Engine Block Tutorial/fr



Voici un tutoriel d'introduction à la modélisation dans FreeCAD. Les objectifs de ce tutoriel sont de vous présenter les types de données primitives pour les objets paramétriques, les opérations booléennes, le dessin 2D, et le processus de conversion dessins 2D en objets 3D. Comme exemple de travail nous prendrons la modélisation d'un bloc moteur simple et carter, visible ci-dessus.

Démarrage
Pour commencer, ouvrez FreeCAD, aller à  Fichier> Nouveau  pour créer un nouveau document, puis  Fichier> Enregistrer  pour sauvegarder quelque part sur votre ordinateur, j'ai nommé mon projet 'moteur'. Vous remarquerez que lorsque vous enregistrez le projet, l'  arborescence  sur le côté gauche de l'écran affiche le nom du projet sur lequel vous travaillez. Vous pouvez avoir plus d'un projet ouvert à la fois et chaque projet sera présenté comme la racine d'un arbre dans l'arborescence.

Dégrossissage du bloc
Maintenant, commençons à travailler sur le modèle réel. Nous allons commencer par l'ajout d'une boîte pour le contour global du bloc moteur. Pour cela, nous devons ajouter un  cadre  pour le modèle à faire, allez dans Affichage-> Atelier -> Par pour sélectionner l'atelier Pièce. Vous remarquerez que lorsque vous sélectionnez l'atelier, vous obtenez un ensemble différent de boutons sur la barre d'outils en haut. Feuilletez un les autres ateliers pour vous familiariser avec le système d'ateliers et revenir ensuite au module part (pièce).

Le Billet
Sur le module part (pièce), vous verrez un tas de boutons pour les objets primitifs comme la boîte, sphère, cône, etc. Cliquez sur le bouton du cube  pour ajouter un cube à la scène. Chacune des primitives énumérées a un jeu de paramètres par défaut qui s' établissent lorsque la primitive est ajoutée. Si vous voulez, vous pouvez ajouter une de chacune des primitives pour voir à quoi elles ressemblent. Les primitives peuvent être retirées de la scène en les sélectionnant et en appuyant sur la touche Suppr. Il y a deux façons de sélectionner des objets, vous pouvez faire un clic gauche sur eux dans la vue 3D, ou vous pouvez cliquer à gauche sur eux dans l'arborescence. Soit la méthode, maintenir CTRL enfoncée, vous permet de sélectionner plusieurs éléments. Vous pouvez zoomer la vue 3D avec la molette de défilement de votre souris. Pour déplacer la vue, clic du milieu et faites glisser. Pour faire pivoter la vue que vous cliquez et maintenez le bouton central de la souris enfoncé et Appuyez ", puis en faisant glisser la souris va faire pivoter la vue. Vous pouvez également faire un simple clic du milieu sur une partie de votre objet 3D pour faire pivoter la vue autour de ce point dans l'espace 3D. En outre, les numéros 1 à 6 et le nombre 0 sur le pavé numérique vous montrer différentes vues de la scène (en haut, à gauche, axometric, etc). Passez une minute ou deux à vous familiariser avec la manipulation de la vue 3D.

 Pour en savoir plus: Navigation dans l'espace 3D 

Une fois que vous avez votre cube et êtes à l'aise avec la façon dont la souris fonctionne, nous allons commencer la mise en place des dimensions du modèle CAO. Sélectionnez le cube en cliquant dessus dans l'arborescence, puis cliquez sur l'onglet "Données" de la Vue Propriété  situé en dessous de l'arborescence (aller à  Affichage-> vues-> Vue de la propriété  si vous l'avez fermé ). Dans l'onglet de données, vous pouvez modifier les propriétés de l'objet que vous avez sélectionné dans l'arborescence. Selon le type d'objet sélectionné, il y aura des paramètres différents pour vous à mettre dans l'onglet de données. Pour une boîte nous avons besoin de trois vecteurs, l'un pour sa position dans l'espace 3D, un autre pour son orientation, et un troisième pour spécifier les dimensions de la boîte. Pour une sphère vous seriez en mesure de préciser le point central et le rayon; les cônes ont un rayon, une hauteur et une position; et ainsi de suite. Nous construisons un petit bloc moteur 2 cylindres afin de définir la taille et la position de la boîte pour les valeurs suivantes (Assurez-vous de définir le XYZ sous «Position», ceux sous 'Axis' détermine l'axe de rotation et les valeurs par défaut sont celles qu nous voulons):


 * {| Class = wikitable border = 1


 * X: 0,0 mm || Longueur: 110,0 mm
 * Y: -40,0 mm || Largeur: 140,0 mm
 * Z: 0,0 mm || Hauteur: 80,0 mm
 * }
 * Z: 0,0 mm || Hauteur: 80,0 mm
 * }
 * }
 * }

Maintenant que vous avez votre bloc moteur dimensionné correctement, nous devrions lui donner un nom plus descriptif. Sélectionnez-le dans l'arborescence et cliquer droit de renommer ou appuyez sur la touche  F2  sur votre clavier. Nommez cette partie «Billet».

Le premier cylindre
Étape suivante, nous allons tailler le premier cylindre à travers le bloc moteur. Pour ce faire, nous allons ajouter un cylindre au modèle avec la profondeur que nous voulons aléserer et ensuite faire une opération booléenne de soustraction de la matière du bloc. Cliquez sur le bouton Ajouter cylindre pour créer un nouveau cylindre, puis sélectionnez-le dans l'arborescence et définir ses propriétés comme suit :


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 40.0 mm || Hauteur: 110.0 mm
 * Y: 0.0 mm || Rayon: 25.0 mm
 * Z: 0.0 mm ||
 * }
 * Z: 0.0 mm ||
 * }
 * }
 * }

Une fois les propriétés définies correctement, vous devriez voir les extrémités circulaires du cylindre sur les faces supérieure et inférieure du bloc moteur. Nommez cet objet  Cylindre 1  en le sélectionnant dans l'arborescence.

Le Deuxième Cylindre
On pourrait faire le deuxième cylindre de la même manière que nous avons fait le premier, mais il serait beaucoup plus facile de copier le travail existant sachant que la seule différence entre les deux est leur coordonnée X. Pour ce faire, sélectionnez  Cylindre 1  dans l'arborescence, puis aller à  Édition-> Dupliquer la Sélection . Vous verrez le nouveau cylindre apparaitre dans l'arborescence (nommer  Cylindre 2  tout de suite), mais vous ne le verrez pas dans la vue 3D comme il est dans le même endroit que le premier cylindre. Maintenant, sélectionnez  Cylindre 2  dans l'arborescence, puis changer la coordonnée X = 100 mm. Notez que même si vous mettez à jour les chiffres dans le champ de données, vous devriez voir le cylindre se déplacer dans la vue 3D. Une fois que le deuxième cylindre est correctement positionné, vous pouvez voir à quoi ils ressemblent en sélectionnant le  Billet  dans l'arborescence puis en appuyant sur  Espace  pour le cacher (Notez que les objets cachés sont grisés dans l'arborescence). Cachez les trois objets, un par un, puis montrer les tous encore.

Alésage des cylindres


Maintenant que les deux cylindres sont en place, nous voulons les utiliser pour aléser le bloc aux dimensions appropriées. Pour cela, nous allons utiliser les  opérations booléennes  sur nos trois primitives. Nous allons commencer par faire une union sur deux cylindres afin que nous puissions les soustraire en tant que groupe à partir du bloc. Sélectionnez  Cylindre 1  dans l'arborescence, puis  CTRL + LeftClick  pour sélectionner  Cylindre 2 . Maintenant, appuyez sur le bouton de l'Union pour fusionner les objets ensemble. Vous remarquerez que, dans l'arborescence, il y a maintenant un nouvel objet appelé  Fusion . Si vous cliquez sur la flèche déroulante à côté de Fusion, vous verrez les deux cylindres mais ils seront grisés. Au lieu de Fusion, renommer le en "Cylindre" de sorte qu'il sera plus facile à trouver plus tard. Maintenant nous allon aléser le bloc moteur. Sélectionnez le  Billet  et  puis  avec  CTRL + LeftClick  sélectionner le  Cylindres  et appuyez sur le bouton Make Cut. Les deux objets sélectionnés seront de nouveau réunis comme ils l'étaient pour l'union et l'objet résultant unique sera nommé  Cut  (que vous devez renommer à  Alésage ). Appuyez sur le  2  du pavé numérique et vous devriez maintenant être capable de regarder vers le bas à travers les cylindres de l'autre côté du bloc moteur, puis  MiddleClick + LeftClick + Drag  de regarder votre bloc moteur. A droite, vous verrez ce à quoi le produit fini devrait ressembler, j'ai développé l'arborescence sur la gauche pour montrer les primitives individuelles et j'ai choisi  Cylindre 2  pour examiner l'onglet  données  de la  Vue de la propriété .

Le principal avantage de la Modélisation Paramétrique
Maintenant que nous avons aléser nos cylindres nous allons prendre une seconde pour voir l'un des avantages de ce système. Supposons qu'à un certain moment dans le développement, nous découvrons que nous voulons que les cylindres soient un peu plus grand. Puisque les opérations de réunion et d'intersection que nous avons effectuées ont été enregistrées comme des regroupements dans l'arborescence, nous pouvons changer la taille du cylindre et FreeCAD va tout simplement ré-exécuter le processus d'union et intersection et arriver à la nouvelle taille du moteur. Jouez avec le rayon et la position des deux cylindres un peu et puis retourner aux paramètres cités ci-dessus, avant de poursuivre le tutoriel.

Blocs et des Chapeaux de Palier
Ensuite, nous allons travailler sur un carter sous le bloc moteur. Ajouter une nouvelle boîte, renommez-le en  carter Billet , et lui donner les propriétés suivantes:


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 0.0 mm || Hauteur: 85.0 mm
 * Y: -50.0 mm || Longueur: 140.0 mm
 * Z: -85.0 mm || Largeur: 100.0 mm
 * }
 * Z: -85.0 mm || Largeur: 100.0 mm
 * }
 * }
 * }

Dans le but de faire apparaître le carter donnons lui une couleur différente. Vous pouvez changer la couleur par un clic droit sur l'objet à modifier dans l'arborescence. Vous pouvez assigner une couleur vous-même ou donner à l'objet une couleur aléatoire (choisissez aléatoire à nouveau si vous n'aimez pas la couleur). Ajoutez une autre boite appelée  Découpe Palier , lui donner les propriétés suivantes, puis couper le  Découpe Palier  du  Carter billet (ce est à dire de sélectionner le carter en premier):


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 0.0 mm || Hauteur (height): 140.0 mm
 * Y: -40.0 mm || Longueur (lenght): 80.0 mm
 * Z: -85.0 mm || Largeur (widht): 30.0 mm
 * }
 * Z: -85.0 mm || Largeur (widht): 30.0 mm
 * }
 * }
 * }

Renommez le résultat objet  Cut  en  Découpe Carter .

Tailler les Paliers
Ensuite, nous allons découper un emplacement semi-circulaire pour poser le vilebrequin et un espace dans le carter pour qu'il tourne. Nous commencerons par un cylindre, mais l'orientation du cylindre par défaut est verticale, alors que nous avons besoin d'une horizontale. Cela signifie que nous devons trouver une façon de tourner le cylindre pour l'aligner correctement avec notre moteur. Si vous regardez l'axe de guidage dans le coin inférieur droit de la fenêtre 3D, vous verrez que nous voulons que le vilebrequin se situe le long de l'axe des x positifs. Cela signifie qu'à partir de sa position de départ nous avons besoin de faire tourner de 90 degrés autour d'un axe parallèle à l'axe Y de la scène. Cela nous indique ce que nous devons saisir comme paramètres pour le cylindre. Créer un cylindre appelé  Découpe Vilebrequin  et lui donner ces propriétés (notez que nous avons maintenant à spécifier les paramètres d'orientation, ainsi que les dimensions régulières que nous avons fait pour les alésages du cylindre):


 * {| class=wikitable border=1


 * Axe X: 0.0 mm || Angle: 90.0 degrés
 * Axe Y: 1.0 mm ||
 * Axe Z: 0.0 mm ||
 * Position X: 0.0 mm || Hauteur: 140.0 mm
 * Position Y: 0.0 mm || Radius: 20.0 mm
 * Position Z: -55.0 mm ||
 * }
 * Position X: 0.0 mm || Hauteur: 140.0 mm
 * Position Y: 0.0 mm || Radius: 20.0 mm
 * Position Z: -55.0 mm ||
 * }
 * Position Z: -55.0 mm ||
 * }
 * }

Couper l'objet découpe vilebrequin depuis "Découpe Carter" et renommer l'objet résultant "Carter avec Paliers"

Finition du Carter


Enfin, nous allons découper deux boîtes finales de sorte que les tiges de piston puissent atteindre le carter vers le haut dans le bloc moteur. Faire deux objets appelés  Box tailler 1  et  Box tailler 2  avec les propriétés suivantes, faire une union dont le résultat sera un objet appelé  sculpteurs Box , et avec cet objet couper  Carter_paliers», appeler le résultat final  carter ''. N'oubliez pas, vous pouvez masquer l'objet  Alésage  en le sélectionnant et en poussant la barre d'espace pour que vous puissiez voir ce que vous faites; aussi, vous pouvez dupliquer  Box tailler 1  et il suffit de changer la coordonnée X pour obtenir la deuxième découpe.


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 15.0 mm || Longueur: 50 mm
 * Y: -25.0 mm || Largeur: 50.0 mm
 * Z: -55.0 mm || Hauteur: 55.0 mm
 * }
 * Z: -55.0 mm || Hauteur: 55.0 mm
 * }
 * }
 * }


 * {| class=wikitable border=1


 * X: 75.0 mm || Longueur: 50.0 mm
 * Y: -25.0 mm || Largeur: 50.0 mm
 * Z: -55.0 mm ||Hauteur: 55.0 mm
 * }
 * Z: -55.0 mm ||Hauteur: 55.0 mm
 * }
 * }
 * }

Sur la droite, vous pouvez voir ce que devrait être le résultat final. J'ai pleinement développée l'arborescence de sorte que vous pouvez voir la hiérarchie des opérations booléennes utilisées pour construire le dispositif. N'oubliez pas que vous pouvez toujours creuser dans cet arbre et modifier le diamètre des cylindres, changer la taille ou la position du vilebrequin, etc, sans avoir à reconstruire l'ensemble du modèle à partir de zéro. Nous pourrions continuer à tailler le carter plus loin, mais ce sera assez pour le moment. Ensuite, nous nous pencherons sur l'utilisation du mode de dessin 2D pour concevoir le modèle de boulon et réduire le poids du bloc moteur en supprimant une grande partie du carter inutile qui reste autour des cylindres.

Élaboration 2D de la Conception du Joint de Culasse
Pour les tête des boulons et la forme du bloc moteur, nous utiliserons les opérations booléennes pour tailler plus loin les parties du bloc nous ne voulons pas conserver. Toutefois, si nous nous arrêtons pour réfléchir, chaque tête de boulon va regarder la même chose, il sera coupé tout en bas dans le carter, la seule chose différente sera où se trouve la tête sur le sommet. Cela signifie que nous pouvons tout simplement dessiner la forme du joint de culasse sur le dessus du moteur, et ensuite l'utiliser comme un modèle pour faire la découpe que nous voulons.

Entrée dans le mode Élaboration 2D (Draft)
Nous devons d'abord passer par l'atelier de dessin 2D, pour ce faire à partir du mode pièce (part), vous pouvez sélectionner  Draft  à partir de la liste déroulante qui affiche actuellement  Part. Si vous ne trouvez pas dans la liste déroulante (tous les ateliers ne montrent pas la liste déroulante), vous pouvez également sélectionner un atelier dans l'entrée de menu  Affichage-> Ateliers . Même si nous faisons du dessin 2D, nous allons dessiner dans la fenêtre 3D en disant à FreeCAD dans quel plan nous voulons que les dessins se projettent. Après avoir sélectionné l'atelier de dessin Draft, cliquez sur le bouton en haut à gauche qui donnera l'information suivants {none, top, side, vue, ou d (... .. ., ...)}. Une fois que vous cliquez sur l'une d'elle, le côté gauche de la barre aura une zone de texte ou vous entrer un plan décalé, et cinq boutons: XY, XZ, YZ, Voir, et Aucun. Les trois premiers sont les meilleurs, Avant et des vues de côté standard, l'entrée Vue utilisera le plan perpendiculaire à la direction de la caméra, et le dernier n'affichera pas de  plan et vous laisse définir entièrement les coordonnées XYZ pour chaque point que vous dessinez. Nous voulons mettre un plan décalé de 110 (tapez-le et appuyez sur Entrée), puis cliquez sur le bouton XY pour projeter le dessin sur le plan XY, situé 110 mm sur l'axe Z, qui correspond à la partie supérieure du bloc moteur. Maintenant que nous avons dit à FreeCAD de dessiner dans ce plan, nous sommes prêts à commencer la conception du joint de culasse.

La dernière chose à faire est de configurer la vue 3D. Même si tous les dessins que nous produisons seront projetés dans notre plan 2D défini, nous pouvons regarder le plan, nous nous appuyons sur n'importe quel angle (y compris de l'autre côté du plan, nous nous appuyons «à rebours»). Depuis que nous avons dit que ce plan est coplanaire au sommet du bloc moteur, nous devrions probablement avoir la vue 3D regardant cela, ou au moins à peu près dans cette direction. Appuyez sur la touche 2 sur le pavé numérique pour regarder la vue de dessus (remarquerez que sur le pavé numérique, les touches adjacentes sont les vues opposées de cette manière 1 et 4 sont des avant-arrière, 2 et 5 sont de dessus-dessous, et 3 et 6 sont gauche -droite). Une fois que vous regardez le moteur du haut vers le bas, vous pouvez centrer en faisant glisser le bouton du milieu de la souris pour déplacer la vue. Enfin, le mode Draft nous permettra de verrouiller les parties du dessin aux coins du bloc moteur, au centre des cylindres, etc, afin de mieux faire ce travail nous devrions cacher le carter, ainsi les dessins se verrouilleront seulement sur la partie, sur laquelle nous travaillons (espace pour afficher/ masquer l'objet sélectionné).

Disposition des têtes de boulons
Maintenant que la projection du bon plan et de la vue est mis en place, nous ajoutons des éléments de dessin 2D de la même manière que nous avons ajouté les primitives. Cliquez sur le bouton  Ajouter cercle  et déplacez votre souris dans la vue 3D. Vous devez ensuite indiquez à FreeCAD l'emplacement XY pour le centre du cercle, et le rayon, pour ces deux mesures, vous pouvez les entrer avec la souris (en suivant les instructions dans la barre d'état en bas à gauche), ou vous pouvez taper les valeurs dans les zones de saisie de texte qui apparaissent au-dessus de l'arborescence. Allez-y et ajoutez quelques cercles aléatoires sur le dessus du moteur, ainsi que quelques-uns un peu dans l'espace vide qui entoure votre vue du moteur. Après que vous avez fait cela, faire pivoter la caméra autour du sommet du bloc moteur et regarder les cercles que vous avez tracés, remarquez comment ils sont à plat dans le plan où nous les projetons et ce plan s'aligne avec le sommet du bloc moteur; ce sera important lorsque nous extruderons le dessin pour façonner le moteur. Maintenant que vous voyez comment ajouter des éléments 2D vous pouvez supprimer les cercles de test que vous avez ajoutés et nous allons commencer à entrer la disposition de la tête réelle. Notez que si votre cercle disparaît à l'intérieur du bloc moteur, votre plan de projection de dessin n'est pas correctement réglé sur le mode XY, décalage 110 mm.

L'ajout des éléments avec la souris est rapide et facile, mais il n'est pas très précis. Pour le modèle de boulon réel nous utilisons le fait que le déplacement de la souris va mettre à jour les nombres dans les zones de texte juste a gauche de la vue 3D de sorte que nous pouvons voir à peu près les coordonnées de l'endroit où nous voulons placer les choses. Une fois que nous avons ces coordonnées approximatives nous pouvons saisir les vraies valeurs que nous voulons pour un positionnement précis. Remettre la vue de dessus du moteur, cliquez sur le bouton  Ajouter cercle , et déplacez votre souris dans le coin supérieur gauche du bloc moteur en tenant compte d'un bon emplacement pour la tête de boulon. Il ressemble à X = 10, Y = 30, ce serait un bon endroit pour le cercle (noter que la coordonnée Z devrait être grisée ou inactive, si ce n'est pas le cas, vous devez définir le plan correctement comme dans la section précédente, en appuyant sur espace annulera le tracé du cercle)

Maintenant que vous voyez la façon de déterminer facilement les coordonnées des éléments de dessin, vous pouvez facilement concevoir un modèle de boulon ou autre mise en page en deux dimensions pour une pièce telle que canaux de fluide, des tracés de circuits imprimés, etc. Pour nos 3 tête de boulons nous allons sur ce côté du moteur, nous allons utiliser les coordonnées suivantes. Notez que lorsque vous tapez les valeurs dans les zones vous pouvez appuyez sur Entrée pour passer à la case suivante, et c'est aussi une bonne idée de déplacer votre souris en dehors de la vue 3D avant que vous commenciez à taper les coordonnées car les mouvements de la souris écraserons les chiffres que vous avez déjà saisis dans les champs de saisie de texte. En outre, sur mon système, je ai eu des ennuis avec les cercles saisis qui ont eu comme coordonnées Z  mentionnées à 12,5 pour une raison quelconque, si c'est un problème pour vous, vous pouvez définir le plan de dessin de projection  Aucun  puis entrer manuellement la coordonnée Z  des cercles à 110. Enfin, lors de la création des cercles, assurez-vous de cocher la case  Rempli  autrement quand nous les extruderons plus tard, ils vont tout simplement créer des tubes comme un tube de papier toilette à la place d'un cylindre solide.

Nommez ces cercles Boulon 1 à Boulon 3

The Other Side of the Block
Now that the first three head bolts are in place down one side of the engine we need three more mirrored on the other side, there are three ways we could do this:
 * We could just continue adding circles like we did for the first three and just negate the Y coordinates to put the bolts on the other side of the engine.
 * We could select the three we have added, go to Edit->Duplicate Selection and then negate the Y coordinates of the three new circles.
 * We could use the mirror functionality in the Part module.

Since you should already know how to do the first and second way, we will choose the third way for this example model. Each of the three methods has its own advantages and disadvantages, but a good operating rule is that simple models (like this one) probably should use the first or second methods, whereas models with lots of duplication and/or duplication of very complicated shapes/objects should probably use the third method.

So even though it is a bit of overkill we will mirror these bolts as a demonstration. Switch back to the part workbench (note that you can always switch to the Complete workbench to see all the tools at once if you would rather not switch back and forth) by going to View->Workbench. Select the three bolt circles in the tree view, and then press the mirror button. Once you press the mirror button you should notice a new display called the Combo view pop up on in the pane underneath the Tree view. Many of the tools need additional input before they can run and the Combo view lets you enter these parameters. You can make the Combo view larger by dragging the divider line separating it from the Property view up or down. Select Bolt 1 from the list on the Combo view and set the mirror plane to XZ, then press OK (do the same for bolts 2 and 3).

At this point you should have a basic engine block with the cylinders bored out and the headbolt locations marked.

Cutting Down the Excess Billet Material from the Block
Now that we have holes marked out for headbolts (we could do the same thing for oil channels, water jackets, etc) we will want to "trim" the outside of the block billet down to a more suitable shape. This will make the engine lighter, allow it to cool more easily, mean less steel must be used to cast the block. Like the bolt pattern we will be laying out a 2 dimensional drawing outlining the shape we want on the finished product. We could draw the spline curve directly with the mouse, or use the hybrid approach like we used for the circles where we used the mouse to find approximate coordinates and then typed in the true values we wanted. A more interesting approach is to use the 2D drafting's construction mode to plot a few guide shapes to help us trace out a nice, symmetric, spline curve by snapping to our constructed guide shapes.

As a guide we will draw two regular polygons for each cylinder, with the polygons concentric with the cylinder. To begin, switch to the top view of the engine block, hide the crankcase, switch back to the 2D drafting workbench, select the reference plane offset to 110 mm and the XY plane mode (or the None mode if you prefer), and click the Construction mode button in the command bar (the construction mode button looks like a trowel and is located just above the top right corner of the 3D view). Construction mode works just like the normal mode except any 2D drawing objects created while in construction mode get drawn in a different color and are automatically put into a separate group in the Tree view, this allows you to hide you guide drawings and leave behind only the real things like bolt hole markings by hiding the construction group, or to delete all of the guide objects by just deleting the group.


 * Further reading: Construction Mode

Now that your drawing plane is properly set up and you are in construction mode, click the Regular Polygon button and move your mouse along the edge of the left cylinder while holding down the CTRL button. You should see that it is snapping a small black dot either to the edge of the cylinder, or to the center of the cylinder, depending on where your mouse is along the circumference. Move so that the black dot snaps to the center of the cylinder and click the left mouse button. This places the center of the polygon at the center of the cylinder, the program prompts us for the number of edges on the polygon and the radius it is inscribed in. Investigating with the mouse a little bit looks like a radius of 30 is good (so type that in) and enter 14 for the number of side, but leave the Filled box unchecked this time. If you can't get the snap to lock onto the center of the cylinder (I had trouble with mine) you can always enter the coordinates manually (X=40, Y=0, Z=110). Add a second polygon, also centered on the left cylinder but this one should have 22 side and 45 mm radius. Finally add the same two polygons over the right cylinder (centered at X=100, Y=0, Z=110). When you are finished you should have two "figure-8's" surrounding the cylinders and head bolts. (Note that currently the program does not actually prompt you for the number of edges so you will just have to set the center and radius and then change the number of faces in the Property view).



Now that we have our guide polygons in place we are ready to draw in the spline curve defining the outside shape of the engine block. Since this curve will be part of the final object you can turn off construction mode by clicking the same button you pressed to turn it on. Now click the Add BSpline button and start drawing the BSpline by CTRL+left clicking on each place you want to add a control point for the spline curve. You will want your first control point to be on the leftmost point of the inner guide polygon for the left cylinder. Continue adding control points all along the spline curve until you click on the last point before the one you started drawing, then click the Close button up where you typed in the position and radius for the 2D circles we drew for the headbolts. Clicking this close button finished drawing control points for the spline curve and joins the ends together to form a closed loop. It is very important that you properly close loops like this if you plan to extrude them into solid objects like we will be with this one. For open spline curves you can just click the Finish button instead of the Close button when you are finished drawing. To the right you can see what you finished spline curve should look like just before you press the close button (notice I have drawn all but the last line segment and my mouse pointer is just about to click the Close button to finish the spline curve). Also notice that I have checked the Filled box so the resulting spline curve will form a solid sheet, rather than just an empty ring, this must be done to extrude it into a solid shape that is capped on the ends.



The control points are not shown in that picture so I have added a second screenshot showing the finished spline in edit mode (click the Edit mode button to turn editing on or off for the selected object, make sure to turn it off when you are done editing it or just skip over this step if you are satisfied with your engine block shape). Also, note that there is a discontinuity on the leftmost edge of the spline curve, even though it is closed properly, this is a bug in the program behavior and is currently being fixed, as a result your spline curve may look slightly different if you are running a newer version of the software than is available at this time.

Extruding the 2D Head Design into our 3D Model to Finish the Design
Now we are closing in on the final design of the engine. Return to the Part workbench and click the Extrude sketch button. In the combo box that pops up, use CTRL+LeftClick to select the 6 head bolts and the spline curve for extrusion. The default direction is the positive Z axis, we want the negative Z axis to extrude the head design "down" and into the engine block so set the direction to X=0, Y=0 and Z=-1, then type in 110 for the length (the height of the engine block). After you get all the values entered and click OK the circles for the bolts will be extruded downward to for cylinders and the spline will be extruded downward to produce a sort of cylinder with "rippled" edges. Select and hide the Bored block so you can see the extruded spline, then hide that object so you can see the 6 head bolt cylinders. You see that very sophisticated 3D shapes can be made by starting with a 2D drawing and extruding parts of it downward. We could even extrude different parts of the drawing by different amounts to do things like bore in bolt holes that just go part way through the block, but cut separate water jackets that go all the way through. At this point all your extruded objects are just named "Extrude001..." so you will want to go through and name each of them so you can identify them in the next section (I will name mine Head bolt bore 1 though 6 and name the spline Extruded spline, I suggest using the same names in your model as well). Now that you have your extruded shapes it is just a few boolean operations now to produce the final block design. Go through and show the major components (the Bored block and the Crankcase), and all your newly created extruded objects.



Now that we have 3D objects for the bore holes and the outer shape, we can use a few boolean operations to stitch the whole thing together. Select your 6 extruded head bolts in the tree view and join them into a union (name the resulting object Head bolt boreholes). Then select the Bored block and the Head bolt boreholes in that order and perform a cut (like you did when you bored out the cylinders), name the resulting Cut object Block with headbolts. Finally, select the Block with headbolts and the Extruded spline and press the Make intersection button, and name the resulting object Engine block. Your final object should look like the picture on the right.