Ensamblajes I.pdf

Capítulo 9: Ensamblaje Introducción En esta parte del programa uniremos las piezas que vayamos creando para generar los conjuntos. El sistema es muy simple, vamos añadiendo piezas al “Entorno Ensamblaje” y creamos restricciones; así las piezas no se pueden desplazar libremente. Normalmente, es neces...

Capítulo 9: Ensamblaje Introducción En esta parte del programa uniremos las piezas que vayamos creando para generar los conjuntos. El sistema es muy simple, vamos añadiendo piezas al “Entorno Ensamblaje” y creamos restricciones; así las piezas no se pueden desplazar libremente. Normalmente, es necesario crear tres restricciones para que la pieza no tenga ningún grado de libertad de movimiento. Para explicar las restricciones disponibles, vamos a utilizar las cuatros piezas que mostramos a continuación (figs. 1, 2, 3 y 4): Fig. 1 Pieza base. Fig. 2 Cubo 50x50x50. Fig. 9.02: Cubo 50x50x50 Fig. 3 Casquillo. Fig. 4 Chaveta. 125 Fig. 5 Nuevo ensamblaje. Entorno ensamblaje Vamos a ver los comandos que utilizaremos en este entorno de trabajo. Para ello abrimos Inventor  Click en “Nuevo”  Click sobre “Normal.iam” (fig. 5). Ahora nos encontramos en el “Entorno ensamblaje”; aquí es donde añadiremos piezas creadas por nosotros y productos comerciales que necesitemos (como tornillos, arandelas, perfiles,…). Como siempre, tenemos una zona de operaciones, otra de comandos y la zona de trabajo (fig. 6). Fig. 6 Comandos del entorno ensamblar. De toda la ventana de comandos, solo nos fijaremos en “Insertar” y “Restringir” (fig. 6). También crearemos planos o ejes cuando los necesitemos, puesto que se les pueden asociar restricciones. Fig. 7 Comando Insertar. Comando “Insertar” (fig. 7): con este comando seleccionamos las piezas o ensamblajes que ya tenemos creados para añadirlos a la zona de trabajo y poder aplicar las restricciones correspondientes. (Nota: Si hacemos Click en la flecha negra inferior, podremos seleccionar “Insertar desde centro de contenido”, esta opción se explica en el siguiente capítulo) Click sobre el comando “Insertar” (fig. 7) Buscamos la pieza que queremos añadir  Click en “Abrir” una vez la hayamos seleccionado (fig. 8a). La primera pieza que insertemos, siempre será la base del conjunto (fig. 9), con lo que no es necesario aplicar ninguna restricción pues, por defecto, estará fija (fig. 8b). También se podrán seleccionar otros elementos y, con el botón derecho del ratón, asociarles la restricción fija. Fig. 8a Buscando la pieza. Fig. 8b Pieza base restringida totalmente. Fig. 9 Pieza base añadida. Vemos que Inventor ya posiciona una pieza en la zona de trabajo (fig. 9) y nos permite añadir más si lo necesitásemos. Presionamos la tecla cancelar el comando. “Esc” para Repetimos el proceso para las otras tres piezas y las posicionamos en cualquier lugar de la zona de trabajo haciendo Click sobre éste (fig. 10). Si presionamos la letra “p” del teclado, accedemos automáticamente al comando insertar. Fig. 10 Resto de piezas añadidas. Fig. 11 Zona operaciones. Antes de comenzar con las restricciones, nos fijamos en la “Zona de operaciones” (fig. 11). Vemos que las cuatro piezas ya están añadidas y podemos desplegar el símbolo “+”. Ahora que no tenemos restricciones no se muestran, pero luego se añaden a las piezas involucradas; además podemos activar planos y ejes de origen que podremos usar de referencia en caso de necesitarlos. 127 Fig. 12 Comando Restringir. Restricciones Comando “Restringir” (fig. 12): se utiliza para crear las condiciones entre piezas para así poder posicionarlas en el lugar adecuado y evitar su movimiento. Hay varios tipos de restricciones posibles, que iremos explicando con cada pieza a situar. Fig. 13 Ventana restricciones. Empezaremos situando el Cubo de 50x50x50 en el hueco cuadro que tiene la pieza base. Para ello utilizaremos una “Restricción de Coincidencia”. Al hacer Click en el comando restringir nos aparece la ventana de la figura 13, que viene dividida en varias secciones. Si dejamos el cursor del ratón un tiempo sobre los iconos nos indicar el nombre de las restricciones, selección, tipo de solución, etc. Nos fijamos que las restricciones se encuentran en la pestaña “Ensamblaje”. Fig. 14 Tipo de restricciones. Tipo: aquí elegimos la restricción a utilizar (fig. 14). De izquierda a derecha tenemos: coincidencia, angular, tangencia e insertar. Fig. 15 Desfase. Desfase: podemos indicar que la restricción está a una distancia determinada (o ángulo) tanto positiva como negativamente (fig. 15). Fig. 16 Selecciones. Selecciones: indica el número de puntos a marcar para que la restricción se lleve a cabo. Puede haber más de dos puntos y estos pueden ser: caras, aristas, ejes, planos, agujeros, etc. (fig. 16). La parte de solución varía según la restricción seleccionada, así que las iremos exponiendo en cada caso. Por ejemplo, para situar el cubo necesitamos hacer tres restricciones de coincidencia, utilizando las caras de éste y las caras que forman el hueco de la base. Fig. 17 Soluciones. La restricción de coincidencia nos permite elegir dos soluciones posibles (fig. 17). La de la izquierda es de coincidencia y la de la derecha de nivelación. Coincidencia la usaremos cuando queremos que dos partes se toquen, y nivelación cuando esas dos partes estén a la misma altura. Así, queremos situar el cubo de forma que toquen sus tres caras con las otras tres de la base. Procedemos de la siguiente forma: Click en Tipo de restricción “Coincidencia” (fig. 18) Click en “Solución Coincidente” (fig. 18) Ahora situamos el cursor del ratón sobre la cara derecha del cubo (fig. 19) Nos solicita la segunda geometría (fig. 20). Fig. 18 Coincidencia coincidente. Para seguir con las restricciones sobre la Fig. 19 Coincidencia coincidente. Fig. 20 Girando la vista. siguiente cara hay dos opciones posibles. 1) Opción primera.- Puesto que desde esta perspectiva no veo la cara donde tiene que coincidir, uso las herramientas de visualización y giro la vista hasta ver la cara.  Click sobre la cara.  Click sobre el botón “Aplicar”. 2) Opción segunda.- Mantener el cursor cerca de la cara oculta y esperar a que salga la ventana de selección (fig. 21) Cuando salga, Click en la Flecha negra  Vamos desplazando el puntero por las opciones hasta que nos marca la cara que necesitamos (fig. 22)  Click sobre la opción deseada  Click sobre el botón “Aplicar”. Fig. 22 Zona próxima a la cara a seleccionar. Fig. 21 Buscando la cara. Ya tenemos la primera restricción creada, pero la pieza todavía se puede mover por la zona de trabajo, así que necesitamos seguir creando restricciones sobre ella. El comando sigue activo, con lo que vamos a crear la restricción en la parte inferior del cubo. En esta ocasión es mejor utilizar la opción dos, explicada anteriormente, ya que de lo contrario tendríamos que mover el cubo (desactivando el comando con la tecla “Esc” y volviendo a activarlo). Cambia la dirección de la normal (la perpendicular) a la cara seleccionada, en la figura 23, seleccionó primero la cara de la base (Flecha hacia arriba) y en la figura 24 selecciono la parte inferior del cubo (Flecha hacia abajo)  Click sobre el botón “Aplicar” Fig. 23 Cara de la base. Fig. 24 Cara del cubo. Queda una última restricción para evitar que el cubo se mueva. Podríamos usar otra restricción de “Coincidencia Coincidente”, pero vamos a aprovechar la restricción “Coincidencia Nivelación” para alinear la cara externa del cubo con la de la base. Click sobre “Nivelación”  Click sobre la cara del Cubo a restringir (fig. 25) Click sobre la cara de la base (fig. 26) Click sobre “Aplicar” (fig. 27). Fig. 25 Cara del cubo a alinear. Fig. 26 Cara de la base. 129 Fig. 27 Cubo restringido. Fig. 28 Restricción Tangente. A continuación, vamos a restringir la chaveta en su posición. Primero usaremos la restricción tangente (fig. 28), para poder explicarla. Al hacer Click sobre “Tipo restricción Tangente” (fig. 28) nos muestra nuevas soluciones (fig. 29). Fig. 29 Soluciones. En la figura 29, el botón de la izquierda lleva a una solución interior y el botón de la derecha a una solución exterior. En nuestro caso necesitamos una “Restricción Tangente Interior” (fig. 30), porque la circunferencia de la chaveta queda dentro de la circunferencia del chavetero, tal como está en el dibujo del comando. Click en “Tipo restricción Tangente” (fig. 28) Click sobre “Solución Interior” (fig. 30) Click sobre la cara del chavetero (fig. 31) Click sobre la cara circular de la chaveta (fig. 32) Click sobre el botón “Aplicar”. Fig. 31 Cara de la base. Fig. 32 Cara de la chaveta. Fig. 30 Solución Interior. Fig. 33 Chaveta posicionada. Aplicamos un par de restricciones más de coincidencia y eliminamos los grados de libertad de movimientos de la chaveta. Vemos que, según los planos de despiece, los planos que pusimos al principio del capítulo, la chaveta queda “oculta” dentro de la pieza base (fig. 33). Supongamos que necesitamos darle más altura. Sería necesario buscar el archivo, abrirlo, cambiar la altura y guardarlo. Todo esto se puede resumir haciendo “Doble Click” sobre la pieza en cuestión, así conseguimos abrir el archivo, lo modificamos y cerramos. Seguidamente lo explicamos pormenorizadamente: Al hacer “Doble Click” sobre la chaveta, nos lleva al “Entorno Modelo”, difumina las piezas que hay alrededor, y en la zona de operaciones (fig. 34), visualizamos todas las operaciones que tiene la pieza (fig. 35). (También se puede hacer “Doble Click” en el icono del nombre de la “Zona de Operaciones” para modificar las piezas). Fig. 34 Editando la chaveta. Fig. 35 Operaciones de la chaveta. Fig. 36 Terminar Edición. Modificamos la extrusión añadiendo 10 mm más de altura (35)  “Click Derecho” en una parte libre de la zona de trabajo  En las opciones que aparecen elegimos “Terminar Edición” (fig. 36). Al terminar la edición volvemos al “Entorno Ensamblaje” con la chaveta modificada (fig. 37). Los cambios se guardarán cuando hagamos Click en el guardar (disquete) (fig. 38). Aparece una ventana indicando si queremos guardar todos los cambios  Click en el botón “Sí a todo” (fig. 39) Click en “Aceptar”. Fig. 39 Cambios deseamos guardar. Fig. 37 Chaveta modificada. Fig. 38 Disquete. Fig. 40 Restricción Insertar. Por último, vamos a posicionar el casquillo, el cual podríamos colocar con dos restricciones de coincidencia, por ejemplo una restricción entre la parte inferior del casquillo y la superficie de la base y otra haciendo coincidir los ejes de los agujeros. No obstante, para seguir con distintas explicaciones vamos a emplear la restricción insertar (fig. 40). Las soluciones de la restricción (fig. 41) se denominan: - Opuesta (lado izquierdo); - Alineada (lado derecho). El dibujo (fig. 41) deja claro su funcionamiento. La opuesta enfrenta las circunferencias elegidas y la alineada los alinea e introduce la pieza dentro de la otra. Fig. 41 Soluciones de la restricción Insertar. En nuestro ejemplo utilizaremos la “Restricción Insertar” con “Solución Opuesta”  Click sobre restricción “Insertar” (fig. 40) Click sobre solución “Opuesta” (fig. 41) Click en la circunferencia inferior del casquillo (fig. 42), no importa si es la circunferencia externa, o interna, puesto que busca el eje de éstas y están a la misma altura.  Click sobre el agujero roscado de la base (fig. 43) Click en “Aplicar” (fig. 44). Fig. 42 Base inferior del casquillo. Fig. 44 Resultado Fig. 43 Agujero roscado. Así conseguimos aplicar dos restricciones utilizando una sola, faltaría añadir una tercera, para evitar que la pieza gire sobre el eje en el que está situada. Como es una pieza que no tiene superficies planas en la zona de giro para hacer una restricción angular, le añadimos un plano de trabajo. Aquí es donde se muestra, que a la hora de crear las piezas, en el entorno boceto, deberíamos dejarlas centradas respecto al origen de coordenadas, porque así podemos elegir un plano de origen y no tener que crearlo en la pieza. 131 Desplegamos las opciones de la pieza casquillo haciendo Click en “+” en la zona de operaciones  Click en el símbolo “+” en “Origen” (fig. 45)  Click derecho sobre uno de los planos que queden paralelos a las caras exteriores de la base (fig. 45) Click sobre Visibilidad (fig. 46). Fig. 45 Añadiendo el plano. Fig. 46 Plano añadido. Fig. 47 Pieza girada. Fig. 48 Restricción angular. La figura 47 nos muestra que el casquillo todavía gira. Vamos a añadir una restricción angular para así poder ver su funcionamiento. Inventor nos permite escoger entre tres opciones (Soluciones) (fig. 49). De izquierda a derecha tendríamos: - ángulo positivo; - ángulo negativo; - vector de referencia explícito. Fig. 49 Soluciones.  Nosotros sólo utilizaremos ángulo positivo, que alinea las caras, planos, etc. los grados que le indiquemos.  El ángulo negativo cumple la misma función, pero tiene opciones más avanzadas para poder controlar movimientos.  El vector de referencia, nos devuelve el producto vectorial de los ángulos que le indiquemos con la selección de caras. Fig. 50 Plano de trabajo. Fig. 51 Cara externa de la base. Según lo comentado, realizamos la siguiente secuencia de operaciones: Click sobre restricción tipo “Ángulo”  Click en solución “Positiva”  Click encima del “Plano” de la pieza casquillo (fig. 50) Click sobre una cara externa de la base (fig. 51) Click sobre “Aplicar”. De esta forma conseguimos restringir por completo el movimiento del casquillo. Con este ejemplo hemos visto todos los tipos de restricciones posibles que se pueden aplicar en un ensamblaje. Ahora vemos en la zona de operaciones como las piezas tienen asociadas las restricciones, y estás también se pueden modificar, pero solamente permite editar el desfase o ángulo de estas. Si hacemos una restricción mal la tenemos que eliminar y volver a crearla. Fig. 52 Selecciones. A la hora de crear las restricciones podemos cambiar de objeto seleccionado, simplemente haremos click sobre las flechas de selección (fig. 51), con lo que si escogemos mal una cara, hacemos Click en 1 (o 2) y volvemos a seleccionar el cuerpo adecuado (fig. 52). Finalmente guardaremos el archivo haciendo click sobre el disquete. Lo utilizaremos en el siguiente capítulo. 132 Desfase e interferencias Para poder mostrar cómo funciona el análisis de interferencias de Inventor, vamos a desfasar alguna pieza en la dirección equivocada y así veremos su uso. Despliego las opciones del cubo, haciendo Click en el símbolo “+” (fig. 53) Posiciono el puntero del ratón sobre la restricción Nivelación  Observamos cómo nos muestra las partes que intervienen en la restricción  Click sobre “Nivelación” (fig. 53) En la zona de operaciones, en la parte inferior aparece 0 mm  Click encima y escribimos “25”  Presionamos “Enter” (fig. 54). El sentido de desplazamiento depende de a qué cara hayamos hecho el primer click, así que como nuestra intención es introducir el cubo 25 mm dentro de la base, si se desplaza hacia fuera, escribimos “-25”. Fig. 53 Caras que intervienen en la restricción. Fig. 54 Pieza desfasada. Esta opción es interesante cuando necesitamos posicionar objetos a una distancia determinada de otros y se puede realizar a la hora de crear la restricción. Ahora, hacemos Click en la pestaña “Inspeccionar” (fig. 55) Click en “Analizar interferencias” (fig. 55) En la ventana hacemos Click en la zona que nos solicita “Definir el conjunto Nº 1” (fig. 56) Click sobre la base  Click sobre la “Flecha” de “Definir Conjunto Nº 2” (fig. 57) Click sobre el cubo. Click en el botón “Aceptar”. Fig. 55 Analizar interferencias. Fig. 56 Definir Conjunto Nº 1. Fig. 57 Definir Conjunto Nº 2. Fig. 58 Resultado de interferencia. Inventor nos indica en rojo, la partes que chocan entre ellas (fig. 58). La ventaja de hacer conjuntos es que podemos ir comprobando pieza a pieza. Por ejemplo, compruebo la base con la chaveta, no hay interferencia; ahora en el conjunto Nº 1 elijo la base y la chaveta y en el Nº el casquillo, tampoco hay interferencia… y así sucesivamente. Esto sirve de mucha ayuda para conjunto grandes con muchas piezas móviles o ajustadas, se pueden ir comprobando todas las interferencias poco a poco. 133 Flujo de trabajo Para esta parte del programa, el flujo de trabajo es muy simple: 1. 2. 3. 4. Se inserta la base Se insertan las piezas Se crean restricciones Se comprueban interferencias cada vez que se coloca un objeto en su lugar (así comprobamos todas las piezas). Las opciones para crear las restricciones son múltiples, y no hay una forma concreta de hacerlo, siempre que se consiga situar las piezas en su sitio. Se pueden usar de coincidencia, de nivel, inserción,... Lo que si se debería de cumplir es la regla de restringir todos los grados de libertad, para que las piezas no se puedan mover accidentalmente. Y como última recomendación, a veces, es importante posicionar la pieza de la forma más parecía a la que va a tener cuando se restringa. Así evitaremos giros “extraños” por parte del programa. Esto se consigue con el comando “Girar” (fig. 59) que está en la zona de comandos de la pestaña ensamblar. Fig. 60 Pieza a girar. Fig. 61 Pieza a girada. Fig. 59 Comando Girar. Al hacer Click en el comando “Girar” (fig. 59) nos solicita que pieza queremos voltear  Click sobre la pieza correspondiente (fig. 60) La giramos con el uso de la órbita que crea Inventor alrededor del elemento  Una vez que la tengamos en una posición adecuada  Click fuera de la órbita (fig. 61). Solucionador de contactos Fig. 62 En ocasiones nos va a interesar que Inventor tenga en cuenta las superficies de las piezas, pudiendo lograr que los elementos se presionen entre sí y realicen movimientos o, por el contrario, que hagan tope en determinadas superficies. En definitiva, vamos a explicar cómo lograremos que Inventor tenga en cuenta las superficies de los cuerpos entre sí. Para ello utilizaremos un ejemplo del montaje un engranaje, indicando todos los pasos que se seguirían en el ensamblado del conjunto. Empezaremos abriendo un archivo para el ensamblaje del conjunto. Seguidamente insertaremos la base, de forma que sea el elemento fijo. A continuación insertamos las dos ruedas dentadas (fig. 62). 134 Vamos al icono “Restringir” y elegimos la opción “Insertar”, seleccionamos la circunferencia del eje que queremos que coincida con la de la base (fig. 63) y seguidamente la circunferencia del soporte donde queremos se inserte la rueda dentada (fig. 64), presionamos el botón de “Aplicar” (fig. 65). Repetimos esta operación con la otra rueda. Fig. 63 Fig. 65 Fig. 64 Una vez que tenemos los elementos situados, si hacemos click sobre uno y lo giramos, observamos que los materiales se superponen (fig. 66). Ahora le diremos a Inventor que reconozca las superficies. Para ello hacemos click fuera del conjunto, seguidamente nos situamos sobre una rueda y hacemos click, seleccionándola. Presionamos el botón derecho del ratón y activamos la opción “Conjunto de contactos” (fig. 67). Repetimos este mismo proceso con la otra rueda. Si las hacemos girar, vemos que todavía no son reconocidas las superficies, para lograrlo sólo restará ir a la pestaña superior “Inspeccionar” y al acceder a ella vemos el icono “Activar solucionador de contactos” (fig. 68), lo presionamos y vemos que al girar una rueda dentada, la otra se ve arrastrada por la primera, ya que todos los contactos estarán activos. Fig. 67 Fig. 66 Hacemos girar una rueda. Fig. 68 135 Esta es una operación que consume muchos recursos del sistema, por lo que vamos a poner una restricción de movimiento al engranaje para poder anular el “Solucionador de contactos”. Para hacerlo, giraremos una rueda para que ambas se sitúen correctamente (fig. 69). Ahora desactivamos el icono de “Activar solucionador de contactos”, vamos a la pestaña de “Ensamblar” y accedemos al icono “Restringir”, dentro de él, seleccionamos la pestaña de “Movimiento” y el icono de movimiento contrario. Hacemos click en una rueda y en la otra, para seguidamente “Aplicar” la restricción (fig. 70). Ya podemos hacer girar el engranaje de forma conjunta sin tener activado el solucionador de contactos. Fig. 70 Fig. 69 Ejercicio 1: realiza el ensamblaje de los siguientes conjuntos que se muestran seguidamente. Plomada Prensilla 136 Útil de fijación 137 Transmisión Brida de amarre 138