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Juan Gonzalez-Gomez edited this page Oct 20, 2024 · 205 revisions

Contenido

Introducción

  • 2019: "Autocad Mechanical". Sachidanand Jha. Editorial CADin360

En este repositorio estoy haciendo todos los ejercicios del libro "Autocad Mechanical" utilizando FreeCAD 1.0 RC2. Todos los ficheros generados (Freecad, PDF y SVG) están disponibles con licencia libre en este repositorio

Diseño 2D

Los diseños 2D están resuelto mediante bocetos con restricciones, realizados en los bancos de trabajo Part y Sketcher. Las láminas resueltas se han hecho con TechDraw, y se han exportado a SVG y PDF

Dibujos con líneas verticales y horizontales

Empezamos haciendo dibujos de piezas muy sencillas, que sólo están compuestas por líneas verticales y horizontales

La herramienta que utilizamos es la multi-línea, con la que dibujamos el perímetro. Activamos las restriciones automáticas. Las restricciones que usamos son las de horizontalidad y verticalidad. También usamos la herramienta de creación de cotas, tanto verticales como horizontales

Según la pieza, también nos interesa utilizar la restricción de coincidencia de un punto en una recta. Esto nos permite alinear dos segmentos, tanto horizontales como verticales

Ejemplo 1: Rectángulo

Comenzamos por el ejemplo más sencillo posible: un rectángulo de 9 x 4 (Milímetros). Lo iremos construyendo poco a poco, para aprender. Este será el resultado final

Este es el resumen de los pasos, que luego se explicarán con más detalle:

  • Definimos el rectángulo en un boceto en el plano xy, usando restricciones
  • Este será el rectángulo que proyectaremos y que usaremos para obtener su plano con las cotas
  • Creamos una hoja de dibujo, a partir de una plantilla. En ella introducimos la vista superior
  • Configuramos la página con la escala correcto (para que salga con un tamaño adecuado)
  • Añadimos las cotas y obtenemos el plano final
  • Exportamos el plano a SVG

A continuación se detallan todos los pasos a seguir.

Paso 1: Boceto en blanco sobre plano xy

El primer paso es crear un boceto en blanco, donde definir nuestro rectángulo. Partimos del banco de trabajo Part y pinchamos en el icono de crear sketch

Seleccionamos el plano xy y pinchamos en OK

Se abre un boceto nuevo y se activa el banco de trabajo sketcher

Paso 2: Dibujar el rectángulo

En nuestro nuevo boceto en blanco vamos a crear el rectángulo. Pulsamos en el icono para dibujar un rectángulo. Después pinchamos en el origen para situar ahí el extremo inferior izquierdo del rectángulo. A continuación metemos la dimensión horizontal: 9 y le damos al tab. Ahora metemos la dimensión vertical: 4 y damos al enter

Se nos dibuja el rectángulo

En esta animación vemos el proceso completo:

Observamos que el boceto está de color verde. Esto significa que está totalmente restringido: No hay grados de libertad sin asignar. Por tanto el dibujo está completamente especificado

Paso 3: Terminar el boceto

Nuestro rectángulo está listo. Hay que cerrar el boceto para volver al banco de trabajo Part. Pinchamos en close para terminar

Esto nos lleva de nuevo al banco de trabajo Part

Desde aquí haríamos la operación necesaria para construir nuestra pieza, como una extruxión. Pero de momento no hacemos nada más

Paso 4-1: Creando plano en blanco

Vamos a dibujar el plano de este rectángulo. Para ello cambiamos al banco de trabajo TechDraw

El plano lo creamos sobre una hoja, que opcionalmente puede crearse a partir de una plantilla. Vamos a probar 3 casos diferentes. Elije alguno de ellos para crear tus planos. En este primer caso creamos una hoja en blanco, que no tiene ningún dibujo

Pinchamos en el icono de Insertar una página por defecto

Se nos abre una pestaña nueva, al lado de la de nuestro documento, con un fondo blanco: Es la hoja (Din A4) sobre la que dibujar el plano. También veremos que aparece un elemento nuevo en nuestro árbol de operaciones: es nuestra página donde se dibujarán los planos

Paso 4-2: Creando plano a partir de plantillas de Freecad

En vez de una hoja en blanco podemos crear nuestros planos a partir de una plantilla que contiene bordes y cajetines para poner información sobre nuestro diseño. Normalmente los planos NO están en hojas en blanco, sino que se incluyen cajetines con información sobre la escala, el autor, la descripción de la pieza, la empresa, etc.

FreeCad incorpora varias plantillas que podemos usar. Partimos de diseño inicial, donde todavía no hemos insertado nuestra hoja del plano y pinchamos en el icono Insertar una página usando una plantilla

Seleccionamos entre las plantillas que trae Freecad. Cualquiera de ellas nos vale. Por ejemplo A4_Landscape_ISO5457_ninimal, para tener una de tamaño Din-A4 y con un cajetín con información reducida

Esta es la hoja que nos aparece:

Paso 4-3: Creando plano a partir de una plantilla personalizada

La tercera opción es crear un plano usando una plantilla personalizada, que hemos creado nosotros. Las plantillas son ficheros SVG, y que por tanto podemos crear fácilmente con Inkscape

Para utilizar nuestra plantillas basta con crear una primero. En esta documentación se usan estas dos plantillas personalizadas:

Hay que pinchar en el icono de Insertar una página usando una plantilla, igual que en el apartado anterior, pero ahora navegamos al directorio donde tenemos nuestra plantilla:

Se nos crea una nueva página, con nuestra plantilla:

Ya estamos listos para dibujar los planos en nuetra hoja!

Paso 5: Crear la vista superior

Los planos son proyecciones de nuestras piezas, a los que se le añaden las medidas necesarias para caracterizar la pieza y que pueda ser fabricada. En los planos encontramos de manera condensada todo lo necesario para entender y fabricar la pieza, así como diseñar otras piezas que vayan acopladas a ella

Como estamos ahora haciendo Dibujo 2D, en nuestros planos sólo habrá una única vista, que denominamos vista superior o planta

El primer paso es generar esta vista. Para ello seleccionamos el boceto y pinchamos en el botón de Insertar una vista en la página actual

Se nos crea una vista nueva, que por defecto es la vista frontal. Esta vista se dibuja en la hoja, y también aparece en el árbol de operaciones

En la ventana de tareas de la derecha muestran diferentes opciones para configurar la vista

Por defecto se proyecta la vista frontal, que en este caso es una única línea. Además se dibujan los dos extremos de la línea (puntos gordos) y el nombre, aunque con un tamaño pequeño

Lo primero es cambiar la vista a la superior. Para ello pinchamos en la flecha hacia abajo para rota la pieza y verla desde la parte superior. Luego pulsamos en OK

Paso 6: Cambiar la escala de la página

Por defecto la página está a escala 1:1. Es decir, a tamaño real. Un milímetro de la hoja se corresponde con un milímetro real. Como el rectángulo tiene dimensiones 9 mm x 4 mm, lo vemos muy pequeño

Para que en nuesto plano salga más ampliado, vamos a aumentar la escala. Pinchamos en Page en el árbol de operaciones. En la derecha vemos las propiedades de la página

Cambiamos la escala a 10. Ahora la vista se ve más grande:

Paso 7: Mover la vista

La vista dibujada en la página se puede mover y se puede situar en la posición que queramos. Basta con pinchar en su nombre View y arrastrarla. En esta animación la vemos en movimiento

Centramos la vista. Así es como nos queda

Hacemos zoom para ampliar el rectángulo

Paso 8: Acotar la pieza

Es el momento de poner las cotas a la pieza. Pinchamos en el icono Insertar medida

Seleccionamos el segmento inferior y colocamos su medida

Hacemos lo mismo con el segmento derecho del rectángulo

En esta animación se muestra el proceso completo de acotado

Paso 9: Visualizar el plano final

Por defecto la pieza se ve dentro de un marco punteado, con su nombre y con los vértices como puntos gordos. Es en este modo donde podremos añadir sus dimensiones. Como ya hemos terminado, queremos ocultar todo esto, para dejar sólo el plano final. Pinchamos en el icono Activar/desactivar la vista de frames

Si queremos mover la vista, para centrarla o colocarlo en otro sitio, volvemos a pinchar en este mismo icono, movemos la vista, y volvemos a pinchar en el icono para fijar esta vista

En esta animación vemos el proceso

Paso 10: Exportar el plano a SVG

Como último paso vamos a exportar el plano a formato SVG, para publicarlo en esta wiki. Pinchamos en el icono Exportar página como SVG

Navegamos hacia el directorio donde exportar el SVG, escribimos el nombre y pinchamos en save

A veces en el plano final exportado a SVG algunos textos se desplazan ligeramente con respecto a su posición original. Si nos ocurre esto, siempre podemos editarlo con el Inkscape para corregirlo

Plano final

Este es el plano final en SVG:

Desde inkscape también se puede exportar a PDF

Ejemplo 2: Sección en T

Este es el resultado final del ejemplo 2. Una sección con forma de T (no simétrica)

En este ejemplo sólo haremos hincapié en los aspectos nuevos con respecto al ejemplo 1. Todo lo demás se hará de manera similar

Boceto: Activando el grid

Para este tipo de planos resulta muy cómo activar la rejilla (grid). Por defecto esta rejilla tiene cuadrados de 1x1 (milímetros). Se activa pinchando en el botón de toggle grid

Boceto: Dibujando el perímetro

Lo siguiente es dibujar el perímetro de la figura, de una forma aproximada, y sin añadir dimensiones. Primero pinchamos en el icono de crear multilínea

Y ahora dibujamos el contorno aproximado. Lo importante es que se aprecie la forma de "T"

El boceto tiene de momento 8 grados de libertad. En esta animación se muestran visualmente los grados de libertad, moviendo los puntos y los segmentos

Boceto: Segmentos alineados

Antes de poner dimensiones, nos aseguramos que el perímetro tiene la forma correcta. En esta figura los dos segmentos inferiores de la parte superior de la T deben situarse en la misma horizontal. Es decir, deben estar alineado. Eso lo logramos añadiendo una restricción de pertenencia entre un punto de un segmento y el otro segmento

Primero pinchamos en el punto de un segmento. Se pone verde. Luego pinchamos en el otro segmento, que también se pone verde. Y por último pinchamos en el icono de Poner restricción de coincidencia

Ambos segmentos quedan ahora alineados

En esta animación vemos que efectivamente es así: ambos segmentos están alineados siempre

Boceto: Añadiendo dimensiones

La figura que tenemos hasta tiene todavía 7 Grados de Libertad por lo que es "de chicle": Podemos mover sus puntos y segmentos, estirándolos y encogiéndolos, aunque su forma básica se mantiene

Para reducir los grados de libertad introducimos restricciones de medidas horizontales y verticales. Si nos fijamos en el plano final, que es el que estamos recreando observamos que Hay más medidas de lo necesario. Es decir, que para definir esa figura lo podemos hacer con menos medidas. Elegimos las que queramos, y las vamos colocando hasta que sólo nos queden 2 grados de libertad

Lo que tenemos ahora es un sólido rígido. La figura la podemos mover a cualquier parte del boceto, y ya NO SE DEFORMA. Se mantiene siempre con la misma forma. En esta animación lo vemos:

Boceto: Fijando la posición final

Para fijar la posición final del boceto basta con establecer la posición de un punto de la pieza. La forma más sencilla es hacelo coincidente con el origen. Pinchamos en el origen, pinchamos en el punto selecciona y añadimos la restricción de coincidencia

El boceto quedará totalmente restringido. El punto seleccionado ahora estará en el origen, y el boceto cambiará al color verde

Esto se puede hacer de otras formas, que sólo enumeraré aquí:

  • Establecer la distancia horizontal y vertical de un punto con respecto al origen, poniendo restricciones de distancia horizontal y vertical
  • Fijando la posición con el icono del candado. Lo que hace es lo mismo que la anterior, pero con un sólo click
  • Estableciendo una coincidencia entre el punto y el eje x. Y otra entre el punto y el eje y

Elige la que más te guste

Creando el plano y añadiendo las cotas

Creamos el plano como ya sabemos, y añadimos la vista superior (que también sabemos hacer). Ahora ponemos las cotas. A diferencia de la creación de los bocetos, ahora NO HAY GRADOS DE LIBERTAD. Es decir, que podemos poner todas las medidas que queramos, aunque sean redundantes, o poner menos de las necesarias

Normalmente las cotas que se ponen son las que permitan definir de la mejor forma cómo fabricar la pieza. Y muchas veces resulta útil poner cotas redundantes, para evitar hacer cálculos

Todas las cotas se colocan como ya sabemos, seleccionando los segmentos, o los puntos extremos, y pinchando en el icono de Añádir medidas

Ejercicio EX-001

Practica con los ejercicios. Créalos en FreeCAD y obtén unos planos como los dados

Ejercicio EX-002

Ejercicio EX-003

Ejercicio EX-004

Ejercicio EX-005

Dibujos con líneas en diferentes orientaciones

En los siguientes dibujos ya no sólo hay líneas verticales y horizontales. También las hay con otras orientaciones

Ejemplo 3: Triángulo rectángulo pitagórico

Este es el resultado final del ejemplo 3. Un triángulo rectángulo (pitagórico)

Como es un triángulo rectángulo el boceto lo podemos crear con lo que ya conocemos: aplicando restricciones de horizontalidad y verticalidad a los catetos, y fijando sus dimensiones

Planos: Mostrando ángulos

Para colocar cotas angulares entre dos segmentos del plano tenemos varias opciones. Primera opción: seleccionar uno de los catetos. Seleccionar el segundo cateto (pulsando ctr al hacer click con el ratón). Desplegar la opción de añadir cotas y seleccionar la opción Añadir cota angular

Nos aparece la cota angular en color verde

Arrastramos la cota con el ratón para colocarla en la posición que queramos

En esta animación se muestra el proceso completo:

Hay otras formas de hacer lo mismo, que se resumen aquí:

  • La herramienta de crear cotas es "inteligente". Muchas veces puede determinar por ella misma qué tipo de cota se está intentando poner. Por ello no hay que decirlo explícitamente. En esta animación se muestra esta segunda forma: Se seleccionan los dos catetos y se pincha directamente en el icono de insertar medidas

  • Esta opción es similar, pero al revés. Primero se pincha en el icono de insertar medidas, y luego se seleccionan los dos catetos. En el proceso intermedio aparecen otras cotas, pero esperamos hasta tener ambos catetos seleccionados. Se muestra en esta animación

Ejercicio EX-006

En el siguiente apartado se dan algunas pistas necesarias para completar el ejercicio

Boceto: Restricciones angulares

Añadir restricciones angulares a los bocetos es muy sencillo. Igual que ocurría al hacer los planos, hay varias formas de crearlas. Veremos una de ella. Primero seleccionamos los dos segmentos implicados en la restricción angular. Se ponen de color verde. Luego pulsamos en el icono de añadir restrición de dimensión

Al hacerlo aparece la restricción angular, con el ángulo actual (que no tiene por qué ser el correcto). La colocamos con el ratón

Al dar al botón izquierdo del ratón aparece una ventana para introducir el ángulo. Ponemos el valor correcto. En este caso es de 135º

Pinchamos en el botón de OK y se fija el ángulo. Vemos cómo ahora tiene un grado de libertad menos

Ejercicio EX-007

Ejercicio EX-008

Ejercicio EX-009

Circunferencias, arcos, radios y diámetros

En estas figuras hay taladros circulares en el interior de la mayoría de las piezas

Ejercicio EX-010

Ejercicio EX-011

Ejercicio EX-012

Ejercicio EX-013

Ejercicio EX-014

Ejercicio EX-015

Ejercicio EX-016

Ejercicio EX-017

Ejercicio EX-018

Perímetros con curvas

Los perímetros de estas figuras ya no están compuestos sólo por líneas rectas en diferentes orientaciones, sino también por curvas (arcos circulares)

Ejercicio EX-019

Ejercicio EX-020

Ejercicio EX-021

Ejercicio EX-xxx

🚧 TODO 🚧
(DEBUG)

  • Plano en PDF:
  • Solución:

Diseño 3D

Ejercicios de planos de figuras en 3D

Ejercicio EX-3D-001

Ejercicio EX-3D-00x

🚧 TODO 🚧
(DEBUG)

  • Plano en PDF:
  • Solución:

Créditos

  • Los diseños utilizados son los que hay en el libro "Autocad Mechanical", de Sachidanand Jha
  • La idea de utilizar este libro, y de rehacer todos los dibujos en FreeCAD, la he tomado de Katt Kushol. En su canal tiene un tutorial de Freecad donde enseña cómo diseñar en Freecad modelos 3D tomados de este libro. ¡Muchas gracias!

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