Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (DEMEGI) Modelação 3D de um Aparelho de Facejar em SolidWorks Relatório elaborado por: José Pedro M. Ferreira Rui Miguel Gonçalves Trabalho Realizado no Âmbito da Disciplina: Concepção e Fabrico Assistido por Computador Data de realização do trabalho:12/2003-02/2004 Data de entrega do trabalho: 27/02/2003
Agradecimentos: Prof. João Manuel R. S. Tavares Prof. Joaquim O. Fonseca Prof. José dos Santos Almacinha
Índice Objectivos Visados 3 Realização do Trabalho 4 Lista de Peças 6 Comentários 8 Bibliografia 9 2
Objectivos visados Após conferenciar com o eng.º Tavares acerca das várias propostas possíveis, foi decidido que o aparelho de facejar seria um trabalho deveras interessante. Pretendemos então criar uma modelação 3D do aparelho de facejar usando o SolidWorks 2003. A representação esquemática, assim como a lista de peças do aparelho, foi retirada dos apontamentos de Desenho de Construções Mecânicas.Temos vários focos de interesse nesta proposta, um deles consiste no funcionamento geral do aparelho, visto que acompanha o movimento da árvore. O funcionamento das rodas dentadas helicoidais (veio-pinhão + roda dentada) e a sua interacção com o movimento da corrediça era mais um dos pormenores que gostaríamos de ver representado em 3D. Foi ainda recomendado pelo eng.º Tavares que fosse feita uma parametrização de forma a que a tampa-abraçadeira e o corpo acompanhassem a variação do diâmetro da árvore assim como uma vista explodida do conjunto. Fig1- vista explodida do conjunto 3
Realização do trabalho Comandos utilizados O sketch é a base de qualquer trabalho em SolidWorks, com ele podemos esboçar a forma desejada de maneira a obtermos a peça em 3D( via extrude, cut-extrude, etc.). Foi amplamente usado com o intuito de obter peças de formas complicadas. Comandos utilizados em 2D: Sketch Dimension Add relation Display/delete relation Line Tangent arc Circle Rectangle Point Centerline Mirror Trim Fig2- Sketch do corpo(1) usando também o comando Dimension Comandos utilizados em 3D: Extruded boss/base Revolved boss/base Extruded cut Fillet Chamfer Hole wizard Plane Fig3- Base extrude do corpo(1) tendo por base o Sketch da fig1 4
Comandos utilizados no Assembly: Hide/show component Edit part Mate Move component Rotate component Através dos add-ins foram inseridos : Toolbox - a partir do qual se inserem os elementos normalizados. Animator - através do qual foram feitas as animações. Fig5 Animator Fig4 - Toolbox Ainda dignas de referência são as denominadas Design Tables. Estas foram efectuadas individualmente no corpo, na tampaabraçadeira e na árvore para só depois serem conjugadas através de uma design table final no Assembly. Fig6 Design Table da tampa-abraçadeira Fig7 Design Table do Assembly parcial1 5
Lista de Peças Peça 1 - Corpo Peça 2 -Corrediça Peça 3 - Fuso Peça 4 - Porca Peça 5 - Chaveta Peça 6 Roda Dentada Peça 7 - Anilha Peça 8 Porca Hexagonal Peça 9 - Tampa Peça 10 Parafuso para a carruagem Peça 11 Tampaabraçadeira Peça 12 parafuso da Tampa - abraçadeira Peça 13 Parafuso para o calço Peça 14 - Calço 6
Peça 15 - Casquilho Peça 16 Roda de avanço Peça 17 Chaveta do pinhão Peça 18 - Árvore Peça 19 Veio - Pinhão Peça 20 - Batente Fig8 testador base. Apesar deste elemento não constar da lista de peças, foi criado com o intuito de lhe serem acopladas rodas dentadas para teste. Fig9 Assembly criado para teste efectivo da rotação existente entre o veio pinhão e a roda dentada. 7
Comentários As maiores dificuldades deste trabalho consistiram quer na obtenção do Corpo(1) devido às suas formas arredondadas, quer na rotação do veio pinhão(19) com a roda dentada(6) devido ao processamento lento do movimento. Enquanto que a resolução do primeiro problema veio com a prática, a solução para o segundo resultou mais árdua que o previsto visto que não é com prática que se consegue obter velocidade de processamento mais rápida. Foi então concebido um sistema de posicionamento destes componentes de forma a ser possível ser efectuado um teste, este aparelho foi denominado de testador visto que é um aparelho de teste de rodas dentadas que permite ver o funcionamento destas. Por fim houve um pequeno imprevisto aquando da mudança de nome de certos componentes, como por exemplo a mudança de 1-corpo2003semfillets para corpo(peça1), que interferiu com a animação já feita assim como a parametrização. Estes erros apenas se verificam porque o SolidWorks não actualiza automaticamente o novo nome deste componentes nestes dois itens referidos. No entanto e apesar dos contratempos o trabalho foi-nos extremamente gratificante devido à aprendizagem de uma nova ferramenta de trabalho extremamente útil e versátil como é o SolidWorks. Podemos concluir que a cadeira de C.F.A.C. é essencial no currículo de um curso de Engenharia Mecânica e que o seu conteúdo é vital para o desenvolver de capacidades na área de CAD. Não deixamos contudo de fazer algumas observações a alguns aspectos mais incómodos da cadeira como o a não conjugação de linguagens com a disciplina de programação de Computadores leccionada no 1ºano de curso. É extremamente comum aos alunos confundirem certas linhas de código de Pascal com Fortran. Outro dos inconvenientes é o número reduzido de aulas de SolidWorks(especialmente aulas práticas) sendo notada a falta dessa mesma prática aquando da iniciação do trabalho prático. 8
Bibliografia Morais, Simões, Desenho Técnico Básico, Desenho De Construções Mecânicas 3, Porto, Porto Editora, 4 a tiragem. Antunes, Manuel S., Elementos para Construções Mecânicas, Porto, Porto editora,1974. Outras Publicações: Morais, Simões e Almacinha, José António, Apontamentos de Construção Mecânica, Porto, FEUP edições,2001. Locais visitados na Internet: SolidWorks Express February 2002, in www.solidworks.com, 2002 Tavares, João Manuel R. S., Apontamentos SolidWorks in www.fe.up.pt/~tavares, 2003 9