1. Conceitos Básicos

Introdução

Estas notas pretendem dar uma breve introdução ao desenho paramétrico e modelação sólida utilizando o SolidWorks. Nestes apontamentos são efectuados exercícios como aplicação dos comandos

apresentados. As linhas que forem referentes ao tutorial virão com o simbolo e com uma linha horizontal

O SolidWorks é uma ferramenta para projeto de peças que utiliza a modelação paramétrica de sólidos, baseada nas características e propriedades (a partir deste ponto denominadas features) de cada elemento e ação, sendo possível alterá-las em qualquer altura do processo de modelação.

É igualmente importante mostrar que há três etapas distintas na execução de um projeto em SolidWorks.

A primeira é a concepção das várias peças (parts) em arquivos separados;

A segunda é a montagem (assembly) das mesmas num novo ficheiro;

A terceira é a criação das vistas (drawing) das várias peças e da montagem.

 

Fig 01 - Etapas no Processo de desenho no SolidWorks

Com Base em FeatureQuando você cria um modelo usando o software SolidWorks, você trabalha com features geométricas inteligentes e fáceis de entender, como por exemplo, saliências, cortes, furos, nervuras [ribs], fillets, chanfros e inclinações. Conforme as features são criadas, elas são aplicadas diretamente ao trabalho.

As Features podem ser classificadas em features desenhadas ou features aplicadas.

Features Desenhadas: Aquele que é embasado em um sketch 2D.Geralmente, este sketch é transformado em um sólido por extrusão,revolução, sweep ou loft.

Features Aplicadas: Criados diretamente no modelo sólido. Fillets echanfros são exemplos deste tipo de feature.O software SolidWorks mostra graficamente a estrutura embasada emfeatures de seu modelo em uma janela especial chamada árvore demodelamento FeatureManager.

Modelação Paramétrica de SólidosAs dimensões e relações usadas para criar uma feature são obtidas e armazenadas no modelo. Isto não só permite obter a sua intenção de projeto como também permite a alteração rápida e fácil do modelo.

A Interface de Usuário do SolidWorksA interface de usuário do SolidWorks é uma interface nativa do Windows e como tal se comporta da mesma maneira que outros aplicativos do Windows. Alguns dos mais importantes aspectos da interface estão identificados a seguir.

Fig 02 - Tela do Solidworks

Árvore de Projeto FeatureManagerA árvore de modelamento FeatureManager é uma peça exclusiva do software SolidWorks que exibe visualmente todos as features em uma peça ou montagem. Conforme as features são criadas, eles são adicionadas à árvore de modelamentos FeatureManager. Como resultado, a árvore de modelamentos FeatureManager representa a seqüência cronológica de operações de modelagem. A árvore de modelamentos FeatureManager também permite o acesso à edição das features (objetos) que ela contém.

Fig 03 - Árvore de Projeto

Menus do PropertyManager Muitos comandos do SolidWorks são executados por meio de menus do PropertyManager. Os menus do PropertyManager ocupam a mesma posição de tela que a árvore de modelamento FeatureManager e a substitui quando estiverem sendo usados.

Fig 04 - PropertyManager

Botões do MouseOs botões esquerdo, direito e intermediário do mouse têm significados distintos no SolidWorks.Esquerdo: Seleciona objetos como geometria, botões de menu e objetos na árvore de modelamento FeatureManager.Direito: Ativa um menu de atalhos sensível ao contexto. O conteúdo do menu pode variar dependendo de qual objeto o cursor está em cima. Esses menus também representam atalhos para os comandos freqüentemente usados.Meio: Gira, movimenta ou aproxima dinamicamente uma peça ou montagem. Movimenta um desenho.

Símbolos de FeedbackO feedback é fornecido por um símbolo anexado à seta do cursor indicando o que você está selecionando ou o que o sistema está esperando que você selecione. Conforme o cursor flutua pelo modelo, o feedback virá na forma de símbolos se movimentando próximo ao cursor. A ilustração à

direita mostra alguns desses símbolos: vértices [vertex], arestas [edges], faces e dimensões [dimensions].

Fig 05 - Feedback

Confirmation CornerQuando muitos comandos do SolidWorks estão ativos, um símbolo ou um conjunto de símbolos aparece no canto superior direito da área de gráficos. Esta área é chamada Confirmation Corner.

1. Introdução ao Sketch

Os sketches são usados para todas as features desenhadas no SolidWorks. Cada sketch tem várias características que contribuem para a sua forma, tamanho e orientação. São tipos de geometria 2D, como por exemplo, linhas, círculos e retângulos que o compõe. Os relacionamentos geométricos, como por exemplo, horizontal e vertical são aplicados à geometria do sketch. As relações restringem o movimento das entidades.

Criar um sketch é o ato de criar um perfil bidimensional composto pela geometria do modelo de arames. Os tipos comuns de geometria são linhas, arcos, círculos e elipses. O sketch é dinâmico, com feedback do cursor para torná-lo mais fácil.

Quando um sketch está ativo ou aberto, o confirmation corner exibe dois símbolos. Um parece um sketch. O outro é um [X] vermelho. Estes símbolos dão um lembrete visual que você está ativo em um sketch. Clicando no símbolo do sketch, ocorre a saída do sketch e o salvamento das alterações. Clicando no [X] vermelho, ocorre a saída do sketch e a desconsideração das alterações.

Quando outros comandos estiverem ativos, o confirmation corner exibe uma marca de verificação e um X. A marca de verificação executa o comando atual. O [X] cancela o comando.

Fig 06 - Sketch - Confirmation Corner e Confirmação padrão.

01 - Clique no Botão Sketch

Isto mostrará todos os três planos default para a seleção em uma orientação Trimetric. Uma orientação Trimetric é uma vista ilustrativa orientada, portanto, os três planos mutuamente perpendiculares aparecem desigualmente condensados.

Na tela, escolha Front Plane. O plano será destacado e girado.

Fig 07 - Sketch - orientação Trimetric

No canto inferior esquerdo podemos ver os eixos do desenho.

Fig 07 - Seleção dos eixos

O Front Plane selecionado gira, portanto, é paralelo à tela.Isto só acontece para o primeiro sketch em uma peça.

O símbolo representa a origem do modelo da peça que é a interseção dos eixos X, Y e Z.É exibido na cor vermelha indicando que está ativo.

02 - Sketch de uma linha.

Clique na ferramenta Line e desenhe uma linha horizontal a partir da origem. O símbolo “ - ” aparece no cursor, indicando que foi acrescentada, automaticamente, uma relação Horizontal à linha. O número indica o comprimento da linha.

Clique novamente na extremidade da linha.

Fig 08 - linha

03 - Linha em ângulo.Iniciando na extremidade da primeira  linha, faça o sketch de uma linha em ângulo.

Fig 09 - linha em ângulo

Além dos símbolos “ — ” e “ | ”, as linhas de inferência pontilhadas também aparecerão para ajudá-lo a “alinhar” com a geometria existente.Essas linhas incluem os vetores de linha, normais, horizontais, verticais, tangentes e centros existentes.

Note a diferença de cor e tipo de linha pois algumas linhas tem relações geométricas reais, ao passo que outras simplesmente atuam como guia ou referência para o sketch.

 

 

04 - Linhas de Inferência.O movimento em uma direção perpendicular à linha anterior faz com que as linhas de inferência sejam exibidas. Uma relação Perpendicular é criada entre essa linha e a última.O símbolo de cursor indica que você está obtendo uma relação perpendicular. Note que o cursor da linha não é mostrado por motivos de clareza.

Fig 10 - linha de referência em amarelo

05 - Perpendicular.Uma outra linha perpendicular é criada a partir do último ponto final. Novamente, uma relação perpendicular é automaticamente obtida.

Fig 11 - linhas perpendiculares

06 - Referência.Algumas inferências são estritamente para fins de referência e não criam relações. Elas são exibidas em azul. Esta referência é usada para alinhar o ponto final verticalmente com a origem.

Fig 12 - Outras linhas de referência

07 - Exibição Desativada.Desligue a exibição das relações por intermédio de View, Sketch Relations. Em lições posteriores será considerada desativada.

Quick SnapsAs opções Quick Snap são usadas durante a criação da geometria do sketch para filtrar as seleções da geometria existente. Quando usado, elas restringem as seleções para a opção selecionada.No menu Tools, selecione Relations, Quick Snaps.Ou, durante a adição da geometria do sketch , clique com o botãodireito do mouse e selecione Quick Snaps no menu de atalhos.Ou, na barra de ferramentas Quick Snaps, escolha uma opção.A figura abaixo mostra todas as opções de Quick Snaps, cada uma delas referencia o tipo de filtro de seleção, para saber do que se trata basta passar o mouse na desejada.

Fig 13 - Quick Snaps

08 - Fechar o Conjunto

Clique em linha depois no canto da última linha desenhada. Em seguida vamos ter certeza que estamos

trabalhando em uma linha horizontal, clique nas opções Quick Snap e selecione o botão HV , este botão tem por finalidade fazer com que o desenho seja desenhado com linhas horizontais e verticais apenas, ou nseja nas ortogonais. Agora clique no primeiro ponto do desenho a fim de fecha-lo.

 

Fig 13 - Figura Fechada

Interações do Projeto

É válido notar que como algumas interações foram definidas pelo usuário o projeto apresentará estas interações até o final, por exemplo, as linhas em azul no desenho acima, mostram linhas com interações definidas poelo usuário logo elas estarão sempre ativas, já as em preto são fixas pois se tratam da origem do desenho.Para experimentar estas relações, clique no canto direito do desenho e uma bola verde aparecerá. Arraste essa bola e o desenho se deforma, porém, a perpendicularidade e o paralelismo da peça não se alterará.

Fig 14 - exemplo de interações fixas

Estas interações no projeto como podemos perceber, são automaticamente adicionadas no entanto, podemos adicionar ou retirar outras de acordo com a necessidade.Para estas interações que não são automáticas , existe uma  ferramenta para adicioná-las .

Clique duas vezes na linha superior inclinada  no desenho.

Fig 14 - Mostrando as interações

Podemos notar o aparecimento dos símbolos mostrando as interações, que são duas perpendiculares, assim não importa qual a posição dos pontos dos cantos, importa que as três retas serão perpendiculares entre sí.

Para adicionar retirar e verificar as interações usamos o painel lateral.

Fig 15 - Painel de interações

Como em todos os aspectos do aplicativo, podemos retirar, adicionar e modificar as interações de maneira intuitiva, por exemplo para retirar uma das perpendicularidades da linha selecionada, clique no simbolo no desenho ou na interação no painel e simplesmente aparte delete.

Fig 16 - Modificando interações

Ao arrastar o ponto do canto, não haverá mais interação. Logo, ele poderá se movido para qualquer lugar no desenho.

Fig 17 - Modificando interações

Iremos adicionar agora novas interações no projeto, para isso, iremos selecionar as linhas referentes ao projeto. Como nos aplicativos do windows, poderemos usar a tecla Ctrl para selecionar várias linhas.Selecione então as linhas modificadas no exempo anterior.

Fig 18 - Modificando interações

Observe no painel lateral que as interações disponíveis para estas duas entidades (as linhas), são mostradas.

Fig 19 - Modificando interações

Clique em Perpendicular e depois em ok .A forma ficará parecida com a figura 20.

Fig 20 - Modificando interações

Volte novamente as entidades para a posição original aproximada.

DimensõesUma outra ferramenta de interação importante diz respeito as Dimensões.As dimensões são uma outra maneira de definir a geometria e obter a intenção de projeto no sistema SolidWorks. A vantagem de usar uma dimensão é que é usada tanto para exibir o valor atual como alterá-lo.

A ferramenta Smart Dimension determina o tipo apropriado de dimensão com base na geometria escolhida, visualizando a dimensão antes de criá-la. Por exemplo, se você clicar em um arco, o sistema criará uma dimensão radial. Se clicar em um círculo, você obterá uma dimensão de diâmetro, ao selecionar duas linhas paralelas criará uma dimensão linear entre elas. Nos casos onde a ferramenta Smart Dimension não é suficientemente inteligente, você terá a opção de selecionar as extremidades e mover a dimensão para diferentes posições de medição.

Assim que você selecionar a geometria de sketch com a ferramenta de dimensão, o sistema cria uma pre-visualização da dimensão. A previsualização permite que você veja todas as opções possíveis simplesmente movendo o mouse após fazer as seleções. Clicando com o botão esquerdo do mouse, a dimensão é colocada em sua posição e orientação atuais. Clicando com o botão direito do mouse, somente a orientação é travada, permitindo que você mova o texto antes da colocação final clicando com o botão esquerdo do mouse.

Fig 21 - Usando o Smart Dimension

Também é possível alterar as dimensões ao clicar no Smart Dimension, uma janela se abre com as informações de edição da dimensão da entidade.

Fig 22 - exemplo de edição de dimensções usando o Smart Dimension

08 - Definir tamanhos

Altere o valor para 19,05 e clique na opção Save . A dimensão força o comprimento da linha para 19,05mm.

Pressionar Enter tem o mesmo efeito que clicar no botão Save .

Fig 23 - editando dimensões

Adicione dimensões lineares adicionais ao sketch, como mostrado abaixo.

Fig 24 - editando dimensões

Observe que para a medida de 50,8 deve-se usar o Ctrl para selecionar as extremidades e não as linhas.

09 - Sketch Fillet

Sketch Fillet é usado para criar um fillet ou arredondamento em um sketch. O fillet é criado como um arco colocado de maneira tangente a entidades adjacentes.

Na barra de ferramentas Sketch, clique em Sketch Fillet .

Defina Radius em 4.7625mm.Selecione todas as extremidades no sketch.Clique em OK.

Fig 25 - Sketch Fillet aplicado

10 - Extrusão

Uma vez concluído o sketch, ele pode ser extrudado para criar a primeira feature. Há muitas opções para a extrusão de um sketch incluindo as condições finais, inclinação [draft] e profundidade da extrusão, que serão discutidos em mais detalhes em lições posteriores. As extrusões ocorrem em uma direção normal ao plano do sketch, neste caso, o plano Frontal.

Na barra de ferramentas Features, selecione:  .

Visualizar Gráficos

A orientação da vista se altera automaticamente para Trimetric e uma prévisualização da feature é mostrada na profundidade default. As handles aparecem e podem ser usadas para arrastar a pré-visualização para a profundidade desejada. As handles são vermelhas para a direção ativa e cinzas para a direção inativa. Um callout mostra o valor da profundidade atual.A orientação da vista se altera automaticamente para Trimetric e uma prévisualização da feature é mostrada na profundidade default.As handles aparecem e podem ser usadas para arrastar a pré-visualização para a profundidade desejada. As handles são vermelhas para a direção ativa e cinzas para a direção inativa. Um callout mostra o valor da profundidade atual.

Fig 26 - Extrusão aplicada

11 - Extrusão de definições de features.Altere as definições, como mostrado.Condição final = Blind(Profundidade) = 0.25”

Clique em OK para criar a feature.

Fig 27 - Definições da extrusão

Salve seu trabalho!.

Fig 28 - Primeira extrusão pronta

 

2. Introdução a Modelagem

Antes de se criar uma peça no solidworks, devemos escolher diretamente as "subpeças" necessárias para sua criação bem como as melhores vistas e perfis necessários para se elaborar uma peça.

No caso iremos montar a seguinte peça:

Fig 29 - peça pronta

As duas principais saliências têm perfis distintos em diferentes planos. Eles estão conectados como mostrado na vista explodida à direita.

 

Fig 30 - Montagens das saliências e perfil explodido

A primeira feature do modelo é criada a partir do sketch retangular mostrado sobreposto no modelo. Este é o melhor perfil para começar o modelo. O retângulo será então extrudado como uma saliência para criar a feature sólida.

Fig 31 - perfil básico do objeto inferior no sketch

Colocando o modelo “na caixa” determina qual plano deve ser usado para desenhá-lo. Neste caso, ele estará no plano de referência Top.

Fig 32 - observação de em que plano começar a peça

 

1 - Nova peçaO processo de modelagem inclui o sketch e a criação de saliências, cortes e fillets. Para começar, uma nova peça é criada.

Clique em New , ou clique em File, New.

2 - Selecione o plano de sketch.Insira um novo sketch e escolha Top Plane.

Fig 33 - Seleção do plano para o Sketch

3 - Desenhar um retângulo.Clique na ferramenta Rectangle e comece um retângulo a partir da origem.

Fig 34 - retângulo a partir da origem

4 - Adicionando dimensõesAdicione dimensões ao sketch. O sketch está totalmente definido.

Fig 35 - retângulo com as dimensões

5 - Adicionando extrusãoExtrude o retângulo 12,7 para cima.

Fig 36 - retângulo com extrusão

Fase inicial concluída.6 - Renomear a feature.Para fins de Organização é útil renomear as partes executadas de um projeto, para isso basta recorres ao painel lateral onde temos as informações sobre a extrusão criada.

Nomes lógicos e bem escolhidos o ajudarão a organizar melhor seu trabalho e ficará mais fácil para alguém que for editar ou modificar seu modelo.

Fig 37 - renomeando a extrusão

A próxima feature será uma saliência com uma curva na parte superior. O plano de sketch para esta feature não é um plano dereferência existente, mas uma face plana do modelo. A geometria de sketch requerida está mostrada sobreposta no modelo acabado.

Fig 38 - segunda parte

7 - Inserir novo sketch.

Crie um novo sketch usando Insert, Sketch ou clicando na ferramenta Sketch . Selecione a face indicada.

Fig 38 - Seleção da Face para execução do Sketch da segunda fase

Insert Tangent Arc é usado para criar arcos tangentes em um sketch. O arco deve ser tangente a alguma outra entidade, linha ou arco, em seu início.

Antes porém criaremos uma linha para ser usada como referência a tangente.

8 - Linha vertical.Clique na ferramenta line e inicie a linha vertical na aresta inferior obtendo uma relação Coincident na aresta inferior e relação Vertical

Fig 39 - Criando a linha vertical

9 - Arco Tangente.Desenhe um arco de 180° tangente à linha vertical. Procure a linha de inferência indicando que a extremidade do arco está alinhada horizontalmente com o centro do arco. Quando terminar o sketch do arco tangente, a ferramenta de sketch passará automaticamente para a ferramenta de linha.

Fig 40 - Criando o Arco

10 - Linhas de Acabamento.Crie uma linha vertical da extremidade do arco até a base e uma outra linha conectando as extremidades inferiores das duas linhas verticais. Note que a linha horizontal é preta, mas suas extremidades não são.

Fig 41 - sketch final

11 - Acrescentar dimensões. Adicione dimensões lineares e radiais ao sketch. Conforme você adiciona as dimensões, mova o cursor ao redor para visualizar as diferentes orientações possíveis.Sempre dimensione um arco selecionando sua circunferência, ao invés do centro. Isto torna as outras opções de dimensionamento (mínima e máxima) disponíveis.

Fig 42 - Peça com as dimensões

Não se esqueça de clicar na confirmação do Sketch no canto superior da tela

12 - Extrudar direção.Clique em Insert, Boss, Extrude e defina Depth em 12,7mm. Note que a prévia mostra a extrusão entrando na base, na devida direção.

SSe a direção da prévia estiver fora da base, clique no botão Reverse direction .

Fig 43 - Segundo Skecth concluído.

Durante toda a execução do projeto é possível mudar a orientação da cãmera para facilitar as operações de desenho.para mudar para a vista isomêtrica além de usar a orientação no canto inferior esquerdo da tela de desenho, pode-se mudar a orientação apertandoa barra de espaço e escolhendo a devida orientação.

Hole Wizard o Hole Wizard pode criar furos simples, cônicos, escareado e rebaixados usando um procedimento passo a passo.Neste exemplo, Hole Wizard será usado para criar um furo escareado.

13 - Posição do Furo.

Outra vez, uma face existente do modelo será usada para posicionar a geometria.

Fig 44 - Face a ser selecionada para a execução do furo.

Selecione a face indicada e Features , Hole, Wizard

14 - Propriedades do furoDefina as propriedades dos furos da seguinte maneira:

Fig 45 - Figura com as propriedades do furo

15 - Localização do Furo [Hole Placement] .Esta parte do assistente é usada para localizar e definir completamente o ponto central do furo. Para

fazer a inserção em um ponto qualquer do desenho, basta clicar no botão  de posições , arrastar o objeto em questão (no caso o furo), para a posição desejada, pode-se observar qualquer característica da peça para isso (por exemplo, uma tangente, um contro de um raio, etc.).

Neste exemplo iremos arrastar o ponto para o centro do raio, antes de tudo clique no botão ponto para desativálo, então, basta arrastar o furo para próximo do arco superior, encontrar o centro e levar o furo até lá. Para arrastar o furo basta usar o centro (bola verde).

Fig 46 - arrastando o furo

Clique agora no botão de confirmação, e o specto final deverá ser exatamente este:

Fig 47 - Aspecto final

Iremos agora executar um rasgo na peça, na parte inferior, para isso, vamos colocar nossa peça na posição frontal e desenhar um retângulo como na ilustração abaixo.Para tanto usaremos as interações "colineares" selecionando duas retas de cada vez e por fim modificando a dimensão da lateral do retãngulo

Fig 48 - Interação Colinear para a criação do retângulo

Fig 49 - Etapas para aconfecção exatat do retângulo. Observe que o retãngulo se torna colinear à lateral do objeto.

16 - Corte Passante [Through All Cut].

Clique na ferramenta Extruded Cut na barra de ferramentas Features. Escolha Through All nopainel lateral e clique em OK.Este tipo de condição final sempre faz um corte através de todo o modelo sem se importar até onde.

Fig 50 - Aspecto final da peça com o corte.

17 - Furos na parte superiorVamos colocar nossa peça na posição top, e executar dois furos na parte superior da peça.Depois de colocar na posição top, clique na ferramenta furo e atribua-a com as seguintes opções:

Fig 51 - Opções para os furos

Com as opções dos furos colocadas, clique em Posições (Positions) e coloque dos furos com um a esquerda e outro a direita, sem se preocupar muito com as posições pois iremos mudá-las mais adiante.

Fig 52 -  furos

18 - Posições dos furos

Agora com os furos inseridos, devemos colocálos nas posições corretas, para isso, vamos usar a ferramenta de dimensões.

Fig 53 -  Posições dos furos

19 - FinalConfirmando as opções obtemos uma peça exatamente como esta.

Fig 54 - Aspecto final com os furos

 

Arredondando cantos

A filetagem [filleting] pode ser considerada tanto para chanfros como arredondamentos. A distinção é feita pelas condições geométricas, não pelo comando em si. Os fillets são criados em arestas selecionadas. Essas arestas podem ser selecionadas de várias maneiras. Existem opções para fillets de raio fixo ou variável e propagação da aresta tangente. Tanto os fillets (adição de volume) como arredondamentos (remoção de volume) são criados com este comando. A orientação da aresta ou face determina qual usar.

 

20 - Inserir Fillet.

Selecione a opção "Fillet" na ferramenta "Features" As opções de Fillet aparecem no PropertyManager.Defina o valor do raio [radius]. 

(Radius) = 6,35

Pré-visualização Você pode optar entre Full preview, Partial preview e No preview do fillet. Full preview, como mostrado a seguir, gera uma prévia da malha [mesh] de cada aresta selecionada. Partial preview gera apenas a preview na primeira aresta que você selecionar. Conforme sua experiência for aumentando com a filetagem, você provavelmente irá querer usar Partial ou No preview porque eles são mais rápidos.

21 - Seleção de aresta.Selecione as arestas como a figura a seguir.

Fig 55 - Arestas selecionadas

As arestas serão destacadas em vermelho conforme o cursor se mover sobre elas e depois aparecerão em verde quando forem selecionadas.Procure o cursor indicando que você está selecionando uma aresta, não uma face.Um callout aparece na primeira aresta que você selecionar.  Confirme no PropertyManager e a peça esta fase está concluída.

21 - Finalizandopara finalizar vamos fazer um filet de 3,17 nas arestas como mostrado na figura abaixo:

Fig 56 - seleção de arestas para a finalização

Confirmando nosso modelo está pronto.

Fig 57 - Peça Finalizada

Dica: para mostrar a peça como a figura, use os seguintes passos:Menu View - Display - Shaded