Počítačová podpora konstruování I 12.-13. přednáška František Borůvka

Tvorba plechových dílů - SHEETMETAL Cíl přednášky Tvorba plechových dílů - SHEETMETAL Metody modelovaní součástí z plechu Speciální příkazy pro modelování plechových dílů FamilyTable v Sheetmetal

Sheetmetal Pro/SHEETMETAL je volitelný modul programu Pro/Engineer. Umožňuje design kovových ploch. Lze přidávat do modelu specifické rysy jako stěny, ohyby, zářezy, díry, lemování a různé ploché nebo členité tvary. Vytvářet tabulky uspořádání záhybů, které specifikují pořadí, poloměr a úhel oblouků používaných pro výrobu. Počítat délku a velikost materiálu který potřebujete. Pro/SHEETMETAL počítá s ohyby různých poloměrů a tloušťkou materiálů. Pro/SHEETMETAL, stejně jako Pro/Engineer, umožňuje flexibilitu v návrhu. Změny jsou vytvářeny a zpětně promítány do celého procesu návrhu.

Součásti a prvky Sheetmetalu Sheetmetal součásti (Parts) mohou být vytvořeny třemi různými způsoby: Režim Sheet Metal — vytváření jednotlivých součástí. Režim Assembly—vytváření  návrhu z hora dolů (top-down design). Režim Conversion—konverze z objemové součásti. Sheetmetal součásti jsou objemové modely, které lze reprezentovat buď jako sheetmetal tvary (forms)  nebo jako plošné (flat) modely. Součásti mají konstantní tloušťku a jsou definovány pomocí prvků (features) Pomocné a kosmetické prvky Stěny (walls), odřezání (cuts), trhliny (rips), notch (drážka), ohyby (bends), zpětné ohyby (unbends), tvary (forms) a rohové reliéfy (corner relief). Objemové prvky použitelné pro plechové součásti (sražení (chamfer), díry (hole), zaoblení (round)).

Pravidla a doporučení Sheetmetal stěna musí být prvním použitým prvkem, pak lze do  návrhu vložit ostatní prvky. Není nutné je přidávat v pořadí, v jakém budou vyráběny Při vytváření prvků je doporučeno vybírat jako reference umístění prvku rovné plochy  Pokud taková plocha není použitelná, jsou vhodnější jako reference umístění hrany. Při vytváření sheetmetal návrhu lze použít operace s prvky jako znásobení, kopírování, odřezání atd. Je možno získat informace o součástech, můžete vypočítat jejich hmotnost a můžete analyzovat jejich výrobu. Při zobrazení sheetmetal součástí se používají zelené a bílé plochy. Boční plochy se tvarují po úspěšné regeneraci. Zelená strana je řídící stranou a bílá strana určuje tloušťku.

Prvky používané v režimu SheetMetal Sheetmetal návrh může obsahovat zároveň jak objemové prvky, tak i sheetmetal prvky (plechové prvky). Vždy je však třeba mít během návrhu na paměti počáteční záměr V režimu Sheet Metal je možné pracovat s následujícími prvky: Conversion—konvertuje objemové součásti na plechové. Bend, Unbend, Bend Back—umožňuje střídání mezi ohybových a narovnávacími podmínkami. Wall—vytváří sheetmetal materiál, který je základem vašeho návrhu. Edge Bend—umožňuje zaoblení hran ohybů. Rip—vytvoří roztřižení trhlin pro vytvoření výrobků. Cut—odstraní materiál ze sheetmetal stěn Notch a Punch—vytváří šablony používané pro odřezání a zbavení se sheetmetal stěn. Form, Flatten Form—umožňuje komplexně tvarovat sheetmetal a zploštit ho pro výrobu. Flat Pattern—zploštění celé sheetmetal součásti pro výrobu. Deform Area—řídí sheetmetal natažení. Corner Relief—vytvoří rohový reliéf za účelem zvýšení pevnosti výrobku.

Vstup do prostředí SheetMatalu Otevřením nového díly, volbou typu Part a Sub-typu Sheetmetal Volbou Sheetmetal v menu Application. Pokud je již vytvořen objemový díl je třeba použít prvek Konverze

Konverze Konverze umožní modifikaci objemových dílů na plechové Kompletní konverze vyžaduje následující dva kroky: Základní konverze—vytvoří základní konverzi objemové součásti, která pak umožní pracovat v režimu Sheet metal Konverze sheetmetal prvku—pokud není převedená součást vyrobitelná (schopná se narovnat), je třeba použít další prvek konverze Point Relief—umístí pomocné body na hrany (vybrané nebo vytvořené). Pomocné body pak umožňují: Definovat zlom, který rozdělí existující hranu na dvě oddělené hrany, které mohou být odtrženy a ohnuty zvlášť. Definovat konec spojnice roztržení. Definovat bodový reliéf ve vrcholech ohybů a odtržení. Edge Rips—vytvoří roztřižení (rip) podél hrany, které umožní narovnání sheetemetal součásti. Rohové hrany mohou být otevřeny, ztupeny nebo mohou přesahovat. Rip Connects—spojí roztřižení (rip) pomocí rovinných přímých čar zářezů. Spojnice zářezů jsou skicovány pomocí spojnice dvou bodů. Konce zářezů mohou být pomocné body nebo vrcholy a musí být buď na konci zářezů nebo na okraji součásti. Spojnice zářezů nemohou ležet na téže přímce jako existující hrany. Bends—konverze ostrých hran na ohyby. Jako výchozí poloměr ohybu se bere tloušťka plechu. Corner Reliefs—umístí reliéf do vybraných rohů.

Prvek Bend,Unbend a Bend Back Ohyby (Bend) tvarují plechové stěny do úhlů nebo rolování. Nakreslíte linii ohybu a určíte směr ohybu pomocí ukazatelů směru nebo nákresného pohledu. Linie ohybu je odkazovaný bod pro výpočet výrobní délky a vytvoření geometrie ohybu Ohyby mohou být kdykoliv přidány během návrhu. V závis-losti na tom, kde je umístěn ohyb v plechovém návrhu je potřeba přidat reliéf ohybu. Existují základní dva typy ohybů Angle—Ohnutí podle zadaného poloměru a úhlu. Šipky ukazují směr, kterým se bude plech ohýbat. Úhel se tvaruje buď na jedné nebo stejně na obou stranách ohybu. Roll—Ohnutí podle specifického poloměru a úhlu, které je určeno zároveň poloměrem a množstvím rovného materiálu, který se má ohnout. Nákresný pohled ovlivňuje umístění ohybu. Valené rohy se tvarují ve stejném směru jako vidíte váš nákres. Existují tři volby pro každý valený ohyb nebo ohyb do úhlu Regular - vytvoří normální ohyb bez ploch přechodu w/Transition Bend (ohyb s přechodem) - deformuje plochu mezi ohybem a oblastí, kterou chceme zachovat plochou Planar - vytvoří ohyb kolem osy, která je perpendikulární vzhledem k zelenému povrchu a nákresné rovině

Čáry a reliéf ohybu BLA = L - ( R + T ) Bend Lines (čáry ohybu) určují umístění a tvar geometrie ohybu v plechových součástech. Čára ohybu je nakreslena jako skica a šipkami je určen směr ohybu Chování geometrie ohybu je určeno umístěním čáry ohybu, úlem ohybu a fixní geometrií.   Čáru ohybu můžete posunout tak, aby výsledná geometrie ohybu byla komplanární se stranou plechové součásti podle vztahu BLA = L - ( R + T ) Kde: BLA = upravená čára ohybu L = rozvinutá délka ohybu (zjištěná na základě vzorce v tabulce ohybů) R = vnitřní poloměr ohybu T = tloušťka plechu RL = délka reliéfu Reliéf ohybu (Bend Relief) pomáhá řídit chování sheetmetal materiálu a předchází nechtěným deformacím. No Relief—vytvoří ohyb bez reliéfu. StrtchRelief—natáhne materiál, což poskytne reliéf materiálu v místě, kde ohyb protíná existující hranu pevného materiálu. RipRelief—ořeže materiál v koncových bodech ohybu. Řezy jsou vedeny kolmo na čáru ohybu. RectRelief—přidá obdélníkový reliéf ke každému z koncových bodů ohybu. ObrndRelief—přidá zaoblený reliéf ke každému z koncových bodů ohybu.

Prvek Form,Flatten Form Tvar (Form) je sheetmetal stěna, která je tvarovaná pomocí šablony (referenční součástí). Spojením geometrie referenční součásti a sheetmetal součásti se vytvoří prvek Form.    Lze vytvořit dva typy sheetmetal prvků Form. Oba druhy mohou vytvářet stejnou geometrii Punch (ražený) Modeluje stěnu plechu pouze s použitím geometrie referenční součásti. Tvar razidla používá celou referenční součást pro vytvoření správného tvaru Die (lisovaný). Modeluje plech pomocí referenční součásti geometrie odkazované součástky (konvexní nebo konkávní) obklopené hraniční plochou. Lisované tvary vyžadují pro správnou aplikaci rovinou plochu/hraniční rovinu , která obklopuje celý tvar. Zárodečná plocha spojuje okolní geometrii pro vytvoření odpovídajícího tvaru. Odstraněním ploch referenčního modelu lze vtvořit protlačení s odříznutím Flatten Form (vyrovnaná tvar) narovnává ražené nebo lisované tvary do jejich původního rovného stavu

Stěny Stěna (Wall) je libovolná skica plechového materiálu. V Pro/SheetMetalu existují dva základní typy stěn: Primary walls (primární stěny)—jsou nezávislé a nejsou závislé na existenci jiných stěn. Primární stěny mohou být Flat, Extruded , Revolve , Blend, Offset  a Advanced. Secondary walls (sekundární stěny)—jsou závislé alespoň na jedné primární stěně. Jsou potomky primárních stěn. Sekundární stěny zahrnují všechny primární stěny a plus stěny typu Twist, Swept, Hem, Extend a Merge. Prvním prvkem musí být primární stěna. Všechny volby prvku jsou nedostupné, dokud není primární stěna vytvořena. Sakundární stěny mohou být připojené (attached) nebo nepřipojené (unattached). Připojená sekundární stěna může používat automaticky generovaný poloměr nebo ručně navržený poloměr

Prvek Rip Rip (odstřižení) odtrhne nebo odstřihne plechovou stěnu, speciálně ve švech. Pokud je součást spojitý kus materiálu, nemůže být narovnána bez odstřižení materiálu. Před narovnáním (Unbend) vytvořte prvek Rip. Když narovnáte část modelu, materiál se zlomí podél skici odstřižení. Obecně je odstřižení odřezáním s nulovým objemem. Existují tři dostupné typy prvku Rip: Regular—vytvoří odstřižení podél naskicované čáry. Vyberte plochu a naskicujte čáru odstřižení. K ochraně určitých ploch před odtržením můžete vybrat hraniční plochy. Surface—odřeže a odstraní celé části plochy z modelu. Vyberte plochu, kterou chcete odstřihnout, což odstraní část objemu modelu Edge—vytvoří odstřižení podél hrany. Vyberete hranu pro odstřižení. Výsledné rohové hrany mohou být otevřené, tupé nebo přesahující.

Deformované oblasti Pokud chceme narovnat deformovaný materiál, musí být narovnání jednoduché. Definiční pravidlo je, že všechny plochy, které se mají narovnat, musí mít buď vnější hranu, nebo musí být přilehlé k oblasti, která má vnější hranu. Vnější hrana slouží jako způsob úniku deformace a natáhnutí materiálu. Deformační oblast (Deformation Area) je část sheetmetal součásti, která pomáhá přesně natáhnout materiál při narovnávání (Unbend) součásti. Tyto oblasti je třeba vytvořit, když narovnáváme skici, které: Neprotahují hrany modelu   Jsou ohnuty ve více jak jednom směru Deformační oblasti lze vytvořit buď ještě před narovnáním (unbend), nebo během narovnávání.  

Prvek Cut Odřezání (Cut) v sheetmetalu odstraňuje materiál ze součásti. Odřezání je veden kolmo na sheetmetal plochu, jako by součást byla úplně plochá, i když je v ohnutém stavu. Odřezání přebírá přirozené chování plechového materiálu, jako je ohýbání a kroucení, když je součást ohýbána. Naskicujte odřezání v rovině a promítněte ho na sheetmetal stěnu. Odřezání mohou být řízeny buďto ze zelené nebo bíle strany sheetmetal stěny. Je možno vytvořit tři typy odřezání: Sheet Metal Cut (solid)—odstraní objemové části plechové stěny. Sheet Metal Cut (thin)—odstraní pouze tenkou část materiálu, jako by byly provedeny laserem. Solid-Class Cut—odstraní objemové části sheetmetal stěn. Lze vytvářet vyvýšené, otáčené, tažené nebo smíšené odřezání. Poznámka: Vždy použijte plechový odřezání (sheet metal-class), pokud nepotřebujete špičaté hrany.    

Prvek Notch a Punch Zářezy (Notch a průrazy (putch) jsou šablony používané pro vyřezávání do plechových stěn. Zářezy a průrazy probíhají ve výrobě ve třech fázích: První fáze—vytvoření požadovaného typu odřezání (Cut) v sheetmetal součásti. Druhá fáze—konverze odřezání do uživatelem definovaného prvku (UDF).  UDF je uložen do vašeho adresáře a může být vložen do návrhu vícekrát. Je uložen s příponou .gph. Třetí fáze—umístění UDF zářezu nebo průrazu na požadovanou sheetmetal součást.

Prvek Flat State Flat State (rovný stav) je úplně narovnaná kopie Sheetmetal součásti. Rovné stavy jsou řízeny tabulkami podobností (family table). Umožní vložení rozvinuté plechové součásti do výkresu Vytvoření rovinného stavu: Edit>Setup>SheetMetal >Flat State >Create Fully flat—součást je už narovnaná (úplně rovná). Fully formed—součást je ohnutá