CAD Autodesk Inventor - modulo 1

Cad (Disegno di macchine) Modulo 1

A.A. 2020-2021 Semestre invernale

Software: Autodesk Inventor 2021

Indice

• CAD 01 - Introduzione al corso - Pag 01
• CAD 02 – Avvio software e estrusione - Pag 06
• CAD 03 – Ambiente di sketch, vincoli geometrici - Pag 15
• CAD 04 – Feature di taglio - Pag 24
• CAD 05 - Parametri e rivoluzione - Pag 31
• CAD 06 – Smussi, raccordi e nervature - Pag 37
• CAD 07 – Piani inclinati - Pag 46
• CAD 08 – Messa in tavola del modello 3D - Pag 48
• CAD 09 – Messa in tavola parte 2 - Pag 64
• CAD 10 – Elementi filettati - Pag 77
• CAD 11 – Simulazione esonero - Pag 86

Cad 01 – Introduzione al corso

Autodesk Inventor Overview

Autodesk Inventor Features

Argomenti trattati

Il corso si articola in 2 moduli ed è parte integrante del corso di Disegno di Macchine (12 CFU):

• Primo Modulo (Semestre invernale): studio, modellazione e messa in tavola di componenti meccanici.
• Secondo Modulo (Semestre primaverile): studio, modellazione e messa in tavola di assiemi meccanici, cenni di modellazione avanzata delle parti.

La prova di esame consiste in alcune domande a risposta aperta all'interno della prova parziale di disegno da svolgersi tra gennaio e febbraio riguardanti il primo modulo, ma la vera valutazione si avrà a fine secondo semestre, con una prova CAD della durata di un'ora da svolgere al pc, che prevede modellazione e messa in tavola del modello 3D, utilizzando tecniche apprese nel corso del primo modulo e alla fine del secondo. La prova è valutata in trentesimi, con valore massimo di 20/30 per il modello 3D, 10/30 per la messa in tavola, e conversione del voto in notazione americana (A,B,C,D,E,F ossia failed). La prova CAD ben riuscita è spendibile (di solito) fino alla fine dell'anno accademico in cui si segue il corso, in caso di superamento di tali tempistiche sarà necessario integrare la prova CAD nell'esame orale di Disegno.

I sistemi CAD - Storia

I sistemi CAD ("Computer Aided Design", ossia Progettazione Assistita al Calcolatore) sono un valido supporto per l'ingegnere meccanico, consentono di ridurre gli errori inglobando in un database le normative tecniche ISO, UNI, ASME ecc. Il modello 3D è un prototipo virtuale con varie proprietà che possono essere testate tramite simulazioni e animazioni varie dal software. Consentono anche di archiviare la documentazione tecnica e sul ciclo di vita del prodotto.

AutoCAD (CAD 2D) è in disuso.

Il modello 3D è Feature Based, ossia realizzabile tramite alcune funzioni del software, può diventare un oggetto reale ormai tramite impiego di stampanti 3D a polveri plastiche o metalliche (titanio, alluminio) che sono sempre più richieste in campo industriale, e ovviamente tramite lavorazioni classiche (tornitura, fresatura ecc).

Dopo aver creato un account Studente con le credenziali di ateneo, si ha diritto a una licenza della durata di un anno. Successivamente si può avviare il software, che contiene tutorial e librerie di componenti in un suo forum e canale YouTube specifico.

• Forum Autodesk Inventor
• YouTube Autodesk Manufacturing

Cad 02 – Avvio software, feature di estrusione

Simulazioni prestazionali disponibili su Inventor. Inventor è, come tutti i sistemi CAD, un sistema parametrico, ossia vede in ogni nuovo elemento che aggiungiamo delle misure che sono modificabili in ogni momento e vengono automaticamente aggiornate nella messa in tavola o in ogni altro ambiente in cui abbiamo inserito l'oggetto di interesse.

I formati dei file di Inventor prevedono .ipt (parti), .idw (messe in tavola), .iam (assiemi), nonché compatibilità con altri formati di altri sistemi CAD, tra cui dwg per le tavole (formato storico di AutoCAD). Si aggiunge .ipn, utilizzato negli assiemi esplosi dei report tecnici.

Avvio del programma

L'utilizzo del mouse è necessario, la sua rotellina consente lo zoom + e – se fatta scivolare giù e su, ripristina la visualizzazione iniziale del modello/sketch di lavoro se premuta 2 volte, ruota il modello con rotellina+shift, insieme al cubetto interattivo.

Nota: I modelli devono essere quotati senza quote ridondanti, per semplicità e pulizia non li faremo vedere quotati sempre.

La feature di estrusione

Ogni feature di Inventor corrisponde spesso a una lavorazione meccanica eseguita regolarmente in industria. La feature più importante di ogni CAD è l'estrusione. L'estrusione è un processo di lavorazione a caldo di un materiale denso e pastoso che può essere il risultato della fusione di polveri metalliche o plastiche. Esso è soggetto a sforzo normale di compressione lungo una matrice con forma uguale alla sezione desiderata, il materiale esce così come un prisma con base di forma varia, e si raffredda immediatamente dopo. Per essere diretti, basta pensare alla pasta dentifricia quando è forzata a uscire da un tubetto. Prima di capire come adoperare questa feature nel programma, occorre però fornire alcune conoscenze base sull'ambiente di sketch, in quanto servirà un profilo geometrico chiuso senza auto-intersezioni, che diventerà la sezione del nostro solido, ripetuta costantemente lungo una traccia ortogonale a essa, e per un'altezza da noi voluta (in soldoni succede questo nell'estrusione).

Nella figura in alto a destra abbiamo il pannello delle viste disponibili, ma soprattutto gli enti geometrici fondamentali della terna ortogonale di riferimento in cui stiamo operando, vale a dire assi xyz e piani Oxy Oxz Oyz. Se vado col tasto destro del mouse su di essi e seleziono visibilità appariranno nella schermata iniziale del mio ambiente di modellazione 3D, è su uno di questi piani che andrò a tracciare, per esempio, la base circolare del cilindro che vorrò estrudere. La cartella origine contiene tutti questi elementi, se clicco col tasto destro del mouse posso inglobarli e nasconderli dalla mia tendina laterale. Questo schema ad albero (il famoso albero delle feature) è molto importante, perché consente di visualizzare live schizzi e lavorazioni che stiamo adoperando nel software. Comunque, seleziono il piano di pianta e clicco su Avvia Schizzo 2D, all'angolo in alto a sinistra dello schermo.

Appare un foglio virtuale. Gli strumenti dell'ambiente 2D sono i classici del disegno manuale, seleziono Cerchio (punto centrale). Per cancellare uno schizzo che non ci piace, tengo premuto il tasto sinistro mentre lo racchiudo, esso diviene azzurro... poi premo canc da tastiera.

Centro sull'origine degli assi, e espando il cerchio fino alla misura voluta, dopodiché premo il tasto destro del mouse per fermarmi alla dimensione in esame. Potrei anche inserire la quota del diametro (in mm) direttamente digitando la misura sulla tastiera in fase di sketch e premendo INVIO. La quota può essere modificata con doppio click su di essa col tasto sinistro o selezionando lo strumento quota e toccandola col tasto destro. Per uscire dalla modalità quotatura, premere esc.

Ho la base del mio cilindro, proseguo con Concludi Schizzo, lo sketch sarà visualizzato nello spazio. Esso appare anche nell'albero delle feature, tasto destro—modifica schizzo per modificarlo in qualsiasi momento, aggiornando eventuali lavorazioni in modo intelligente.

Passaggi dell'estrusione

Il menù a sinistra è il menù di estrusione, accetta in input un profilo piano chiuso e una distanza, e offre in output la geometria prismatica 3D. Solitamente il profilo è già selezionato di default, in caso ciò non avvenga seleziono la casella profili, e poi la figura dello spazio che voglio estrudere. Per quanto riguarda la direzione dell'estrusione, essa può essere positiva (normale uscente), negativa, o simmetrica (la distanza in input sarà equamente distribuita sopra e sotto il piano di sketch).

Esercizi in autonomia

Cad 03 – Ambiente di sketch, vincoli geometrici

Quando si tracciano figure geometriche nel piano di Sketch, anche le più banali prevedono il software aggiunga implicitamente una serie di vincoli geometrici, che sono visualizzati tramite una simbologia. Per esempio, tracciamo un semplice rettangolo.

Se voglio scoprire quali e quanti vincoli preveda uno sketch, basta premere tasto destro→mostra tutti i vincoli. Questa scritta in basso a destra indica che la posizione e forma dello sketch sono univocamente determinate, nel momento in cui avviene lo sketch diviene azzurro quando circondato da un'area con tasto destro del mouse tenuto premuto.

Per eliminare un vincolo

Tasto destro mouse sul simbolo→Elimina Vincolo.

Aggiungere i vincoli a uno sketch

Cosa significano?

• Perpendicular: posiziona due elementi a 90 gradi;
• Concentric: rende due circonferenze concentriche;
• Tangent: rende due curve tangenti;
• Equal: rende due segmenti uguali in dimensione;
• Coincident: sovrappone due elementi;
• Vertical: impone un elemento giaccia sull'asse verticale del sistema di riferimento;
• Collinear: pone due elementi sulla stessa linea;
• Horizontal: impone un elemento giaccia sull'asse orizzontale del sistema di riferimento;
• Parallel: rende due elementi paralleli;

Per inserire un vincolo tra due elementi, clicco sul vincolo (tasto sinistro), poi in successione sui due elementi tra i quali voglio esso venga applicato, solitamente i vincoli fanno riferimento al primo elemento che selezioniamo, per esempio "equal" prevede che il secondo elemento diventi uguale al primo.

Esempio

• Traccio le 2 circonferenze estreme col loro interasse.
• Traccio una terza circonferenza di raggio 25 a caso nel piano.
• Col vincolo di tangenza selezionato, seleziono prima la circonferenza centrale, poi quella di sinistra, poi la centrale e poi quella di destra.
• Con lo strumento Taglia, rimuovo l'arco superiore in eccesso.
• Traccio una quarta circonferenza molto grande di raggi...