Guía 1_solidworks_saeunet_v2.pdf

Contenido I.

Introducción .......................................................................................... 1

Información destacada ........................................................................... 1 II.

Introducción a SolidWorks ................................................................... 2

Orden de aplicación de comandos ....................................................... 2 III.

Entorno SolidWorks .............................................................................. 3

Operación Pieza ..................................................................................... 4 Operación Ensamblaje ........................................................................... 5 Operación Dibujo:.................................................................................. 5 IV.

Croquizado 2D ....................................................................................... 7

Pasos para realizar un croquis............................................................... 7 V.

Ejemplo de Croquis 2D ........................................................................ 13

VI.

Croquizado 3D ..................................................................................... 18

VII. Creación de un croquis 3D .................................................................. 18

Creación de puntos 3D ......................................................................... 19 Creación de líneas 3D ........................................................................... 21 VIII. Ejemplo de croquis 3D ......................................................................... 23 IX.

Ejercicios propuestos .......................................................................... 29

1 Introducción El curso se ha diseñado mediante un enfoque de aprendizaje que se basa en las tareas o los procesos. A diferencia de los cursos que se basan en las operaciones y las funciones, un curso de formación que se basa en los procesos destaca los procesos y los procedimientos que se deben seguir para llevar a cabo una determinada tarea. Mediante la utilización de estudios de casos para ilustrar estos procesos, usted aprenderá a utilizar los menús, las opciones y los comandos necesarios para llevar a cabo una tarea de diseño. Los ejercicios de laboratorio le proporcionan la oportunidad de aplicar y poner en práctica el material tratado en la lectura/demostración práctica del curso. Se han concebido para representar las situaciones de modelos y de diseño típicos, teniendo en cuenta que deben ser lo suficientemente sencillos como para que se puedan realizar durante las horas de clase. Tenga en cuenta que cada estudiante tiene su propio ritmo de trabajo. En consecuencia, hemos incluido más ejercicios de laboratorio de los que normalmente se pueden realizar durante el curso. Con ello, se garantiza que ni siquiera al estudiante más veloz le falten ejercicios. En este manual se presentan un conjunto de prácticas básicas que introducen al lector al Diseño Asistido por Computadora (CAD) utilizando el programa SolidWorks. El diseño de las prácticas se ha realizado pensando en un estudiante o diseñador novel que desea introducirse en el diseño tridimensional utilizando el programa SolidWorks con el objeto de crear máquinas, mecanismos, productos, o modelos.

Información destacada Este manual de formación se ha concebido para que se utilice en un aula con la asistencia de un instructor. No se ha concebido como tutorial autodidáctico. Los ejemplos y los casos de estudio están diseñados para que el instructor los realice “en directo”.

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2 Introducción a SolidWorks El programa permite modelar piezas como ensambles y extraer de ellos tanto dibujos de detalle como otro tipo de información necesaria para la producción. Es un programa que funciona con base en las nuevas técnicas de modelado con sistemas CAD. El proceso consiste en trasvasar la idea mental del diseñador al sistema CAD, "construyendo virtualmente" la pieza o conjunto. Posteriormente todas las extracciones (planos y ficheros de intercambio) se realizan de manera bastante automatizada. El software de automatización de diseño mecánico de SolidWorks es una herramienta de diseño de modelado sólido paramétrica y basada en operaciones que aprovecha la facilidad de aprendizaje de la interfaz gráfica de usuario de Windows™. Puede crear modelos sólidos en 3D totalmente asociativos con o sin restricciones mientras utiliza al mismo tiempo las relaciones automáticas o definidas por el usuario para capturar la intención del diseño.

Orden de aplicación de comandos Del mismo modo que un ensamblaje está compuesto por una serie de piezas individuales, un modelo de SolidWorks también está compuesto por elementos individuales. Dichos elementos se denominan operaciones. Cuando usted crea un modelo mediante el software de SolidWorks, trabaja con operaciones geométricas inteligentes y fáciles de entender, como salientes, cortes, taladros, redondeos y chaflanes. A medida que se crean estas operaciones, las mismas se aplican directamente a la pieza con la que está trabajando. Las operaciones se pueden clasificar como croquizadas o aplicadas.  Operaciones croquizadas: las que se basan en un croquis en 2D. Generalmente, ese croquis se transforma en un sólido mediante extrusión, rotación, barrido o recubrimiento.  Operaciones aplicadas: las que se crean directamente en el modelo sólido. Los redondeos y los chaflanes son ejemplos de este tipo de operación.

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3 Entorno SolidWorks La interfaz de usuario de SolidWorks es una interfaz de Windows y, como tal, se comporta del mismo modo que el resto de las aplicaciones de Windows. A continuación, le presentamos algunos de los aspectos más importantes de la interfaz. Al iniciar el programa, se podrá observar el entorno SolidWorks mostrado en la figura 1.

Figura 1. Entorno SolidWorks. Para poder empezar a usar el programa SolidWorks, nos situamos en la barra de herramientas señalada con el rectángulo rojo mostrado en la figura 2. Una vez allí, nos ubicamos con el puntero del mouse sobre en el icono que tiene forma de hoja blanca, el cual se resalta y aparece el nombre Nuevo, mostrado en la figura 3. La combinación de letras que aparece entre paréntesis es la combinación de teclas a usar para activar automáticamente el comando.

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Figura 2. Barra de herramientas de SolidWorks.

Figura 3. Comando de inicio Nuevo.

Una vez se haya dado clic al icono Nuevo, se mostrara una ventana desplegable como la que se muestra en la figura 4, en la cual se observan las distintas operaciones para la elaboración de trabajos de diseño. Cada icono está asociado a un tipo distinto de operación:

Operación Pieza: Es la base de la generación de proyectos, en este entorno se modelan piezas 3D partiendo de bocetos 2D. Se hacen uso de las herramientas como protucciones, cortes, redondeos y chaflanes. Curso SolidWorks FSAEUNET

5 Operación Ensamblaje: Sobre este entorno se pueden unir más de 2 piezas, permitiendo así la creación de mecanismos complejos, para posteriormente someterlos a los distintos estudios de SolidWorks (Análisis de movimiento, Análisis de elemento finito FEA, dinámica de fluidos computacional CFD).

Operación Dibujo: Permite la realización de planos, en los cuales se plasman las medidas y detalles que requiere cada piezas para su posterior modelado o producción.

Figura 4. Operaciones básicas de SolidWorks.

Una vez se ha seleccionado la operación, el entorno SolidWorks se muestra como en la figura 5. Se reconocen entonces 3 áreas de interés, las cuales se resaltan con 3 rectángulos de distinto color, y los cuales se explican a continuación en la tabla 1:

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6 Tabla 1. Funciones del entorno SolidWorks. Color Función Barra de herramientas Menú de operaciones Gestor de diseño del FeauterManager

Figura 5. Entorno SolidWorks. En el área de menú de operaciones es donde se desarrollan las principales operaciones para el modelado y creación de piezas. En el área Gestor de diseño del FeauterManager, es donde se van registrado el historial de las secuencias cronológicas de todas las operaciones que se van usando a medida que se van desarrollando las piezas. Es un área donde se pueden editar las operaciones que se han ido usando en el proceso del desarrollo de las piezas

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7 Croquizado 2D Para poder dar forma a las piezas 3D, se debe partir de una geometría básica que permita modelar dichas piezas, para eso entonces se hace uso de un croquis 2D. Un croquis no es más que un dibujo realizado, que contiene información completa sobre las dimensiones (medidas) y la forma del objeto, para que puede ser realizado. El croquis es la base del modelado de SolidWorks.

Pasos para realizar un croquis Los croquis se utilizan para todas las operaciones de creación de material en SolidWorks, incluyendo: �

Extrusiones

�

Revoluciones

�

Barridos

�

Recubrimientos

La figura 6 muestra cómo un croquis específico puede formar la base de varios tipos de operaciones.

Figura 6. Operaciones SolidWorks. El croquizado es el acto de crear un perfil de 2 dimensiones compuesto por geometrías de estructura alámbrica. Los tipos de geometría más comunes son: - Líneas - Arcos - Círculos

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8 - Elipses. - Hexágonos. El croquizado es dinámico, con información proporcionada por el cursor para que la tarea sea más fácil. Para crear un croquis abrimos un documento tipo pieza (Figura 7), nos ubicamos en el menú de opciones y seleccionamos la pestaña Croquis (Figura 8).

Figura 7. Apertura de documento tipo pieza.

Figura 8. Selección pestaña Croquis.

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9 Luego de esto, en el menú de operaciones seleccionamos el botón Croquis, se desplegara un menú con 2 opciones, Croquis y Croquis 3D (Figura 9). El comando Croquis: por lo general se usa en operaciones 2D sobre alguno de los 3 planos principales que conforman el sistema coordenado SolidWorks (plano alzado, planta y vista lateral). El comando Croquis 3D: Usado para generar geometrías de referencia espaciales, como puntos o líneas. También sirve para crear croquis orientados en distintos planos.

Figura 9. Comando Croquis. Para esta parte de la lección de croquizado en 2D, usaremos el comando Croquis. Al seleccionar esta opción, SolidWorks por defecto le pedirá al usuario que seleccione alguno de los 3 planos principales. El plano a seleccionar queda a criterio del diseñador.

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Figura 10. Selección del plano para el Croquizado. Luego de haber seleccionado el plano, se procede a crear el boceto haciendo uso de los comandos que aparecen en el menú de operaciones (Figura 11).

Figura 11. Operaciones de Croquizado Cada una de las operaciones de croquizado, se asocia a una geometría en particular, en la tabla 2 y tabla 3, se ejemplifica cual es la geometría asociada a cada comando.

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11 Tabla 2. Operaciones de croquizado SolidWorks.

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12 Tabla 3. Operaciones de croquizado SolidWorks.

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13 Ejemplo de Croquis 2D Se procede a crear el croquis mostrado en la figura 12.

Figura 12. Ejemplo de corquiz. Primero abrimos un documento tipo pieza. Posteriormente nos ubicamos en la barra de operaciones y seleccionamos la opción Croquis, Se selecciona cualquiera de los 3 planos principales de SolidWorks (Planta, alzado y vista lateral), Luego seleccionamos el comando línea (Figura 13).

Figura 13. Selección de comando Línea.

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14 Posteriormente hacemos click en la pantalla y empezamos a delimitar una forma parecida al boceto a crear (Figura 14). En este punto aún no importa darle las medidas definitivas al croquis.

Figura 14. Ejemplo de croquis.

Angulo Longitud

Figura 15. Longitud y Angulo de inclinación de la línea. Curso SolidWorks FSAEUNET

15 Cabe destacar que a medida que se desarrolla la operación, SolidWorks resalta la longitud y el ángulo de inclinación que lleva la línea (figura 15, En caso de usar el comando línea). Para poder dimensionar las líneas usamos el comando Cota inteligente (Figura 16).

Figura 16. Comando Cota inteligente. Luego de seleccionar el comando Cota inteligente, seleccionamos la línea vertical izquierda. Automáticamente el programa muestra la medida aleatoria de la línea (Figura 17), entonces en la ventana desplegable que aparece, introducimos el valor deseado de 100mm.

Figura 17. Demarcación de la línea vertical izquierda con el comando Cota inteligente. Curso SolidWorks FSAEUNET

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Figura 18. Demarcación de la línea horizontal inferior con el comando Cota inteligente.

Figura 19. Demarcación de la línea superior horizontal con el comando Cota inteligente.

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17 La forma en cómo se usen las cotas inteligentes, dependerá del diseñador, el cual establece cual es el orden más lógico de acotamiento. En las figuras 18, 19 y 20 se muestra un ejemplo de cómo dimensionar el croquis.

Figura 20. Demarcación de la línea vertical derecha con el comando Cota inteligente.

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18 Croquizado 3D Se pueden crear entidades en 3D en un plano de trabajo o en un punto arbitrario en el espacio 3D. En un croquis 3D se pueden croquizar entidades a lo largo de los ejes globales X, Y o Z, y las restricciones se aplican a lo largo de X, a lo largo de Y y a lo largo de Z respectivamente. Estas restricciones se aplican al sistema de coordenadas globales.

Creación de un croquis 3D Cuando se abre un croquis en 3D, se lo puede iniciar en cualquier lugar. Una de las características más resaltantes en el uso de croquis 3D, es el hecho de que sobre una misma operación Croquis, se pueden generar contornos interceptados perpendicularmente o en un ángulo cualquiera (Figura 21).

Figura 21. Intercesión de planos perpendicularmente. Para Realizar un croquis 3D, abrimos un documento tipo pieza, en la barra de operaciones nos ubicamos sobre la pestaña Croquis y seleccionamos la opción Croquis 3D (Figura 22).

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Figura 22. Selección operación Croquis 3D.

Creación de puntos 3D Seleccionamos el comando Punto (Figura 23), y nos ubicamos en el entorno SolidWorks. Podemos empezar a croquizar.

Figura 23. Selección de Operación punto. Luego de seleccionar la operación punto nos ubicamos dentro del entorno SolidWorks y hacemos click en algún lado de la pantalla (Figura 24).

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Figura 24. Ejecución de la Operación punto. Para poder ubicar el punto con mayor precisión, nos vamos al Feauter Manager (Figura 25), lugar en el cual se marcan los parámetros asociados a las coordenadas espaciales de su ubicación.

Figura 25. Parámetros de la Operación punto.

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21 Creación de líneas 3D Seleccionamos el comando línea (Figura 26), y nos ubicamos en el entorno SolidWorks.

Figura 26. Selección de operación línea.

Hacemos click en el origen del sistema de coordenadas (Figura 27) o en cualquier otro punto del espacio SolidWorks. Tenemos la opción de manipular la orientación de las líneas, haciendo uso de 3 planos: » Plano XY » Plano YZ » Plano XZ

Figura 27. Desarrollo de la operación línea.

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22 Para poder seleccionar la orientación de los planos, pulsamos la tecla Tabulador, al momento de realizarlo en el puntero del mouse se muestra sobre cual plano se está trabajando. Al realizar una línea, en el área del Feauter Manager, se establecen las propiedades de la línea (Figura 28). Las relaciones de posición nos permiten orientar la línea a lo largo de los ejes del sistema de referencia. La longitud de la línea se muestra en la sección parámetros.

Figura 28. Propiedades de operación línea.

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23 Ejemplo de croquis 3D Realizaremos el croquis 3D mostrado en la figura 29.

Figura 29. Ejemplo de croquis 3D. Luego de haber creado un archivo tipo pieza, seleccionamos la opción Croquis 3D de la barra de operaciones. Al usar el comendo línea, el puntero del mouse muestra el plano sobre el cual se está trabajando (Figura 30). Seleccionamos la operación línea y empezamos a desplazarnos a lo largo del eje Y (Figura 31).

Figura 30. Plano sobre el cual se trabaja, mostrado por el puntero.

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Figura 31. Línea vertical plano XY. Hacemos

click

una

vez

tengamos

definida

una

línea

vertical.

Posteriormente, nos desplazamos de manera horizontal siguiendo el eje X, damos click para crear la línea (Figura 32). En este punto presionamos la tecla Tabulador para cambiar al plano YZ (Figura 33),

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Figura 32. Línea horizontal plano XY.

Figura 33. Línea horizontal plano YZ.

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26 Nos desplazamos de manera horizontal, hacemos click y definimos la tercera porción del croquis 3D. Nuevamente presionamos la tecla Tabulador y cambiamos al plano XY (Figura 34) y realizamos una cuarta línea siguiendo la dirección del eje X. Hacemos click para definir la línea, y posteriormente hacemos una línea siguiendo la dirección del eje Y (Figura 35).

Figura 34. Línea horizontal plano XY.

Figura 35. Línea vertical plano XY. Curso SolidWorks FSAEUNET

27 Seleccionamos la operación Cota inteligente (Figura 36), y empezamos a dimensionar el croquis 3D.

Figura 36. Selección de comando Cota inteligente. Empezamos a acotar cada línea con las dimensiones dadas en la figura 29. A medida que se seleccionan las líneas, aparece una ventana desplegable (Figura 37), en la cual vamos a ir introduciendo el valor de cota deseado, hasta definir completamente el croquis (Figura 38, 39).

Figura 37. Uso del comando Cota inteligente en la línea vertical del plano XY. Curso SolidWorks FSAEUNET

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Figura 38. Uso del comando Cota inteligente en la línea horizontal del plano XY.

Figura 39. Uso del comando Cota inteligente en la línea horizontal del plano XY.

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29 Ejercicios propuestos En los siguientes ejemplos trate de realizar los croquis propuestos. Es importante que antes de realizarlos, haga una inspección visual de los posibles comandos que pudiesen servir para hacerlos.

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