464 mm2. 5. Pentru suprafaa medie fig.13.39b) se determin suprafeele A1, A2,

A3, A4, A5 fig.13.41. Din meniul Inspect, grupul Measure selectm

opiunea iar n fereastra Inquire Element se alege opiunea

a)

b)

Fig.13.39. Piesa din tabl cu grosimea 1 mm



Surfaces Only. La selectarea unui petic de suprafa se afieaz, tipul suprafeei (Plane), punctul selectat i coordonatele lui, vectorul normal la suprafa n acel punct, precum i aria (fig.13.41).

6. Pentru suprafaa medie se calculeaz aria total: A=A1+4(A2+A3+A4+A5)= 8848+4*(47,12+120+ +47,12+131,1) rezultnd A=10.229,36 mm2.

7. Coeficientul de utilizare are valoarea Cutilizare=A/Asf adic Cutilizare= 10.229,36/12464= 82,071%.

Fig.13.41. Determinarea ariei unor suprafee

Fig.13.40. Desfurata piesei



Exemplul 13.9. Calculul prin metoda elementelor finite pentru o pies din tabl

Metoda elementelor finite (MEF) este eficient n cazul validrii soluiilor de proiectare. Cunoscnd geometria piesei dar i condiiile de solicitare n funcionare metoda MEF permite calculul strii de eforturi i a strii de deformaii n orice punct din interiorul piesei. Se identific astfel zonele puternic solicitate, elementele care au deformaii mari ceea ce permite optimizarea geometriei pieselor sau a nivelului de solicitare admis. Aa cum s-a menionat MEF permite modificarea condiiilor de ncrcare sau fixare a piesei realiznd o simulare a comportrii pentru situaii diverse de solicitare. n capitolul 4 a fost prezentat Femap Express pentru piese 3D. S-a remarcat faptul c modelul solid al piesei este divizat n elemente finite tetraedrale. Un astfel de element are 4 vrfuri, fiecare dintre acestea avnd trei grade de libertate. Rezult c pentru un astfel de element este necesar o matrice de rigiditate elementar de ordinul 3x4=12. Dac multiplicm numrul nodurilor elementelor care au rezultat la divizarea piesei cu 12, rezult c matricea de rigiditate a piesei calculate cu MEF este de mari dimensiuni, fapt ce conduce la dificulti de calcul.

Reducerea numrului elementelor finite este posibil pentru piese din tabl. n principiu, metoda elementelor finite pentru piese din tabl necesit urmtorii pai:

Se proiecteaz piesa din tabl;

Se determin suprafaa medie a piesei din tabl;

Se impun condiiile de ncrcare i fixare-rezemare a piesei;

Suprafaa medie este divizat n elemente finite plane pentru care se cunosc matricele de rigiditate;

Se asambleaz matricele de rigiditate elementare i se obine matricea de rigiditate global a sistemului;



Cunoscnd condiiile de ncrcare i fixare a piesei se rezolv sistemul matriceal al MEF pentru piesa, ncrcrile i modul de fixare considerat;

Rezult starea de eforturi i deformaii pentru piesa dat i condiiile de solicitare-fixare.

Se prezint n cele ce urmeaz, aceste etape, pentru o pies concret, cu grosimea de 2mm, fig.13.42a). Pentru aceast pies se consider c avem o ncrcare de 1,2 MPa pe Suprafata1, cu direcia spre dreapta iar fixarea piesei se realizeaz prin imobilizarea elementului Suprafata2. Suprafaa medie este cea din fig. 13.42b). Dup parcurgerea urmtoarelor etape se obine rezultatul din fig.13.43. Se prezint starea eforturilor echivalente von Mises i valorile acestora pe o scar de culori. n fereastra din stnga se observ paii parcuri, dup cum urmeaz:

Select Body Step selecteaz piesa pentru care se aplic calculul;

Select Material Step selecteaz materialul piesei, dac acesta nu a fost precizat n etapa de proiectare a piesei din tabl;

a)

b)

Fig.13.42. Piesa din tabl calculat prin MEF; a) modelul solid; b)suprafaa medie



Select Load Step stabilete suprafaa solicitat, mrimea i direcia solicitrii (for distribuit sau presiune);

Constraint stabilete suprafaa fixat a piesei.

Dac se acceseaz butonul (Play) se prezint animat modul de

variaie a eforturilor din pies la ncrcarea de la zero pn la valoarea

precizat a ncrcrii. Accesnd (HTMP Report Generation) se obine un raport n format HTML care cuprinde elementele de calcul i rezultatele, fig.13.44.

Fig.13.43. Rezultatul analizei MEF pentru piesa din tabl



Fig.13.44. Raportul HTML cu rezultatele analizei MEF pentru piesa din

tabl



Exerciii propuse Exerciiul Ex13.1): S se proiecteze piesa din figur.

Exerciiul Ex13.2): S se proiecteze piesa din figur.



Condiiile tehnice care trebuie respectate la realizarea acestei piese sunt:

1. Tabla are o grosime de 1 mm i raza minim de ndoire de 2 mm. 2. Colurile n zonele de ndoire au decupaj circular cu diametrul de

3 mm. 3. Guseele au o lime de 10 mm, raza de 6 mm, i o nlime de 20

mm. Razele poansoanelor i matriei n acest caz au valorile razei minime.

4. Se va calcula coeficientul de utilizare (raportul dintre aria piesei i cea a semifabricatului plan necesar).

Exerciiul Ex13.13): S se proiecteze carcasa din tabl din figura urmtoare.




13. Proiectarea pieselor din tablExemplul 13.1. Generarea unor ndoiri simpleExemplul 13.2. Proiectarea unei cutii din tabl cu perei nclinaiExemplul 13.3. Realizarea unor ndoiri simpleExemplul 13.4. Realizarea unei piese ambutisateExemplul 13.5. Realizarea unei piese din tabl ndoitExemplul 13.6. Proiectarea unei cleme de fixareExemplul 13.7. Proiectarea unei piese din tabl cu tiv i guseu de rigidizareExemplul 13.8. Calculul eficienei utilizrii materialului pentru o pies din tabl ndoitExemplul 13.9. Calculul prin metoda elementelor finite pentru o pies din tablExerciii propuse

Date post:	07-Nov-2015
Category:	Documents
Upload:	petronelsilviu
View:	214 times
Download:	0 times

dfs

Documents