PartDesign Bearingholder Tutorial II/fr



Comme l'avertissement en haut de la page l'indique déjà, ce  'tutoriel ne fonctionnera pas si vous ne compilez pas une branche hautement expérimentale spéciale du code source' FreeCAD  et c'est un tutoriel d'introduction à la modélisation avec l'Atelier Conception de Pièce dans FreeCAD  'utilisant des plans de référence qui sont une fonctionnalité qui n' existe pas encore dans la plupart des versions de FreeCAD' . Le but de ce tutoriel est de vous présenter deux flux de travail différents pour créer une pièce moulée avec des vis et des congés. Selon les autres programmes de CAD que vous avezutilisét l'un ou l'autre pourrait vous être familier. Comme exemple de travail, nous allons modéliser un support de roulement simple

C'est la deuxième partie du tutoriel. Il utilisera ce qu'on pourrait appeler le flux de travail 'de corps multiples », en utilisant la (simple) partie supérieure du support comme exemple.

Évidemment, pour suivre ce tutoriel, vous devez activer l'Atelier Conception de Pièce.

Vous pouvez trouver ma version de la pièce créée dans ce tutoriel [ici] <br clear=all

Les Données de Conception == ==

Le support doit être en mesure de tenir un Roulement d'un diamètre de 90mm avec une largeur allant jusqu'à 33mm (par exemple DIN 630 Type 2308, qui a un diamètre intérieur de 40 mm). Le palier nécessite une hauteur d'épaulement d'au moins 4,5 mm dans le support (et sur l'arbre). La partie supérieure du support sera boulonné sur le fond avec deux boulons de 12mm. Pour la tête d'un tel boulon, il faudra au moins 20 mm de diamètre d'espace libre. Il devrait y avoir une rainure sur les deux côtés du roulement capables de tenir un arbre standard bague d'étanchéité DIN 3760: 38x55x7 40x55x7 ou sur un côté, 50x68x8 de l'autre côté.

Le support sera réalisé dans un moule en sable avec une épaisseur minimale de paroi de 5 mm, un angle de dépouille de 2 degrés, et un rayon de congé minimum de 3mm.

Configuration de la géométrie de l'ossature
Create a new part in the PartDesign workbench. Rename the Body that is created by default to Skeleton. This Body is probably activated already, which you can see by the blue background colour in the feature tree. Create a new sketch on the YZ plane containing the outline of the shaft, bearing and sealing rings. After finishing the sketch, make a revolution feature from it. This skeleton feature will later be used to reference the real geometry to it. This means that if you want to change any dimensions, all you need to do is adjust the skeleton feature's dimensions and the rest of the part will update accordingly.

Le corps principal
Créer un nouveau corps et le rendre actif. L'esquisse pour la première protusion est affiché sur la droite. Il est placé sur un plan de référence avec un décalage de 5 mm (épaisseur de paroi) de la face de l'ossature marquant le côté de l'un des anneaux d'étanchéité du palier. Parce que toutes les dimensions importantes sont prises à partir du squelette, il y a seulement trois dimensions: La surépaisseur d'usinage (3mm) à la base comme un décalage du plan XY, l'épaisseur de paroi de 5 mm de diamètre extérieur du squelette, et les deux angle de dépouille. Pour créer la dimension 5mm, vous devez d'abord sélectionner le cercle extérieur (rayon 45mm) de la géométrie de l' ossature comme la géométrie externe dans l'esquisse, puis mettez une ligne de construction contraint tangentielement à ce cercle et avec un angle de deux degrés.

Vous vous demandez probablement pourquoi il y a ce petit segment de droite au bas de chaque arc. Ce segment assure qu'il y aura un projet d'angle de deux degrés sur les arcs. Cela pourrait ressembler à beaucoup de travail pour un très petit avantage, mais de nombreux programmes de CAO (et peut-être un jour FreeCAD) disposent d'outils qui mettent en évidence un modèle solide en différentes couleurs immédiatement et vous présentent toutes les faces où l'angle de dépouille n'est pas correct. Vous ne voulez pas que cela arrive à votre modèle, en particulier après la mise en place d'un grand nombre de filets!

Quand vous avez fait le croquis (qui est un peu difficile à cause des deux degrés des lignes tangentielles), créer une Protusion de celui-ci s'étendant jusqu'à l'autre côté de la géométrie de l'ossature, à nouveau avec un décalage de 5 mm à la face latérale. Vous ne avez pas besoin de créer un plan de référence cette fois, le mode "jusqu'à la face " du dialogue de Protusion propose d'entrée d'un décalage.

Ensuite, nous allons réduire la matière sur les deux extrémités de la Protusion car il est toujours idéal pour les pièces en fonte d'avoir une épaisseur de paroi aussi uniforme que possible. Créez une esquisse sur chacune des faces d'extrémité de la Protusion et le dimensionner à 5 mm l'offset du cercle représentant la bague d'étanchéité roulement (rayon de 27,5 mm d'un côté et 34mm sur l'autre). Pour le segment de la ligne de fond de l'esquisse, créer une autre géométrie externe de Protusion et  la contraindre. Ainsi l'esquisse n'a qu'une seule dimension, l'épaisseur de paroi de 5 mm (les dimensions de 150mm et 75mm ne sont pas importants tant qu'ils sont assez grands pour s' assurer que tout est coupé).

Utilisez le croquis que vous avez créé pour faire une Cavité et l'étendre jusqu'à la face de la géométrie du squelette qui représente le palier, moins 5 mm pour compenser l'épaisseur de paroi. Pour la deuxième cavité, vous pouvez utiliser l'option «Dupliquer objet sélectionné" dans le menu PartDesign pour reproduire le croquis que vous avez déjà fait (choisissez de ne pas reproduire les objets dépendants si la question apparaît). Ensuite, sélectionnez la face sur laquelle vous souhaitez déplacer cette esquisse, et de dire à FreeCAD de dessiner l'esquisse sur cette face (c'est un élément du menu PartDesign). Après la création de la deuxième Cavité, vous pouvez regarder le résultat du fond pour vérifier que vous avez une épaisseur de paroi uniforme de 5 mm sur le contour de la géométrie du squelette.

Maintenant, il est temps de créer le projet et les filets. Le projet nécessite un plan neutre, ce qui signifie que la géométrie qui est coupé par ce plan restera à sa place, tandis que le reste de la face est incliné de l'angle de dépouille. L'utilisation du fond de la Protusion à cette fin  n'est pas une bonne idée, parce que l'épaisseur de la paroi dans la partie supérieure du support deviendrait inférieure à 5 mm. Donc nous créons un plan de référence décalé environ 35mm de  XY à cet effet. Activez le squelette et créer le plan, parce que nous en aurons besoin pour appliquer le projet à d'autres organes, aussi.

L'image de droite montre le premier corps fini avec le projet et les flans de raccordement appliqué. On notera que les bords (concaves) extérieurs ont un rayon de de raccordement plus large de 5 mm, de nouveau avec le but de créer une épaisseur de paroi plus uniforme (plus de 5 mm n'est pas possible, car alors, après usinage de l'intérieur du support l'épaisseur de paroi deviendrait inférieure à 5 mm).

Ajouter des organes pour les boulons
Les boulons ont besoin de deux corps cylindriques des deux côtés du corps principal. Il est préférable d'inclure l'angle de dépouille de 2 degrés dans l'esquisse. J'ai essayé de tourner un cylindre et d'appliquer plus tard un projet, mais des choses étranges se sont passées après la symétrie et je ne pouvais pas mettre les filets sur elle parce que la surface a été déformé en quelque sorte.

Le dessin est dimensionné pour que l'axe de rotation soit à distance de 12mm du diamètre externe de l'ossature du corps, 7 mm pour le rayon du trou, plus de 5 mm pour l'épaisseur de paroi. Pour le plaisir d'avoir une partie entièrement paramétrique, c'est une bonne idée d'ajouter un plan au squelette environ 25 mm au-dessus du plan XY pour marquer le sommet des cylindres. Comme ce sera usinée, l'esquisse est dimensionné 3mm au-dessus.

Créez une révolution de l'esquisse et appliquer un congé de 4mm vers le haut. Cela signifie que, après usinage et enlèvement de 3mm, un léger rayon restera qui permet d'éviter une arête vive où quelqu'un se pourrait couper la main pour serrer la vis.

Créer une fonction booléenne pour fusionner le corps principal et le corps du boulon. Puis créer un nouvel organe pour l'autre côté. Dupliquer le croquis de la révolution, le déplacer à cet organe et créez le deuxième corps pour les boulons (Symétriser un corps n'est pas encore pris en charge si vous avez besoin de refaire la plus grande partie). Puis fusionner ce deuxième corps dans le corps principal. Enfin, appliquez un grand congé sur le bord créé par l'opération de fusion booléenne. Le plus grand que je pouvais obtenir était 4mm.

Vider le corps principal
Nous allons maintenant travailler à l'intérieur du support et évider pour faire place aux roulements et bagues d'étanchéité. En faisant cela bien sûr, nous devons garder à l'esprit la surépaisseur de 3mm. Puisque ce tutoriel enseigne la méthode multi-corps, nous allons créer la géométrie à l'intérieur comme un corps séparé, puis le couper sur le corps principal par une opération booléenne.

Créer un nouveau corps et le rendre actif. Premièrement, nous avons besoin d'un plan de référence de 3 mm de décalage intérieur de la face du squelette qui montre le côté du palier. Puis, dupliquer l'esquisse de la première Protusion du corps principal. Il sera ajouté au corps principal, donc faites un clic droit dessus et choisissez le pour le déplacer vers le corps nouvellement créé (cette option n' est disponible que dans le menu contextuel si l' atelier PartDesign est actif). Dessiner le croquis sur le plan de référence (si l'esquisse s'inverse après le dessin, déplacer le plan de référence de l'autre côté du palier, à côté de l'endroit où l'esquisse dupliqué est située). Maintenant, modifier l'esquisse de sorte que le diamètre est de 3 mm inférieur au diamètre externe de la géométrie de l'ossature qui représente le palier. Tout ce que vous devez faire est de retirer la dimension 5mm, faites glisser l'esquisse à l'intérieur du cercle de référence, et créez une nouvelle dimension de 3 mm.

Next we want two more Pads to hollow out the place for the sealing rings. Duplicate the sketch of the first pad of the cut-out Body and map it to the XZ-plane. Edit the sketch and replace the external reference with the outer diameter of the bearing sealing ring. Extrude this sketch to an offset of 3mm of the side of the sealing ring. Repeat the whole process for the sealing ring on the other side.

Après cela, nous voulons créer deux autres Protusions comme les deux derniers pour donner à l'arbre un dégagement (par exemple 3 mm) à l'intérieur du support.

Maintenant tout ce qui reste est d'appliquer le projet sur les faces latérales planes, en utilisant le même plan neutre que pour le corps principal, et le filetage. Appliquer un congé général de 3mm à tous les bords. Vous remarquerez qu'il ya plusieurs bords qui ne peuvent pas avoir de congé... c'est un défaut du noyau géométrique sous-jacent qui utilise FreeCAD.

Nous sommes prêts à creuser le corps principal. Sélectionnez-le et choisir de créer une nouvelle opération booléenne. Ajouter le corps de découpe à la liste de la fenêtre et régler l'opération pour "Couper". Mettre un congé de 3 mm sur les deux bords résultant de l'opération de découpe (encore certains bords restent qui sont "non congéable»). Le résultat devrait ressembler à l'image sur la droite.

La pièce brute est maintenant terminée. C'est ce à quoi le support va ressembler avant l'usinage. A noter que puisque le moule aura une moitié supérieure et inférieure, le bord entre les deux n'a pas de congé. Aussi, si vous donnez ce modèle à une fonderie assurez-vous de souligner qu'il a les dimensions après la coulée. La fonderie devra ensuite appliquer un certain pourcentage de retrait au modèle (faire le modèle numérique utilisé pour fabriquer le moule plus grand de sorte que lorsque le métal se refroidit et se contracte après la coulée, il aura la bonne taille).

Usinage
Pour enlever le matériel pour l'usinage de l'intérieur du support, nous pouvons utiliser le Squelette du corps. Si vous ne voulez pas parce qu'alors le squelette se cache quelque part au fond de l'arborescence, vous pouvez également dupliquer l'esquisse de la fonction de révolution du squelette et recréer la révolution dans un autre corps. Ce ne est pas complètement paramétrique, cependant, parce que l'esquisse dupliquée est indépendant de l'original, ainsi vous aurez à travailler sur les deux si vous changez une dimension. Entités dupliquées dépendants pourront être prises en charge dans l'avenir.

Pour le reste de l'usinage, créer un nouveau corps. Le fond du support sera usinée par une Protusion esquissée sur le plan XY s' étendant vers le bas. Ensuite, esquisser une révolution pour faire un trou pour les boulons. Vous aurez besoin d'esquisser sur le plan XZ et tourner de sorte que vous pouvez choisir le diamètre extérieur du squelette du Corps comme une référence externe. La partie supérieure de l'esquisse servira à usiner un endroit plat pour la tête du boulon. Elle est dimensionnée pour laisser une épaisseur de paroi d'au moins 5 mm dans le support. Si cela ne donne pas suffisamment d'espace pour la tête de boulon, vous pouvez déplacer le plan de référence vers le haut. Bien sûr, vous pourriez mettre cette logique dans le squelette, qui est laissé comme exercice pour le lecteur!

You can mirror the revolution on the YZ-axis. The picture on the right shows the "machining" Body. Of course, most of the dimensions of the Pads and Revolutions are not important as long as there is plenty of overlap.

Enfin, créer une opération booléenne pour couper le Corps d'usinage sur le Corps principal. Si vous voulez un bel effet visuel, vous pouvez colorer les surfaces usinées différemment du reste de la pièce. C'est aussi une rétroaction optique utile, vous indiquant si vous avez oublié d'usiner quelque part.

Partie Une
Tutoriel Conception d'un Support de Roulement I