Fusion 360 umožňuje vytvářet základní modely i složité sestavy součástí, mechanických prvků nebo ocelových konstrukcí. Pro ozubená kola lze využít doplněk AD-INS SpurGear, který umožňuje vytvořit obyčejné ozubené kolo.
U vytvořeného modelu je však nutné ověřit, zda jde o skutečně korektní geometrii, zejména pokud má být ozubené kolo použito pro přesnou výrobu, například při drátořezu nebo obrábění. U některých generátorů může být evolventa nahrazena zjednodušeným kruhovým obloukem, takže model na první pohled vypadá správně, ale neobsahuje přesný profil zubu.
Možnosti Fusion 360 při modelování ozubených kol
Fusion 360 je profesionální CAD konstruktér pro celý proces digitálního prototypování. Vytvářet v něm můžete základní modely i složité sestavy součástí, mechanických prvků nebo ocelových konstrukcí.
Program zvládne strojírenskou oblast CAD modelování, organické modelování, přípravu výroby, 3D tisk i simulace výsledných modelů. Do aplikace můžete importovat přes 50 druhů různých formátů modelů a načtené modely následně upravovat.
Výsledek lze přímo exportovat pro 3D tiskárnu například do souboru STL. Integrované nástroje zároveň podporují přípravu výroby, včetně 2.5osého i 3osého obrábění, soustružení, řezání vodním paprskem, laserem či plazmou.
Vytvoření obyčejného ozubeného kola
Obyčejné ozubené kolo jde ve Fusion 360 vytvořit pomocí AD-INS SpurGear. Tento postup je vhodný pro základní návrh modelu, sestavy nebo součásti určené k dalšímu zpracování.
Po vytvoření kola je důležité posoudit nejen jeho vzhled, ale také geometrii zubů. Samotný generátor může vytvořit zjednodušený náhled určený pro práci v sestavě, nikoli přesný výrobní profil.
Zjednodušený a přesný profil zubu
U některého starého Inventoru generátor ozubení zuby správně spočítal, ale pro práci s koly v sestavách vygeneroval jen zjednodušený náhled. Evolventa tam byla nahrazena kruhovým obloukem a na první pohled to nebylo vidět.
Pokud uživatel potřeboval evolventu například pro drátořez, existovala k tomu zvláštní funkce, která vygenerovala přesný profil jedné zubové mezery. U podobného nástroje ve Fusion 360 je proto vhodné ověřit, zda vytvořená geometrie skutečně odpovídá požadovanému profilu.
Možná souvislost se zjednodušením geometrie spočívá v náročnosti výpočtu. Přesná evolventa může být výpočetně náročnější než zjednodušený oblouk, který postačí pro vizualizaci nebo základní kontrolu sestavy.
Vnitřní ozubení ve Fusion 360
Vytvoření obyčejného ozubeného kola pomocí AD-INS SpurGear je možné, ale vnitřní ozubení představuje samostatný problém. Uživatelé upozorňují, že na vytvoření vnitřního ozubení nemusí být v tomto postupu k dispozici stejně jednoduchý nástroj.
U vnitřního ozubení je nutné věnovat pozornost správnému průběhu zubů, patní a hlavové kružnici i vzájemnému záběru s druhým kolem. Nestačí proto pouze vytvořit vizuálně podobný tvar a předpokládat, že bude geometricky správný.
U vnitřního ozubení by mělo platit také to, že zub je vysoký 2,2x z modulu. Patní kružnice ozubení se nikdy nedotýká hlavové u sousedního kola.
Ozubený převod a sestava
Fusion 360 umožňuje vytvářet složité sestavy součástí a mechanických prvků, takže model ozubeného kola lze začlenit do celého ozubeného převodu. Pro práci v sestavě může být zjednodušený model dostačující, pokud je hlavním účelem kontrola rozměrů, polohy a vzájemného pohybu součástí.
Jestliže má model sloužit jako podklad pro výrobu, je nutné ověřit přesnost evolventy a dalších částí profilu zubu. Geometrie vhodná pro sestavu nemusí být automaticky vhodná pro drátořez, frézování nebo jiný výrobní postup.
V aplikaci lze vytvářet základní modely i složité sestavy součástí, mechanických prvků nebo ocelových konstrukcí. Všechny postupy obrábění si můžete předem odsimulovat.
Kontrola geometrie před výrobou
Pro odsimulování modelů nabízí Fusion 360 širokou paletu nástrojů. Využít můžete například statické zatížení a modální analýzu, tepelnou analýzu a tepelné namáhání.
V programu najdete také analýzu nežádoucích zatížení, simulaci událostí a optimalizaci tvaru modelu podle zadaných parametrů. Ještě před výrobou modelu tak můžete poznat slabá místa návrhu.
Při ozubeném převodu je vhodné ověřit, zda se kola správně dotýkají pouze v zamýšlených pracovních plochách, zda mezi nimi nedochází ke kolizi a zda je zvolený profil použitelný pro skutečný výrobní proces.
Co ověřit u modelu ozubeného kola
- Typ ozubení: ověřte, zda jde o vnější nebo vnitřní ozubení.
- Profil zubu: zkontrolujte, zda jde o skutečnou evolventu, nebo pouze o zjednodušený kruhový oblouk.
- Výrobní použití: model vhodný pro sestavu nemusí být vhodný pro drátořez nebo jiné přesné obrábění.
- Vzájemný záběr: ověřte kontakt, vůli a případné kolize mezi koly.
- Rozměry vnitřního ozubení: věnujte pozornost vztahu výšky zubu k modulu a poloze patní a hlavové kružnice.
- Export: pro 3D tisk lze výsledek exportovat například do souboru STL.
Využití modelu pro 3D tisk a výrobu
Fusion 360 je vhodný CAD pro přípravu modelů k 3D tisku. Zvládne technické konstruktérské součásti i volné organické tvary.
Načíst můžete modely ve více než 50 různých formátech a následně je upravit. Výsledek pak lze exportovat pro 3D tiskárnu například do souboru STL.
Integrované CAM nástroje umožňují připravit 2.5osé i 3osé obrábění, soustružení, řezání vodním paprskem, laserem či plazmou. K dispozici jsou také nástroje měřicích sond, 5osé indexované obrábění, 4osé i 5osé souvislé obrábění.
Před výrobou je proto vhodné rozlišit, zda ozubené kolo vzniká jako funkční součást pro 3D tisk, jako konstrukční náhled, nebo jako přesný výrobní model. Každý z těchto účelů může vyžadovat jinou úroveň přesnosti geometrie.
Ozubená kola Fusion360 - NÁVOD JAK NA TO
Fusion 360 pro výuku ozubených převodů
Fusion 360 je vhodný také pro studijní prostředí. Program je intuitivní a umožňuje pracovat se strojírenským CAD modelováním, přípravou výroby, 3D tiskem i simulacemi výsledných modelů.
Při výuce ozubených převodů lze v jedné aplikaci spojit tvorbu geometrie, sestavení převodu, kontrolu kolizí, simulaci zatížení a přípravu výroby. Pro správné pochopení je však důležité rozlišovat mezi vizuálně zjednodušeným modelem a přesnou geometrií určenou k výrobě.
Fusion 360 lze nainstalovat na Mac nebo PC. Pro zvládnutí programu jsou k dispozici návody na Fusion 360 a pravidelné webcasty.
Praktický postup práce
- Vytvořte základní model kola pomocí doplňku AD-INS SpurGear.
- Zkontrolujte typ ozubení a určete, zda model obsahuje vnější, nebo vnitřní zuby.
- Prověřte profil zubu a zjistěte, zda je evolventa vytvořena přesně, nebo pouze nahrazena zjednodušeným obloukem.
- Začleňte kolo do sestavy a ověřte jeho vztah k druhému kolu nebo dalším mechanickým součástem.
- Prověřte kolize a zatížení pomocí dostupných simulačních nástrojů.
- Připravte model pro zamýšlený způsob výroby, například pro 3D tisk, obrábění nebo drátořez.
- Exportujte výsledek v odpovídajícím formátu, například STL pro 3D tisk.
Takový postup pomáhá oddělit návrh převodu od kontroly výrobní geometrie. Zjednodušený model může být užitečný při práci v sestavě, zatímco přesný profil je nezbytný tehdy, když má být ozubené kolo skutečně vyrobeno.