Varredura Helicoidal em CAD/CAM

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1 Varredura helicoidal
As formas helicoidais aparecem como peças, no caso de molas, ou como
detalhes de peças, no caso de roscas em geral. Assim, uma forma helicoidal
é “feature” definida pela varredura de uma secção transversal ao longo de
uma trajetória em forma de hélice. Portanto, os dois dados importantes de
objeto de forma helicoidal são a trajetória e a secção transversal da forma
desejada. A trajetória em si é definida por duas entidades: um perfil, que
define, hipoteticamente, uma superf́ıcie de revolução e o passo da hélice.
O perfil da superf́ıcie de revolução define a distância da secção original do
helicóide ao eixo de revolução que a hélice deve usar. E o passo define
a distância entre as hélices quando ela der um giro em torno do eixo de
revolução. A trajetória e a superf́ıcie de revolução são, portanto, as entidades
básicas de referência para a construção do modelo da “feature”, mas que não
aparece na geometria resultante.
A varredura helicoidal, também aparece no menu “Insert” como “Helical
Sweep”, e pode gerar features sólidas, cascas e superf́ıcies em forma de hélice.
Normalmente, um conjunto de entidades precisa ser definidos para obter a
forma de uma rosca ou da varredura helicoidal, como mostra a 1. A escolha
é feita através de pares mutuamente exclusivos, podendo ter os seguintes
atributos.
1. Definindo o passo:
• Constante - define que o passo deva ser constante.
• Variável - definindo que o passo é variável e por um gráfico.
2. Definindo o comportamento da secção:
• passando pelo eixo (Thru Axis) - a secção transversal está no plano
que passa através do eixo de revolução.
• Normal à trajetória - A secção transversal é orientada normal à
trajetória ( ou a superf́ıcie de revolução ).
3. Definindo a orientação da varredura
• Varredura à direita - a trajetória segue a regra da mão direta -
sentido anti-horário positivo.
• Varredura à esquerda - a trajetória segue o sentido contrário a
regra da mão direta - sentido horário positivo.
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Figura 1: Definindo atributos de uma varredura em hélice.
1.1 Criando um varredura helicoidal com passo cons-
tante
Para isso abra a ferramenta Insert > Helical Sweep escolhendo o tipo
de ação que se quer: corpo sólido, casca sólida, um corte num sólido ou
uma superf́ıcie. Com isso escolhido, é aberta uma caixa de dialogo (vide
Figura 1) que define a seqüência de passos para a definição do elementos que
vão compor a geometria a ser criada por este operador. No primeiro passo é
definido os atributos da geometria. Em seguida, passa-se a definição do perfis:
primeiro é preciso definir o plano referência e a orientação para ser colocada
o perfil. Com o perfil da superf́ıcie de revolução que a ferramenta deve seguir
é preciso também determinar o eixo de revolução. A parametrização do perfil
da forma do modelo geométrico segue algumas regras, tais como:
• o perfil parametrizado deve ser aberto.
• na definição do perfil parametrizado deve conter o eixo de revolução,
usando uma linha de centro.
• Se não opção comportamento da secção foi escolhido Norm to Traj,
as entidades do perfil devem ser tangentes entre si ou seja C1 cont́ınuas.
• a entidades do perfil pode não deve ter uma que seja normal a linha de
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centro em qualquer ponto.
• o ponto inicial do perfil define como a varredura vai seguir a sua
execução. Este ponto pode ser modificado, se desejado
A Figura 2 ilustra uma exemplo de definição do perfil a ser seguido pela
ferramenta de geração da “feature” hélice.
Figura 2: Definindo o caminho da ferramenta que cria a hélice.
O passo seguinte é definir o passo ou a distância entre as hélices.
E por último, é preciso definir o perfil da ferramenta que vai criar a forma
da secção transversal da hélice, ao varrer a trajetória definido pelo perfil da
superf́ıcie de revolução. O próprio sistema CAE/CAD/CAM cria uma cruz
de referência, onde o perfil da ferramenta deve ser posicionada, como mostra
a figura 3. No caso da geração de superf́ıcies, a secção do perfil pode ser
aberta ou fechada, e na definição dos atributos da hélice pode ser definido os
extremos dela são abertos ou fechados.
Figura 3: Definindo a secção da ferramenta que cria a hélice.
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Figura 4: Uma forma geométrica obtida a ferramenta que cria a uma peça
helicoidal.
Ao acabar a definição do perfil parametrizado da secção da hélice, um
ok na caixa de diálogo inicial fará com que a hélice de varredura seja cri-
ada. Neste exemplo foi criado uma mola helicoidal cônica, como pode ser
observado através da Figura 4.
Já nas Figuras a seguir mostra a mesma seqüência de uso do operador,
mas com o objetivo de criar uma rosca, num sólido existente. Com isso
pode-se simular a criação de formas geométricas interessantes.
Na Figura 5 é exibido a escolha dos atributos e a definição do perfil
da superf́ıcie de revolução. Neste caso, a aresta do próprio sólido vai ser
usado para cortá-lo e assim criar a rosca. Veja,que é importante determinar
referências geométricas do próprio sólido para obter o perfil da superf́ıcie de
revolução. Também, na definição deste perfil é preciso que se defina o eixo
de revolução da rosca.
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Figura 5: Definindo atributo e direção de varredura.
Já na Figura 6 é ilustrado a definição do formato da ferramenta de corte
e o posicionamento da mesma relativa ao perfil da superf́ıcie de revolução.
E também, o resultado final de aplicação do operador com a usinagem da
rosca. É bom observar, que tanto na definição do perfil, como na definição da
Figura 6: A secção da ferramenta de corte e a rosca sobre o sólido.
forma da ferramenta, deve ser usado os mesmos prinćıpios aplicados a uma
usinagem normal. Dependendo da distância que o perfil inicia em relação a
peça, ter-se-á diferentes pontos de entrada da rosca no sólido.
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