Modelowanie kapsla do napojów gazowanych w SOLIDWORKS

Wstęp

W artykule przedstawiono modelowanie kapsla do napojów gazowanych w SOLIDWORKS z wykorzystaniem szkicu wieloboku, szyku kołowego oraz narzędzi do pracy z powierzchniami. Model powstaje przez połączenie powierzchni wyciągniętej po profilach z wypełnieniem, a następnie zaokrąglenie i pogrubienie geometrii do postaci cienkościennej części.

Najważniejsze parametry

Obszar	Wartości
Szkic podstawowy	wielobok 21-boczny opisany na okręgu Ø32 mm
Profil obrzeża	łuk R8 mm powielony szykiem kołowym
Geometria odniesienia	płaszczyzna odsunięta o 6 mm; okrąg Ø26 mm
Wykończenie	zaokrąglenie R2 mm; pogrubienie 1 mm do środka
Materiał	stal galwanizowana

Wskazówka: przed połączeniem powierzchni sprawdź, czy ich wspólna krawędź jest ciągła i nie zawiera przerw. Ułatwi to późniejsze zaokrąglenie oraz pogrubienie modelu.

1. Szkic podstawowy kapsla

Krok 1. Utworzenie nowej części

Uruchom program SOLIDWORKS i wybierz Plik > Nowy. W oknie Nowy dokument SOLIDWORKS zaznacz szablon Część, a następnie zatwierdź wybór przyciskiem OK. Ustaw jednostki dokumentu na MMGS, aby wszystkie dalsze wymiary były w milimetrach.

*Ilustracja do kroku 1. Wybór szablonu Część w oknie nowego dokumentu SOLIDWORKS.*

Krok 2. Rozpoczęcie szkicu na płaszczyźnie górnej

W drzewie FeatureManager wybierz Płaszczyznę górną i uruchom polecenie Szkic. Ustaw widok prostopadle do płaszczyzny, aby wygodnie budować symetryczny profil kapsla względem początku układu współrzędnych.

*Ilustracja do kroku 2. Płaszczyzna górna wybrana jako baza pierwszego szkicu.*

Krok 3. Wielobok 21-boczny opisany na okręgu Ø32 mm

W szkicu wybierz narzędzie Wielobok i ustaw liczbę boków na 21. Zaznacz wariant Opisany okrąg, wskaż początek układu współrzędnych jako środek i nadaj okręgowi konstrukcyjnemu średnicę Ø32 mm.

*Ilustracja do kroku 3. Ustawienia wieloboku 21-bocznego opisanego na okręgu Ø32 mm.*

Krok 4. Pozioma orientacja górnej krawędzi

Aby całkowicie zdefiniować orientację szkicu, zaznacz górną prostą wieloboku i w menedżerze relacji wybierz Poziomo. Relacja usuwa możliwość obrotu wieloboku wokół środka i ustala jednoznaczne położenie profilu.

*Ilustracja do kroku 4. Relacja pozioma dodana do górnej krawędzi wieloboku.*

Krok 5. Łuk trzypunktowy o promieniu R8 mm

Wybierz narzędzie Łuk trzypunktowy i wskaż dwa sąsiednie wierzchołki górnego boku wieloboku jako końce łuku. Trzeci punkt ustaw po zewnętrznej stronie konturu, a następnie użyj Inteligentnego wymiaru i nadaj łukowi promień R8 mm.

*Ilustracja do kroku 5. Pierwszy łuk trzypunktowy o promieniu R8 mm pomiędzy sąsiednimi wierzchołkami.*

Krok 6. Powielenie łuku szykiem kołowym

Uruchom Szyk kołowy szkicu i jako element do powielenia wskaż łuk R8 mm. Ustaw 21 wystąpień na pełnym kącie 360° oraz wybierz środek okręgu konstrukcyjnego wieloboku jako środek szyku. Sprawdź w podglądzie, czy każdy bok otrzymał jeden identyczny łuk.

*Ilustracja do kroku 6. Szyk kołowy tworzący 21 jednakowych łuków wokół środka szkicu.*

Krok 7. Zmiana boków wieloboku na geometrię konstrukcyjną

Zaznacz grupowo wszystkie proste odcinki wieloboku, pozostawiając łuki poza zaznaczeniem. W menedżerze właściwości zaznacz opcję Konstrukcyjna. Linie proste będą odtąd służyły wyłącznie do sterowania położeniem łuków, a właściwy profil utworzy zamknięty łańcuch 21 łuków.

*Ilustracja do kroku 7. Proste odcinki wieloboku zmienione na linie konstrukcyjne.*

2. Modelowanie powierzchniowe

Krok 8. Płaszczyzna odsunięta o 6 mm

Zakończ pierwszy szkic i wybierz Operacje > Geometria odniesienia > Płaszczyzna. Jako odniesienie wskaż Płaszczyznę górną, ustaw odsunięcie 6 mm w górę i w razie potrzeby użyj opcji Odwróć odsunięcie. Zatwierdź utworzenie Płaszczyzny1.

*Ilustracja do kroku 8. Tworzenie płaszczyzny pomocniczej odsuniętej o 6 mm od płaszczyzny górnej.*

Krok 9. Okrąg Ø26 mm na płaszczyźnie pomocniczej

Na Płaszczyźnie1 rozpocznij nowy szkic i narysuj okrąg współśrodkowy z profilem dolnym. Za pomocą Inteligentnego wymiaru ustaw średnicę Ø26 mm, a następnie upewnij się, że środek okręgu jest związany z początkiem układu współrzędnych.

*Ilustracja do kroku 9. Okrąg Ø26 mm na płaszczyźnie odsuniętej o 6 mm.*

Krok 10. Powierzchnia wyciągnięta po profilach

Przejdź do karty Powierzchnie i uruchom polecenie Powierzchnia wyciągnięta po profilach. W sekcji Profile wskaż pierwszy szkic z 21 łukami oraz drugi szkic z okręgiem Ø26 mm. Skontroluj łączniki profili i podgląd, a następnie zatwierdź powierzchnię boczną kapsla.

*Ilustracja do kroku 10. Powierzchnia wyciągnięta po profilach łącząca profil 21-łukowy z okręgiem Ø26 mm.*

Krok 11. Wypełnienie górnego otworu

W karcie Powierzchnie wybierz Wypełnienie powierzchni. Jako granicę łaty wskaż zamknięty kontur Szkicu2, czyli okrąg na dodatkowej płaszczyźnie. Pozostaw warunek krawędzi Kontaktowa, włącz optymalizację powierzchni i zatwierdź utworzenie górnej powierzchni kapsla.

*Ilustracja do kroku 11. Wypełnienie powierzchni zamykające górny okrąg kapsla.*

Krok 12. Ukrycie płaszczyzny pomocniczej

Aby uporządkować obszar graficzny, w drzewie FeatureManager kliknij prawym przyciskiem Płaszczyznę1 i wybierz Ukryj. Operacja nie zmienia geometrii modelu, lecz ułatwia zaznaczanie powierzchni w kolejnych etapach.

*Ilustracja do kroku 12. Wyłączenie widoczności Płaszczyzny1 w drzewie FeatureManager.*

Krok 13. Połączenie powierzchni

Uruchom narzędzie Połącz powierzchnie i zaznacz powierzchnię wyciągniętą po profilach oraz powierzchnię wypełniającą. Pozostaw opcję Utwórz bryłę wyłączoną, ponieważ dolna część kapsla ma pozostać otwarta. Zatwierdź operację po sprawdzeniu, że obie powierzchnie tworzą jeden spójny obiekt powierzchniowy.

*Ilustracja do kroku 13. Łączenie powierzchni bocznej i górnego wypełnienia w jeden obiekt.*

3. Wykończenie i materiał

Krok 14. Zaokrąglenie górnej krawędzi R2 mm

Wybierz polecenie Zaokrąglenie i zaznacz górną, okrągłą powierzchnię modelu zgodnie z ilustracją. Ustaw promień 2 mm, włącz styczne rozejście się oraz pełny podgląd. Po zatwierdzeniu powstanie łagodne przejście pomiędzy denkiem kapsla a jego pofałdowanym obrzeżem.

*Ilustracja do kroku 14. Zaokrąglenie R2 mm na obwodzie górnej powierzchni kapsla.*

Krok 15. Pogrubienie powierzchni o 1 mm do środka

Uruchom operację Pogrub i wskaż połączoną, zaokrągloną powierzchnię kapsla. Ustaw grubość 1 mm oraz kierunek do środka, kontrolując położenie żółtego podglądu względem powierzchni bazowej. Po zatwierdzeniu model powierzchniowy zostanie zamieniony w cienkościenną bryłę.

*Ilustracja do kroku 15. Pogrubienie powierzchni o 1 mm skierowane do wnętrza kapsla.*

Krok 16. Przypisanie stali galwanizowanej

W drzewie FeatureManager kliknij prawym przyciskiem pozycję Materiał <nieokreślony> i wybierz Edytuj materiał. W bibliotece materiałów odszukaj pozycję Stal galwanizowana, zastosuj ją do części i zamknij okno. Materiał uzupełnia model o właściwości potrzebne między innymi do obliczeń masy.

*Ilustracja do kroku 16. Otwarcie edycji materiału z poziomu drzewa FeatureManager.*

Krok 17. Kontrola gotowego kapsla

Przebuduj model i obejrzyj go z kilku kierunków. Sprawdź ciągłość wszystkich przetłoczeń na obwodzie, równomierne zaokrąglenie górnej krawędzi, kierunek pogrubienia oraz brak błędów w drzewie FeatureManager. Gotowy kapsel do napojów gazowanych powinien mieć otwartą dolną część i materiał stal galwanizowana.

*Ilustracja do kroku 17. Gotowy model kapsla do napojów gazowanych po przypisaniu materiału.*

Podsumowanie

Gotowy kapsel powstał przez połączenie precyzyjnie zdefiniowanego szkicu 21 łuków z okrągłym profilem na odsuniętej płaszczyźnie. Operacje Powierzchnia wyciągnięta po profilach, Wypełnienie powierzchni, Połącz powierzchnie i Pogrub pozwoliły uzyskać cienkościenną geometrię o charakterystycznym obrzeżu, a stal galwanizowana uzupełniła model o właściwości materiałowe.