Basic Part Design Tutorial 019/fr

Introduction
Il s'agit d'une version mise à jour du Tutoriel d'introduction Part Design.



Ce tutoriel présente aux utilisateurs l'atelier Part Design. Dans ce tutoriel, nous allons créer un modèle solide 3D de la pièce représentée dans l'image ci-dessus. Dans le dessin à la fin de ce paragraphe, toutes les dimensions nécessaires pour accomplir la tâche sont données.

Nous commencerons par créer une forme solide de base à partir d'une esquisse de base, puis nous développerons cette forme en ajoutant ce que l'on appelle des caractéristiques. Ces caractéristiques ajouteront ou retireront de la matière au solide en utilisant des esquisses supplémentaires et des opérations de caractéristiques correspondantes.

Nous suivrons certaines des techniques décrites dans Conseils pour la création de modèles robustes :
 * Nous utiliserons une esquisse maîtresse.
 * Les contraintes nommées seront utilisées pour contenir des dimensions qui pourront être référencées plus tard dans la construction du modèle. Par exemple, pour changer la largeur du modèle de 53 mm, comme dans le dessin technique, à 55 mm, il suffit de modifier la valeur Longueur de la contrainte nommée appropriée dans l'esquisse maîtresse et le modèle entier sera modifié en conséquence. C'est la conception paramétrique en action.
 * Les géométries externes sont potentiellement sujettes au Problème de dénomination topologique. Nous ne les utiliserons qu'en cas de stricte nécessité et tenterons de faire référence aux éléments les plus stables disponibles. La référence aux arêtes et aux sommets des esquisses est normalement plus stable que la référence aux arêtes et aux sommets de la géométrie solide générée.

Ce tutoriel n'utilisera pas toutes les fonctionnalités et tous les outils disponibles dans l'atelier Part Design, mais fournira une base sur laquelle les utilisateurs pourront développer leurs connaissances et leurs compétences.

N'hésitez pas à signaler toute erreur ou tout problème dans ce fil de discussion du forum : New Part Design Tutorial for FC 019 and 020.



Remarques préliminaires

 * Ce tutoriel fournit des instructions détaillées lorsqu'il décrit une opération pour la première fois. Les opérations suivantes auront une description plus concise. En cas de doute, recherchez l'opération qui contient la description la plus détaillée. Par exemple, lors de la création d'une esquisse pour la première fois, le processus de choix du plan d'esquisse sera expliqué en détail, ce qui ne sera pas le cas pour les esquisses suivantes.
 * Tous les outils mentionnés sont accessibles à partir des barres d'outils et du menu.
 * Ce tutoriel suppose que la case de la fenêtre Général de Sketcher est cochée. Cela garantit que certaines contraintes sont appliquées automatiquement. Sinon, vous devrez les appliquer vous-même.
 * Si le solveur de Sketcher détecte une contrainte redondante, il donne à l'esquisse une couleur orange. Avant d'ajouter d'autres contraintes, les contraintes redondantes doivent être supprimées. Les contraintes redondantes sont affichées dans le panneau des tâches, cliquez sur la référence bleue et appuyez sur.
 * La couleur mentionnée ci-dessus est une couleur par défaut, elle peut être modifiée dans les préférences. Il en va de même pour les autres couleurs mentionnées dans ce tutoriel.
 * Vous quittez un outil de dessin de Sketcher en appuyant sur la touche ou en cliquant avec le bouton droit de la souris sur une zone vide de la Vue 3D. Le curseur de la souris devient le curseur fléché standard. Si vous appuyez une nouvelle fois sur, vous quitterez le mode d'édition d'esquisses. Pour revenir à l'éditeur, cliquez sur l'onglet Modèle, puis double-cliquez sur l'élément Sketch dans la Vue en arborescence, ou cliquez dessus avec le bouton droit de la souris et sélectionnez Éditer l'esquisse dans le menu contextuel. Pour éviter de quitter le mode d'édition en appuyant trop souvent sur , modifiez la préférence Echap permet de quitter l'esquisse en édition, voir Sketcher Préférences.
 * Il est possible que certains éléments d'un panneau de tâches, par exemple le bouton, ne soient pas visibles si le panneau n'est pas assez large. Vous pouvez le rendre plus large en faisant glisser sa bordure droite. Placez le pointeur de votre souris sur la bordure, lorsque le pointeur se transforme en flèche à double sens, maintenez le bouton gauche de la souris enfoncé et faites glisser.
 * Pendant le cycle de développement v0.21/v1.0, une nouvelle icône a été introduite pour l'outil Sketcher Polyligne : Sketcher_CreatePolyline.svg. L'ancienne icône ressemble à ceci : Sketcher_CreatePolyline_rel_0.20.svg. Dans ce tutoriel, nous utiliserons la nouvelle icône.
 * Voir Concepts de l'atelier Part Design pour un aperçu du contexte conceptuel.
 * Voir l'atelier Sketcher pour une explication plus détaillée de la terminologie utilisée ici.

Démarrer
Assurez-vous d'abord que vous êtes dans l' atelier PartDesign. Si nécessaire, sélectionnez-le dans la liste déroulante des ateliers. Une fois là, vous devrez créer un nouveau document si vous ne l'avez pas déjà fait. C'est une bonne habitude de sauvegarder souvent votre travail, alors enregistrez d'abord le nouveau document, en lui donnant le nom de votre choix.

Tout travail dans Part Design commence par un corps. Cliquez sur Créer un nouveau corps pour en créer et en activer un. Notez qu'il est également possible de sauter cette étape : lors de la création d'une esquisse à l'aide de la fonction PartDesign  Créer une esquisse, si aucun corps existant n'est trouvé, un nouveau corps est automatiquement créé et activé.

Esquisse maîtresse
L'esquisse maîtresse contient la forme de base rectangulaire du modèle et deux contraintes nommées qui fourniront des dimensions correctes aux autres parties du modèle : la longueur qui contiendra 53 mm (le résultat de l'ajout de la dimension de 39 mm aux deux côtés de 7 mm), et la largeur qui contiendra 26 mm. Pour pouvoir profiter de la symétrie du modèle dans les étapes suivantes, le bord supérieur du rectangle sera centré autour de l'origine avec une contrainte symétrique.

 Sketch 



Etape A : créer l'esquisse


 * 1) Cliquez sur PartDesign_NewSketch.svg Créer une esquisse. Ceci va créer l'esquisse dans le corps qui vient d'être créé. Elle sera nommée Sketch.
 * 2) Un panneau de tâches comme Fig : MS1 s'ouvre et vous devez choisir le plan auquel l'esquisse sera attachée.
 * 3) Sélectionnez XY_Plane dans la liste ou sélectionnez ce plan dans la Vue 3D.
 * 4) Cliquez sur.
 * 5) FreeCAD passe automatiquement à l'Workbench_Sketcher.svg atelier Sketcher.
 * 6) L'esquisse est ouverte en mode édition : vous verrez quelque chose comme Fig : MS2. Les axes X et Y de l'esquisse sont indiqués ainsi que son origine (le point rouge).

Etape B : ajouter la géométrie


 * 1) Cliquez sur Sketcher_CreateRectangle.svg Créer un rectangle.
 * 2) Lorsque l'outil est actif, le curseur a cette apparence : [[File:Pd_tut_rec_cursor.png]]
 * 3) Choisissez deux points pour créer un rectangle grossièrement centré sur l'axe Y, comme sur la figure MS3. Note :
 * 4) * Ne placez pas de points sur un axe car le solveur appliquera automatiquement des contraintes qui créeront des problèmes plus tard.
 * 5) * Les dimensions du rectangle sont sans importance à ce stade. Elles seront attribuées à l'aide de contraintes dans une étape ultérieure.
 * 6) * Une fois terminé, appuyez sur ou cliquez avec le bouton droit de la souris pour quitter l'outil.

Étape C : attribuer une contrainte horizontale


 * 1) Sélectionnez la ligne définie par P2 et P3 dans Fig : MS3.
 * 2) Cliquez sur Sketcher_ConstrainDistanceX.svg Contrainte de distance horizontale :
 * 3) Une dimension apparaît entre les extrémités de la ligne sélectionnée. Cette dimension est la distance en cours.
 * 4) De plus, un dialogue apparaîtra : [[File:Pd_tut_rect03.png]]
 * 5) Assigner Longueur = 53 mm.
 * 6) Pour pouvoir faire référence à cette dimension ultérieurement, un nom est nécessaire. Vous êtes libre d'utiliser n'importe quel nom, il suffit qu'il soit unique dans l'esquisse. Attribuez Nom = longueur.
 * 7) Cliquez sur.
 * 8) Le résultat devrait ressembler à Fig : MS4.

Étape D : attribuer une contrainte symétrique


 * 1) Sélectionnez les points P2 et P3 du rectangle.
 * 2) Sélectionnez l'origine de l'esquisse. Remarque : l'ordre de sélection des points est important.
 * 3) Cliquez sur Sketcher_ConstrainSymmetric.svg Contrainte symétrique.
 * 4) Vous obtiendrez quelque chose qui ressemble à la Fig : MS5.

Étape E : affecter une contrainte verticale


 * Attribuez une contrainte de distance verticale en suivant la même procédure que celle utilisée pour la contrainte de distance horizontale précédente :


 * 1) Sélectionnez la ligne définie par P3 et P4 dans Fig : MS3.
 * 2) Cliquez sur Sketcher_ConstrainDistanceY.svg Contrainte de distance verticale :
 * 3) Assignez Longueur = 26 mm.
 * 4) Assignez Nom = largeur.
 * 5) Cliquez sur.
 * 6) Le résultat devrait ressembler à Fig : MS6.
 * 7) L'esquisse est maintenant entièrement contrainte :
 * 8) * Les lignes de l'esquisse sont vert vif.
 * 9) * La section Messages du solveur du panneau des tâches affiche Entièrement contrainte.
 * 10) * Si vous sélectionnez une ligne ou un sommet de l'esquisse et que vous essayez de la faire glisser, elle ne bougera pas.

Step F: Close the sketch


 * Click at the top of the tasks panel to leave sketch edit mode.

Main profile
The main profile is created by padding a new sketch.

 Sketch001 



Step A: Create the sketch


 * Click PartDesign_NewSketch.svg Create sketch and create a sketch attached to the YZ_Plane. FreeCAD will assign the name Sketch001.

Step B: Add geometry


 * 1) Click Sketcher_CreatePolyline.svg Create polyline and make a shape like in Fig: MP1.
 * 2) The labels P1, P2 etc. will not appear in the sketch. They were added for reference.
 * 3) For the last point of the final segment make sure to pick the first point of the shape. The point will change color and you will see the symbol for a Sketcher_ConstrainCoincident.svg Coincident constraint appear near the cursor. Coincident constraints have to be explicit. Just having two points visually coincident is not sufficient.
 * 4) Press  or right-click to exit the tool.

Step C: Assign constraints


 * 1) The three vertical and horizontal constraints you see in the image should have been added automatically provided you drew those lines that way. If you didn't you need to add them.
 * 2) Select the point P2 and the Y axis and apply a Sketcher_ConstrainPointOnObject.svg Point onto object constraint.
 * 3) Select the origin and the point P1 and apply a Sketcher_ConstrainHorizontal.svg Horizontal constraint. Why not a Sketcher_ConstrainCoincident.svg Coincident constraint? you might ask. Try it (and undo). The sketch will turn orange and a solver message Redundant constraints will appear. Because the line P1 to P2 has already been constrained to be vertical, the only remaining degree of freedom is P1's Y coordinate. The coincidence constraint sets both the X and Y coordinates to zero, but the X coordinate is already determined. The horizontal constraint, on the other hand, only sets the Y coordinate to zero, which is sufficient.
 * 4) Select the line defined by the points P2 and P3, apply a Sketcher_ConstrainDistanceX.svg Horizontal distance constraint, and assign Length = 5 mm.
 * 5) Select the line defined by the points P1 and P2, apply a Sketcher_ConstrainDistanceY.svg Vertical distance constraint, and assign Length = 26 mm.
 * 6) Select the line defined by the points P1 and P4 and apply a Sketcher_ConstrainDistanceX.svg Horizontal distance constraint:
 * 7) For this value you will use a named constraint using Expressions. To do so you have to click the little button in the Length input field: Bound-expression.svg.
 * 8) You will be presented with a new dialog named Formula editor that contains an input field and a Result: label, similar to the image below: [[File:Pd_tut_expressions.png]] When you start typing in the input field, you will be presented with some autocompletions.
 * 9) Select the label of the sketch. In our case we want  . Note the period after the label.
 * 10) To select the named constraint "width", you first have to enter   with the period. Here autocomplete works.
 * 11) To add "width", as yet autocompletion is not available, so complete the cell to read  . If all went well the red error message after Result: has been replaced by the correct value as in the image below: [[File:Pd_tut_expression_end.png]]
 * 12) Click  to close the Formula editor dialog.
 * 13) Click  to close the Insert length dialog.
 * 14) You should have a fully constrained sketch similar to Fig: MP2.
 * 15) Note the different colors used for distance constraints assigned using expressions, and those assigned specifying a length.

Step D: Close the sketch


 * Click at the top of the tasks panel to leave sketch edit mode.

 Pad 




 * 1) Make sure Sketch001 is selected.
 * 2) Click PartDesign_Pad.svg Pad:
 * 3) The Pad parameters task panel opens.
 * 4) For Type select.
 * 5) For Length again use an expression, but this time enter  . This should evaluate to 53 mm.
 * 6) Select.
 * 7) Click  to close the task panel.
 * 8) You should now have a solid as shown in Fig: MP3.

Corner cutouts
For the corner cutouts two features are added to the model. A pocket, based on another sketch, is used to create the first cutout, and this feature is then mirrored.

 Sketch002 



Step A: Hide the solid


 * Hide the just created solid: Select Pad and click the.

Step B: Create the sketch


 * Click PartDesign_NewSketch.svg Create sketch and create a sketch attached to the XZ_Plane. The sketch will be named Sketch002.

Step C: Add geometry


 * 1) Select Sketcher_CreateRectangle.svg Create rectangle, and create a rectangle. Do not create it too near an axis, to avoid any automatic constraints that would make it difficult to move it into the correct position later.
 * 2) Exit the tool.

Step D: Assign dimensional constraints


 * 1) Select one of the horizontal lines, apply a Sketcher_ConstrainDistanceX.svg Horizontal distance constraint, and assign a value of 11 mm.
 * 2) Select one of the vertical lines, apply a Sketcher_ConstrainDistanceY.svg Vertical distance constraint, and assign a value of 5 mm.
 * 3) You should obtain something similar to Fig: CC1.

Step E: Close the sketch


 * Click . Sketch002 is not fully constrained at this stage.

Step F: Make previous sketches visible


 * To use external geometry the sketches whose elements we want to reference must be visible. Make sure Sketch and Sketch001 are both visible. Use the to toggle visibility if needed. Expand the Pad node in the Tree view to access Sketch001.

Step G: Add external geometry and fully constrain the sketch
 * 1) Double click Sketch002 to enter edit mode.
 * 2) Rotate the view so you can clearly see the points as shown in Fig: CC2. This will ease subsequent steps. Note that the rectangle's initial position may be different in your sketch.
 * 3) Click Sketcher_External.svg External geometry.
 * 4) While the tool is active the cursor has this appearance: [[File:Pd_tut_eg_cursor.png]]
 * 5) Select point P1 in Fig: CC2. The selected point is added to the sketch as external geometry. In the Elements section of the task panel it will appear with a purple X icon or,, a purple dot icon.
 * 6) With the tool still active select point P2 in Fig: CC2. This external geometry should also appear in the Elements section.
 * 7) Exit the tool.
 * 8) Select point P1 and point P3 and apply a Sketcher_ConstrainVertical.svg Vertical constraint. The rectangle will be aligned with the X position of P1.
 * 9) Select point P2 and point P3 and apply a Sketcher_ConstrainHorizontal.svg Horizontal constraint. The rectangle will be aligned with the Y position of P2.
 * 10) You should have a fully constrained sketch similar to Fig: CC3.

Step H: Close the sketch


 * Click.

 Pocket 



To create the cutouts we will use the Pocket tool. This tool is the opposite of the Pad tool. Whereas the Pad tool adds material, the Pocket tool removes material.


 * 1) Select Sketch002.
 * 2) Click PartDesign_Pocket.svg Pocket:
 * 3) The Pocket parameters task panel opens.
 * 4) Select Type.
 * 5) Check
 * 6) Click.
 * 7) You should have something that resembles Fig: CC4

 Mirror 

Instead of creating another sketch and pocketing it, we take advantage of the model's symmetry about the YZ plane and use Mirrored to create the second cutout.


 * 1) Select Pocket.
 * 2) Click PartDesign_Mirrored.svg Mirrored:
 * 3) The Mirrored parameters task panel opens.
 * 4) Select Plane  from the pulldown menu. The plane will be defined by this axis (the Y axis) and also by the Z axis of the sketch. Note that selecting Base YZ Plane would have the same result.
 * 5) Click.
 * 6) You should now have a part that looks like Fig: CC5.

Sides
The sides are created in a similar manner, but instead of removing material we will add material with a pad feature.

 Sketch003 




 * 1) Make sure Sketch is visible, and Mirrored is hidden.
 * 2) Click PartDesign_NewSketch.svg Create sketch and create a new sketch attached to the XY_Plane. The sketch will be named Sketch003.
 * 3) Click Sketcher_CreateRectangle.svg Create rectangle and create a rectangle similar to the smaller rectangle in Fig: SD1. Because the rectangle is offset from the X axis this should not trigger an automatic Sketcher_ConstrainPointOnObject.svg Point onto object constraint.
 * 4) Exit the tool.
 * 5) Click Sketcher_External.svg External geometry.
 * 6) Select the point P1 as shown in Fig: CC2.
 * 7) Exit the tool.
 * 8) Apply these constraints:
 * 9) Select one of the horizontal lines, apply a Sketcher_ConstrainDistanceX.svg Horizontal distance constraint, and assign a value of 7 mm.
 * 10) Select one of the vertical lines, apply a Sketcher_ConstrainDistanceY.svg Vertical distance constraint, and assign this expression:  .
 * 11) Select the top-left point of the created rectangle (marked TL in Fig: SD1) and the newly added external geometry point and apply a Sketcher_ConstrainCoincident.svg Coincident constraint.
 * 12) The sketch should be fully constrained now.
 * 13) Click.

 Pad001 


 * 1) Select Sketch003.
 * 2) Click PartDesign_Pad.svg Pad:
 * 3) Assign Type = .
 * 4) Assign Length = 16.7 mm
 * 5) Click.
 * 6) You should have a result as shown in Fig: SD2

 Mirrored001 


 * 1) Select Pad001.
 * 2) Click PartDesign_Mirrored.svg Mirrored:
 * 3) Make sure Plane  is selected.
 * 4) Click.
 * 5) You should now have a part that looks like Fig: SD3.

 Note 

Our two mirror operations have a common symmetry plane, so we could have made our model a little simpler by combining them. We would:
 * 1) Omit the first Mirror operation.
 * 2) Select both Pad001 and Pocket in step 1 of the above Mirrored001 operation.

This emphasizes the important concept that we are mirroring the selected features (the operations we performed on the body, in the selected order), not the body itself.

Center hole
Now it is time for the most challenging part of our modeling, a challenge that arises because some of the dimensions of the center hole are defined along the slanted face. If you use this face, created by padding Sketch001, as a reference for the next sketch, you expose yourself to the Topological Naming Problem. A better solution is to reference Sketch001 itself.

 Sketch004 




 * 1) Make Sketch001 visible, and hide Sketch and Mirrored001.
 * 2) Click PartDesign_NewSketch.svg Create sketch and create a new sketch attached to the YZ_Plane. The sketch will be named Sketch004.
 * 3) Click Sketcher_CreatePolyline.svg Create polyline and trace a polyline like that indicated by the points P1, P2, P3 and P4 in Fig: CH1.
 * 4) Remember to close the polyline by picking the first point. This will create the required Sketcher_ConstrainCoincident.svg Coincident constraint.
 * 5) Exit the tool.
 * 6) Check the applied constraints:
 * 7) * Delete the redundant Sketcher_ConstrainVertical.svg Vertical constraint applied to the line defined by P1 and P2.
 * 8) * Make sure a Sketcher_ConstrainHorizontal.svg Horizontal constraint has been applied to the lines defined by P1 and P4, and P2 and P3.
 * 9) * Make sure a Sketcher_ConstrainPointOnObject.svg Point onto object constraint has been applied to P1 and the Y axis, and to P2 and the Y axis.
 * 10) Click Sketcher_External.svg External geometry
 * 11) Select the line defined by EGP1 and EGP2 in Sketch001, indicated by the purple color in Fig: CH2.
 * 12) Exit the tool.
 * 13) Apply a Sketcher_ConstrainPointOnObject.svg Point onto object constraint to P3 and the external geometry, and repeat this for P4. This will make the line defined by P3 and P4 coincident with the line defined by EGP1 and EGP2.
 * 14) Select the line P3 to P4, apply a Sketcher_ConstrainDistance.svg Distance constraint, and assign Length = 17 mm
 * 15) Select the points EGP2 and P4, apply a Sketcher_ConstrainDistance.svg Distance constraint, and assign Length = 7 mm.
 * 16) This will result in a fully constrained sketch like Fig: CH2.
 * 17) Click.
 * 18) Hide Sketch001.

 Pocket001 


 * 1) Select Sketch004.
 * 2) Click PartDesign_Pocket.svg Pocket:
 * 3) Select Type.
 * 4) Assign 8.5 mm to Length and 2nd length.
 * 5) Click.
 * 6) Select the newly created Pocket001.
 * 7) Change its Refine property to True.

 Notes 


 * 1) For Pocket001 we could have alternatively used Type, checked Symmetric to Plane, and entered 17 mm for the Length value.
 * 2) Refine will try to remove seams left by previous operations. It is advisable to only refine the final solid, as some operations can fail if a previous feature has been refined. However, there are also cases where refine can make an operation succeed. So in case of problems check this property and test. Unfortunately there is not yet a general rule to follow.

Result
The model is complete. It should look like the image below.

Finally, select Sketch in the Tree view and on the Data tab of the Property editor look for Sketch → Constraints. Expand that node and changed the length and width constraints. The model should change parametrically.