VJEŽBA V3 · MODUL 2 · MODELIRANJE DIJELOVA I SKLOPOVA
Vježba V3 · 2 sata
Prvi model dijela: ekstrudiranje i rupe
Izrada prvog modela dijela hvatača MPH-1 od skice do bazne značajke ekstrudiranjem, s naknadnim dodavanjem rupa za vodilicu i pričvrsne vijke.
- izraditi baznu značajku ekstrudiranjem skice u tijelo
- izbušiti rupe naredbom za rupu prema zadanim mjerama
- primijeniti ispravan redoslijed značajki u stablu
- izračunati masu dijela iz volumena i gustoće materijala
O vježbi
Prije vježbe proći gradivo: 2.1 Izrada dijela: baza i ekstrudiranje.
Pitanja i zadaci na ovoj stranici su bez odgovora. Rješenje s postupkom otvara se gumbom Prikaži rješenje ispod svakog pitanja, a upute za nastavnika nalaze se na dnu stranice.
Zadatak
Izradite prvi puni 3D model prsta hvatača MPH-1. Prst je aluminijska pločica dužine 70 mm, širine 18 mm i debljine 8 mm, s provrtom Ø6 h7 za vodeći zatik na 12 mm od jednog kraja i navojnim provrtom M4 na suprotnom kraju za spoj s pogonskim mehanizmom cilindra. Ekstrudirajte baznu značajku iz jedne skice, zatim dodajte oba provrta kao zasebne značajke primijenjene na gotovo tijelo. Na kraju izračunajte masu jednog prsta iz volumena i gustoće aluminija (2 700 kg/m³) te je usporedite sa zadanom masom iz tablice zajedničkog primjera (0,05 kg po prstu).
Oprema i pribor
- Računalo s parametarskim CAD sustavom i predloškom dijela u milimetrima
- List s mjerama prsta i položajem oba provrta
- Kalkulator za provjeru izračuna volumena i mase
Pravila koja se primjenjuju
Bazna značajka (prva puna geometrija dijela) uvijek nastaje iz jedne skice ekstrudiranjem, rotiranjem, povlačenjem po putanji ili loftingom; sve što slijedi u stablu značajki gradi se na njoj i od nje ovisi (odnos roditelj–dijete). Rupe se dodaju kao zasebne primijenjene značajke nakon bazne geometrije, redoslijedom koji odgovara stvarnoj obradi — prvo veći i konstrukcijski važniji otvor, zatim manji. Smjer i duljina ekstrudiranja biraju se prema stvarnoj sirovini i smjeru obrade (npr. simetrično od srednje ravnine kad je to prirodnije za buduće sklapanje), a ne proizvoljno. Provjera mase iz volumena i gustoće standardan je način da se rano otkrije pogrešna jedinica ili krivo upisana dimenzija, prije nego što se dio uvrsti u sklop.
Pažnja
Česta pogreška je ekstrudiranje skice u smjeru koji nije stvarno vezan uz drugu geometriju (npr. "Blind" na proizvoljnu vrijednost umjesto "Mid Plane" ili "Up To Surface" kad je to prirodniji izbor) — takav izbor kasnije otežava dodavanje simetričnih detalja i sklapanje s drugim dijelovima.
Crtež
Postupak
- Otvorite novi dokument dijela u milimetrima.
- Na gornjoj ravnini nacrtajte skicu pravokutnika 70 × 18 mm, potpuno određenu relacijama i dimenzijama.
- Ekstrudirajte skicu u tijelo (naredba Extruded Boss/Base ili odgovarajuća) debljine 8 mm, po mogućnosti simetrično od ravnine skice (Mid Plane).
- Odaberite gornju plohu tijela i nacrtajte novu skicu s jednom točkom na 12 mm od kraćeg ruba, na sredini širine.
- Izbušite provrt Ø6 kroz cijelu debljinu (Extruded Cut ili naredba za rupu, opcija Through All) i odaberite uklop h7 u dokumentaciji dijela.
- Na suprotnom kraju nacrtajte drugu skicu s točkom na sredini širine i izbušite provrt za navoj M4 (Extruded Cut ili naredba za rupu s izborom navoja).
- U stablu značajki provjerite redoslijed: bazna značajka, zatim provrt Ø6, zatim provrt M4 — logičnim slijedom obrade.
- Dodijelite dijelu materijal aluminij iz baze materijala programa i provjerite gustoću u svojstvima materijala.
- Očitajte masu iz alata za svojstva mase (Mass Properties) i usporedite je s ručno izračunatom vrijednosti.
- Snimite dio pod jasnim nazivom koji uključuje oznaku "prst" i stranu (lijevi/desni), jer se za sklop trebaju dva zrcalna primjerka.
Pitanja i zadaci
1. Zašto rupe u ovom zadatku dolaze kao zasebne značajke nakon bazne geometrije, a ne unutar iste skice kao bazni oblik?
Prikaži rješenje
Rupe predstavljaju naknadnu obradu na već postojećem tijelu (bušenje), pa se u modelu prirodno prikazuju kao odvojene primijenjene značajke koje ovise o baznoj geometriji. To olakšava kasnije uređivanje (promjena promjera, brisanje jedne rupe) bez zadiranja u oblik bazne skice.
2. Izračunajte volumen prsta (bez odbitka provrta) za mjere 70 × 18 × 8 mm i izrazite ga u cm³.
Prikaži rješenje
V = 70 × 18 × 8 = 10 080 mm³ = 10,08 cm³.
3. Izračunajte masu prsta iz volumena 10,08 cm³ i gustoće aluminija 2,7 g/cm³, zanemarujući odbitak provrta, te usporedite sa zadanom masom 0,05 kg.
Prikaži rješenje
m = V × ρ = 10,08 cm³ × 2,7 g/cm³ ≈ 27,2 g ≈ 0,027 kg. Zadana masa u tablici zajedničkog primjera je 0,05 kg po prstu, dakle stvarni prst mora imati dodatni oblik (npr. deblji nastavak za vezu s pogonom ili vodilicu) koji ovaj pojednostavljeni blok ne uključuje — razlika je očekivana jer je zadatak pojednostavljen na osnovni oblik.
4. Model nakon dodavanja provrta M4 javlja pogrešku "geometrija se ne može izgraditi". Gdje prvo tražite uzrok?
Prikaži rješenje
Prvo se otvara značajka koja javlja pogrešku i provjerava njezina skica — najčešći je uzrok da točka provrta leži izvan ruba tijela ili se preklapa s prvim provrtom zbog krive dimenzije od ruba.
5. Zašto je ovdje korisno ekstrudirati baznu značajku simetrično od ravnine skice (Mid Plane) umjesto samo u jednom smjeru (Blind)?
Prikaži rješenje
Simetrično ekstrudiranje čini da je ravnina skice ujedno i srednja ravnina debljine prsta, što olakšava postavljanje budućih veza u sklopu (prst se centrira prema paru vodilica) i dodavanje simetričnih detalja bez dodatnog premještanja.
6. Koja je razlika između naredbe za jednostavan rez (Extruded Cut) i namjenske naredbe za rupu (Hole Wizard ili odgovarajuća) pri izradi provrta M4?
Prikaži rješenje
Jednostavan rez izrađuje geometrijski otvor zadanog promjera bez dodatnih podataka o namjeni. Namjenska naredba za rupu pamti da je otvor navojni (npr. M4), uključuje standardne dimenzije navoja i taj se podatak dalje koristi u sastavnici i na nacrtu (oznaka navoja), što jednostavan rez ne nudi automatski.
7. Zašto se dio već u ovoj fazi imenuje s oznakom strane (lijevi/desni prst), iako je model tek osnovni oblik?
Prikaži rješenje
Hvatač ima dva prsta koja su zrcalno postavljena; jasno imenovanje sprječava zabunu u sklopu i sastavnici te olakšava kasniju izradu zrcalne inačice dijela (naredba Mirror Part ili odvojen model s istim mjerama, zrcalno postavljen).
8. Nakon dodjele materijala aluminij, program u svojstvima mase javlja gustoću 2 700 kg/m³ umjesto očekivane 2,70 g/cm³. Je li to pogreška?
Prikaži rješenje
Nije pogreška — to je ista fizikalna vrijednost izražena u drugoj mjernoj jedinici (2 700 kg/m³ = 2,70 g/cm³). Važno je prepoznati da program prikazuje jedinice prema postavkama dokumenta i ne miješati ih pri ručnoj provjeri izračuna.
Za nastavnika
Otvori upute za nastavnika
Priprema
Pripremiti list s mjerama prsta i tablicu gustoća materijala za brzu provjeru. Predvidjeti 2 nastavna sata; ova je vježba prva u nizu koja uvodi puni tok od skice do gotovog tijela s više značajki.
Tijek sata
- Ponoviti pojam bazne značajke i odnosa roditelj–dijete u stablu (10 min).
- Izrada bazne značajke prsta ekstrudiranjem (20 min).
- Dodavanje oba provrta redoslijedom iz uputa (25 min).
- Dodjela materijala, očitanje mase i usporedba s ručnim izračunom (15 min).
- Kratka provjera stabla značajki i imenovanja kod svakog polaznika (10 min).
Očekivani rezultati
Model prsta s baznom značajkom i dva provrta u ispravnom redoslijedu, dodijeljenim materijalom aluminij, i zabilježenom usporedbom izračunate i očitane mase.
Česte pogreške
- Zamijenjen redoslijed provrta u stablu značajki u odnosu na stvarni tijek obrade.
- Provrt M4 izrađen jednostavnim rezom bez oznake navoja.
- Krivo odabrana ravnina za drugu skicu, pa provrt izađe na pogrešnoj strani tijela.
- Zaboravljena dodjela materijala prije očitanja mase, pa program koristi zadanu (pogrešnu) gustoću.
Vrednovanje
| Kriterij | Bodovi |
|---|---|
| Bazna značajka ispravnih mjera i smjera ekstrudiranja | 25 |
| Oba provrta ispravnog položaja i tipa (Ø6 h7, M4) | 30 |
| Ispravan redoslijed značajki u stablu | 15 |
| Dodijeljen materijal i točan izračun/usporedba mase | 20 |
| Jasno imenovanje dijela i datoteke | 10 |