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2 APOSTILA Anderson de Lucas Pereira Antônio Félix da Silva Júnior João Inocêncio de Oliveira 3 1. INTRODUÇÃO AO DESENHO TÉCNICO MECÂNICO O desenho é uma forma de linguagem usada pelos artistas. Desenho técnico é usado pelos projetistas para transmitir uma ideia de produto, que deve ser feito da maneira mais clara possível. Mesmo preso por procedimentos e regras, um desenho técnico necessita que o projetista use sua criatividade para mostrar, com facilidade, todos os aspectos da sua ideia, sem deixar dúvidas. Do outro lado, uma pessoa que esteja lendo um desenho deve compreender seus símbolos básicos, que são usados para simplificar a linguagem gráfica, permitindo que haja o maior número de detalhes possível. Às vezes, a elaboração do desenho técnico envolve o trabalho de vários profissionais. O profissional que planeja a peça é o engenheiro ou o projetista. Primeiro ele imagina como a peça deve ser. Depois representa suas ideias por meio de um esboço, isto é, um desenho técnico a mão livre. O esboço serve de base para a elaboração do desenho preliminar. O desenho preliminar corresponde à solução final do projeto que será executado pelo desenhista técnico. O desenho técnico definitivo contém todos os elementos necessários para a sua compreensão. O desenho para execução, que tanto pode ser feito na prancheta como no computador, deve atender rigorosamente a todas as normas técnicas que dispõe sobre o assunto. O desenho técnico mecânico chega pronto na mão do profissional que vai executar a peça. Esse profissional deve poder ler e interpretar o desenho para que possa executar a peça. Para que isso seja possível é necessário conhecer as normas técnicas em que o desenho se baseia e os princípios de representação da geometria descritiva. As normas são guias para a padronização de procedimentos. Dependendo do âmbito de seu projeto, você pode encontrar normas internacionais. Nacionais e internas de sua empresa, que buscam padronizar os desenhos. Antes de mais nada, normas não são leis - o profissional pode não se prender a todos os aspectos da norma, desde que justifique e se responsabilize por isso. No caso do desenho técnico, não teremos normas que comprometam diretamente a segurança, porém procura-se sempre manter um padrão. As seguintes normas se aplicam diretamente ao desenho técnico no Brasil: • NBR 10067 – Princípios Gerais de Representação em Desenho Técnico 4 • NBR 10126 – Cotagem em Desenho Técnico Sendo complementadas pelas seguintes normas: • NBR 8402 – Execução de Caracteres para Escrita em Desenhos Técnicos • NBR 8403 – Aplicação de Linhas em Desenho Técnico • NBR 12296 – Representação de Área de Corte por Meio de Hachuras em Desenho Técnico O formato das folhas usados é baseado na norma NBR 10068, denominado A0. Trata-se de uma folha com 1m², cujas proporções de altura e largura são de 1: √2. Todos os formatos seguintes são proporcionais: o formato A1 tem metade do formato do a0, etc. Obtém-se então os seguintes tamanhos: REF ALTURA (mm) LARGURA (mm) A0 841 1189 A1 594 841 A2 420 594 A3 297 420 A4 210 297 A5 148 210 Cabe ao desenhista escolher o formato adequado, no qual o desenho será visto com clareza. Todos os formatos devem possuir margens: 25mm ao lado esquerdo, 10mm nos outros lados (formatos A0 e A1) ou 7mm (formatos A2, A3 e A4). Também costuma-se desenhar a legenda no canto inferior direito. NBR 10068 – Folha de desenho – Layout e dimensões – esta norma padroniza as características dimensionais das folhas em branco e pré-impressas a serem aplicadas em todos os desenhos técnicos. NBR 10582 – Apresentação da Folha para Desenho Técnico, normaliza a distribuição do espaço da folha de desenho, definindo a área para texto, o espaço para desenho, etc. Como regra geral deve-se organizar os desenhos distribuídos na folha, de modo a ocupar toda a área e organizar os textos acima da legenda junto à margem direita, ou à esquerda da legenda logo acima da margem inferior. A folha para o desenho deve conter: 5 • Espaço para o desenho; • Espaço para o texto; • Espaço para a legenda. A legenda deve ficar localizada dentro do quadro e no canto inferior direito seja em folhas horizontais ou verticais; é usada para identificação, informação e indicação do desenho; deve ter 178mm para os formatos A4, A3 e A2 e 175mm para os formatos A1 e A0. Deve possuir no mínimo: logotipo da empresa executante, nome do projetista, desenhistas e outros responsáveis pelo desenho/projeto, local, data e assinaturas, nome e localização do projeto, conteúdo do desenho, escala conforme NBR 8196, número do desenho, designação da revisão (caso houver), indicação e método de projeção, unidade utilizada (NBR 10126). Desenhos técnicos, em geral, são representados em cor preta. Cada cor (diferente de preto) utilizada deve ser mencionada em legenda. O tipo e espessura de linha indicam sua função no desenho: • Contínua larga – arestas e contornos visíveis de peças, caracteres, indicação de corte 6 ou vista • Contínua estreita – hachuras, cotas • Contínua a mão livre estreita (ou contínua e “zig-zag”, estreita) – linha de ruptura • Tracejada larga – lados invisíveis • Traço e ponto larga – planos de corte (extremidades e mudança de plano) • Traço e ponto estreita – eixos, planos de corte • Traço e dois pontos estreita – peças adjacentes. Quando olhamos para um objeto, temos a sensação de profundidade e relevo. As partes que estão mais próximas de nos parecem maiores e as mais distantes aparentam ser menores. O desenho, para transmitir a mesma ideia de uma fotografia precisa recorrer a um modo especial de representação gráfica: a perspectiva. Ela representa graficamente as três dimensões de um objeto em um único plano, de maneira a transmitir a ideia de profundidade e relevo. Existem diferentes tipos de perspectiva. A mais utilizada é a perspectiva isométrica. Iso quer dizer mesma; métrica quer dizer medida. A perspectiva isométrica mantém as mesmas proporções do comprimento, da largura e da altura do objeto representado. Além disso, o traçado da perspectiva isométrica é relativamente simples. A projeção ortográfica é uma forma de representar graficamente objetos tridimensionais em superfícies planas, de modo a transmitir suas características com precisão e demonstrar sua verdadeira grandeza. Para entender bem como é feita a projeção ortográfica você precisa conhecer três elementos: o modelo, o observador e o plano de projeção. O modelo é o objeto a ser representado em projeção ortográfica. Qualquer objeto pode ser tomado como modelo: uma figura geométrica, um sólido geométrico, uma peça de máquina ou mesmo um conjunto de peças. O modelo geralmente é representado em posição que mostre a maior parte de seus elementos. Pode, também, ser representado em posição de trabalho, isto é, aquela que fica em funcionamento. O observador é a pessoa que vê, analisa, imagina ou desenha o modelo. Para representar o modelo em projeção ortográfica, o observador deve analisa-lo cuidadosamente em várias posições. O plano de projeção é a superfície onde se projeta o modelo. Os planos de projeção podem ocupar várias posições no espaço. Em desenho técnico usamos dois planos básicos para representar as projeções de modelos: um plano vertical e um plano 7 horizontal que se cortam perpendicularmente. Esses dois planos,perpendiculares entre si, dividem o espaço em quatro regiões chamadas diedros. Cada diedro é a região limitada por dois semiplanos perpendiculares entre si. Os diedros são numerados no sentido anti-horário. Atualmente, a maioria dos países que utilizam o método mongeano adotam a projeção ortográfica no primeiro diedro. No Brasil, a ABNT recomenda a representação no primeiro diedro. Entretanto, alguns países, como os EUA e o Canadá, representam seus desenhos técnicos no terceiro diedro. Ao ler e interpretar desenhos técnicos, o primeiro cuidado que se deve ter é identificar em que diedro está representado o modelo. Esse cuidado é importante para evitar o risco de interpretar errado as características do projeto. O símbolo abaixo indica que o desenho técnico está representado no 1º diedro. Este símbolo aparece no canto inferior direito da folha de papel dos desenhos técnicos, dentro da legenda. Quando o desenho estiver representado no 3º diedro, você verá este outro símbolo: Observe o prisma com rebaixo representado em perspectiva isométrica e, ao lado, seu desenho técnico: 8 A letra “A”, na face da frente do modelo em perspectivas, aparece também na vista frontal. Isso ocorre porque a vista frontal corresponde à face da frente do modelo. Na perspectiva as letras “B” e “C” indicam as faces de cima do modelo. Essas letras aparecem na vista superior mostrando a correspondência entre as faces de cima do modelo e sua representação na vista superior. Finalmente, as letras “D” e “E”, ou seja, as faces de lado do modelo, correspondem às faces “D” e “E” na vista lateral esquerda. NBR 10067 – Princípios Gerais de Representação em Desenho Técnico – Esta norma fixa a forma de representação aplicada em desenho técnico. Como: • Método de projeção ortográfica; • Denominação das vistas; • Posição relativa das vistas no 1º diedro, fixando a vista frontal, conforme o exemplo, as posições relativas das outras vistas são as seguintes: o Vista superior, posicionada abaixo; o Vista lateral esquerda, posicionada a direita; o Vista lateral direita, posicionada a esquerda; o Vista inferior, posicionada acima; o Vista posterior, posicionada à direita ou à esquerda, conforme conveniência. 9 Identifique e enumere as projeções correspondentes a cada peça apresentada em perspectiva. 10 11 Desenhe as vistas essenciais das perspectivas apresentadas: 12 2. SOLIDWORKS O Solidworks® é um sistema de CAD (Computer Aided Design) que permite criar modelos matemáticos de objetos reais. É mais que apenas um sistema de CAD, é um Modelador Sólido Paramétrico Baseado em Features. Modelador Sólido porque permite gerar objetos tridimensionais com propriedades de massa e possibilidades de relacionamentos com sua topologia. Paramétrico porque um modelo criado no SOLIDWORKS é guiado por suas dimensões. Alterações nos valores das dimensões causam alterações no tamanho do modelo preservando, porém, a intenção do projeto. Baseado em Features porque permite criar um modelo complexo utilizando operações simples. Cada operação é chamada de Feature. Uma Feature representa uma operação na construção do modelo. Features podem adicionar ou subtrair material, arredondar uma aresta ou tornar um sólido oco. Enfim, podemos criar modelos sólidos em 3D, totalmente associativos, com ou sem restrições, que, conforme as definições do usuário proporcionam capturar as intenções de projeto, que refletem a funcionalidade e a aplicabilidade da peça. Diferentemente do Sistema CAD 2D, o SOLIDWORKS permite não somente a seleção de pontos, mas também a seleção de FACES, ARESTAS e VÉRTICES para operações de Modelamento e Dimensionamento. 2.1 Tipos de Documentos O Solidworks permite a criação de 3 tipos de documentos para a modelagem de projetos: Peça, Montagem e Desenho. 13 2.1.1 Peça O documento peça é utilizado para representação de um único componente de projeto. Nesse documento, os objetos criados são modelados usando-se as ferramentas disponibilizadas pelo software, gerando uma peça única. Para se diferenciar uma peça de uma montagem, o objeto a ser criado deve passar por um julgamento simples, ele deve atender a 3 requisitos básicos: 1. Todo o sólido deve ser de um único material, 2. O objeto a ser criado não deve conter partes móveis, 3. Não deve existir elementos de fixações no modelo. Se o objeto a ser modelado obedecer essas regras, ele deve ser modelado no ambiente de peça. 2.1.2 Montagem Nesse ambiente, duas ou mais peças são usadas para criação de montagens utilizando-se posicionamentos entre elas. Com o documento de montagem, é possível obter a massa estimada de todos as peças juntas, adicionando-se o material em cada peça anteriormente. Também é possível o estudo de movimentos das peças, podendo uma se mover em relação a outra, perante um posicionamento estabelecido. Por fim, nas montagens, é possível a inserção de elementos de fixação para fixar ou restringir movimentos das peças. 2.1.3 Desenho Nesse documento, são gerados desenhos técnicos por meio das peças ou montagens projetadas. Além disso, desenhos em 2D podem ser produzidos diretamente por meio de esboços. Nesse ambiente, são projetadas as vistas necessárias para a representação dos objetos em 2D. O desenho é o último documento de um projeto, pois são, geralmente, a ordem de serviço para a produção das peças. 2.2 Modelagem 3D Uma modelagem 3D é uma representação tridimensional de uma peça ou objeto que queremos criar, ela é feita utilizando softwares de engenharia que permitem a produção de modelos em três dimensões. Utilizando esses programas, podemos criar objetos variados, desde peças simples até modelos que incluem várias peças formando uma montagem final. 14 A modelagem tridimensional é muito procurada no mercado atualmente e com a facilidade de fabricação alcançada, é possível criar peças e máquinas cada vez mais personalizadas através dos programas. Assim, uma pessoa pode obter o componente específico para utilizar em seu maquinário ou até mesmo criar o produto final a partir da modelagem. A modelagem computacional possui uma capacidade enorme em inovação, já que podemos jogar nossas ideais no computador, ver como elas ficaram, o que podemos mudar e inclusive o que pode dar errado. Com os detalhes da peça ou equipamento que você deseja fabricar, um engenheiro pode modelar com bastante precisão e segurança o que você imaginou, criar peça por peça e juntar todas elas de forma a gerar uma montagem correspondente ao equipamento final. Com a modelagem 3D pronta, você pode ainda gerar todos os desenhos técnicos do produto utilizando uma ferramenta do software, obtendo então todos os insumos necessários, medidas, vistas e detalhes do que você está buscando fabricar para te levar direto à fase de produção do seu item. 2.3 Recursos do Solidworks 2.3.1 Apresentação da área de trabalho Ao abrir o Solidworks, no lado direito da tela, encontramos a árvore de projeto. Nela, encontramos as opções principais: Histórico, Material, Planos iniciais de trabalho e os Recursos ativos utilizados. • Histórico: No ambiente de Peças encontramos todos os recursos utilizados durante a modelagem, incluindo recursos excluídos anteriormente. Para o ambiente Montagem, obtemos os posicionamentos usados e as peças inseridas. No desenho, a opção é similar ao ambiente Peça. • Material: Nessa opção é possível adicionar um material, de uma biblioteca do Solidworks, em seu modelo. Com isso, é possívela obtenção da massa estimada e outras características da peça quando produzida. 15 • Planos Iniciais de Trabalho: Para iniciar um esboço, é possível a escolha de 3 planos pré estabelecidos, o Plano Frontal, Plano Superior e Plano Direito. A escolha do plano se dá conforme a visão do projetista. • Recursos Ativos Utilizados: Na árvore de projetos estão listados todos os recursos utilizados em seu modelo, podendo eles serem editados facilmente a qualquer momento. No centro da tela encontramos algumas opções para auxílio ao projetista, essas opções visão deixar o trabalho mais dinâmico por estar em fácil acesso. As principais são: Ferramenta Zoom, Vista de Seção, Orientação de Vista, Editar Aparência e Editar Cena. • Ferramenta Zoom: Ferramenta utilizada para aproximar-se do modelo. • Vista de Seção: Utilizada para realizar um corte parcial ajustável na peça ou montagem. O recurso pode ser acionado sem qualquer prejuízo ao modelo e é de extrema importância no projeto de alguns componentes que possuem detalhes internos. • Orientação de Vista: Ferramenta utilizada para mudar-se a observação da vista da peça. Além das vistas padrões (Frontal, Traseira, Superior, Inferior, Direita e Esquerda), pode-se escolher as vistas isométricas, dimétrica e trimétrica. • Editar Aparência: Quando um modelo está gerado, pode-se editar sua aparência tanto do ponto de vista de suas cores, como o de aspéctos como reflexo e textura adicionando a aparênicia do material (Essa opção não adiciona as propriedades do material, apenas sua aparência). • Editar Cena: Essa opção permite mudar a cena onde se projeta o modelo alternando entre cenas pré estabelecidas ou ambientes mais claros ou escuros. Na parte superior da tela encontramos os menus de trabalho. Esses menus contém os recursos a serem utilizados na modelagem das peças. Eles podem ser acionados ou não conforme a necessidade. 16 Para o CURSO DE SOLIDWORKS I, iremos trabalhar basicamente com dois menus, o Menu Esboço e o Menu Recursos. A seguir falaremos mais sobre eles. 2.3.2 Menu Esboço No Menu Esboço encontraremos as ferramentas básicas para o início do projeto. Todas essas ferramentas são utilizadas para criação dos desenhos 2D que servirão como base para gerarmos o modelo sólido 3D. As principais funções são: Linha, Cículo, Quadrado, Arco, Elipse, Polígono, Filete de Esboço, Ponto, Aparar Entidades, Offset de Entidades, Converter Entidades, Padrão de Esboço. • Dimensão Inteligente: Utilizada para adicionar dimensões e relação de angulos entre entidades de esboço. • Linha: Ferramenta para desenho de linhas. Essas linhas, posteriormente podem ser relacionadas umas com as outras, tornando-s verticais, horizontais, paralelas, colineares, ou de tamanho iguais, por exemplo. Ao se segurar a tecla Ctrl + clicando nas linhas desejadas, um quadro de opções aparece com as alternativas possíveis. • Círculo: Ferramenta disponível para produção de círculos. Esses cículos podem obter relações como igualdade de diâmetro, concêntrico, e tangentes entre si. • Quadrado: Ferramenta utilizada para criação de quadrados e retângulos. • Arco: Ferramenta para criação de arcos. • Elipse: Ferramenta para desenho de elipses. • Polígono: Ferramenta para criação de polígonos de vários lados. • Filete de Esboço: Opção para fazer um filete no esboço (arredondamento de arestas conforme um raio escolhido). • Ponto: Utilizado como referência no esboço ou em posicionamentos de montagens. • Aparar Entidades: Recurso utilizado para fazer cortes no esboço perante linhas já existentes. 17 • Offset de Entidades: Recurso utilizado para cópia e cola de uma seleção de linhas ou curvas em uma distância escolhida. • Converter Entidades: Opção que transforma arestas e curvas de um sólido em parte do esboço editado. • Padrão de Esboço: Recurso que copia elementos do esboço e produz cópias suas perante um padrão. Pode ser Linear, onde as cópias seguem uma direção escolhida, ou Angular, onde seguem um padrão angular. 2.3.3 Menu Recursos No Menu Recursos, encontramos as principais ferramentas de modelagem do Solidworks. Nele, os esboços produzidos são utilizados para gerarem sólidos em 3D. As principais funções desse menu são: Ressalto/ Base Extrudado, Ressalto/ Base Varrido, Ressalto/ Base Revolucionado, Ressalto/ Base por Loft, Corte Extrudado, Filete, Chanfro, Casca, Espelhar e Geometria de Referência. • Ressalto/ Base Extrudado: Recurso utilizado para extrusão de esboços. • Ressalto/ Base Varrido: Cria um recurso sólido por meio de um perfil e de um caminho percorrido. • Ressalto/ Base Revolucionado: Gira um esboço em torno de um eixo para criar um recurso sólido. • Ressalto/ Base por Loft: Adiciona material entre dois ou mais perfis de esboço para criar um sólido. • Corte Extrudado: Corta um sólido por meio de um esboço. • Filete: Cria uma face arredondada em uma ou mais arestas selecionadas. • Chanfro: Realiza um chanfro em um sólido a partir de uma aresta. • Casca: Remove material de um sólido para criar um recurso de parede fina. • Espelhar: Espelha recursos, faces ou corpos em relação a faces e planos. • Geometria de Referência: Adiciona geometrias para serem usadas como referências, como planos, eixos ou pontos. 18 3 EXERCÍCIOS As peças trabalhadas neste minicurso serão de nível básico, afim de apresentar os principais recursos do programa para peças sólidas. Segue as peças trabalhadas no Minicurso de SOLIDWORKS ministrado pelo Fórmula-E UFPB. Peça 1 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 2 - Ressalto/ Base Extrudado 3 – Corte Extrudado Peça 2 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 2 - Ressalto/ Base Extrudado 3 – Corte Extrudado 4 – Geometria de Referência - Plano 19 Peça 3 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 2 - Ressalto/ Base Extrudado 3 – Corte Extrudado 4 - Filete 20 Peça 4 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 2 - Ressalto/ Base Extrudado 3 – Corte Extrudado 4 - Chanfro Peça 5 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 2 - Ressalto/ Base Extrudado 3 – Corte Extrudado 4 - Espelhar 21 Peça 6 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 2 - Ressalto/ Base Extrudado 3 – Corte Extrudado Peça 7 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 1.1 – Offset de Entidades 1.2 - Converter Entidades 1.3 - Padrão de Esboço Circular 2 – Ressalto/ Base Extrudado 22 Peça 8 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 1.1 – Padrão de Esboço Circular 2 - Ressalto/ Base Revolucionado 3 - Ressalto/ Base Extrudado 4 – Corte Extrudado 23 Peça 9 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 2 – Ressalto/ Base Revolucionado 3 – Corte Extrusão (Rasgo de Chaveta) 24 Peça 10 Recursos Utilizados: 1 – Esboço 2 – Ressalto/ BaseExtrudado 3 – Corte Extrusão 4 – Filete 25 EIXO FURADO Recursos Trabalhados: 1 – Esboço 2 – Ressalto/ Base Revolucionado 3 - Filete Esboço: 26 CHAVE DE FENDA Recursos trabalhados: 1- Esboço; 2- Ressalto/Base por Loft; 3- Geometria de Referência; 4- Ressalto/Base Extrudado; 5- Domo; 6- Aparência; Desenho Técnico com Dimensões da Peça: 27 MARTELO Recursos Trabalhados: 1- Esboço; 2- Curvas; 3- Corte Extrudado; 4- Ressalto/Base por Loft; 5- Ressalto/Base Extrudado; 6- Aparencia; Desenho Técnico: 28 1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Desenhista de Máquinas – PROTEC
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