Baza dostupnih konstrukcijskih profila

Zašto zavarena konstrukcija ima vlastiti alat

U četvrtom modulu okvir rešetke nastao je značajkom vučenja: jedan profil 30 × 30 × 2 mm proveden je duž cijele prostorne skice i dobiveno je jedno jedino tijelo. Za prikaz oblika to je dovoljno. Za izradu nije. Okvir tlocrtnih mjera 600 × 400 mm i visine 350 mm u radionici nastaje od dvanaest odvojenih komada cijevi: četiri po 600 mm, četiri po 400 mm i četiri po 350 mm. Svaki se komad reže zasebno, svakome se krajevi obrađuju i tek se onda sve zavari.

Razlika nije samo u broju tijela. Vučeno tijelo ne zna reći koliko komada treba naručiti, koje su im duljine ni pod kojim se kutom režu krajevi. Zavarena konstrukcija to zna, jer svaki njezin član nosi vlastiti zapis: profil iz knjižnice, duljinu, kut reza na prvom i na drugom kraju te materijal. Iz tih zapisa SolidWorks sam slaže popis rezanja, a popis rezanja postaje sastavnica po kojoj se materijal naručuje.

Postoji i treći razlog, koji se pokaže tek pri izmjeni. Ako se visina okvira promijeni s 350 na 420 mm, kod vučenog tijela promijeni se skica i model se obnovi — ali nitko ne zna da se u narudžbi promijenila duljina četiriju komada. Kod zavarene konstrukcije promjena skice povlači promjenu popisa rezanja, a promjena popisa rezanja povlači promjenu sastavnice na nacrtu. Lanac od skice do narudžbe ostaje povezan, i to je glavni razlog zašto se ovakve konstrukcije ne modeliraju vučenjem.

Ustroj knjižnice profila

Profil koji se provodi duž skice ne crta se pri svakoj uporabi. On se uzima iz knjižnice profila, a knjižnica je složena u tri razine. Prva razina je norma: iso, din, ansi inch i slično. Norma određuje po kojem su nizu mjera profili stupnjevani i kojim se oznakama zovu. Druga razina je vrsta profila: kvadratna cijev, pravokutna cijev, okrugla cijev, kutnik, U-profil, I-profil. Treća razina je veličina, i tek ona daje konkretne mjere presjeka, primjerice 30 × 30 × 2.

Na disku te tri razine odgovaraju dvjema mapama i jednoj datoteci. Mapa norme sadrži mape vrsta, a u mapi vrste nalazi se datoteka profila nastavka sldlfp. Veličine nisu zasebne datoteke nego konfiguracije unutar jedne te iste datoteke. Zato se sve kvadratne cijevi po istoj normi drže na jednom mjestu, a dodavanje nove veličine ne znači novu datoteku nego novu konfiguraciju.

Pri prvoj uporabi SolidWorks često javi da knjižnica nije potpuna. Razlog je jednostavan: profili nisu dio osnovne instalacije nego se dodaju posebno, iz sadržaja koji se preuzima ili iz knjižnice koju je škola, odnosno poduzeće, sastavilo samo. Zato je prvi korak u ovom modulu uvijek provjera: postoji li mapa s profilima, je li put do nje upisan u postavkama i vidi li se u prozoru za izbor barem jedna norma.

Značajka konstrukcijskog člana

Kada je skica gotova i profil odabran, konstrukcija nastaje jednom značajkom. Konstrukcijski član traži tri podatka: normu, vrstu profila i veličinu, a zatim odabir linija skice po kojima će se profil provesti. Čim se odabere prva linija, u prikazu se pojavi cijev; svaka sljedeća odabrana linija dodaje novi komad iste vrste.

Bitna je razlika prema vučenju: značajka ne stvara jedno neprekinuto tijelo nego onoliko tijela koliko ima odabranih linija, osim ako su linije kolinearne pa se spajaju u jedan komad. Svako je tijelo zaseban entitet u stablu, ima vlastitu duljinu i vlastite kutove reza. Upravo zato se u stablu modela, odmah nakon prve takve značajke, pojavi mapa popis rezanja.

U definiciji člana zadaju se i tri postavke koje kasnije određuju izgled spojeva. Točka umetanja kaže kojom točkom presjeka profil sjeda na liniju skice; obično je to središte, ali se za profile poput kutnika bira ugao. Zakret okreće profil oko linije skice, što je važno kod nesimetričnih presjeka. Odmak pomiče profil u stranu od linije, čime se dobiva konstrukcija u kojoj linije skice prolaze, primjerice, po vanjskom licu okvira, a ne po njegovoj osi.

Uobičajena je pogreška da se sve linije okvira odaberu odjednom i posao proglasi gotovim. To radi samo dok je cijela konstrukcija od istog profila i dok su svi spojevi jednaki. Čim se donji obris izvodi jačim profilom od stupova ili čim se na nekom uglu traži drukčiji rez, linije se moraju razvrstati u grupe.

Grupe članova i kutovi spajanja

Grupa je skup linija unutar iste značajke koje dijele isti profil i ista pravila spajanja. Kod okvira rešetke prirodno se nameću tri grupe: donji obris, gornji obris i četiri stupa. Podjela nije samo uredna — ona određuje što se događa na spojevima. Članovi unutar iste grupe međusobno se obrađuju po zadanom pravilu i spajaju u ugao. Članovi iz različitih grupa ne diraju se automatski; njihove spojeve treba naknadno urediti alatom za skraćivanje i produljivanje.

Kut spajanja unutar grupe ne zadaje korisnik brojem nego ga SolidWorks izvodi iz geometrije skice. Ako se dvije linije susreću pod 90°, rez pod kutom bit će 45° na svakom članu. Ako se susreću pod 120°, rez će biti 60°. Upravo se te vrijednosti kasnije pojavljuju u popisu rezanja u poljima kuta prvog i drugog kraja, pa se prema njima podešava pila.

Redoslijed grupa unutar značajke nije nevažan. Grupa koja se navede prva ima prednost pri obradi krajeva: njezini članovi ostaju cijeli, a članovi kasnijih grupa se skraćuju. Kod okvira rešetke to znači da se najprije navode obrisi, pa stupovi — jer je u izradi jednostavnije izrezati četiri jednaka stupa ravno i prisloniti ih, nego ih rezati pod kutom.

U istoj značajci može biti više grupa, ali samo jedan profil. Za drugi profil otvara se nova značajka konstrukcijskog člana. Zato konstrukcija od tri različita profila ima tri takve značajke u stablu, a njihov redoslijed određuje koji član kod spoja prolazi, a koji se prislanja.

Obrada krajeva i zazori na spoju

Dva komada cijevi koja se susreću u uglu moraju se negdje presjeći. SolidWorks nudi tri načina obrade krajeva, a izbor se ne donosi zbog izgleda nego zbog toga kako se konstrukcija stvarno reže i sastavlja u radionici.

Rez pod kutom siječe oba člana po simetrali ugla. Kod pravog ugla to je 45° na svakom komadu. Spoj je uredan, lijepo izgleda i jednoliko raspoređuje zavar po cijelom opsegu, ali traži pilu koja može zakrenuti glavu i pažljivo mjerenje, jer greška u kutu odmah otvara procjep.

Rez po licu ostavlja jedan član cijeli, a drugi ga dočekuje ravno odrezanim krajem. To je najjednostavniji rez u radionici: pila stoji na 90°, a mjeri se samo duljina. Spoj je nešto manje elegantan, ali za okvire i postolja posve uobičajen. Zrcalni rez je isti postupak sa zamijenjenim ulogama: prolazi onaj član koji je prije bio prislonjen. Bira se kada se želi da vanjsko lice konstrukcije bude neprekinuto na određenoj strani.

Uz obradu krajeva zadaje se i zazor. To je namjerno ostavljen razmak između dvaju članova, obično od pola do dva milimetra. Razlozi su dva. Prvi je tehnološki: korijen zavara traži prostor da bi se rastaljeni metal probio kroz cijelu debljinu spoja. Drugi je praktičan: komadi izrezani na pili nikad nisu točni u stotinku, pa se zazor ponaša kao rezerva koja sastavljanje čini mogućim.

Ploče, ukrute i zavari kao značajka

Rijetka je konstrukcija koja se sastoji samo od cijevi. Na krajevima stupova nalaze se podnožne ploče, u uglovima ukrute, a na mjestima priključka čepovi koji zatvaraju otvoreni kraj profila. Sve to SolidWorks ima kao zasebne značajke skupine za zavarene konstrukcije, pa se ne mora crtati od nule.

Podnožna ploča postavlja se na odabrano lice na kraju člana. Zadaju se debljina, obris — pravokutni ili kružni — te razmak ruba ploče od profila; provrti se dodaju naknadno čarobnjakom za provrte. U ovom području ista se ploča pojavljuje kao dio P-12 nosač ležaja, mjera 120 × 80 × 12 mm od AlMg3, mase oko 275 g. Ukrute se postavljaju u ugao između dvaju članova; zadaju se debljina, obris trokutasti ili zaobljen te položaj u odnosu na simetralu ugla.

Zavar se u model može unijeti kao značajka. To nije crtež zavara nego zapis koji nosi vrstu spoja, debljinu, duljinu i podatak je li zavar neprekinut ili isprekidan. Takav zapis ima tri posljedice: masa zavarenog materijala ulazi u ukupnu masu konstrukcije, popis zavara može se izvući u tablicu, a na nacrtu se automatski pojavljuje ispravna oznaka.

Isprekidani zavar zaslužuje posebnu napomenu. Oznaka a3 2 × 40 (60) znači: kutni zavar debljine 3 mm, dva odsječka po 40 mm, s korakom 60 mm od početka jednog do početka sljedećeg. Isprekidani zavari koriste se da bi se smanjilo unošenje topline i izobličenje konstrukcije, a kod tankostjenih profila poput cijevi 30 × 30 × 2 mm to je čest izbor.

Popis rezanja i sastavnica konstrukcije

Čim se u modelu pojavi prva značajka konstrukcijskog člana, u stablu se stvara mapa popisa rezanja. U početku su sva tijela u njoj nerazvrstana; nakon naredbe za osvježavanje, SolidWorks ih sam razvrsta u skupine po profilu i duljini. Svaka skupina dobiva svoj redak, a redak nosi količinu i ukupnu duljinu. Popis rezanja nije tablica koja se crta nego izvedeni podatak: čim se promijeni skica, mijenja se i on.

Za okvir rešetke popis rezanja ima tri retka: 4 × 600 mm, 4 × 400 mm i 4 × 350 mm. Zbroj je 5400 mm, odnosno 5,4 m profila. Kvadratna cijev 30 × 30 × 2 mm ima presjek 224 mm², što uz gustoću čelika 7,85 g/cm³ daje 1,758 kg po metru. Ukupna masa konstrukcije stoga iznosi oko 9,5 kg — bez ploča, ukruta i zavara.

Iz popisa rezanja izvodi se sastavnica konstrukcije na nacrtu. To je ista tablica, samo prikazana po pravilima nacrta: sa stupcima stavke, opisa, količine i materijala te s pozicijskim brojevima koji se strelicama povezuju s tijelima na pogledu. Sastavnica se ne upisuje rukom; ona nasljeđuje podatke, pa je pri izmjeni modela dovoljno otvoriti nacrt i pustiti ga da se obnovi.

Popis rezanja ima i jedno ograničenje koje valja znati unaprijed: on razvrstava po jednakosti. Dva komada od 600 mm koji se razlikuju samo po kutu reza na jednom kraju neće završiti u istom retku. To nije greška nego korisna osobina, jer se u radionici takva dva komada doista ne mogu zamijeniti.

Najčešće pogreške pri postavljanju profila

Većina problema sa zavarenim konstrukcijama nastane u prvih pet minuta rada i vidi se tek pri izmjeni. Sljedeći popis pokriva ono što se u praksi javlja gotovo svaki put.

Posebno mjesto zaslužuje pogreška s ručnim upisom. Kada sastavnica pokaže duljinu koja se ne slaže s očekivanjem, iskušenje je ispraviti broj u tablici. Time se prekida veza s modelom: sljedeća izmjena skice promijenit će model, a tablica će i dalje pokazivati stari, ručno upisan broj. Konstrukcija koja se po takvoj sastavnici izreže jednostavno se ne može sastaviti.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.