Modelujeme svařované sestavy

Modelování sestav je neoddělitelnou součástí návrhové a konstrukční práce. Sestavy jsou základním prostředkem pro další kroky v řešení technických problémů s pomocí PLM aplikací. Samozřejmě i produkt Autodesk Inventor obsahuje pro tvorbu sestav účinné nástroje s intuitivní obsluhou. Sestavy jsou v Autodesk Inventor k dispozici jako samostatný modul, který musí být pro jejich zpracování licencován. Poměrně úzkou vazbu mají sestavy například na simulace mechanismů, dynamické analýzy a především na tvorbu výkresové dokumentace.

Autodesk Inventor disponuje navíc samostatným modulem pro tvorbu a konstrukci svařovaných sestav. Je tedy nejen konstrukčním nástrojem, ale může být využit i pro přípravu technologických operací. Vlastní volba postupu a metodiky tvorby sestav pak již zůstává pouze na volbě uživatele.

 

Zadání sestavy svařované součásti

Pro řešení našeho příkladu jsme zvolili vytvoření jednoduché sestavy tvořené celkem čtyřmi díly z nichž se jeden opakuje. Jedná se o prvky, které jsou vytvořeny v Autodesk Inventor převážně pomocí příkazů Vysunutí, Díra, Zaoblení. Tvorbu součástí doporučujeme provádět vždy v jediném adresáři, ze kterého budou součásti připojovány do sestavy. Samozřejmě je možné i jiné nastavení projektu. Pro řešení naší úlohy použijeme modelování v sestavě, které je především efektivní pro tvorbu prvotních návrhů.

 

Inicializace modulu pro vytváření svařovaných sestav

Autodesk Inventor je aplikací, která nerozlišuje v své příponě typ sestavy, kterou vytváříte. Je tedy nutné vždy pamatovat na to, že není možné rozlišit sestavu od svařované sestavy podle přípony soboru. Vždy se jedná o *.asm. Je tedy velmi vhodné rozlišovat sestavy například předponou asm_*.asm. Vše je dobré zahrnout do vnitrofiremních pravidel pro modelování a tvorbu dokumentace, která by neměla na žádné firmě chybět.

 

Inicializace vytvoření prvního dílu v sestavě

Po startu Autodesk Inventor a založení sestavy je vhodné zkontrolovat spuštění modulu pro odpovídající tvorbu sestav. Jinak nebudou příkazy pro tvorbu sestav dostupné, případně aktivní. Tuto kontrolu provedeme jednoduše pomocí nabídky Převést, případně prohlížeče součástí.

Ze zkušenosti doporučuji maximálně využívat modifikovaného prohlížeče součástí. Ten je obdobou nástroje využívaného při modelování součástí, ale je určen pro výhradní pohyb ve struktuře součástí, podsestav a sestav. Pomocí prohlížeče součástí můžeme provádět úpravy součástí na úrovni sestavy a technologických operací. Návrh sestavy je možné provádět pomocí standardních postupů „od součásti k sestavě“, případně postupovat pomocí zcela nových postupů svázaných s metodikou adaptivního modelování.

 

Vytvoření prvního dílu sestavy do absolutní polohy

První součást sestavy se obvykle vkládá do předem definované absolutní polohy pomocí příkazu pro vkládání součástí, případně pomocí přímého návrhu v sestavě. Nulová poloha není stěžejní, ale je výhodná například pro další zpracování podsestav. U rozsáhlejších sestav, které jsou řešeny jako podsestavy má dokonce tento nulový bod zcela kritický význam pro „sesazení“ jednotlivých částí. V našem případě tvorby sestavy využijeme pouze jediné podsestavy, která bude současně vlastní sestavou.

Již u prvního dílů je dobré mít předem jasno jakou metodikou budeme sestavu vytvářet. Je možné využít buď odděleného (referenčního) modelu, nebo postupu, který je definován modulem pro tvorbu svařovaných sestav. Ten vychází při dalším zpracování z původní geometrie součástí v sestavě. Konverze sestavy na svarek je jednosměrně možná.

Konverze sestavy na svařovanou sestavu

Autodesk Inventor je aplikací, která poskytuje velmi propracované vazební podmínky pro definici vzájemné polohy součástí. Velmi pěknou možností je ovšem přímý návrh součásti v sestavě, kdy můžeme plně využít schopností adaptivního modelování. Vlastní rozměry součástí v sestavě pak nemusí být řízeny pouze přímou definicí parametrů a vazeb, ale navíc okolními podmínkami v sestavě (geometrií výrobku).

 

Tvorba nové součásti přímo v modelu sestavy

Vkládání dalších součástí je možné také provádět tradičním postupem vkládání existujících součástí, případně součástí generovaných a normalizovaných. Připomínám, že se jedná standardně o nutnost omezení šesti stupňů volnosti (3x translace a 3x rotace). Definici dalších vazeb je vhodné provádět, pokud je to možné, na úrovni ploch, případně pracovních rovin.

Veškeré vazby vytvářené na úrovni hran, případně bodů se velmi špatně dohledávají a jsou často zdrojem problémů při modifikaci sestavy a jejich vazebních podmínek. Samozřejmě existují i případy, kdy se těmto vazbám nevyhnete, ale vždy je dobré předem zvážit jestli nelze vytvořit například pomocnou pracovní rovinu, která zajistí potřebnou definici.

Samostatnou kapitolu pak tvoří vazby v sestavě vytvořené pomocí adaptivní technologie a referenčních objektů. Jedná se například o postupy svázané s projekcí hran, případně cílených adaptivních vazeb v sestavách.

 

Finální sestava

Dalším krokem při tvorbě svařovaných sestav je příprava geometrie svaru. Jedná se především o úpravu ploch pro tvorbu pevnostních svarů typu V, U apod. Pro všechny tyto svary musí být předem známá úprava jednotlivých dílů. Ve většině případů se jedná o jednoduché frézování úkosů, případně jejich vypálení odpovídajícím nástrojem, často s CNC řízením. Autodesk Inventor vychází těmto postupům vstříc a umožňuje v sekci přípravy ploch pro svar upravit geometrii modelu součástí pomocí tradičních nástrojů pro tvorbu součástí.

 

Příprava svaru

Modulu pro obrábění svarů můžeme s výhodou použít také pro modelování dodatečných konstrukčních prvků, které mají být vytvořeny až po svaření sestavy. Může se jednat například o tolerované díry, montážní plochy, geometrické reference apod.

 

Vytvoření pevnostního svaru

Vlastní svaření dílů v Autodesk Inventoru se provádí v sekci pro tvorbu svarové housenky. Tento příkaz se poměrně zásadně změnil v aktuální verzi Autodesk Inventoru a byl rozdělen do několika samostatných příkazů pro tvorbu koutových a žlábkových svarů. Použití tohoto nástroje vyžaduje jistý cvik, ale principiálně jde především o správné dodržení postupu definice jednotlivých geometrických prvků.

 

Vytvoření koutového svaru

Závěrem nám dovolte jednu praktickou poučku, která vychází z obligátní věty „v jednoduchosti je síla“. Ta platí v případě sestav několikanásobně. Správně provedená sestava s perfektně a jednoduše provedenými vazebními podmínkami je vždy základem pro úspěšnou další práci.