Autodesk Inventor 7
Tutorial de Modelamento 3D Básico
Modelamento de um Mancal
Autor: Cristiano Nogueira Silva
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Apenas pedimos que sejam mantidas as devidas referências ao site de origem, como
também a propriedade deste conteúdo.
Cristiano Nogueira Silva
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Tutorial de Modelamento 3D Básico
Modelando um Mancal
Criando um novo arquivo de projeto
No quadro de criação de um novo arquivo, selecione na esquerda a opção Projects, como
mostra a figura 1.
Figura 1
Aparecerão na direita os projetos criados. O Inventor cria automaticamente durante a
instalação três projetos: Default, samples e tutorial_files.
Crie um novo projeto clicando no botão New na parte inferior desse quadro.
Aparecerá então uma nova janela como mostra a figura 2.
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Figura 2
Escolha as opções New Project (personal or group), para criar um novo projeto pessoal ou
em grupo, e selecione No, para a pergunta “Is this project for existing Inventor Files?”, ou
seja, se este projeto é para arquivos já existentes do Inventor.
Em seguida clique em Next para prosseguir.
Na janela seguinte, defina o nome “Inventor_Passo_a_Passo” para o nome do projeto.
No campo localização, você define o diretório de localização do arquivo de projeto, que é o
arquivo de mesmo nome do projeto dado, com a extensão IPJ. (Figura3).
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Será criado um novo diretório com o nome do projeto, dentro do diretório escolhido.
O Inventor criará um arquivo chamado Inventor_Passo_a_Passo.ipj, no diretório que você
escolheu.
Escolha também um diretório para os arquivos existentes que poderão ser usados no novo
projeto. O padrão aparecerá com um subdiretório chamado Workgroup. Apague-o, como
mostra na figura 3.
Clique em Next.
Aparecerá a janela da figura 4.
Nessa janela você poderá selecionar diretórios de bibliotecas já existentes para aproveitar
neste projeto.
Esses diretórios são os das bibliotecas onde o Inventor irá salvar todos os componentes
inseridos no desenho.
Figura 4
Na parte da esquerda são mostrados os diretórios existentes de componentes que estão
sendo utilizados em outros projetos.
É interessante você manter este mesmo diretório para todos os seus projetos, pois muitas
vezes esses componentes são comuns a vários outros projetos.
Selecione ambos na esquerda e clique na seta para a direita, copiando, assim as
informações.
Veja o resultado na figura 5.
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Figura 5
Clique em Finish.
Poderá aparecer uma mensagem dizendo que o diretório escolhido para armazenar o
projeto não existe e se você deseja criá-lo, como mostra a figura 6. Selecione OK para
finalizar.
Figura 6
O projeto é então criado e aparece na lista dos projetos existentes.
Torne-o ativo, simplesmente clicando duas vezes sobre ele. (Figura 7).
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Figura 7
Criando um novo Arquivo.
No mesmo quadro de diálogo, estando com o projeto Inventor_Passo_a_Passo ativo, na
esquerda do quadro de diálogo, clique em New.
Aparecerá o quadro de diálogo da figura 8.
Selecione o Tab (orelha) Metric, para visualizar os templates (arquivos padrões) do sistema
métrico, e em seguida selecione o template Standard (mm).ipt para usarmos criarmos um
part file. Clique em OK.
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Figura 8
Um novo arquivo de modelamento de peça será aberto no modo sketch (rascunho), para
então desenharmos uma geometria 2D e então transformá-la em um sólido tridimensional.
Criando o sketch da base
Entre na ferramenta de desenhar linha , na barra de ícones de Sketch, ou apenas digite a
letra L para entrar no comando Line.
Desenhe a geometria mostrada na figura 9. Repare que conforme as linhas são desenhadas,
algumas restrições não adicionadas aos segmentos.
Figura 9
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Dimensionando o sketch
Selecione a ferramenta de dimensionamento General Dimension, na barra de ícones de
Sketch, ou clique a letra D para entrar no comando.
Dimensione o sketch como mostra a Figura 10, selecionando a linha a ser dimensionada e
clicando num ponto abaixo ou acima da mesma.
Comece pela dimensão de 160 mm, coloque a de 15 mm, a de 5 e a de 35. Finalmente
coloque a de 62.5, sendo que para esta utilizaremos uma pequena equação, que no caso
será (d0-d3)/2.
Para tanto, ao colocar o valor dela, clique sobre a cota de 160 mm para que o Inventor
pegue a variável relativa a esta cota, coloque o sinal de subtração (-) e selecione a cota de
35 mm, para pegar sua variável. Coloque a equação entre parênteses e divida-a por 2 (/2).
Isso fará com que o rebaixo fique sempre centralizado.
Figura 10
Repare que as linhas horizontais perpendiculares às do rebaixo estão desalinhadas.
Coloque então uma restrição de colinearidade entre essas duas linhas, clicando na barra de
ícones à esquerda, na seta ao lado do ícone perpendicular.
Aparecerão vários outros ícones. Esses ícones são os ícones de restrições geométricas.
Procure o de colinearidade e marque-o. (Figura 11).
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Figura 11
Selecione ambas as arestas desalinhadas para que elas fiquem colineares.
Nosso sketch está pronto.
Criando a base em 3D
Agora que o sketch está pronto, iremos transformá-lo em um bloco 3D. Primeiramente saia
do modo sketch, clicando no ícone Sketch da barra superior . (Figura 12).
Figura 12
Repare que o grid irá desaparecer e que a barra de ícones do Sketch que fica à direita dará
lugar à de Features.
Iremos agora para um ponto de visão isométrico, clicando com o botão direito do mouse na
área de desenho e selecionando a opção Isometric View no menu.
Entre no comando Extrude, (é o primeiro ícone da barra à esquerda) para extrudarmos o
sketch, ou clicando a letra E.
No quadro de diálogo que aparecer, coloque a distancia de extrusão com 120 mm e clique
em OK. (Figura 13).
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Figura 13
O bloco da base está criado. Veja o resultado na figura 14.
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Figura 14
Redefinindo a vista isométrica
A figura 14 mostra a vista isométrica atual. Entretanto, vamos mudar a vista isométrica
para um outro ponto de visualização.
Faremos essa redefinição através do comando Rotate. Selecione-o na barra de ícones
superior, como mostra a figura 15.
Figura 15
Aparecerá na área de desenho um círculo com os quatro quadrantes marcados e uma cruz
no centro do mesmo.
Leve o cursor até o centro da tela, clique a arraste o mouse.
Conforme o mouse é movimentado, a peça vai girando em 3D.
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Gire a peça até chegar a um ponto de visualização parecido com o da figura 16. E então
clique com o botão direito do mouse na tela, estando com o comando rotate ativo.
Aparecerá um menu. Escolha a opção Common View [SPACE].
Figura 16
Aparecerá um cubo no centro da tela com diversas setas nos seus vértices e também no
centro das faces (Figura 17). Se você clicar em cima de uma seta dessas, você estará
olhando a seta selecionada perpendicularmente, ou seja, olhando na mesma direção que a
seta.
Selecione a seta indicada na figura 17.
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Figura 17
Varifique se o resultado foi idêntico ao da figura 18.
Se não foi, clique com o botão direito do mouse na tela, escolha Isometric View, para
voltar a vista isométrica. Clique novamente com o botão direito na tela e escolha a opção
Free Rotate [SPACE], para voltar ao rotate normal e reinicie todo este processo.
Se o resultado foi igual, clique com o botão direito na tela e escolha a opção Redefine
Isometric.
Clique novamente com o botão direito e selecione a opção Free Rotate [SPACE], para
retornar ao rotate normal e para finalizar, clique novamente com o botão direito e selecione
Done [ESC].
Figura 18
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Criando o eixo central do Mancal
Criaremos primeiramente um Work Plane (Plano de Trabalho) que passe pelo centro da
peça.
Iremos criar este Work Plane parametrizado em relação à altura de extrusão, para que ele
fique sempre na metade peça. Temos então que saber qual é o parâmetro d referente à
altura da extrusão.
Entre na tabela de parâmetros na barra de ícones à esquerda, no comando Parameters
(figura 19).
Figura 19
Aparecerá o quadro de diálogo da figura 20.
Figura 20
Repare que o parâmetro da altura de extrusão (120 mm), é o d5.
Clique em Done.
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Entre na ferramenta Work Plane na barra de ícones de Features à esquerda (figura 21).
Figura 21
Selecione a face frontal do mancal e ao mesmo tempo arraste o mouse com o botão
pressionado para dentro da peça. Solte o botão e coloque a equação –d5/2, para que o plano
fique na metade da altura da extrusão. (Figura 22)
Figura 22
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Agora clique no ícone de Sketch na barra superior e em seguida clique na borda do Work
Plane criado, para criarmos um Sketch Plane (Plano de Rascunho).
Em seguida, clique com o botão direito na tela e escolha a opção Slice Graphics (figura
23).
Figura 23
Esta opção gera um corte temporário na peça, que irá facilitar a visualização para a criação
do eixo central. Veja o resultado na figura 24.
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Figura 24
Clique no ícone Look At, na barra de ícones superior, e selecione o Work Plane. Isso fará
com que tenhamos uma visão perpendicular a ele, ou seja, olharemos de frente (figura 25).
Figura 25
Entre na ferramenta Center point circle (figura 26).
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Figura 26
Desenhe o círculo e dimensione-o conforme a Figura 27.
Para a dimensão de 80 mm, use a equação d0/2, para que o círculo fique sempre
centralizado no Mancal.
Figura 27
Saia do modo Sketch, clicando no ícone Sketch da barra superior.
Vá para a vista isométrica, clicando com o botão direito na tela e escolhendo a opção
Isometric View.
Extrude o sketch desenhado com as opções Midplane e com distância de 130 mm (figura
28).
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Figura 28
Veja o resultado na figura 29.
Figura 29
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Agora criaremos um novo Sketch para fazer o acabamento do eixo central.
Crie um Sketch Plane no mesmo Work Plane anterior, clicando na ferramenta de Sketch na
barra de ícones superior e clicando em seguida na borda do Work Plane. O Sketch Plane
será criado e o grid irá aparecer.
Em seguida clique com o botão direito do mouse e escolha a opção Slice Graphics no
menu que aparece.
Novamente a peça sofrerá um corte de visualização na posição do Sketch. Isto facilitará a
criação do novo Sketch (figura 30).
Figura 30
Novamente clique na ferramenta Look At e em seguida no Work Plane para termos uma
visualização em 2D.
Desenhe o retângulo abaixo com a ferramenta Two Point Rectangle, da barra de ícones à
esquerda.
Coloque restrições de tangência entre o retângulo criado e a arestas circulares (figuras 31 e
32)
Coloque também a dimensão de valor zero entre a aresta superior do retângulo e o centro
do círculo. (Figura 32)
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Figura 31
Figura 32
Saia do modo Sketch, vá para a vista isométrica e em seguida entre na ferramenta de
extrusão.
Repare que no quadro do comando extrude a opção Profile aparece marcada. Isso quer
dizer que o Inventor não sabe qual profile você quer extrudar, pois existe mais de um
possível de ser extrudado (figura 33).
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Figura 33
Selecione o retângulo como o profile a ser extrudado.
Faça uma extrusão Midplane com o valor de d5, ou seja 120 mm (figura 34).
Figura 34
Veja o resultado na figura 35.
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Figura 35
Aplicando Fillets
Agora aplicaremos fillets (arredondamentos) de raio 5 mm nas arestas indicadas nas
Figuras 37 e 38.
Para isso entramos no comando Fillet, localizado na barra de ícones à esquerda (Figura
36).
Figura 36
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Figura 37
Figura 38
E no quadro de diálogo do fillet, coloque no campo do valor do raio, 5mm, como mostra a
figura 39.
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Figura 39
Clique em OK para aplicar os fillets.
Criando a face inclinada do mancal
Agora, criaremos a face inclinada do mancal. Para tanto criaremos primeiramente um
Work Plane que passará por uma aresta da peça e terá um ângulo de 45 graus em relação a
uma face da peça.
Entre na ferramenta de criação de Work Planes, localizada na barra de ícones à esquerda e
clique na aresta da peça indicada na Figura 40 e na face indicada na Figura 41. Coloque o
ângulo de 45 graus no pequeno quadro.
Figura 40
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Figura 41
O plano é criado a 45 graus.
Vamos agora criar um sketch plane neste Work Plane, clicando na borda deste e em
seguida, no ícone Sketch da barra de ícones superior.
Em seguida desenhe um retângulo como mostra a Figura 42.
Coloque as dimensões, 60 mm de largura e 75 mm de altura, mostradas nesta figura e
aplique uma restrição de colinearidade entre a aresta inferior do retângulo e a aresta
utilizada para a criação do Work Plane.
Para colocar a dimensão de 30 mm, que centraliza o retângulo em relação à base, podemos
parametrizar utilizando a equação da metade da subtração de d5 e o parâmetro
correspondente à cota de 60 mm (para pegar o parâmetro desta cota, clique sobre o valor da
cota).
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Figura 42
Saia do modo Sketch e entre na ferramenta de extrusão.
Extrude o retângulo criado, com a opção To, selecionando a face indicada na Figura 43.
Figura 43
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Tirando a visibilidade dos Work Planes
Clique com o botão direito do mouse sobre os Work Planes e escolha a opção Visibility,
como mostra a Figura 44
Veja o resultado na Figura 45.
Figura 44
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Figura 45
Agora criaremos furos na face inclinada do mancal.
Crie um Sketch Plane na face inclinada, clicando na face e no ícone Sketch da barra de
ícones superior.
Entre na ferramenta Point, Hole center na barra de ícones de Sketch e clique no canto
inferior esquerdo da face inclinada e dimensione-o com 12,5 mm de cada aresta da face
inclinada, conforme a Figura 46.
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Figura 46
Saia do modo Sketch e selecione na barra de ícones de features a ferramenta Hole (Figura
47).
Figura 47
No quadro de diálogo do comando Hole, especifique as características do furo conforme as
Figuras 48 a 51.
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Especifique um furo Drilled com 15 mm de profundidade.
Figura 48
Marque o botão Tapped para especificar uma rosca para o furo e escolha o tipo ISO Metric
Profile para rosca métrica.
Figura 49
Escolha 10 mm para o diâmetro da rosca, para uma rosca M10. E especifique 10 mm para a
profundidade da rosca.
Figura 50
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Coloque 120 graus para o ângulo da ponta da broca.
Figura 51
Clique em OK e veja o resultado na Figura 52.
Figura 52
Agora faremos cópias retangulares do furo criado com o comando Rectangular Pattern.
Entre no comando Rectangular Pattern da barra de ícones a esquerda.
Selecione o furo como a feature que será copiada. Em seguida clique no botão Direction 1
e selecione a aresta inferior da face inclinada e oriente e seta verde para a direita, clicando
no botão Flip do quadro. Coloque duas unidades e uma distância de 35 mm (Figura 53).
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Figura 53
Em seguida, clique no botão Direction 2 e selcione a aresta vertical da face inclinada e
oriente a seta para cima, clicando no botão Flip. Coloque duas unidades e uma distância de
50mm(Figura 54). Clique em OK.
Figura 54
Veja o resultado na Figura 55.
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Figura 55
Adicionando Fillets
Agora adicionaremos alguns fillets (raios de adoçamento) em algumas arestas da peça.
Entre no comando Fillet da barra de ícones a esquerda e selecione as duas arestas
superiores da face inclinada, como mostra a Figura 56 e coloque um raio de 6 mm. Talves
seja necessário girar a peça com o comando Rotate para selecionar as arestas indicadas.
Depois clique em OK.
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Figura 56
Volte no comando Fillet e selecione a aresta do contorno da junção da face inclinada com a
base do mancal. Repare que todo o contorno será selecionado. Isso acontece por causa dos
fillets já existentes colocados anteriormente.
Coloque um raio de 5 mm e não de OK ainda. (Figura 57).
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Figura 57
Ainda no quadro de diálogo, clique em Click to Add para adicionar novas arestas onde
entrarão fillets com raio diferente das arestas já selecionadas.
Selecione então as quatro arestas da base do mancal e coloque um raio de 15 mm (Figura
58).
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Figura 58
Clique em OK.
Veja o resultado na Figura 59.
Figura 59
Criando os furos de fixação do mancal
Agora criaremos os furos de fixação do mancal.
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Para isso crie um novo Sketch plane na face indicada na Figura 60, clicando no botão
Sketch da barra de ícones superior e na face.
Figura 60
Olhe a face de frente com o comando Look At, desenhe e dimensione o sketch mostrado na
figura 61.
Figura 61
Saia do modo sketch, volte para a vista isométrica e entre no comando Extrude.
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Ao entrar no comando, selecione primeiramente o Profile que será extrudado, clicando
dentro do sketch desenhado.
Em seguida no quadro de diálogo, selecionamos a opção Cut para retirar material,
colocamos uma distância de 5 mm para a extrusão e verificamos se a mesma será feita para
baixo, ou seja, para dentro da peça (Figura 62).
Figura 62
Clicamos em OK.
Agora vamos criar um sketch plane na face interna do rebaixo feito, clicando na face e no
botão Sketch da barra de ícones superior.
Olhamos a face de frente com o comando Look At e desenhamos um círculo concêntrico
com o ponto central do arco da face. Para isso ao entrar no comando Circle, selecione o
pequeno ponto negro relativo ao centro do arco.
Dimensione o diâmetro do círculo com 8 mm (Figura 63).
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Figura 63
Saia do modo sketch e volte para a vista isométrica.
Entramos no comando extrude e selecionamos o círculo como o profile de extrusão,
clicando dentro do círculo.
No quadro de diálogo selecionamos a operação Cut, para retirar material e modificamos o
campo Distance para a opção All, para que a extrusão vaze toda a peça. Também
verificamos se a extrusão será feita para baixo, ou seja, para dentro da peça (Figura 64).
Figura 64
Clicamos em OK.
Veja o resultado na Figura 65.
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Figura 65
Agora vamos copiar o rebaixo e também o furo para os outros três cantos da peça.
Não podemos usar o comando Rectangular Pattern, pois o raio do rebaixo deve ficar
voltado para o canto da peça.
Utilizaremos, portanto, o comando Mirror Feature.
Entretanto, para espelharmos uma feature com o comando Mirror, temos que ter planos de
simetria. Um deles já temos, que é o Work Plane 1 que está invisível. Então vamos ao
Browser e clicamos com o botão direito sobre o Work Plane 1 e escolhemos a opção
Visibility (Figura 66), voltando assim com a visibilidade do Work Plane.
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Figura 66
Temos então que criar um outro plano de simetria, longitudinal ao eixo principal do
mancal.
Entramos no comando Work Plane e selecionamos a face lateral do mancal, como mostra a
Figura 67.
Figura 67
Em seguida, selecionamos o pondo médio da aresta horizontal do rebaixo da base do
mancal, como mostra a Figura 68.
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Figura 68
O novo Work Plane é então criado paralelo ao plano selecionado, passando pelo ponto
médio que clicamos.
Veja o resultado na Figura 69.
Figura 69
Agora sim, podemos fazer o mirror das features.
Entre no comando Mirror Feature da barra de ícones a esquerda.
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Selecione o rebaixo e o furo do rebaixo como as features que serão espelhadas, como
mostra a Figura 70.
Figura 70
Depois clique no botão Mirror Plane do quadro de diálogo e selecione p Wprk Plane1,
como mostra a Figura 71.
Figura 71
Repare que já aparece um Preview da feature que será espelhada na parte inferior.
Clique em OK no quadro de diálogo e veja o resultado na Figura 72.
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Figura 72
Agora vamos voltar no comando Mirror Feature para espelhar para o outro lado da peça os
rebaixos e os furos de fixação.
Depois de entrar no comando Mirror Feature, selecione o rebaixo copiado para a parte
inferior e todo o rebaixo e o furo serão selecionados, assim como o rebaixo da parte
superior. Isso acontece porque estamos copiando uma feature que não é a original, e sim
uma cópia (Figura 73).
Figura 73
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Depois marque o botão Mirror Plane no quadro de diálogo e selecione o Work Plane 3,
como mostra a Figura 74.
Figura 74
Clique em OK e veja o resultado na Figura 75.
Figura 75
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Em seguida podemos tirar a visibilidade dos Work Planes clicando com o botão direito
sobre a borda deles e escolhendo a opção Visibility. Podemos fazer isso também via
Browser.
Fazendo o Furo do Eixo Principal
Para finalizarmos o modelamento 3D do mancal, vamos criar o furo do eixo principal do
mancal.
Para isso vamos criar um novo Sketch Plane na face circular do eixo, como mostra a Figura
76, e clicando no ícone Sketch da barra de ícones superior.
Figura 76
Em seguida, com o comando Two Point Circle, vamos desenhar um círculo concêntrico
com a face, selecionando como centro do novo círculo o ponto preto do centro do círculo
da face, na própria vista isométrica.
Vamos dimensionar esse novo círculo com 25 mm de diâmetro, como mostra a Figura 77.
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Figura 77
Saímos do ambiente Sketch e entramos no comando Extrude.
Selecione o círculo como profile de extrusão, clicando dentro dele. Depois marque a opção
Cut, no campo Distance mude para All e verifique se a extrusão seráfeita para dentro da
peça.
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Figura 78
Clique em OK.
Agora vamos criar chanfros com o comando Chamfer.
Entre no comando Chamfer da barra de ícones a esquerda e selecione as arestas circulares
do furo do eixo principal, selecionando na parte da frente e na de trás.
Em seguida, no quadro de diálogo, deixe a primeira opção marcada para distâncias iguais
para o chanfro e coloque 2 mm para o valor do chanfro, como mostra a Figura 79.
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Figura 79
O modelamento do mancal está pronto
Veja o resultado final na Figura 80.
Figura 80
Mudando a cor da peça
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Agora vamos modificar a cor da peça. Para isso, selecionamos na barra de ícones superior,
o campo onde está escrito As Material. (Figura 81)
Figura 81
Podemos ir selecionando as diferentes opções de cores para a peça.
Por último selecione a cor Black Chrome (Figura 82)e salve a peça com o nome de
Mancal.ipt.
Figura 82
Vendo as propriedades de material da peça
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Agora vamos verificar as propriedades de material da peça.
Vamos no menu File e na opção iProperties, como mostra a Figura 83.
Figura 83
No quadro de diálogo seguinte, vamos no Tab (Guia) Physical (Figura 84).
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Figura 84
No campo Material, vamos mudar para Steel, Mild e verificamos que as propriedades de
massa do nosso mancal aparecem, tais como massa, área de superfície, volume da peça,
centro de gravidade, momentos de inércia e raios de giração (Figura 85).
Verifique se o peso do seu mancal equivale com o da Figura 85, para esse material. Caso
contrário, alguma coisa errada foi feita no modelamento do mesmo.
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Figura 85
Clique em OK para fechar o quadro e repare que a cor da peça muda, pois ela assume a cor
do material físico que escolhemos. Para mudar é só ir no campo de cores e fazer a
modificação desejada.
Salve a peça.
Finalizamos assim nosso primeiro tutorial.
* Cristiano Nogueira Silva é Técnico em Mecânica, estudante de Engenharia Naval e
Offshore, administrador do portal MCADBrasil (www.mcadbrasil.net), fundador e
administrador das listas de Mechanical Desktop e Autodesk Inventor e Gerente MCAD da
Revenda Autodesk, 3D Graphics Engenharia, no Rio de Janeiro, Brasil.
[email protected]
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