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Universidade Estadual de Maringá Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Mecânica Desenho de Máquinas 2: Introdução ao Solid Works

Apostila Solid Works

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Universidade Estadual de Maringá

Centro de Tecnologia

Departamento de Engenharia Mecânica

Desenho de Máquinas 2: Introdução ao Solid Works

Professores:

Maringá, 2012

Sumário

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Introdução

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Capitulo 1 : Iniciando o Solid Works

O Solid Works é um software CAD utilizado para representar peças em 3D/2D, se torna uma ferramenta útil e de fácil utilização para desenhistas, projetistas e engenheiros quando se refere à representação de peças mecânicas, máquinas e equipamentos. Está ferramenta permite a representação de um componente isolado, bem como do conjunto todo (ex. uma máquina), tornando assim possível a simulação de movimentos do conjunto a partir de características do mecanismo, com juntas, parafusos, engrenagens, dentre outros.

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1.1 – Inicialização

Primeiro passo Execute o Solid Works, , após executado, aparecerá a seguinte tela:

Figura 01

Nesta tela, você tem acesso a ferramentas e opções de configuração do software, no botão marcado 1, temos o comando para um novo documento de solidworks. Para iniciar um novo documento basta clicar neste botão, assim a seguinte janela será aberta:

Figura 2

Na figura 2 estão apresentados os três módulos disponíveis para o projeto de desenho de máquinas através do Solidworks. Estes módulos têm a capacidade de : projeto de peças em 3D, montagem de peças para formação de um conjunto e gerar vistas em 2D utilizadas normalmente para confecção de peças ou montagens de equipamentos em serviços de Engenharia Mecânica.

Primeiramente estudaremos a representação em 3D de um componente, no caso, selecionamos a primeira opção da janela. Ao clicar no botão “peça” e “ OK”, a janela da figura 3 será aberta:

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Figura 03

Nesta janela, podemos verificar a barra de menus, figura 04

Figura 04

Na figura 05 temos as abas com as opções de modelagem, as quais utilizaremos para modelar uma peça.

Figura 05

Na figura 06, tem-se a ilustração da árvore de projeto, local designado a registrar todas a ações executadas.

Figura 6

Na figura 07, tem-se exemplificadas as principais ferramentas de visualização. Estas ferramentas estão disponíveis para facilitar a escolha de vistas, ou ainda reposicionar a peça desenhada no plano, ou aumentar o zoom com o objetivo de facilitar a visualização de possíveis erros de projeto, por exemplo.

Figura 07

O sistema de coordenadas no espaço e o plano de visualização esta localizando na região inferior esquerda. A figura 8 ilustra este sistema.

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Figura 08

1.2 Atalhos uteis

Vistas de desenho: As vistas ortogonais do SolidWorks podem ser acessadas a qualquer momento. Clique em Orientações de Vista:

Selecione uma vista ortogonal.

Podemos acessar as vistas ortogonais através da barra de espaço do teclado, e selecionar através de um duplo clique a vista desejada

Você também pode definir o alinhamento de uma face. Basta selecionar a face desejada e pressionar a tecla “CTRL + 8” (é a vista perpendicular a qualquer face ou plano selecionado, equivalente a uma vista de plano)

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Abaixo lista com as teclas de atalho das vistas Ortogonais: Frontal

Ctrl+1

Posterior Ctrl+2 Esquerda Ctrl+3 Direita Ctrl+4 Superior Ctrl+5 Inferior Ctrl+6 Isométrica Ctrl+7 Normal a Ctrl+8

Atalhos do SolidWorks: Os atalhos de teclado são combinações de teclas, que podem ser personalizadas para configurar as ferramentas do SolidWorks mais utilizadas diariamente pelo usuário. Abaixo segue a lista de atalhos padrão do SolidWorks. Limpar ferramenta selecionada ESC Novo Ctrl+N Abrir Ctrl+O Fechar Ctrl+W Salvar Ctrl+S Imprimir Ctrl+P Procurar nos documentos recentes R Desfazer Ctrl+Z Refazer Ctrl+Y Repetir último comando Enter Cortar Ctrl+X Copiar Ctrl+C Colar Ctrl+V Excluir Delete Reconstruir Ctrl+B Barra de atalho S Filtrar vértices V Alternar barra de ferramentas de Filtro de seleção F5 Alternar filtros de seleção F6 Verificador ortográfico F7 Filtrar faces X Aceitar aresta Y Menos zoom Z Mais zoom Shift+Z Vista anterior Ctrl+Shift+Z

Capitulo 2 : Elaborando um Esboço.

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Existem varias formas de se construir uma determinada peça, cada projetista desenvolve a sua técnica, descreveremos uma maneira fácil de modelar uma peça, basicamente criamos um esboço (um perfil 2D) e depois fazemos relacionamos a medida de profundidade através de comando de extrusão tornando assim este perfil 2D em um sólido, ou seja, um componente 3D.

2.1 – Esboço

Clicamos primeiramente na aba “esboço”, da figura 09.

Figura 09

Com a barra selecionada, selecionamos então no botão “Esboço”, figura 10,

Figura 10

Em seguida determina-se o plano a ser utilizado como base do perfil a ser desenhado, a seleção deste plano a ser utilizado pode ser realizada de diferentes maneiras, neste caso a partir da árvore de projetos ( escolham o frontal), conforme a figura 11.

Figura 11

Feito isso, o plano esta selecionado para desenho e a origem das cordenadas do plano está no centro da tela, observe que o botão “Esboço” mudou para “Sair do Esboço” figura 12, isto indica que podemos começar a desenhar o perfil desejado.

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Figura 12.

2.2 – Ferramentas do Esboço

Listaremos a função de cada ferramenta, para seleciona-las, basta clicar com o botão esquerdo do mause, para cancelar a ferramenta tecle “Esc”, para se ativar a ultima ferramenta utilizada, tecle “Enter” no teclado.

O comando dimensão inteligente serve para introduzirmos dimensão em nossa geometria (linha, circulo, aresta, etc), normalmente utiliza-se desta opção, entretanto estão disponíveis diferentes alternativas com o objetivo de facilitar o desenvolvimento do desenho.

Este comando traz a ferramenta de linha cheia, utilizado para o contorno da peça, caso seja necessário uma linha de referência, basta clicar no drop down e selecionar a “linha de centro”.

Ferramenta para fazer quadrado ou retângulo, o drop down traz diferentes opções de como formar o retângulo.

Ferramenta de fazer oblongo, também tem formas diferenciadas de traçar no drop down.

Ferramenta de fazer circulo, também tem formas diferenciadas de traçar no drop down

Ferramenta de traçar arco, também tem formas diferenciadas de traçar no drop down

Ferramenta de fazer polígono.

Ferramento de fazer linhas curvas, também tem formas diferenciadas de traçar no drop down

Ferramenta de elipse, também tem formas diferenciadas de traçar no drop down

Ferramenta de fazer arredondamento em arestas ou chanfro, basta escolher no drop down

Ferramenta que espelha parte selecionada do esboço em relação a um eixo de referencia.

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Ferramenta cria um contorno a uma distancia especifica de um contorno já existente, offset

A opção “Aparar entidades” serve para apagar parte de linhas que se cruzam e a opção “Estender entidades” é utilizado para prolongar uma linha até a intersecção mais próxima.

Esta ferramenta copia um determinado elemento em um padrão linear, se selecionar “Padrão de esboço linear” ou um padrão circular, se selecionado “Padrão circular”, bastando informar a quantidade e a coordenadas para ser copiados.

A opção “Exibir/excluir relações” serve basicamente para visualizar as relações existentes e exclui-las, esta relações podem ser simetria, perpendicularidade, paralelismo, etc.. A opção “Adicionar relação” serve para inserir uma relação entre linhas ou geometrias.

Exercicio 01.

Dentro do esboço, trace uma reta, um círculo, um retângulo, não se preocupe com as dimensões. Depois trace uma reta cortando o retângulo ( deixe sobras passando pelo retângulo). Primeiro selecione a ferramenta desejada, depois na área de desenho de um clique para marca o inicio e o segundo clique para terminar a construção, para cancelar o comando tecle “Esc” e repetir tecle “Enter.

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Figura 13

Selecione a ferramenta “Aparar entidade”, verifique se a opção “Aparagem ativa” esta marcada, basta clicar dentro do quadrado, com o botão do mouse pressionado, passe sobre a linha que deseje cortar.

Figura 14

Finalize a ferramenta (tecle “Esc”), selecione o botão “Offset de entidades”, altere o valor para 5mm, clique sobre o circulo e passe o mouse de dentro para fora para indicar onde será feito o ofset, figura 15, tecle enter.

Figura 15

Selecione a ferramento de fazer chanfro, clique em dois vértices do retângulo, mude o raio de arredondamento para 15mm, figura 16 e finalize o comando dando enter.

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Figura 16.

Selecione a ferramenta espelhar, depois selecione o retângulo inteiro (clique com o mouse em um canto inerior esquerdo abaixo do retângulo, com o botão pressionado , arraste para o canto direito abrindo uma janela que contenha o retângulo todo e solte o botão, assim a peça fica selecionada. Após selecionar, clique no campo “espelhar em relação a” e em seguida clique na linha vertical do retângulo, assim você esta informando qual será o eixo de referencia, figura 17, tecle enter e finalize o camando.

Figura 17

Os quadrados na cor verde com desenhos, indicam as relações existentes nas linhas, basta passar o mouse em cima que aparecerá qual a relação e sua referencia.

Clique em “Sair do esboço”, feche a janela e não salve, figura 18

Figura 18

2.3 – Construindo um Sólido

Para começarmos a nos familiarizarmos com o programa, vamos criar um solido simples, mas que serve como base para o nosso aprimoramento, o solido a ser construído será o da figura 19.

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Figura 19

O primeiro passo e incialisar o programa normalmente, escolha a opção “Novo” e em seguida “Peça”, “OK”.

Na aba esboço, clique no botão “Esboço” e em seguida selecione o plano frontal.

Desenharemos o seguinte perfil, figura 20.

Figura 20

Antes de começar a desenhar, crie dois eixos de referência no seu centro de coordenadas, para isto utilize o comando “Linha de centro”, figura 21.

Figura 21

Em seguida, adicione a relação “Fixo” para travar seu centro de referência, para isto, clique no drop down do botão “Exibir/Excluir relações”, “adicionar relação”, Verifique se não existe nehuma linha selecionada, para isto basta olhar na janela, figura 22, se estiver como na figura, é porque nenhuma linha foi selecionada.

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Figura 22

Selecione as linhas do eixo e depois clique em “fixar”, figura 23.

Figura 23

Finalize o comando, faça dois retângulos, conforme a figura 24, não se preocupe com as dimensões.

Figura 24

Deixe o retângulo maior simétrico em relação ao eixos vertical e horizontal, para isto clique no drop down do botão “Exibir/excluir relação”, “adicionar relação”, verifique se não tem nenhuma linha selecionada, então clique nas duas linhas verticais do retângulo maior e no eixo vertical e depois no botão “simétrico”, conforme figura 25.

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Figura 25

Deseleciona as linhas clicando encimas delas e em seguida selecione as linhas horizontais do retângulo maior e o eixo horizontal e depois o botão “Simetrico”, conforme figura 26, finalize o comando.

Figura 26

Relembrando, os quadrados verdes que aparecem junto as linhas, são as relações existentes, para visualizar, basta passar o cursor sobre o simbulo. Coloque as dimensões nos dois retângulos conforme a figura 20, para isso utilize a ferramenta “Dimessão inteligente”, com ela acionada, basta dar um clique na linha a ser cota e depois um segundo clique para fixar a posição da cota, em seguida abre uma janela para ser digitada a dimensão, pode ser visualizado na figura 27.

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.

Figura 27

Faça os dois círculos concêntricos, com diâmetros de 100 e 50mm, posicionado conforme figura 28, observando que o circulo maior é tangente a aresta do retângulo.

Figura 28

Agora, acione a ferramenta “Aparar entidades” e deixe conforme a figura 29.

Figura 29

Para transformar nosso perfil em solido, temos que sair do esboço, para isso clicamos em “Sair do esboço”. Verifique se seu esboço esta selecionado na arvore de projeto, figura 30.

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Figura 30

Agora selecione a aba recurso e em seguida o botão “Ressalto/base extrudada”, najanela do lado esquer que abre, nos temos as informações sobre a extrusão, em direção 1, a plavra cego refere-se partir de onde vai iniciar a extrusão, neste caso cego que dizer apartir do plano do esboço, então o plano do esboço vai ficar em uma das faces, as duas setas com sentido inverso do lado onde esta escrito cego, serve para alterar o sentido de extrusão, que é mostrado na seta que esta no meio do esboço, a dimensão onde está 10mm e o tanto que nossa extrusão vai ter. Primeiro clique dento do esbo , onde esta marcado com a bolinha azul, na figura 31 e depois digite a espessura, 125mm e finalize o comando.

Figura 31

Para fazer a outra parte da peça, na arvore do projeto, expanda o item “Ressalto extrusão” e selecione o item “esboço”, com ele selecionado então clique no botão “Ressalto/base extrudada”, deixe em plano cego, clique dentro da região que falta fazer a extrusão e digite na dimensão 35 mm e depois finalize o comando. A peça deverá ficar parecida com a da figura 32.

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Figura 32

Agora vamos fazer os dois furos que faltam, devemos abrir um novo esboço, na aba esboço, depois para selecionar o plano, vamos usar a face que terá o furo, assim clicamos na face, figura 33.

Figura 33

Observe que não está adequado para desenhar neste plano, então devemos clicar na ferramenta de vista e depois no botão “Normal a”, conforme figura 34.

Figura 34,

Assim fica adequado para desenho, posicionamos as duas circunferências conforme figura 35.

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Figura 35

Depois de posicionado, saia do esboço e ative a aba recurso. Com o esboço que acabou de fazer selecionado, então clique no botão “Corte extrudado”, abrirá uma janela conforme figura 36.

Figura 36

Clique no drop down da onde esta escrito cego e mude para passante, assim o furo será passante apartir do plano do esboço, e finalize o comando.

Assim sua peça estará pronta, conforme figura 37, salve com o nome “Exercicio 1”

Figura 37

Para salvar um arquivo, vá ao menu “Arquivo”, “Salvar como”, coloque o nome da peça e escola o local para gravar.

Exercício 02

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Este exercício tem como objetivo a utilização de ferramentas 3D para arredondamento de superfícies, espelho 3D e a utilização do comando Pattern. Como tópico especial criaremos também um plano no espaço para facilitar a execução deste desenho.

Primeiramente inicie um novo arquivo através do módulo part, na janela que apresenta a árvore de projetos ou features selecione o plano frontal e em seguida o módulo de desenho ou Sketch. Selecione a ferramenta retângulo e o ilustre com as seguintes dimensões. Lembrem-se de utilizar do comando Smart Dimension para introduzir as dimensões.

Utilizou-se do plano frontal para que este seja futuramente utilizado como referência para a ferramenta de espelho ou Mirros em 3D. Logo saíremos da opção Sketch e selecionaremos a ferramenta de extrusão. Entretanto iremos alterar a opção Blind ou Cego para Midplane proporcionando desta forma a extrusão para ambos os lados. Em D 1

determine a dimensão 125.

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Agora selecione a ferramenta fillet para o arredondamento dos cantos com um raio de 15. Lembrem-se de selecionar todas as arestas verticais as adicionando segurando o CTRL.

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Selecione agora a face superior do desenho, utilize da ferramenta de círculo e para facilitar sua orientação mude sua vista para topo. Cote o círculo para 12 mm através do comando smart dimension. Para localiza-lo de forma correta na figura utilize do drop down da ferramenta smart dimension e selecione a opação Horizontal Dimension. Para utilizar desta ferramenta selecione a linha lateral e o ponto central do círculo como referências e digite a medida 15 mm. Faça novamente utilizando da linha inferior e o centro do círculo e novamente dimensione como 15 mm. Após o círculo desenhado utilize da ferramenta Linear Sketch pattern conforme indicado na figura.

Uma nova janela de comando irá se abrir e nesta nova opção digite as seguintes informações. Em D1 a medida 45 mm que é a distância entre centro dos dois círculos na horizontal em D2 95 mm que é a distância entre os círculos na vertical.

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Termine o comando, e saia do Sketch selecionando agora o comando Extrude Cut, verifique se a direção está correta e ao invés de utilizar como base Blind altere para Throught All. Finalize o comando e sua peça estará com 4 furos.

Agor chegou o momento de criarmos um novo plano a partir de uma das faces laterais, através do comando Reference Geometry, expanda o drop down e escolha a opção plano.

Uma nova aba janela irá se abrir, selecione uma das faces laterais, um plano paralelo irá aparecer no desenho, caso sua direção esteja incorreta, utilize da opação flip e digite a dimensão 27,5 para o novo plano.

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Selecione o novo plano lateral e desenhe através da opção Sketch o seguinte perfil.

Saia da opção Sketch e selecione Extrude, utilize Blind e a dimensão de 10mm.

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Selecione a face onde é necessária a expansão de 5mm e desenhe dois círculos concentricos com dimensões de 15 e 28 mm.

Agora utiizaremos do comando Mirror para espelharmos a geometria desenhada.

Uma nova janela irá se abrir, expanda sua árvore de projetos e selecione o plano frontal e somente depois sobre as superfícies a serem copiadas.

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Termine o comando e sua geometria terá sido espelhada. Para finalizar selecione a face lateral desenhe o retângulo com as dimensões adequadas e extrude com 10 mm.

Ao fim do comando sua peça estará finalizada.

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COMANDO DE REVOLUÇÃO

Para se utilizar do comando de revolução extrudada primeiramente desenhe um círculo e um linha de referência a uma distância qualquer. Saia do Sketch e selecione Revolved. Será gerado um sólido com a revolução com TETA equivalente a 360. Selecine o mesmo plano determinado anteriormente desenhe um círculo com dimensões menores e a linha de centro na mesma localização da anterior, retorne selecione corte extrudado e o deslocamento circunferencial de 120 graus.

Exercício

Desenhe o seguinte perfil. Não se esqueça de criar a linha de referência, após finalizado retorne para features e selecione Revolve, deslocamento circunferencial de 360.

Selecione a aresta da vista de topo e chanfre com 10 mm e 45 graus de deslocamento circunferencial, para a segunda aresta de topo faça uma arredondamento de 15mm.

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Utilizando do comando Swept Boss

Selecione o plano frontal e desenhe o seguinte sketch. Desenhe um círculo no plano direito com 5mm de diâmetro. Selecione Swept Boss Base.

Comando Loft.

Para o comando Loft, desenhe dois sketchs com círculos com diferentes dimensões em planos paralelos, retorne a features e execute loft.

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