Vytváříme šroubovou drážku s řízenou polohou profilu

V dnešním příkladu si ukážeme postup, jak je možné řídit plně pozici profilu vůči šroubové drážce a to jak z hlediska pozice, tak z hlediska referenčních rovin. Tento postup je vhodný prakticky pro všechny typy tažených konstrukčních prvků po trajektorii a umožňuje vytvoření libovolného tvaru i z profilů, které nevychází přímo z rovin kolmých na tečný směr trajektorie v koncovém bodě.

Základní tvar polotovaru šroubovice

Tato úloha může být pro tápající návodem, jak například vytvořit základní drážku pro definici geometrie břitu u frézy, případně jiného obráběcího nástroje. Základem pro zjednodušení úlohy je polotovar válce, který prezentuje vlastní tělo součásti a měl by odpovídat svými rozměry budoucímu velkému průměru šroubové drážky.

Definice startovacího bodu na čele válce

Na čele válce si můžete v samostatném náčrtu připravit pomocnou čáru a bod označující kvadrant, ze kterého bude šroubovice začínat. Tento postup je vhodný především pro řešení úloh se vzájemně natočenými drážkami o určitý úhel a umožňuje zcela přesně řídit geometrii obvodových drážek z hlediska jejich pozice. V našem případě se jedná o jeden z kvadrantů obvodové kružnice válce. Stejně je možné vůči tomuto kvadrantu výchozí bod drážky pootočit.

Vytvoření šroubovice

Šroubovou trajektorii vytvoříme pomocí 3D náčrtu. Jedná se o nejjednodušší cestu jak vytvořit zcela přesnou a správně umístěnou dráhu pro tažení konstrukčního prvku. Autodesk Inventor definuje šroubovici prakticky pomocí všech důležitých parametrů. Umístění osy šroubovice provedeme na středící body podstav válce, startovací bod šroubovice bude definován pomocí bodu v pomocném řídicím náčrtu. Modifikací tohoto bodu „natočením po obvodu“ můžeme kdykoliv šroubovici pootočit.

Umístění šroubovice na osu válce

Při umístění šroubovice je důležité dávat prakticky pozor pouze na její správnou pozici vůči povrchu válce. Principiálně je možné umístit prakticky libovolný počet šroubovic s odpovídajícím stoupáním. V případě nástroje s pravidelně po obvodu rozloženými zuby je postup snadnější o to, že budou další drážky vytvořeny pomocí pole konstrukčních prvků.

Konstrukce tečné roviny v počátečním bodě

Pro definici průřezu a jeho plného řízení z hlediska pozice vůči trajektorii využijeme soustavy referenčních rovin. Tyto roviny budou plně závislé na svých stopách, které budou plně parametricky pozicované vůči tečnám šroubové trajektorie. Pro splnění těchto požadavků je nutné v první řadě vytvořit ve výchozím bodě šroubovice tečnou rovinu k válcové ploše. Tuto úlohu zvládá Inventor bravurně, prakticky pouze klepnete na koncový bod úsečky a vyberete povrch válcové plochy.

Projekce šroubovice do roviny náčrtu

V následujícím kroku naší úlohy vytvoříme v pracovní rovině náčrt. V tomto náčrtu bude umístěn profil ortogonálně promítnuté šroubovice. Celý postup vytvoření výrazně urychluje příkaz Promítnout geometrii, který patří v této oblasti opravdu k těm nejefektivnějším.

Vytvoření stop rovin

Pokud máme vytvořenu projekci šroubovice zkonstruujeme v koncovém bodě šroubovice první stopu roviny. Tato bude definovaná prostou úsečkou vycházející z koncového bodu šroubovice a bude svázána tečnou vazbou s promítnutou geometrií šroubovice.

Pracovní rovina kolmá na tečnou rovinu procházející stopou

Obdobným postupem vytvoříme pravoúhlou referenci (stopu druhé roviny), která bude kolmá na tečnu. V tuto chvíli máme vyhráno, protože můžeme tyto dvě úsečky použít buď přímo pro konstrukci referenčních, případně náčrtových rovin, nebo můžeme přidat další stopy v určitých úhlech a vytvořit tím soustavu zcela obecně položených rovin. Při tom můžeme pozici rovin přesně řídit pomocí stop a jejich úhlů s referencemi.

Konstrukce profilu v náčrtové rovině

Ve finále do odpovídající roviny nakreslíme náčrt taženého profilu. Doporučuji jej od počátku plně parametrizovat. Vzniklá geometrie není „pro oko“ již tak v prostoru přehledná a špatně se odhalují chyby a nedostatky. Plná parametrizace náčrtu profilu zachová uživateli plnou kontrolu nad vznikající geometrií. Otázkou zůstává, jestli navrhovat například tvarovou drážku v jednom kroku, nebo ji vytvořit z několika tažených profilů. Obecně doporučuji spíš první postup, to znamená vytvořit drážku v jediném tahu. Do profilu, pokud nejsou zkresleny úhly doporučuji nevkládat rádius, ten se dá vytvořit později pomocí konstrukčního prvku.

Finální tažení profilu s odečtením po šroubovici

Na závěr jsem si ponechal jeden tip. Pokud nebude šroubovice přetažena přes konce polotovaru a to je dáno především tím, že fixujeme přesně její pozici pro případné pootočení, dojde při odečtení drážky k jejímu „nedotažení“. Pro tento případ je nejjednodušší metodou neřešit prodloužení šroubovice, ale prostě udělat polotovar delší o 0,25 nebo 0,5 stoupání šroubovice a konce polotovaru po vytvoření drážky zaříznout. Musíme samozřejmě počítač s tím, že dojde k pootočení výchozího bodu šroubovice o násobek 90 stupňů. A podle toho si musíme rozvrhnout strategii tvorby modelu.