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SOLIDWORKS BÁSICO
SOLIDWORKS BÁSICO
Salvador 2006
Copyright
2006 por SENAI-DR BA. Todos os direitos reservados.
Área Tecnológica de Desenvolvimento de Produtos Industriais Núcleo de Engenharia de Produtos Elaboração: Eduardo de Farias Vianna Filho Revisão Técnica: Hildebrando Santos Pinto Revisão Pedagógica: Nilzete Alves de Castro Normalização: Sueli Madalena Costa Negri
Catalogação na fonte (Núcleo de Informação Tecnológica – NIT) _________________________________________________ SENAI DR/BA – Solidworks básico. Salvador, 2006. 122 p.il. (Rev.04) 1. Solidworks – Modelagem
I. Título
CDD 005.3 _________________________________________________ SENAI - CIMATEC Av. Orlando Gomes, 1845 - Piatã Salvador – Bahia – Brasil CEP 41650-010 Tel.: (71) 462-9500 Fax. (71) 462-9599 http://www.cimatec.fieb.org.br
SUMÁRIO 1 1.1
INTRODUÇÃO
4
Breve histórico
4
1.2 O que é o Solidworks? 1.2.1 Módulos básicos 1.2.2 Modelagem 3D (Part) 1.2.3 Montagem (Assembly) 1.2.4 Desenho (Drawing) 1.2.5 Conceitos gerais
5 5 5 5 6 6
2
MÉTODO GERAL PARA MODELAGEM 3D
6
3
EXPLORANDO A INTERFACE GRÁFICA
7
3.1 Barras de Ferramentas 3.1.1 Barra de Ferramenta Standard 3.1.2 Barra de Ferramenta de Visualização – Auxilia no modo de visualização da part. 3.1.3 Barra de Ferramentas de Sketch – Auxilia na criação de sketchs. 3.1.4 Barra de Ferramenta de Features – Auxilia na criação de características da part.
9 10 10 11 12
4
14
MODELAGEM DE COMPONENTES EM 3D (PART)
4.1
Exercício Prático: Modelamento de um Mancal
14
4.2
Exercício Prático: Modelamento de um Bloco de Guia
35
4.3
Exercício Prático: Modelamento do Corpo de Embalagem Plástica
45
4.4
Exercício Prático: Modelamento da Tampa da Embalagem Plástica
56
4.5
Exercício Prático: Modelamento da Caneca
59
4.6
Exercício Prático: Modelamento da uma Chave de Fenda
70
4.7
Exercício Prático: Modelamento da uma Roda Dentada
81
5
MONTAGEM DE COMPONENTES EM 3D (ASSEMBLY).
5.1
Exercício Prático: Montagem da Embalagem Plástica
5.2
Exercício Prático: Montagem de um Rolamento
6 6.1
7
DESENHO 2D DE COMPONENTES EM 3D (DRAWING). Exercício Prático: Geração de Desenho 2D do Mancal.
REFERÊNCIAS
88 88 100
109 109
127
Apresentação Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contínua do padrão de qualidade e produtividade da indústria, o SENAI-BA desenvolve programas de educação profissional e superior, além de prestar serviços técnicos e tecnológicos. Essas atividades, com conteúdos tecnológicos são direcionadas para indústrias nos diversos segmentos, através de programas de educação profissional, consultorias e informação tecnológica, para profissionais da área industrial ou para pessoas que desejam profissionalizar-se visando inserir-se no mercado de trabalho. Este material didático foi preparado para funcionar como instrumento de consulta. Possui informações que são aplicáveis de forma prática no dia-a-dia do profissional, e apresenta uma linguagem simples e de fácil assimilação. É um meio que possibilita, de forma eficiente, o aperfeiçoamento do aluno através do estudo do conteúdo apresentado no módulo.
1 1.1
Introdução Breve histórico
A origem dos sistemas CAD remonta dos primórdios dos sistemas de computação gráfica ao desenvolvimento dos sistemas de computação gráfica interativa. Dois projetos destes sistemas foram desenvolvidos no Massachusetts Institute of Technology (MIT) e em Suthernland (1963). Durante este mesmo período, surgiram de modo coincidente o NC (Numerical Control) e o APT (Automatically Programmed Tool). No início, os sistemas CAD eram apenas editores gráfico com alguns símbolos. As entidades geométricas eram limitadas a linhas, arcos circulares e combinações destes dois. O desenvolvimento de curvas livres e superfícies (como Bezier e BSpline) permitiram a utilização dos sistemas CAD em projetos com curvas e superfícies complexas. Os sistemas CAD 3D permitiram ao projetista trabalhar com a terceira dimensão. O modelo tridimensional (modelo é uma abstração dos dados em um computador, também são conhecidos como protótipos virtuais) possui informação suficiente para a geração do programa da ferramenta de corte NC. Possibilitou-se o desenvolvimento de sistemas CAD/CAM sob este conceito, tornara-se popular entre os anos 1970 e 1980. Os anos 1970 corresponderam ao início de uma nova era para os sistemas CAD, a partir da invenção da modelagem sólida tridimensional. No início, os modelos tridimensionais eram representados em wireframe, constituindo-se de um modelo de linhas. Esta representação era ambígua, pois um mesmo modelo poderia representar várias peças distintas. Informações como volume do produto não podiam ser obtidas. Modelos sólidos contêm informações completas, por isto estes podem ser utilizados desde a geração de desenhos bidimensionais a análises de engenharia. Modeladores sólidos como PADL-1 e PADL-2 (Voelcker e Requicha, 1977), Synthavision, BUILD-1 e BUILD-2 (Braid, 1973), COMPACT, EUCLID, GLIDE, dentre outros, foram desenvolvidos nos anos 1970. Enfim, muitos sistemas comerciais e acadêmicos foram desenvolvidos. Somente nos anos 1980, os modeladores sólidos foram incorporados em ambientes de projeto. Nos anos 90 a implementação do CAD em computadores pessoais possibilitou a massificação de seu uso (CHANG, 1998). Atualmente, temos uma grande variedade desses softwares no mercado, com diferentes aplicações. Podemos citar: Solidworks, AutoCAD, Microestation, Solid Edge, I-deas, Catia, etc.. Devido à facilidade de operação, baixo preço, eficiência do
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modelamento e abrangência na aplicação, o Solidworks vem estabelecendo um novo paradigma no mercado de CAD e projetos baiano. 1.2
O que é o Solidworks?
O Solidworks é uma ferramenta computacional de projetos, que permite acelerar o processo de desenvolvimento de produtos. Trata-se de um CAD tridimensional para construção de peças, montagens e geração de desenhos bidimensionais de maneira integrada. Isto significa que os três tipos de arquivo que são gerados pelo software podem ser relacionados, e se mudarmos qualquer característica da peça, automaticamente os arquivos associados a esta mudarão. Isso possibilita uma velocidade maior no processo de criação, desenvolvimento de produtos e modelamento 3D de quaisquer componentes 1.2.1 Módulos básicos O Solidworks apresenta três módulos básicos: modelagem 3D, montagem e desenho 2D. Cada um deles tem diferentes funções, comandos e possibilidades, e gera tipos de arquivos (extensões) diferentes. Suas principais funcionalidades são descritas a seguir. 1.2.2 Modelagem 3D (Part) • • • • • • • • •
Desenhar perfil. (Sketch) Adicionar características às peças (Features). Criar planos e eixos de referência (Reference Geometry). Adicionar restrições geométricas (Add Relations). Construir árvore de projeto (Design tree). Criar configurações de peças. Criar tabelas de projeto (Design Tables). Criar equações (Equations). Verificar propriedades de seção e de materiais (Proprierties).
1.2.3 Montagem (Assembly) • • • • • • • • • • •
Inserir componentes na montagem. Inserir “sub-assembly”. Criar configurações. Criar características de montagem (Assembly Feature). Editar peças. Segurar/mover/saltar (Drag and Drop) peças. Rotacionar peças em torno de um ponto. Esconder/exibir peças. Suprimir/liberar peças Adicionar restrições (matting). Adicionar seqüência de restrições.
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• • • 1.2.4 • • • • • • • •
Verificar propriedades geométricas. Verificar interseções. Criar vistas explodidas. Desenho (Drawing) Editar formato de folha. Criar formatos de folha customizados. Inserir novos desenhos. Preparar novos desenhos utilizando padrões. Editar desenhos. Inserir nomes, seções, detalhes, cortes e vistas auxiliares. Importar dimensões do modelo. Movendo e apagando dimensões.
1.2.5 Conceitos gerais Um modelo sólido inclui informações geométricas dos elementos e informações topológicas que relacionam os elementos geométricos entre si (Ex: modo de uma face interceptar a outra face através de uma aresta). O Solidworks também realiza modelamento 3D de superfícies no espaço, mas esse tema não será abordado nesse curso. O SolidWorks é totalmente associativo, pois um sólido criado está associado a modelos de montagem e de desenhos. Mudanças nos modelos atualizam automaticamente montagens e desenhos a ele associados (e vice-versa). O objeto modelado é feito por operações matemáticas no espaço (Design by Features), Essas Features são elementos que formam o modelo sólido. Podem ser gerados a partir de um sketch (desenho bidimensional sobre um plano ou superfície plana) em operações como rotação ou extrusão, ou podem ser criados utilizando a geometria do modelo sólido como os filetes e os chanfros. O modelo sólido possui o histórico de modelagem (design tree), deve conter dimensões e restrições (relações de paralelismo e concentricidade) nele armazenadas. Isto permite associar dimensões, reeditar a seqüência de operações ou modificar os tipos de restrições criadas. 2
Método Geral para Modelagem 3D
O primeiro passo para boa modelagem é o planejamento. Define-se a intenção de projeto a partir dos requisitos do produto. No caso específico do Solidworks, devemos primeiramente definir um plano de criação inicial. Neste plano definido previamente será feito um desenho 2D (sketch) que servirá de perfil para a operação geométrica (feature) que será feita para obter-se um componente 3D. A primeira
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característica do modelo é considerada a “base”, ou seja, todas as outras características serão adicionadas ou subtraídas de seu volume inicial. 3
Explorando a Interface Gráfica
A figura 1 ilustra a tela inicial do Solidworks após o programa ser inicializado.
Figura 1 Barra de Ferramenta Standard - Esta é a única barra que aparece ao abrir o programa. Conforme podemos observar na figura 2, ela aparece apenas com quatro ícones disponíveis o de novo documento, o de abrir um documento existente, o de filtro e o de ajuda. Os demais botões da barra de ferramenta serão disponibilizados quando abrirmos um documento novo ou um já existente. Esta e outras barras de ferramentas serão melhor apresentadas em uma etapa posterior.
Figura 2 No caso de optarmos por abrir um documento já existente o programa abrirá uma caixa de diálogo, conforme a figura 3.
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Figura 3 Note que esta caixa de diálogo é exatamente igual a qualquer outra do pacote office da microsoft, com a vantagem de podermos visualizar a peça que estamos querendo abrir. Caso optemos por começar um novo modelamento devemos selecionar o botão de novo documento. Assim o programa nos disponibiliza uma outra caixa de diálogo, mostrada a seguir na figura 4.
Figura 4
8
Esta caixa de diálogo apresenta três opções. A primeira delas Part, nos permite fazer o modelamento de um único componente, já a segunda opção, Assembly, nos permite fazer a montagem de dois ou mais componentes, e a terceira e última opção, Drawing, nos permite compor desenhos técnicos em 2D para a documentação técnica do que foi modelado e/ou montado previamente. De posse destas informações iniciais vamos dar continuidade à exploração da interface gráfica. Para tanto, vamos conhecer um pouco mais das demais barras de ferramentas existentes no Solidworks. Observemos a figura 5 abaixo. Nela podemos distinguir os vários tipos de barra de ferramenta, a área de trabalho e a árvore de criação do modelo.
Ferramentas de Visualização Árvore de Criação
Features
Ferramentas de Sketch Figura 5
Obs: para salvar um arquivo no solidworks o procedimento é o mesmo adotado por qualquer software da Microsoft, basta clicar no ícone e salvar numa pasta desejada. Assim como já foi dito anteriormente, podemos observar na figura anterior que a barra de ferramentas Standard apresenta outros ícones disponíveis, além do salvar. Vamos descobrir quais são eles. 3.1
Barras de Ferramentas
A seguir, vamos apresentar os comandos mais usuais do solidworks no modelamento de peças. Nesta breve apresentação dos comandos serão mostrados os ícones, o nome da função e um descritivo do que o comando é capaz de fazer. Os
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demais comandos de modelamento, montagem e geração de desenhos 2D que não aparecem aqui serão apresentados oportunamente quando se fizer necessário. 3.1.1 Barra de Ferramenta Standard
Make Drawing Make Assembly
Cria um desenho 2D a partir do modelo 3D exposto na tela Cria uma montagem a partir do modelo 3D exposto na tela
Print
Imprime um documento
Print Preview
Vvisualiza a impressão de um documento
Undo
Desfazer
Redo
Refazer
Sketch
Abertura de Sketch
Rebuild
Reconstrói a peça, montagem ou desenho
Edit Color
Editor de cores
Edit Texture
Editor de Texturas
Tools
Ferramentas matemáticas
3.1.2 Barra de Ferramenta de Visualização – Auxilia no modo de visualização da part.
Previous View Zoom Window Zoom to Area Zoom in/out
Retorna para a vista anterior Coloca todo o modelo dentro da janela de trabalho Amplia a visualização em uma área selecionada. Aumenta ou diminui o zoom conforme movimento do mouse.
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Zoon to Selection
Amplia a entidade selecionada
Rotate View
Rotaciona a peça.
Pan View
Movimenta a peça
Standard views
Vistas a 90º Mostra todas as arestas do modelo apenas em linhas
Wireframe Hidden lines visibles
Mostra as linhas invisíveis da peça
Hidden lines removed
Esconde as linhas invisíveis da peça
Shaded Shaded with edges Section view Shadows mode
in
Mostra o modelo colorido sem as linhas das arestas Mostra o modelo colorido com as linhas das arestas Mostra uma seção do modelo
Shaded
Mostra sombra do modelo colorido
3.1.3 Barra de Ferramentas de Sketch – Auxilia na criação de sketchs.
Selection
Ícone utilizado para seleção
Sketch
Ícone utilizado para abrir/fechar sketch Utilizado para colocar dimensões lineares e angulares
Smart Dimensions Add Relations
Adiciona relações geométricas
Display/Delete Relations
Visualiza e apaga as relações existentes
Line
Cria linhas para construção do sketch
Elipse
Cria elipses para construção do sketch
Rectangle
Cria retângulos para construção do sketch
Polygon
Cria polígonos para construção do sketch
Circle
Cria círculos para construção do sketch
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Center point arc
Cria um arco a partir de um ponto central
Tangent arc
Cria uma tangente a partir de uma linha
3 Point arc
Cria um arco a partir de três pontos
Sketch Fillet
Cria um filete tangente entre duas entidades
Center Line
Cria uma linha de centro ou de construção
Spline
Cria splines para construção do sketch
Point
Cria pontos para construção do sketch
Mirror Convert Entities Off-Set Entities
Cria entidades espelhadas a partir de sketchs pré-existentes Converte arestas do modelo em entidades editáveis Cria linhas paralelas a partir de outras préexistentes
Extend Entities
Estende as linhas existentes
Trim Entities
Corta os excessos de linhas
Circular Sketch Step Cria cópias radiais de sketchs and Repeat Construction Transforma entidades em linhas de construção Geometry Linear Sketch Step Cria cópias lineares de sketchs and Repeat Copy or move entities
Copia ou move entidades
3D Sketch
Cria sketchs em 3D
3.1.4 Barra de Ferramenta de Features – Auxilia na criação de características da part.
Extruded Boss/Base
Adiciona material linearmente
Extruded Cut
Retira material linearmente
Revolved Boss/Base
Adiciona material Radialmente
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Revolved Cut
Retira material Radialmente
Sweep Boss/Base
Faz uma seção percorrer um caminho
Lofted Boss/Base
Adiciona material entre dois ou mais perfis
Fillet
Cria arredondamentos entre faces e/ou arestas
Chanfer
Cria um chanfro entre faces e/ou arestas
Rib
Cria nervuras estruturais nas peças
Shell
Cria cascas de Sólidos
Draft
Cria ângulos de saída nas peças
Hole Wizard Linear Pattern Circular Pattern Mirror Feature Rreference Geometry Curves
Cria furos padronizados conforme normas existentes Cria cópias lineares de features, em 1 ou 2 direções Cria cópias radiais de features, a partir de um eixo Cria cópias espelhadas a partir de um plano de referencia Cria referencias geométricas tais como planos, eixos Comandos de curvas
De posse destas informações sobre os comandos mais usados podemos partir para o primeiro exercício.
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4
Modelagem de Componentes em 3D (Part)
4.1
Exercício Prático: Modelamento de um Mancal
O mancal ilustrado na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição As seguintes competências serão adquiridas pelo estudante ao término da lição: • • • • • • • •
Escolha do plano inicial de modelagem; Ferramentas de desenho do perfil (sketch); Adição de relações geométricas (add relations) em um desenho; Estado (status) de um desenho; Criação de base feature; Adição de extrude boss/cut; Adição de mirror feature; Modificação do modelo através de sua árvore de criação.
14
Com o Solidworks aberto, vá até a barra de ferramentas Standard e click no botão de criar um novo documento do software, conforme figura 6 a seguir:
Figura 6 Feito isso, aparecerá a seguinte janela (Figura 7):
Figura 7 Para abrir uma nova peça basta selecionar part e depois confirmar no botão OK. O primeiro passo para uma boa modelagem é o planejamento do modelo a ser criado. Isso permite pré-determinar a seqüência de modelagem adotada, os tipos de restrições geométricas envolvidas e as características a serem inseridas no modelo. No programa solidworks, o passo inicial da modelagem é a escolha do plano de criação. Assim, para o modelamento do mancal devemos selecionar o Plane 1 conforme figura 8, a seguir.
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Figura 8 Ainda com o plane1 selecionado devemos abrir o Sketch. ...
Feito isso, devemos trazer o plano de criação para a visualização normal. Abrindo a lista de Standard Views, devemos devemos selecionar a opção de normal to conforme figura 9, a seguir.
Figura 9 Com o plano em visualização normal, podemos dar inicio ao modelamento da peça propriamente dito. A partir da barra de ferramentas de sketch, devemos selecionar o ícone de linhas (line)....
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Nesta fase o importante é construir um esboço da seção desejada. Entretanto, este esboço deve ser proporcional. Ou seja, não devemos criar a seção já nas medidas corretas, mas usando o bom senso podemos desenhar algo muito parecido com a realidade. Para garantirmos o tamanho correto da seção usaremos em uma etapa posterior as chamadas restrições geométricas. Para criarmos linhas no Solidworks, devemos fazer uma analogia com uma caneta e papel. Para riscarmos um papel devemos apoiar a caneta e então efetuar o risco, aqui no software acontece da mesma forma. Com o ícone de linha ativado, devemos clicar com o botão esquerdo num ponto desejado e mantendo o botão esquerdo acionado arrastar até um segundo ponto, só então podemos soltar o botão do mouse. Assim, podemos criar o seguinte esboço (Figura 10):
Figura 10 Note que procurei manter a origem dentro do esboço. Isto foi feito apenas para facilitar a etapa posterior, que é a parametrização da seção. Apenas para fecharmos a seção devemos utilizar duas ferramentas muito úteis em construção de sketches, chamadas de extend e Trim:
Inicialmente, vamos utilizar o extend, para fechar o modelo. Para tanto, basta selecionar o ícone e encostar na linha que se deseja estender e então confirmar com o botão esquerdo do mouse. Conforme figura 11.
Figura 11
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Agora com o auxilio do Trim devemos cortar o excesso de linha. O processo é semelhante ao anterior, basta selecionar o ícone, encostar na parte que deseja cortar e confirmar como botão esquerdo do mouse. Conforme figura 12.
Figura 12 Para a etapa de parametrização devemos utilizar os ícones de Smart dimensions e Add relations:
Inicialmente, vamos utilizar o Add relations, para, como o próprio nome sugere, adicionar relações geométricas entre as linhas. Assim, clicando no referido ícone, e posteriormente nas duas linhas horizontais no meio da peça, conforme figura 13, teremos a seguinte imagem:
Figura 13 Nesta janela à esquerda devemos selecionar as relações Horizontal, Collinear e Equal. Feito isso devemos confirmar no botão verde no topo da janela. Assim, ficaremos com a seguinte imagem (Figura 14):
Figura 14
18
Da mesma forma devemos aplicar relações às duas linhas inclinadas. Entretanto, nelas devemos aplicar apenas a relação de igualdade (Equal). Colocadas estas relações geométricas, devemos adicionar cotas à seção. Para isso devemos clicar no ícone “smart dimensions”. Para colocar dimensões basta clicar numa linha, depois na outra e clicar novamente para confirmar a operação, conforme figura 15.
Figura 15 Após confirmarmos a operação aparecerá uma janela, na qual podemos inserir o valor desejado da cota. Para concluir a operação basta confirmar no botão verde ou apertar o “enter”. Devemos prosseguir colocando as cotas até obter o seguinte (figura 16):
Figura 16
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OBS.: Para colocarmos as cotas em ângulo o procedimento é o mesmo adotado anteriormente. Para finalizarmos esta etapa da modelagem do mancal, devemos realizar um Extruded Boss/Base no valor de 80,00mm. Ver figura 17.
Figura 17 E após entrar com o valor de 80,00mm, podemos confirmar no botão verde no topo da janela. Obtendo assim, o seguinte resultado.
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Concluída esta etapa podemos dar continuidade ao modelamento. Da mesma forma anterior, devemos selecionar um plano de criação. Assim, escolhemos como plano de criação o plano lateral do mancal, conforme indica a figura 18.
Figura 18 Com o plano de criação selecionado podemos abrir o sketch...
.... colocar em vista normal....
...e utilizando o comando chamado “Convert Entities”....
Para usá-lo devemos pré-selecionar as arestas e depois clicar no ícone, conforme figura 19.
21
Figura 19 Usaremos agora outro comando chamado “off-set entities”.....
Ao clicar no ícone do off-set aparecerá uma janela do lado esquerdo da tela, conforme figura 30.
Figura 20
22
Assim, partindo das linhas existentes em nosso modelo vamos criar duas paralelas. Uma paralela à linha vertical distante 30,00mm, para a esquerda, conforme figura 21. OBS: Caso seja necessário podemos marcar o “reverse direction” para que a linha paralela fique conforme a figura.
Figura 21 Para concluir a operação devemos confirmar no botão verde no topo da janela ou apertar o enter. Da mesma forma acionando novamente o comando de off-set devemos criar outra paralela, desta vez paralela à linha horizontal distante 12,00mm, para cima, conforme figura 22.
Figura 22 Após confirmarmos as duas operações de off-set, devemos ter na tela o seguinte (Figura 23):
Figura 23 Novamente usando a ferramenta de Extend, devemos fechar o modelo para obter o seguinte resultado:
23
Agora, vamos usar pela segunda vez a ferramenta Trim para cortar os excessos, a fim de obter o seguinte resultado:
Dando continuidade ao modelamento vamos utilizar uma nova ferramenta de sketch, o circle....
Esta ferramenta permite a criação de círculos. O processo de criação de círculos é semelhante ao processo de criação de linhas, a única diferença é que o ponto inicial é o centro da circunferência, e o ponto final é relativo ao raio que se deseja criar. Assim, utilizando o comando de criação de círculos vamos criar dois círculos de tamanhos diferentes soltos no espaço, conforme figura 24.
Figura 24
24
Novamente utilizando o Add relations vamos adicionar relações aos círculos no intuito de deixar o sketch parametrizado. Assim, devemos atribuir a relação de concentricidade entre os dois círculos. Para tanto, devemos selecionar os dois contornos dos círculos, selecionar a relação de concentricidade e confirmar no botão verde no topo da janela ou apertar o botão enter, conforme figura 25.
Figura 25 Agora vamos atribuir outras relações. Ainda com o comando de Add relations acionado devemos selecionar a linha horizontal de cima e o ponto central dos círculos, respectivamente. Na janela das relações devemos selecionar a relação de midpoint e confirmar no botão verde ou no enter, conforme figura 26.
Figura 26 Ainda adicionando relações vamos selecionar a linha vertical direita e o contorno do circulo maior, respectivamente. Na janela das relações devemos selecionar a relação de tangência e confirmar no botão verde, ou apertar o enter, conforme figura 27.
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Figura 27 Para finalizar a parametrização devemos cotar o circulo menor com um diâmetro de 15,00mm. Para tanto, vamos utilizar o comando Smart Dimensions. Figura 28.
Figura 28 Devemos cortar os excessos com o auxilio do Trim, até obter o seguinte resultado:
Como no solidworks não pode haver dualidade de seções devemos transformar a linha horizontal de cima em uma linha de construção. Para tanto, basta selecionar a referida linha e na janela da esquerda marcar a opção de For Construction...
26
Podemos Extrudar a seção em 10,00mm para dentro da peça, conforme figura 29.
Devemos utilizar o reverse direction, se necessário
Figura 29 Para concluir a operação devemos confirmar no botão verde ou no enter.
27
No próximo passo será apresentado uma nova ferramenta chamada Mirror, que em inglês significa espelho, assim, esta ferramenta nos permite fazer cópias espelhadas a partir de um plano de referência.
Para realizarmos esta operação devemos clicar no ícone de Mirror. Feito isso aparecerá a seguinte janela (Figura 30).
Figura 30 Nesta janela à esquerda devemos entrar com as seguintes informações: O plano de referência e o que nós queremos espelhar. Para selecionarmos qual o plano de
28
referência basta passar com o mouse por cima dos planos básicos da árvore de criação. Feito isso, podemos concluir que o Plane3 é o mais adequado para a operação. Para selecioná-lo basta clicar nele com o mouse, conforme figura 31.
Figura 31 Note que no momento da seleção do plano, automaticamente o campo de seleção se deslocou para baixo perguntando qual a Feature que nós queremos espelhar. Como resposta a esta pergunta devemos clicar no Extrude 2 da arvora de criação, conforme figura 32.
Figura 32 Para concluir a operação devemos confirmar no botão verde ou no enter. O próximo passo será a construção de um furo no mancal. Para tanto, devemos selecionar o plano de criação e nele abrir o sketch, conforme figura 33.
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Figura 33 Colocando em visualização normal, devemos criar duas linhas e dois círculos conforme figura 34.
Figura 34 Para efeito de parametrização, vamos adicionar as seguintes relações, conforme as figuras 35, 36, 37 e 38 a seguir:
30
Igualdade entre os círculos
Figura 35 Tangência entre linha e círculo
Figura 36 Tangência entre linha e círculo
Figura 37
31
Tangência entre linha e círculo
Figura 38 Dando prosseguimento à parametrização, com o auxilio da função Smart Dimensions vamos adicionar as seguintes cotas:
Mais uma vez vamos utilizar a função Add relations para concluir a parametrização. Assim teremos a seguinte relação, conforme a figura 39.
32
Verticalidade entre os centros dos círculos e a origem
Confirmar no botão verde ou no enter
OBS: No programa solidworks o eixo do “x” é sempre a horizontal. Figura 39
Concluindo o sketch devemos apenas cortar os excessos, com o auxilio da ferramenta Trim, até obter o seguinte resultado:
Para finalizarmos o modelamento vamos utilizar uma ferramenta semelhante ao Extruded Boss/Base, chamada de Cut-Extruded,
33
Clicando no ícone aparecerá a seguinte janela, conforme figura 40. Abrindo o menu de opções devemos selecionar a opção through all e confirmar no botão verde ou enter.
Figura 40 Feito isso, obteremos como resultado final de nossa modelagem o seguinte:
Arquivo
Salvar
Mancal
34
4.2
Exercício Prático: Modelamento de um Bloco de Guia O bloco de guia ilustrado na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • • • •
Consolidação das ferramentas de desenho Consolidação das ferramentas de adição de relações Estratégias de modelamento Alteração do modelo a partir da árvore de criação (design tree)
35
Com o Solidworks aberto, o passo inicial deste exercício é escolher o plano de trabalho, neste caso Plane1, na árvore de criação e abrir o sketch .....
.....ainda com o plane 1 selecionado colocar em visualização normal.....
... com o plano em vista normal podemos começar a desenhar o sketch inicial. Assim, utilizando as ferramentas de retângulo e de cotas devemos obter o seguinte resultado:
Para finalizarmos esta etapa do modelamento devemos adicionar material ao sketch com o auxílio da ferramenta Extruded Boss/Base, conforme figura 41.
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Figura 41 A segunda etapa deste modelamento é selecionar o plano de topo da peça e nele abrir o sketch para desenhar um outro retângulo menor conforme ilustra a figura 42, abaixo.
Figura 42 Com o auxílio do Extruded-cut vamos retirar material da peça, conforme figura 43.
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Figura 43 O próximo passo é semelhante ao anterior. Vamos novamente selecionar o plano de topo da peça e repetindo anteriormente, abrir o sketch para desta vez desenhar quatro círculos, conforme figura 44.
Obs: Utilize o add relations para adicionar as relações necessárias. Figura 44 Assim, o resultado final deste modelamento é:
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Arquivo
Salvar
Bloco de Guia
Uma outra maneira de modelar este Bloco de Guia seria desenhar todos os sketchs de uma só vez. Para tanto, deveríamos selecionar o Plane 1, Abrir o Sketch, colocar em visualização normal e desenhar a seguinte seção (ver figura 45).
Figura 45 Para finalizarmos este modelamento devemos utilizar a ferramenta de Extruded Boss/Base e nela entrar com o valor de 30,00mm.
39
O resultado foi o mesmo do modelo anterior, não foi? Entretanto, isso só é possível porque todas as características do modelo se encontravam em um mesmo plano. Podemos tirar como lição deste exercício que, dependendo da complexidade do modelo, podemos criar o máximo de características possíveis dentro de uma mesma operação. Neste caso em especial, conseguimos reduzir de três operações para apenas uma. Qual a vantagem disso? O número e o tipo de operações realizadas é que definem o peso do arquivo, ou seja, um modelo com uma árvore pequena é mais leve em se tratando de peso de arquivo, o que da mais agilidade ao software para processar as informações. Voltando no primeiro modelo deste exercício, vamos aprender agora como alterar um modelo a partir da árvore de criação. Com o modelo na tela devemos clicar com o botão direito do mouse na primeira Feature da árvore de criação. Feito isso aparecerá uma caixa de diálogo com algumas opções. (Ver figura 46)
Figura 46
40
Dentre estas opções vamos escolher Edit Feature. Para tanto, basta clicar em cima da opção com o botão esquerdo do mouse. Assim, aparecerá a seguinte imagem ilustrada na figura 47.
Figura 47 Aqui o que acontece é semelhante à volta no tempo. O software permite que alteremos uma operação passada, assim podemos, por exemplo, alterar o tamanho da extrusão de 30,00mm para 50,00mm. Feito isso, para confirmarmos a alteração devemos clicar no botão verde no canto direito da tela, conforme imagem 48.
Figura 48 Da mesma forma que podemos alterar a feature, podemos também editar o desenho base de cada uma das operações. Assim, vamos alterar o sketch, da feature número dois, conforme imagem 49.
41
Figura 49 Clicando com o botão esquerdo do mouse na opção Edit Sketch, aparecerá a seguinte imagem (ver figura 50).
Figura 50 A cota no valor de 70,00mm deve ser alterara para 50,00mm, enquanto que a cota de 35,00mm (referente a centralização da cota de 70,00mm) deve ser alterada para
42
25,00mm, a fim de manter o furo centralizado na peça. Feito essas alterações o resultado final esta representado na figura a seguir.
Apenas para efeito didático vamos aprender como adicionar o comando de Draft. Para tanto, devemos selecionar o ícone...
... na janela a esquerda devemos indicar qual o plano neutro e quais as faces receberão o comando de draft com angulação de 15º, conforme figura 51.
Figura 51
43
Para criar chanfros, devemos selecionar o ícone...
....selecionar a aresta na qual será aplicada a operação, o tipo de chanfro, e o valor e confirmar no botão verde, conforme ilustra a figura 52.
Confirmando no botão verde temos:
Figura 52
44
4.3
Exercício Prático: Modelamento do Corpo de Embalagem Plástica
O corpo da embalagem plástica ilustrado na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • • • • • •
Utilização da Ferramenta de Sketch de Elipses Utilização da Ferramenta de Sketch Convert Entities Criação de Planos Auxiliares; Utilização da Ferramenta Loft Utilização da Ferramenta Fillet Utilização da Ferramenta Shell
45
Selecionar Plane1 na árvore de criação e abrir o sketch.....
.....ainda com o Plane1 selecionado colocar em visualização normal, ......
A partir deste ponto vamos começar a modelagem da part propriamente dita. Para tanto devemos seguir os passos abaixo relacionados. Desenhar uma Elipse conforme figura 78 e 79. Para desenhar uma elipse é necessário que selecionemos o ícone ...
Feito isso, devemos clicar na Origem e mantendo o botão esquerdo do mouse acionado, deslocá-lo até uma posição afastada da origem no sentido esquerdo, conforme figura 53.
Figura 53
46
Em seguida, clicando no ponto mais alto do circulo imaginário criado e mantendo o botão esquerdo do mouse acionado devemos aproximá-lo da origem, para concluirmos a criação do sketch da elipse, conforme figura 54.
Figura 54 O passo seguinte é a parametrização do sketch inicial. Para tanto, vamos adicionar cotas e relações entre as entidades criadas. Assim, conforme as figuras 55, 56 e 57, vamos restringir a part. Com o auxílio do ícone de cotas...
...vamos adicionar a primeira cota no sketch, conforme figura 80. Para criarmos esta cota devemos clicar nos dois pontos horizontais, e entrar com o valor de 80,00mm.
Figura 55 De forma similar, vamos adicionar a outra cota, desta vez no sentido vertical devemos clicar nos dois outros pontos da elipse, e entrar com um valor de 35,00mm, conforme figura 56.
47
Figura 56 Como último passo da parametrização do sketch devemos criar uma relação de horizontalidade entre um dos pontos horizontais e a origem. Para tanto, devemos selecionar o ícone de adição de relação (add relation), conforme figura abaixo.
Dentro do comando add relation devemos selecionar o ponto escolhido e a origem, conforme figura 57.
Pontos selecionados
Figura 57 Assim, o programa automaticamente disponibilizará uma grade de opções de relação no qual deve ser escolhida a opção de horizontalidade conforme figura 58.
48
Depois de selecionar a opção Horizontal confirmar neste botão
Lista de opções
Figura 58 Feito isso podemos fazer a extrusão do sketch, para tanto, devemos selecionar o ícone de Extruded Boss/Base....
Após clicarmos no ícone de extrusão devemos entrar com o valor de 150,00mm e confirmar a operação no botão Ok, conforme figura 59.
Botão OK
Valor de 150,00mm
Figura 59
49
Para o próximo passo devemos selecionar o plano formado pela face oposta a origem e abrir o sketch conforme figura 60.
Figura 60 Feito isso, devemos selecionar o contorno da elipse formada por esta face e ativar o comando Off-set na barra de sketch tools. Ver figura 61.
Figura 61 Com o comando ativado vamos fazer um off-set de 2,00mm para dentro conforme figura 62, e confirmar no botão ok.
Valor de 2,00mm
Figura 62
50
Feito isso podemos extrudar este sketch em 3,00mm, conforme figura 63, e confirmar no botão ok.
Figura 63 Para este terceiro passo devemos inicialmente criar um plano auxiliar, com um offset de 15,00mm a partir do último plano criado. Para criarmos este plano auxiliar, devemos selecionar a face que nos servira de referencia, e deixando-a pré-selecionada, devemos seguir os seguintes passos (Ver figura 64): Insert Reference geometry Plane
Figura 64
51
Assim, o programa disponibilizará um formulário, no qual vamos entrar com o valor do off-set de 15,00mm, para o lado de fora da peça, e então confirmar no botão ok. Ver figura 65.
Confirmar no botão ok
Valor de 15,00mm
Figura 65 Selecionar o plano criado e nele abrir o sketch, para o próximo passo. Ainda com o novo plano selecionado colocar em visualização normal. A partir da origem, criar um círculo de diâmetro 25,00mm, conforme figura 66.
Figura 66 Feito isso vamos fechar o sketch. O próximo passo é uma operação de loft. Portanto, para esta operação vamos utilizar este sketch que foi criado a pouco, e o contorno da elipse menor criada anteriormente. Clicar no ícone do loft, e selecionar o sketch e o contorno da elipse conforme figura 67. OBS: Na hora de selecionar as seções tente manter uma linha imaginaria uniforme, ou seja, pegue pontos mais ou menos alinhados para evitar distorções na peça.
52
Confirmar no botão ok Figura 67 Selecionar o novo plano formado pela operação de loft, abrir o sketch, selecionar o contorno circular, converter em entidade e extrudar de 20,00mm. Figuras 68, 69 e 70.
Abrir sketch
Selecionar o plano
Figura 68
53
Figura 69
Confirma no botão ok
Valor de 20,00mm
Figura 70 O próximo passo será a adição de fillets conforme figura 71.
Valor de 3,00mm
Valor de 5,00mm
Figura 71 54
O próximo e último passo será a operação de shell. Ela transformará a peça em uma casca com uma espessura de 1,00mm. Assim, devemos selecionar o ícone da operação de Shell e entrar com o valor da espessura da parede de 1,00mm. Ver figura 72. OBS: Devemos selecionar a face conforme mostra a figura 72.
Valor de 1,00mm
Figura 72 Salvar com o nome de Corpo!
55
4.4
Exercício Prático: Modelamento da Tampa da Embalagem Plástica
A tampa da embalagem plástica ilustrada na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • • •
Utilização da Ferramenta de Sketch de Elipses Utilização da Ferramenta Dome Utilização da Ferramenta Shell
56
Para criarmos esta nova peça é necessário que criemos um novo arquivo. Para tanto, devemos selecionar o ícone de um novo arquivo na barra de ferramenta Standard e na próxima janela selecionar Part e confirmar.
Novamente devemos selecionar Plane1 na árvore de criação, abrir o sketch e colocá-lo em visualização normal. Feito isso, vamos desenhar e parametrizar o seguinte sketch, a partir da origem, conforme figura 73.
Figura 73 Feito isso, vamos extrudar o sketch de 10,00mm, conforme figura 74.
Confirmar no botão ok
Figura 74
57
O próximo passo é a criação de um Dome, para tanto, devemos seguir os seguintes passos: Insert
Features
Dome
Quando o comando estiver acionado devemos selecionar a face oposta à origem, acionar o botão de eliptical dome e entrar com o valor de 30,00mm. Ver figura 75. Confirmar no botão ok
Ativar este comando Figura 75 Para finalizar a peça devemos aplicar um shell de 1,00mm de espessura de parede e salvar o arquivo com o nome de TAMPA. Imagem da peça concluída.
Tanto o Corpo da embalagem plástica quanto a tampa serão utilizadas posteriormente na etapa de estudo de Assembly.
58
4.5
Exercício Prático: Modelamento da Caneca
A caneca ilustrada na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • • • • •
Criação de Sólidos Simétricos em Relação a um Eixo; Comandos Boss/Base Revolve (Cut); Comandos Boss/Base Sweep (Cut); Comando Shell; Criação de Fillet.
59
Com o programa aberto, para iniciarmos um modelamento devemos selecionar o plano de trabalho. Assim sendo vamos realizar os seguintes passos: Selecionar o Plane1
Abrir o Sketch
Colocar em visualização normal.
Feito isso podemos desenhar a seguinte seção, conforme figura 76
.
origem
Figura 76 Note que as ferramentas de desenho utilizadas para gerar esta seção foram apenas o retângulo e o círculo. Entretanto, observe que o retângulo teve como ponto inicial a Origem e os círculos foram estrategicamente posicionados para favorecer a etapa posterior que é a parametrização. A figura 77, a seguir, mostra o primeiro passo da parametrização da seção. Nele vamos apenas inserir as cotas referentes à seção.
Figura 77
60
O próximo passo para a parametrização será a adição de relações geométricas, conforme figura 78.
Figura 78 Colocadas estas duas restrições, apenas para efeito didático, vamos cortar os dois excessos de linhas, com o auxilio da ferramenta Trim, conforme ilustra a figura 79.
Figura 79
61
Dando prosseguimento na construção da seção, vamos adicionar uma relação de tangência entre os círculos de Ø8,00mm e Ø10,00mm e o círculo de Ø20,00mm, conforme mostrado na figura 80, a seguir.
Figura 80 Feito isso, devemos mais uma vez, cortar os excessos de linhas, com o auxilio da ferramenta Trim, conforme ilustra a figura 81.
Figura 81 Como o intuito deste exercício é realizar a feature Revolved Boss/Base, devemos obrigatoriamente criar uma linha de centro que servirá de eixo de giração para a operação de revolução. Assim, para criarmos este eixo devemos selecionar o ícone de centerline,...
62
....e criar uma linha que passa na origem, conforme ilustra a figura 82, a seguir.
Figura 82 Depois de colocada a linha de centro podemos realizar a operação de Revolved Boss/Base. Para tanto, basta clicar no ícone da operação.....
....e confirmar no botão verde, ou pressionar o enter, conforme figura 83.
Figura 83
63
O próximo passo na modelagem da caneca é a adição do shell de 2,00mm de espessura de parede. Ver figura 84.
Figura 84 Para criarmos a alça da caneca vamos utilizar uma nova operação, chamada de sweep.
Para criarmos esta operação precisamos obrigatoriamente de uma seção e um caminho. Assim, vamos inicialmente definir a seção. Para tanto, devemos abrir o sketch no Plane1 e desenhar conforme indicado na figura 85. Note que foi colocada uma relação de verticalidade entre o ponto central do círculo e a origem. Depois de concluído este passo devemos fechar o sketch no mesmo botão que utilizamos para abrí-lo.
Figura 85 Para definirmos o caminho, devemos abrir o sketch, num plano normal ao plano utilizado para a criação da seção. Portanto, vamos abrir o sketch no Plane 3, conforme indica a figura 86.
64
Neste plano vamos desenhar o caminho para realizarmos a feature Sweep. Assim, partindo do ponto central do circulo vamos desenhar o seguinte perfil, conforme figura 87. Note que apenas o ponto inicial é importante. Os demais pontos podemos parametrizar posteriormente.
Figura 86
Figura 87 Para parametrizarmos este perfil, vamos adicionar uma relação de verticalidade entre dois pontos conforme indica a figura 88.
65
Figura 88 Devemos agora adicionar Sketchs fillets ...
...conforme indica a figura 89, a seguir.
66
Figura 89 Dando continuidade a parametrização, vamos adicionar as seguintes cotas (ver figura 90).
Figura 90
67
De maneira semelhante, vamos fechar o sketch e clicar no ícone de sweep. Assim, conforme ilustra a figura 91, devemos indicar qual é a seção e qual é o caminho e confirmar no botão Ok.
Figura 91 Para finalizarmos este exercício, devemos abrir um sketch no plano formado pela seção do sweep, conforme indica a figura 92.
Figura 92 Feito isso devemos converter em entidade os dois contornos dos círculos, conforme indica a figura 93.
68
Figura 93 Devemos agora, clicar no ícone de Extruded-cut, selecionar a opção de Up to Surface, clicar na face interna da caneca e confirmar no botão verde, conforme figura.
Salvar o arquivo com o nome de caneca!
69
4.6
Exercício Prático: Modelamento da uma Chave de Fenda
A Chave de fenda ilustrada na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • • • •
Criação de Sólidos de Geometria Complexa; Criação de Planos de Referência; Comandos Loft Boss/Base; Comando Dome Boss;
70
Neste exercício, o primeiro passo para a modelagem é a criação de planos de referência. Para tanto, devemos utilizar à mesma metodologia adotada no exercício nº 3. Apenas relembrando, para a criação de planos de referencia devemos Insert
Reference Geometry
Plane
Assim, inicialmente, vamos criar os seguintes planos. Plane4 – com off-set de 3,00mm em relação ao Plane2 Plane5 – com off-set de 5,00mm em relação ao Plane4 Plane6 – com off-set de 10,00mm em relação ao plane5. Podemos ver o resultado desta operação na figura 94 a seguir.
Figura 94 De posse destes planos de referencia, vamos dar inicio ao modelamento da chave de fenda. Para tanto, devemos abrir o sketch no plane2, e nele desenhar a seção mostrada na figura 95. Obs: É obrigatório que a seção desenhada esteja parametrizada pela origem
Figura 95 Feito isso devemos fechar o sketch. A segunda seção será desenhada no Plane 4, e deverá apresentar o perfil mostrado na figura 96, a seguir.
Figura 96
71
Novamente, depois de concluída a construção do sketch, devemos fechá-lo. A terceira seção será construída no Plane5, e deverá apresentar o perfil mostrado na figura 97, abaixo.
Figura 97 Mais uma vez, devemos fechar o sketch depois de construída a seção. A quarta e última seção desta fase inicial, será construída no Plane 6 com o seguinte perfil ( ver figura 98).
Figura 98
72
Para a construção do Loft, devemos também fechar este sketch. Assim, colocando em uma vista isométrica, devemos selecionar o ícone de Loft e conforme figura.....
...selecionar os três perfis, na ordem do menor para o maior, tentando manter uma linha imaginária continua......
.... e podemos confirmar no botão Para a criação do segundo Loft, devemos abrir um sketch no plano criado pela operação anterior, converter em entidades as arestas deste plano e fechar o sketch, conforme figura 99.
Figura 99
73
Feito isso podemos realizar o segundo Loft, conforme figura 100.
Selecionado os dois perfis podemos confirmar no botão verde.
Figura 100 No próximo passo devemos abrir o sketch no plano formado por esta última operação, converter em entidade o contorno e extrudar de 100,00mm a seção, conforme figura.....
74
Agora devemos criar mais três planos de referência a partir do plano criado nesta última operação de extrusão. Assim, seguindo os passos anteriores devemos criar: Plane7 – com off-set de 10,00mm em relação ao último plano criado Plane8 – com off-set de 60,00mm em relação ao Plane7 Plane9 – com off-set de 10,00mm em relação ao plane8.
75
No plano de topo da peça vamos abrir o sketch, desenhar o perfil e fechar o sketch conforme ilustra a figura 101.
Figura 101 No plane 7 devemos criar um círculo de Ø15,00mm, conforme indica a figura 102. Para tanto, devemos abrir o sketch, desenhar o perfil e fechar o sketch.
Figura 102 Já no plane 8, devemos abrir o sketch, selecionar o perfil da figura 101 converter em entidade, e fechar o sketch, conforme figura 103. Obs. Quando tentarmos converter o perfil em entidade ele abrirá uma caixa de diálogo. Para resolver isso basta selecionar a opção de Closed Contour e confirmar em ok.
76
Figura 103 No último plano criado, Plane 9, devemos, exatamente como já foi feito anteriormente, abrir o sketch, desenhar o perfil e fechar o sketch, conforme figura 104.
Figura 104 Assim ao final destes passos, em sua tela deve estar aparecendo a imagem, mostrada na figura 105.
Figura 105
77
Devemos ativar o comando de Loft e selecionar os perfis sempre em uma seqüência, ou de baixo pra cima ou de cima pra baixo. O mais importante é manter um único sentido da operação. (ver figura 106)
Ao final da operação devemos confirmar no botão verde
Figura 106 Obs: Note que procurei manter uma linha imaginária constante, isso garante uma uniformidade da operação. O próximo passo na construção da chave de fenda é o acabamento da parte de cima dela. Para tanto, vamos utilizar novamente a Ferramenta de Dome. Ver figura 107. Insert Features Dome
78
Confirmar no botão ok
Deve estar desmarcado
Figura 107 A última operação da construção desta Chave de Fenda, será a aplicação de um fillet de 2,00mm de raio, conforme ilustra a figura 108, a seguir.
Confirmar no botão ok
Figura 108
79
O resultado final deste modelamento pode ser visto na figura abaixo.
Salvar o arquivo com o nome de chave de fenda!
80
4.7
Exercício Prático: Modelamento da uma Roda Dentada
A Roda Dentada ilustrada na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • •
Criação de Cópias de Features Parametrizadas Comando Circular Pattern
81
Para este exercício, vamos abrir o sketch no Plane 1, e desenhar o seguinte perfil, sempre partindo da origem. Ver figura 109.
Figura 109 Devemos agora cortar os excessos até obter como resultado a imagem ilustrada na figura 110.
Figura 110
82
Para finalizarmos este perfil, devemos adicionar fillets conforme indica a figura 111.
Figura 111 O próximo passo será a operação de Extruded Boss/Base, em Midplane, no valor de 30,00mm, conforme figura 112.
83
Figura 112 A próxima operação é um Circular Pattern. Esta operação realiza cópias radialmente parametrizadas. Assim, para podermos utilizá-la, devemos clicar no ícone de Circular pattern...
.... selecionar o eixo de referência (figura 113)...
Figura 113
84
.....selecionar a feature que vai ser copiada (figura 114).....
Figura 114 .... e entrar com os valores (figura 115).....
15 cópias
Selecionar esta caixa
Figura 115
85
..... e para finalizar a operação devemos confirmar no botão OK.
Imagem do estado atual da modelagem. O próximo passo é a construção do furo do eixo com o rasgo de chaveta. Para tanto devemos selecionar uma das faces da roda dentada, abrir o sketch e desenhar o perfil a partir da origem, conforme indica a figura 116.....
Figura 116 .........realizar uma operação de Extruded-Cut, usando a opção Through All.
86
Ao final da lição a Roda Dentada deve ter a seguinte aparência.
Salvar o arquivo com o nome de roda dentada!
87
5
Montagem de Componentes em 3D (Assembly).
5.1
Exercício Prático: Montagem da Embalagem Plástica
A embalagem plástica ilustrada na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • • • • •
Criação de Montagens Parametrização das Montagens; Manipulação do Modelo com Auxílio das Ferramentas de Movimentação; Edição do Modelo Dentro do Ambiente Assembly; Verificação da Massa da Peça;
88
Este exercício utilizará como base duas peças anteriormente modeladas nos exercícios 4.3 e 4.4 desta apostila. Assim, com o programa aberto, o primeiro passo para a realização de uma montagem é a abertura de um novo documento e na janela abaixo selecionar a opção de Assembly, conforme indica a figura 117.
Figura 117 Para abrir uma nova montagem basta selecionar Assembly e depois confirmar no botão OK. Feito isso, a tela inicial do programa é semelhante ao ambiente de Part. Entretanto, apresenta algumas diferenças que serão mostradas a seguir, conforme figura 118.
Diferenças entre os dois ambientes (Part X Assembly)
Figura 118
89
Inicialmente podemos perceber uma pequena diferença na estrutura da árvore de criação. No final dela aparece um ícone chamado de Mate, como ilustra a imagem a seguir. Mates
Visualiza as relações existentes entre as parts
A segunda diferença é a barra de ferramentas de Assembly que será explorada a seguir. Barra de Ferramenta de Assembly.
Insert Components
Insere componentes pré-existentes
Hide/Show Mostra ou esconde um componente Components Change Supresion Alterna de suprimido para não suprimido State Edit Component
Alterna entre os modos de edição de part
Mate
Cria relações geométricas entre duas parts
Move Component
Movimenta uma part em relação as demais
Rotate Component
Rotaciona uma part em relação as demais
Smart Fasteners
Adiciona parafusos da biblioteca
Exploded View
Cria vistas explodidas da montagem
Interference Detection
Detecta interferência entre os componentes
Features
Comando auxiliares de Features
Simulation
Comandos auxiliares de simulação
Assim, com o ambiente assembly aberto devemos inserir os componentes que farão parte da montagem. Para tanto, devemos clicar no ícone.....
90
Depois de clicarmos neste ícone abrirá uma caixa de diálogo na parte esquerda da tela, conforme figura 119. Aparecerá a seguinte caixa de diálogo
Devemos clicar neste botão...
Obs: Nela devemos selecionar o componente desejado, confirmar no botão abrir, e posicionar o componente na tela
Figura 119 Da mesma forma devemos inserir o componente Tampa no ambiente assembly. Feito isso, a tela deve estar conforme indica a figura 120.....
Figura 120
91
Caso contrário, devemos utilizar as ferramentas de movimentação relativa entre as partes para deixar a tela semelhante à anteriormente apresentada.
Note que o primeiro componente inserido apresenta uma letra “F”, antes do nome, como ilustra a figura 121.
Figura 121 Isto acontece porque o programa sempre fixa o primeiro componente inserido no assembly, ou seja, esta letra indica que o referido componente está fixado no espaço. Para darmos continuidade a parametrização do assembly devemos clicar com o botão direito do mouse em cima do nome do componente e selecionar a opção Float, conforme indica a figura 122. Esta opção de float, como o próprio nome sugere, serve para deixar a peça flutuando no espaço. Em se tratando de solidworks, todos os ícones citados anteriormente podem ser encontrados como pop-up do botão direito do mouse. Eles são classificados como dispositivos do tipo switch on/off, ou seja, quando uma das opções estiver ativada a outra aparece no pop-up como opção de mudança. Por exemplo, neste caso que peça se encontrava fixada no espaço a opção disponibilizada no pop-up foi o float, que é exatamente o oposto de Fix.
92
Figura 122 Com as duas peças livres, devemos restringi-las com o auxílio da ferramenta de Mate. Para tanto, basta clicar no ícone....
E clicando no “mais” antes do nome do componente, selecionar o Plane1 do corpo da embalagem plástica e o Plane 1 da Assembly, conforme figura 123.
Figura 123
93
Feito isso, podemos adicionar a relação de coincidência entre os planos selecionados. Devemos proceder da mesma maneira para os demais planos deste componente, relacionando Plane2 com Plane2 e Plane3 com Plane3, até obter o resultado ilustrado na figura 124.
Note que agora as origens estão coincidentes.
Figura 124 De maneira semelhante, devemos parametrizar a tampa em relação ao corpo da embalagem plástica. Para tanto, devemos criar uma relação de coincidência entre os plane2 de cada um dos componentes, conforme figura 125.
Figura 125 O próximo passo na parametrização é a criação de uma relação de coincidência entre a face inferior da tampa e o plano intermediário do corpo. Ver figura 126.
94
Plano inferior da tampa
Plano intermediário do corpo Figura 126 A última relação para este modelo será outra coincidência, desta vez entre os Plane3 dos dois componentes, conforme ilustra a figura 127.
Figura 127 Para confirmar estas operações devemos clicar no botão verde no topo da caixa de diálogo. Note que o sinal de menos na frente do nome dos componentes desapareceu, indicando que as duas peças estão parametrizadas. O resultado obtido pode ser visto abaixo.
95
Vamos agora alterar um pouco com este modelo a partir do ambiente Assembly. Para que possamos editar um componente dentro do ambiente Assembly é necessário selecionarmos o componente no qual se deseja fazer a alteração. Temos duas maneiras de efetuar esta seleção, ou clicando diretamente na peça, ou selecionando o ítem a partir da árvore de criação. Para esta etapa do exercício, o componente escolhido para sofrer alteração foi a Tampa da embalagem plástica. Assim, com a tampa selecionada devemos clicar no ícone...
Note que o componente corpo ficou transparente. O software age desta forma para garantir melhor visualização da peça que esta sendo editada durante o processo de edição. Outra mudança que podemos perceber é que a árvore de criação do componente que está sendo editado muda de cor, indicando que o componente está no modo de edição. Apenas para efeito didático, vamos alterar a altura do Extruded Boss/Base de 20,00mm para 30,00mm. Para tanto, devemos clicar com o botão direito do mouse em cima desta operação e selecionar a opção de Edit Feature, conforme figura 128.
96
Figura 128 Feito isso aparecerá uma caixa de diálogo no qual devemos alterar o valor de 20,00 para 30,00mm conforme figura 129, e confirmar no botão verde.
Figura 129 Para sair do modo de edição de parts dentro do ambiente assembly, basta clicar novamente no ícone de edit component. O resultado final pode ser visto na figura abaixo.
97
Para verificar a massa de uma montagem, devemos realizar os seguintes passos: Tools
Mass Properties
.....conforme a figura 130...
Figura 130
98
Feito isso o programa disponibilizará uma caixa de dialogo com todas as informações relativas àquela montagem, conforme figura 131.
Figura 131 Caso nosso objeto de estudo seja apenas um dos componentes da montagem, devemos pré-selecionar o componente desejado antes de acionarmos o comando de Mass Properties. Salvar o arquivo com o nome de Montagem 1!
99
5.2
Exercício Prático: Montagem de um Rolamento
O rolamento ilustrado na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • •
Criação de modelos dentro do ambiente Assembly; Parametrização das Montagens.
100
O primeiro passo para a realização deste exercício é a modelagem de dois dos três componentes do rolamento. Assim, com o solidworks aberto, vamos abrir uma nova part e modelar o anel externo do rolamento. Selecionando o plane1, e abrindo o sketch nele, devemos desenhar o perfil ilustrado na figura 132.
Eixo de revolução
Figura 132 Depois de desenhar este perfil, podemos realizar uma operação de Revolved Boss/Base, conforme indica a figura 133.
Confirmar no botão verde
Figura 133
Salvar o arquivo com o nome de Anel Externo!
101
O próximo passo será a abertura de outro novo arquivo que dará origem ao anel interno do rolamento. Selecionando o plane1, e abrindo o sketch nele, devemos desenhar o perfil ilustrado na figura 134.
Eixo de revolução
Figura 134 Depois de desenhar este perfil, podemos realizar uma operação de Revolved Boss/Base, conforme indica a figura 135.
Figura 135
102
Salvar o arquivo com o nome de Anel Interno! De posse destes dois anéis do rolamento, vamos agora abrir mais dois arquivos: uma nova parte a qual devemos salvar com o nome de Esfera, e uma nova montagem, a qual devemos salvar com o nome de Rolamento. Usando o recurso, conforme figura 136...
Figura 136 .... teremos todas as quatro janelas visualizadas na tela, conforme figura 137.
Figura 137
103
Nesta forma de visualização, vamos arrastar cada uma das peças individualmente e soltar no ambiente Assembly. Para tanto, devemos clicar no nome do componente anel externo, e mantendo clicado devemos arrastar e soltar na janela cujo nome é rolamento, conforme figura 138.
Figura 138 Este procedimento deve ser aplicado às demais peças até termos as três partes dentro do ambiente Assembly, conforme indica a figura 139.
Figura 139
104
Note que temos quatro origens dentro do ambiente Assembly. Isso se deve ao fato de termos a origem dos três componentes (Anel Externo, Anel Interno e Esfera) e a origem de referência do Assembly. Se as três partes estiverem dentro do Assembly podemos fechar as demais janelas só deixando a do Assembly aberta. De forma semelhante ao exercício anterior, devemos colocar para flutuar o primeiro componente inserido no ambiente Assembly. Feito isso podemos parametrizar a montagem. Com o auxilio do Mate, vamos criar relações de coincidência entre os planos do Assembly e os planos do Anel Externo, seguindo a seguinte ordem: • • •
Plane1 do Assembly coincidente com o Plane1 do Anel externo Plane2 do Assembly coincidente com o Plane2 do Anel externo Plane3 do Assembly coincidente com o Plane3 do Anel externo
As demais relações devem ser criadas entre os componentes. Assim devemos ter as seguintes relações: • • •
Plane1 do Anel externo coincidente com o Plane1 do Anel interno Plane2 do Anel externo coincidente com o Plane2 do Anel interno Plane3 do Anel externo coincidente com o Plane3 do Anel interno
• • •
Plane1 do Anel externo coincidente com o Plane1 da Esfera Plane2 do Anel externo coincidente com o Plane2 da Esfera Plane3 do Anel externo coincidente com o Plane3 da Esfera
O resultado final deste processo pode ser visto a seguir.
105
Note que apesar de estarmos parametrizando três componentes apenas dois estão sendo mostrados. Isso ocorre porque estamos parametrizando os dois componentes existentes e apenas a árvore de criação da esfera, uma vez que ela ainda não foi modelada. Para o processo de modelagem da esfera, devemos selecionar o nome do componente, esfera, e clicar no Edit Component...
No modo de edição da parte, devemos selecionar o Plane 1 da esfera e nele abrir o sketch. Colocando em visualização normal devemos desenhar o perfil conforme figura 140.
Eixo de revolução
Figura 140 Realizando a operação de Revolved Boss/Base e saindo do modo de edição teremos o resultado indicado na figura 141.
Figura 141
106
Para finalizarmos o exercício vamos aprender uma outra função muito útil do ambiente Assembly, chamada de Component Pattern. Esta operação nos permite fazer cópias a partir de componentes pré-existentes. Ela pode ser usada de duas maneiras, linear ou radial. No caso do rolamento vamos utilizar a maneira radial da operação, para tanto é necessário ativar os eixos temporários que o programa disponibiliza. Ver figura 142.
Figura 142 Com os eixos visíveis na tela podemos efetuar a operação de Component Pattern. Para tanto, devemos seguir os passos conforme figura 143.
Figura 143
107
Feito isso, o programa disponibilizará uma caixa de diálogo, na qual deveremos entrar com alguma informação tais como: Eixo de Referencia, Angularidade, Número de repetições e qual o componente que será copiado. Ver figura 144. Qual o Eixo?
Selecionar esta caixa e entrar com o valor de 30
Figura 144
Componente a ser copiado
Para finalizar esta montagem basta confirmar no botão verde. Note que no final da árvore de criação apareceu um ítem chamado de local pattern. Isso ocorre por se tratar apenas de uma operação que só aparecerá no Assembly, e que não afeta as demais peças individualmente. O resultado final deste exercício pede ser vista na figura abaixo.
Salvar o arquivo!
108
6
Desenho 2D de Componentes em 3D (Drawing).
6.1
Exercício Prático: Geração de Desenho 2D do Mancal.
O desenho 2D ilustrado na figura abaixo é o objeto de estudo desta lição.
Competências adquiridas ao término da lição • • • • • • • •
Escolha do Formato do Papel; Criação de formatos personalizados; Criação de vistas e Edição das Propriedades da vista; Criação de Cortes e Edição das Propriedades do corte; Criação de Detalhes e Edição das Propriedades do Detalhe; Colocação de Cotas; Criação de Notas de Desenho Edição das Propriedades do Desenho.
109
Este exercício utilizará como base a primeira peça modelada neste treinamento, o mancal. Assim, com o programa aberto, o primeiro passo para a realização de um desenho 2D é a abertura de um novo documento e na janela abaixo selecionar a opção de Drawing conforme indica a figura 145.
Figura 145 Para abrir um novo desenho2D basta selecionar Drawing e depois confirmar no botão OK. Feito isso, aparecerá a primeira diferença. Numa caixa de diálogo o programa pergunta se o usuário quer utilizar um tipo de folha padronizado ou se prefere um tipo customizado. Neste exercício vamos utilizar como folha de desenho um padrão A3 – landscape, conforme indicado na figura 146.
Figura 146
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Depois de definido o formato podemos clicar no botão Ok. Conforme podemos perceber na figura 147, a seguir, a área de trabalho mudou, e apareceram novas barras de ferramentas, que serão exploradas mais detalhadamente, a seguir.
Nova árvore de Criação Novas barras de ferramentas
Formato para desenho 2D
Figura 147 Vamos explorar as novas barras de ferramentas. Barra de Ferramenta de Drawing – Auxilia na geração de vistas, cortes e detalhes no desenho 2D.
Model View Projected View
Adiciona uma vista ortogonal baseado num modelo pré-existente. Adiciona uma projeção de uma vista existente.
Auxiliary View
Adiciona uma vista auxiliar.
Detail View
Cria um detalhe de uma vista existente.
Section View
Cria uma seção de uma vista através de uma linha de corte.
Aligned Section View
Cria uma seção angular de uma vista.
Standard 3 View
Cria as três vistas básicas determinado componente.
Broken-out Section
Cria uma seção dentro da vista.
de
um
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Barra de Ferramenta de Annotation – como o próprio nome diz, ela cria anotações de desenho 2D.
Smart Dimensions
Cria dimensões entre as entidades.
Note
Adiciona notas de desenho.
Balloon
Cria balões numerados individualmente.
Smart Balloon Surface Finish Geometric Tolerance
Cria Balões para todos os componentes da vista. Cria simbologias de acabamento superficial. Cria Simbologias de tolerâncias geométricas.
Datum Feature
Cria simbologias de Datum.
Model Items
Importa itens do modelo 3D.
Hole Callout
Adiciona características dos furos.
Blocks
Adiciona bloco (elementos padronizados).
Area Hatch/Fill
Adiciona hachuras a perfis fechados.
Center Mark Center Line Bill Of Materials (BOM)
De posse destas informações vamos aprender como editar o formato padrão de desenho. Para tanto, devemos clicar em qualquer lugar dentro da folha de desenho com o botão direito do mouse e selecionar a opção Edit Sheet Format, conforme ilustra a figura 148.
Figura 148
Adiciona linhas de centro a entidades circulares. Adiciona linhas de centro entre duas entidades. Lista de materiais.
Feito isso, as linhas de contorno do padrão aparecerão na cor azul indicando que estão no modo de edição, conforme figura 149. 112
Figura 149 Estas linhas de contorno nada mais são do que linhas comuns de sketch. Assim, podemos cortar, estender, apagar, etc, como qualquer outra linha. Para editarmos a parte escrita basta um duplo clique em cima da palavra que ela se torna editável. Feita a operação, para sair do modo de edição devemos clicar fora da caixa. Para sair do modo de edição devemos proceder da mesma forma anterior, entretanto, devemos agora selecionar a opção Edit Sheet, conforme figura 150. Obs. Feito isso, as linhas de contorno voltam para a forma congelada na cor cinza.
Figura 150
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O próximo passo será a criação das vistas básicas do desenho 2D. Para tanto, devemos abrir o modelo 3D do mancal e com o auxílio da ferramenta Window, colocar a visualização em Tile Horizontaly, conforme indica a figura 151.
Figura 151 Existem duas opções de criar as três vistas básicas do desenho 2D. A primeira delas se assemelha a colocação das parts dentro do ambiente Assembly. Assim, basta selecionar a part pelo nome na árvore de criação, arrastar e soltar dentro do ambiente Drawing. Na segunda maneira devemos utilizar o ícone...
.... e ainda na visualização Tile Horizontaly, selecionar a part. Qualquer que seja a estratégia adotada o resultado deverá ser igual ao mostrado na figura 152 a seguir.
Figura 152
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Feito isso, vamos realizar uma seção na vista de topo do mancal. Para tanto, devemos criar uma linha que passa pelo centro da peça, como ilustra a figura 153.
Figura 153 Mantendo a linha selecionada devemos clicar no ícone...
..... e posicionar a seção do lado direito da vista, conforme indica a figura 154..
Figura 154 Note que o programa cria uma hachura padronizada. Para alterarmos esta configuração devemos clicar como botão direito do mouse em cima da hachura e selecionar Crosshatch Properties, conforme indica a figura 155.
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Figura 155 Depois de ajustarmos a caixa de diálogo conforme figura acima, podemos confirmar no botão ok. O resultado pode ser visto na figura abaixo.
O próximo passo no desenvolvimento do desenho 2D, será a colocação das cotas. Neste passo temos duas alternativas. A primeira delas será a inserção dos itens do modelo. Para tanto, devemos, conforme figura 156....
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Figura 156 Quando a caixa de diálogo estiver igual a da figura podemos confirmar no botão ok. Perceba que as cotas colocadas nos sketchs do modelo 3D voltaram a aparecer, conforme mostra a figura 157.
Figura 157
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Esta ferramenta tenta nos poupar tempo de parametrização. Entretanto, ela não é a única maneira de criarmos as cotas do desenho. Com o auxílio do ícone de Smart Dimensions, podemos colocar as cotas individualmente e com maior critério, ou seja, de maneira que facilite a leitura do desenho 2D.
Desta forma, devemos deixar o desenho da seguinte maneira. Ver figura 158.
Figura 158 A vista indicada com a seta deve ser apagada. Para tanto, devemos deixar selecionada a caixa em volta da vista e como auxílio do Delete, apagar a vista, conforme figura 159.
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Figura 159 No lugar vazio deixado pela vista apagada, vamos inserir uma vista isométrica do modelo. Assim utilizando o ícone...
.... e selecionando o mancal, e clicando na seta azul para o próximo passo.... ... selecionar o tipo de vista isométrica....
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... e posicionar no desenho clicando com o botão esquerdo do mouse. O resultado final pode ser visto a seguir.
Apenas para efeito didático, vamos criar um detalhe da peça. Para tanto, devemos criar um circulo em volta do que estamos querendo detalhar. Conforme ilustra a figura 160.
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E com o auxílio do ícone...
Figura 160 Podemos posicionar no desenho o detalhe ampliado da vista, conforme figura 161.
Figura 161 Para completar a criação do detalhe devemos editar as propriedades. Ver figura 162 .
Figura 162
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Para criarmos as notas de desenho, devemos utilizar o botão direito do mouse e selecionar a opção Annotations, conforme figura 163.
Note que as Barras de Ferramentas mostradas anteriormente aparecem aqui no pop-up do botão direito. Será interessante que o aluno explore as funções do pop-up do botão direito, uma vez que nele se encontram todas as ferramentas básicas para compor um desenho 2D, o que facilita muito o desenvolvimento do trabalho.
Figura 163 Seguindo com o comando de anotações, depois de selecionar Note devemos indicar o local que será criado a nota e escrever o texto desejado. Assim, conforme a figura 164, devemos entrar com as seguintes notas: Vista de Topo, Elevação, Isométrico.
Figura 164
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O próximo passo na composição do desenho é a colocação das linhas de centro. Para tanto, vamos utilizar os ícones de Centermark e Centerline.
No caso do Centermark devemos clicar no ícone e selecionar o contorno do circulo conforme figura 165.
Figura 165 A centerline, como o próprio nome sugere, é uma linha de centro. Assim, para a criação da Centerline devemos clicar em duas linhas, conforme indica a figura 166.
Figura 166
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Para finalizarmos o desenho 2D devemos editar as propriedades do desenho. Para tanto, devemos selecionar...
.....selecionando a opção de Document Properties, devemos clicar em line font...
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... podemos alterar o tipo e a espessura das linhas conforme lista abaixo: • • • • •
Visible Edges – Solid, Thick2 Detail Circle – Phanton, Thick Section Line – Thin/thick Chain, Thick Tangent Line – Solid, Thin Detail Border – Phanton, Thick.
Feito isso, podemos confirmar no botão ok.
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Referências
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