Diseño Asistido por Computadora PDF

DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA FUNDAMENTOS DE DIBUJO INDUSTRIAL OBJETIVO: El alumno elaborará dibujos y modelos 3D con apoyo de software de diseño asistido por computadora (CAD), considerando conceptos de diseño industrial y metrología para la representación gráfica de elementos mecánicos y de s...

DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA FUNDAMENTOS DE DIBUJO INDUSTRIAL OBJETIVO: El alumno elaborará dibujos y modelos 3D con apoyo de software de diseño asistido por computadora (CAD), considerando conceptos de diseño industrial y metrología para la representación gráfica de elementos mecánicos y de suministros. 1.1 El dibujo de Ingeniería como lenguaje COMUNICACIÓN MEDIANTE GRÁFICOS La comunicación gráfica ha existido desde el principio de los tiempos. Las primeras formas de escritura fueron pictóricas, como los jeroglíficos egipcios. Después, estas formas fueron simplificadas y se convirtieron en los símbolos abstractos que se usan en la escritura actual.  La comunicación gráfica ha existido desde el principio de los tiempos. Las primeras formas de escritura fueron pictóricas, como los jeroglíficos egipcios. Después, estas formas fueron simplificadas y se convirtieron en los símbolos abstractos que se usan en la escritura actual. La representación gráfica se ha desarrollado a lo largo de dos líneas distintas: la artística y la técnica. Desde el principio de los tiempos, los artistas han usado dibujos para expresar ideas estéticas, filosóficas y otros pensamientos abstractos. Las personas aprendían mientras observaban esculturas, pinturas y dibujos en lugares públicos. Todos podían entender las pinturas y éstas eran la fuente principal de información. La representación gráfica se ha desarrollado a lo largo de dos líneas distintas: la artística Desde el principio de los tiempos, los artistas han usado dibujos para expresar ideas estéticas, filosóficas y otros pensamientos abstractos. EL DIBUJO DE INGENIERÍA COMO LENGUAJE EL DIBUJO DE INGENIERÍA COMO LENGUAJE Por lo tanto, como fundamento sobre el que se basan todas las particularidades del diseño o de la fabricación, el dibujo de ingeniería se convierte, con la posible excepción de las matemáticas, en la rama de estudio más importante en una institución técnica. Todo estudiante de ingeniería debe saber como realizar un plano y como interpretar un dibujo de este tipo, pues profesionalmente, es esencial en la práctica de la ingeniería. El dibujo de ingeniería se convierte en una de la ramas de estudio más importante en una institución técnica. Todo estudiante de ingeniería debe saber como realizar un plano y como interpretar un dibujo de este tipo, pues profesionalmente, es esencial en la práctica de la ingeniería. ETAPAS DEL PROCESO DE DISEÑO El proceso de diseño que conduce a la fabricación, ensamblaje, mercadotecnia, servicio y las diversas actividades necesarias para crear un producto exitoso se compone de varias etapas fáciles de reconocer. Aunque muchos grupos industriales las pueden identificar de un modo distinto, un procedimiento conveniente para el diseño de un producto nuevo o mejorado se divide en las siguientes cinco etapas: La integración de computadoras al proceso de producción, desde el diseño hasta la mercadotecnia pasando por la creación de prototipos y la manufactura, está cambiando los métodos utilizados en la educación y capacitación de técnicos, dibujantes, diseñadores e ingenieros. Los ingenieros, dibujantes y diseñadores han utilizado computadoras por muchos años para realizar los cálculos matemáticos requeridos en sus trabajos; sin embargo, hace relativamente poco tiempo que la computadora ha sido aceptada como una herramienta necesaria en la preparación de dibujos técnicos.. De manera tradicional, los dibujos se hacían mediante el uso de instrumentos de dibujo y la aplicación de tinta, lápiz o grafos sobre papel o película Ahora la computadora se emplea para producir, modificar, almacenar, enviar y transmitir dibujos originales. Este método para producir dibujos se llama diseño asistido por computadora o dibujo asistido por computadora (CAD) y dibujo y diseño asistidos por computadora (CADD). A menudo, otros términos como manufactura asistida por computadora (CAM), manufactura integrada por computadora (CIM) e ingeniería asistida por computadora (CAE), se utilizan junto con el termino “CAD”. La expresión CAD/CAM se refiere a la integración de computadoras en los procesos de diseño y producción. DIBUJOS DE PRODUCCIÓN O FUNCIONAMIENTO En la industria, los esquemas del diseño de producción aprobado se llevan al departamento de ingeniería para elaborar los dibujos de producción. Se dibujan las vistas necesarias para cada parte a fabricar y se agregan todas las dimensiones y notas necesarias para que los dibujos describan estas partes por completo. Estos esquemas son llamados dibujos de detalle. Las partes estándar inalteradas no requieren dibujo de detalle, pero se muestran de manera convencional en el dibujo de ensamblaje y se incluyen con sus especificaciones en la lista de partes. ESQUEMA DE DISEÑO ESQUEMA DE DISEÑO 1.2 Especificaciones del dibujo en ingeniería Los dibujos técnicos en dos dimensiones, ya sea que se bosquejen a mano, se dibujen con instrumentos, se elaboren mediante un programa CAD, o se generen a partir de modelos sólidos en 3D, siguen ciertas reglas para que se puedan interpretar correctamente. Para describir con toda claridad esta información, los dibujos técnicos se sujetan firmemente a las normas formales. ESTÁNDARES DE DIBUJO Se han desarrollado estándares para la apariencia de los dibujos técnicos con el fin de asegurar que éstos puedan interpretarse con facilidad en todo Estados Unidos y alrededor del mundo. Conforme el dibujante aprende a crear dibujos técnicos se adhiere a estos estándares. Esto le permite elaborar dibujos claros e inequívocos. ESPECIFICIACIONES DEL DIBUJO EN INGENIERÍA DIN es una abreviatura que proviene del a lem án: Deuts ches Ins titut für Normung —que traducido al es pañol s ignifica Instituto Alem án de Norma liza ción—. Cuando habla mos de la s s igla s DIN, o reglas DIN, nos referimos a es tándares técnicos utiliza dos en Alem ania para lle var a cabo el aseguramiento de la ca lida d de los productos indus tria le s y cie ntíficos. Es decir, se trata de medida s que s irven para as egurar la ca lida d del producto. La norma DIN 476, creada en 1922, es una de las muchas establecidas por el Ins tituto Ale mán de Normalización. Se trata de una norma adoptada por la mayoría de los organismos de normalización nacionales de Europa. Es ta tiene como función establecer los estándares de los formatos del papel —o tamaños del papel—a nivel globa l para que los productos sean idénticos en cada país y resulten útiles —por ejemplo, para que se adapten a cada impresora —. Norma de JIS La marca de las Normas Industriales de Japón (JIS) es una de las marcas utilizadas más ampliamente en Japón. Se basa en la “Ley de Estandarización Industrial” que se promulgó en junio de 1949 y se conoce formalmente como la marca de las “Normas Industriales Japonesas” o JIS. NORMAS ANSI El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares, más conocido como ANSI (por sus siglas en inglés: American National Standards Institute), es una organización sin fines de lucro que supervisa el desarrollo de estándares para productos, servicios, procesos y sistemas en los Estados Unidos. ANSI es miembro de la Organización Internacional para la Estandarización (International Organization for Standardization, ISO) y de la Comisión Electrotécnica Internacional (International Electrotechnical Commission, IEC). NOM (Normas Oficiales Mexicanas) La Normatividad Mexicana es una serie de normas cuyo objetivo es asegurar valores, cantidades y características mínimas o máximas en el diseño, producción o servicio de los bienes de consumo Las NOM son expedidas por las dependencias gubernamentales. NORMAS ISO (International Standarization Organization)  La ISO: la entidad internacional encargada de favorecer la normalización en el mundo. Es una federación de organismos nacionales, éstos, a su vez, son oficinas de normalización que actúan de delegadas en cada país, como por ejemplo: AENOR en España, AFNOR en Francia, DIN en Alemania, con comités técnicos que llevan a término las normas. Se creó para dar más eficacia a las normas nacionales. NORMATIVIDAD Las Normas de representación son las que indican en el Dibujo los tipos de líneas, el formato, el tipo de texto, etc. Las Normas de dimensiones se refieren a la acotación, si la pieza tiene tolerancia (dimensional o geométrica), cuales son sus dimensiones. Las Normas de designación se refieren a la forma de nombrar a los elementos y concierne principalmente a los elementos normalizados (chavetas, tuercas, tornillos, arandelas, pasadores, etc.) ESTILOS DE LÍNEAS Cada línea de un dibujo técnico tiene un significado definido. En los dibujos se utilizan dos grosores diferentes de líneas —gruesa o delgada— y los distintos estilos indican su significado. Una persona que lee un dibujo depende de los estilos de línea para entender si una línea es visible u oculta, si representa un eje central o si su propósito es comunicar información de las dimensiones.  Para hacer dibujos claros y legibles, debe hacerse un contraste entre los dos grosores de línea: las líneas gruesas, como las visibles y las cortantes al plano, deben ser el doble de gruesas que las líneas delgadas; éstas últimas se utilizan para líneas de construcción, de dimensión, de extensión, centrales y líneas fantasmas. ESTILOS DE LÍNEAS ESTILOS DE LÍNEAS ESTILOS DE LÍNEAS CONTRASTE DE LÍNEAS HOJAS ESTÁNDAR El ANSI tiene una lista con dos sistemas de tamaños de hojas, junto con su longitud, anchura y código de denominación, como se muestra en la tabla Normas Internacionales de tamaño de papel ISO 216 Tamaños de papel: en el sistema de tamaño de papel estándar ISO, la relación entre altura y ancho de todas las páginas es la raíz cuadrada de dos (√ 2 ). que se basa en la norma alemana DIN 476 para papel sizes. ISO 216 tamaños de papel estándar se basan en los system.ISO 216 tamaños de papel estándar métricas mostradas en el siguiente cuadro. Tamaños de papel ISO se pueden definir con los tamaños "C", "A", "B" y. Pero vamos a dar información sobre "A", los tamaños de papel de serie. ANSI Tamaños de papel estándar (ANSI / ASME Y14.1) Cuadro de títulos El cuadro de títulos se encuentra en la esquina inferior derecha del formato. Las áreas estándar en el cuadro de títulos proporcionan la siguiente información. Consulte la figura 2.39 para ver las dimensiones de un cuadro de títulos típico para los tamaños de hoja A, B y C.* 1.3 Conceptos en la representación grafica de piezas mecánicas ESCALA El dibujo de un objeto puede ser del mismo tamaño que el objeto (tamaño completo), más grande o más pequeño. La escala elegida depende del tamaño del objeto y del tamaño de la hoja que se utilizará. Por ejemplo, una parte de máquina puede dibujarse a la mitad de su tamaño, una construcción puede dibujarse a 1/48 de su tamaño, un mapa puede dibujarse a 1/1200 de su tamaño, una tarjeta de circuitos impresos puede dibujarse a cuatro veces su tamaño. ESCALA En dibujos técnicos, la escala indica la razón del tamaño del objeto dibujado respecto a su tamaño real, independientemente de la unidad de medición utilizada. Para reducir el dibujo, las escalas se anotan de la manera siguiente: ESCALA 1:1, ESCALA 1:2 o ESCALA: 1. VISTAS Cualquier objeto como un cubo de cristal podrá ser visto detalladamente desde cada uno de sus lados perpendiculares, conocidas como las seis vistas principales. Tres de ellas están alineadas y muestran las tres vistas del objeto siempre y cuando sea simétrico. Por ejemplo, la vista superior es opuesta a la inferior, la izquierda es opuesta a la derecha y la vista frontal se opone a la trasera. LAS SEIS VISTAS El objeto se gira para obtener las vistas CAJA DE CRISTAL Para entender el orden estándar de las vistas sobre la hoja de papel es similar a la caja de cristal DESPLIEGUE DE LA CAJA DE CRISTAL ORDEN DE VISTAS ESPACIO ENTRE VISTAS El espacio entre las vistas es, en esencia, una cuestión de apariencia. Las vistas deben tener espacios entre sí, pero deben estar lo suficientemente cerca para mostrar la relación existente entre ellas. También debe considerarse el espacio necesario para agregar dimensiones. TRANSFERENCIA DE DIMENSIONES DE PROFUNDIDAD Las dimensiones de las vistas superior y laterales pueden transferirse con un compás de punta fija o un escalímetro. También podría ser conveniente usar una línea a escuadra de 45 grados para proyectar dimensiones entre las vistas superior y laterales. VISTAS NECESARIAS Las vistas derecha e izquierda son esencialmente imágenes de espejo entre sí; su única diferencia consiste en las líneas ocultas que hay en cada una de ellas. No es necesario mostrar ambas vistas, por lo que en general la que se dibuja es la vista derecha. Esto también se aplica para las vistas superior e inferior. La figura presenta las vistas superior, frontal y derecha ordenadas de acuerdo con la norma; éstas se conocen como las tres vistas regulares debido a que son las que se utilizan con mayor frecuencia. Un bosquejo o dibujo debe contener sólo las vistas necesarias para describir clara y completamente el objeto; esto requiere, como mínimo, las llamadas vistas necesarias.  Deben elegirse las vistas que tengan la menor cantidad de líneas ocultas y que muestren los contornos esenciales o las formas con la mayor claridad. Los objetos complicados pueden necesitar más de tres vistas o, incluso, vistas especiales como las llamadas vistas parciales. Con frecuencia, una sola vista complementada por una nota o algunos textos con símbolos resulta suficiente. VISTAS NECESARIAS POSICIONES ALTERNAS DE VISTAS Si se dibujan tres vistas de un objeto ancho y plano de acuerdo con el orden convencional de las vistas, puede ser que una gran parte del papel quede sin usarse. En ocasiones, el uso óptimo del espacio disponible hace que la utilización de una escala reducida sea innecesaria. Como se vio es posible imaginar la proyección de vistas como el desdoblamiento de una caja de cristal a partir de los planos de visualización. Hay dos sistemas principales utilizados para proyectar y desdoblar las vistas: la proyección de tercer ángulo, que se utiliza en Estados Unidos, Canadá y algunos otros países, y la proyección de primer ángulo, que se usa principalmente en Europa y Asia. Cuando un dibujo de primer ángulo se confunde con un dibujo de tercer ángulo pueden presentarse dificultades al interpretar el dibujo, así como errores de fabricación. ISO - E ISO - A Vista A: Vista de frente o a lzad o Vista B: Vista superior o p lant a Vista C: Vista derecha o lat e ral d ere ch a Vista D: Vista izqu ie rda o lat e ral izq u ie rd a Vista E: Vista in fe r io r Vista F: Vista p ost e r ior ISO - E ISO - A EJEMPLOS DIMENSIONAMIENTO Las dimensiones se dan en la forma de distancias, ángulos y notas, y en distintos sistemas de unidades. Para dibujos en CAD, la capacidad de dimensionar en forma adecuada es en milímetros, pulgadas decimales o fracciones de pulgadas que requiere lo siguiente: 1. Técnica de dimensionamiento. El estándar para la apariencia de las líneas, el espaciado de las dimensiones, el tamaño de las puntas de las flechas, etcétera, permite que los demás interpreten sus dibujos. 2. Colocación de las dimensiones. Utilice una colocación lógica de las dimensiones de acuerdo con las practicas estándar para que sean legibles, y sea fácil encontrarlas e interpretarlas. 3. Elección de dimensiones. Las dimensiones que se eligen para ser mostradas afectan la manera en que se fabrica el objeto diseñado. TÉCNICAS DE DIMENSIONAMIENTO Una línea central es una línea delgada, oscura en la que se alternan segmentos largos y cortos. Las líneas centrales se usan comúnmente como líneas de extensión para localizar orificios y otros elementos simétricos. Cuando se extienden para realizar dimensionamiento, las líneas centrales cruzan sobre las otras líneas del dibujo sin espacios. Las puntas de flecha deben tener un tamaño y un estilo uniforme en todo el dibujo. Bosqueje las puntas de flecha de manera que exista una razón 3:1 entre longitud y anchura. La longitud de las puntas de flecha debe ser igual a la altura de los valores de la dimensión (alrededor de 3 mm o 1/8 pulg). TÉCNICAS DE DIMENSIONAMIENTO Una llamada es una línea delgada y sólida que dirige la atención a un texto o dimensión y que inicia con una punta de flecha o un punto. Utilice una punta de flecha para iniciar la llamada cuando se pueda apuntar a una línea en el dibujo, co Para lograr una mejor apariencia, haga llamadas: Cercanas entre si y paralelas. Que crucen tan pocas líneas como sea posible. No haga llamadas. Paralelas a líneas cercanas del dibujo. A través de una esquina de la vista. Que se crucen entre si. Mas largas de lo necesario.  Horizontales o verticales. DIRECCIÓN DE LAS DIMENSIONES La fi guUraN9.I5DmIRueEsCtraClIoOs dNoAs sLisYtemAaLsIdNe EdiAreDccOión de lectura para valores de dimensión. En el sistema preferido y aprobado por el ANSI, el sistema unidireccional, todas las notas con cifras de dimensión tienen una dirección horizontal y se leen desde la parte baja de la hoja. VALORES DE DIMENSIÓN No acumule cifras de dimensión en espacios limitados, lo que podría hacerlas poco legibles. Existen técnicas para mostrar valores de dimensión fuera de líneas de extensión o en combinación con llamadas. LINEAS DE DIMENSIÓN Y EXTENSIÓN La figura 9.13a muestra la colocación correcta de las líneas de dimensión y las líneas de extensión. Las reglas para la colocación de las dimensiones ayudan en el dimensionamiento de dibujos de manera que estos sean claros y legibles. También ayudan a localizar las dimensiones en lugares estándar, de tal forma que al fabricar la parte de un objeto no tenga que buscar una dimensión por todo un complicado dibujo. DIMENSIONES AGRUPADAS COLOCACIÓN DE DIMENSIONES DIMENSIONAMIENTO DEL CONTORNO ÁNGULOS 1.4 Software de Diseño Asistido por Computadora Aunque todo el software de CAD emplea terminología geométrica común en la creación de dibujos y opera con procedimientos de construcción similares, cada programa CAD tiene procedimientos de operación específicos que derivan de su particular jerarquía básica de estructura de comandos. Existen tres características que pueden encontrarse en todo el software de CAD. El usuario puede tener acceso a estas en forma interactiva a través de comandos básicos y opciones de menú como: 1. Comandos para generadores de geometría (construcción geométrica básica). 2. Funciones para controlar las vistas de la geometría delos dibujos. 3. Modificadores para cambiar el dibujo o editar variaciones en el dibujo (rotar, duplicar, borrar, agrupar, etcetera). Algunos programas de CAD SOFTWARE AUTOCAD AUTOCAD palabra compuesta por la marca que desarrollo el producto (autodesk) y las siglas CAD que significan: Computer Asisteded Desing (Diseño Asistido por Computadora). Parte del programa AutoCAD está orientado a la producción de planos, empleando para ello los recursos tradicionales de grafismo en el dibujo, como color, grosor de líneas y texturas tramadas. AutoCad, a partir de la versión 14, utiliza el concepto de espacio modelo y espacio papel para separar las fases de diseño y dibujo en 2D y 3D, de las específicas para obtener planos trazados en papel a su correspondiente escala. Aplicación del autocad ESQUEMA ELÉCTRICO DE UNA HABITACIÓN FIGURA DE UNA PIEZA MECANICA REALIZADA EN AUTOCAD Ventajas ENTORNO DEL AUTOCAD CASOS DE ÉXITO Y APLICACIONES Prototipos Digitales con Inventor