ایجاد و کاهش دورانی حجم در کتیا با ابزار Shaft و Groove

یکی از ابزارهای کاربردی در نرم‌افزار کتیا (CATIA) برای ایجاد حجم‌های دورانی ابزار Shaft است. با استفاده از این دستور، می‌توانید یک طرح دو بعدی یا اسکچ (Sketch) را حول محوری دلخواه دوران داده و حجم سه‌بعدی ایجاد کرد. این قابلیت برای طراحی قطعات دوار مانند رینگ ها و چرخ‌دنده‌ها بسیار پرکاربرد است.

درادامه مطلب با روش ایجاد و کاهش دورانی حجم در کتیا با ابزار Shaft و Groove در CATIA آشنا خواهیم شد.

معرفی ابزار Shaft در CATIA

ابزار Shaft در نرم‌افزار CATIA یکی از دستورات پرکاربرد برای ایجاد حجم‌های دورانی است. با استفاده از این ابزار، می‌توان یک اسکچ (Sketch) را حول یک محور دلخواه دوران داده و حجم سه‌بعدی تولید کرد. این ابزار به‌ویژه برای طراحی قطعاتی مانند شفت‌ها، چرخ‌دنده‌ها و قطعاتی که دارای تقارن دورانی هستند پرکاربرد است. در ادامه به روش استفاده از فرمان Shaft خواهیم پرداخت.

نمونه هایی از قطعات دوار

روش اجرای فرمان Shaft در کتیا

برای استفاده از ابزار Shaft در کتیا ابتدا وارد یکی از صفحات دو بعدی (ترجیحا صفحات عمودی مانند yz یا zx) شده و ترسیمی همانند شکل زیر بکشید. اسکچ ترسیم شده شامل یک پروفایل بسته و یک محور است که با ابزار Axis ترسیم شده است.

شکل 1 – ترسیم مقطع و محور در یک اسکچ برای به کار گیری ابزار Shaft

پس از اجرای دستور Shaft، پنجره‌ای مشابه تصویر زیر ظاهر می‌شود که در ادامه به بررسی گزینه های آن خواهیم پرداخت. (شکل 2)

شکل 2 – پنجره دستور Shaft در کتیا

Profile : در این پنجره، اولین پارامتر که باید تعیین شود، Profile یا همان اسکچ است. در واقع این پروفایل ، مقطعی است که قصد داریم حول یک محور دوران دهیم و آن را به یک حجم دورانی سه بعدی تبدیل کنیم. در این قسمت روی اسکچ ترسیم شده در مرحله قبل کلیک کنید.

Axis : بلافاصله پس از انتخاب پروفایل، دومین پارامتر که باید تعیین شود، Axis یا محور دوران است. محور دوران می‌تواند یکی از موارد زیر باشد:

1. محورهای V و H : این محورها از پیش تعریف شده و در محیط سه بعدی به راحتی قابل انتخاب هستند (شکل 3)

انتخاب محور H و V به عنوان محور دوران در ابزار Shaft

2. یکی از خطوط اسکچ : می‌توانید هر خط موجود در اسکچ را به عنوان محور دوران انتخاب کنید. (شکل 4)

انتخاب یکی از خطوط اسکچ به عنوان محور دوران در ابزار Shaft

3. محور یک جسم استوانه‌ای یا مخروطی : با قرار دادن ماوس روی سطح استوانه یا مخروط، محور آن به صورت خودکار انتخاب می‌شود.

4. یک Face یا Surface : با انتخاب یک وجه یا سطح می‌توان محور دوران را تعیین کرد.

5. یک Edge : لبه‌ای از جسم که به صورت خط مستقیم باشد نیز می‌تواند به عنوان محور دوران انتخاب شود.

6. خط محوری ترسیم شده در محیط Sketch : با استفاده از دستور Axis از نوار ابزار Profile، می‌توانید خط محوری را در محیط Sketch به عنوان محور دوران ترسیم کنید. توجه کنید به منظور انتخاب خودکار محور از طرف ابزار باید مقطع و محور در یک Sketch ترسیم شده باشند .

همچنین حتما ترسیم محور با ابزار Axis انجام شده باشد.

ویدیوی اول ابزار Shaft در کتیا نکات گفته شده تا این مرحله را توضیح می دهد.

نکته: محور دوران و یا امتداد آن نباید Sketch را قطع کند. همچنین، محور دوران و Sketch می‌توانند در یک صفحه نباشند.

Angle : تنظیمات زاویه دوران که در دو بخش First Limit و Second Limit تعریف می شود.

در قسمت Limits  ، می‌توانید زاویه دوران را تعیین کنید. زاویه دوران باید بزرگتر از صفر و حداکثر برابر 360 درجه باشد. امکان استفاده از زاویه منفی نیز وجود دارد، به طوری که مجموع زاویه اول و دوم بین صفر و 360 درجه باشد.

ویدیوی دوم ابزار Shaft در کتیا نکات گفته شده تا این مرحله را توضیح می دهد.

Thick Profile : در صورتی که پارامتر Thick Profile فعال شود، اسکچ با ضخامت تعیین شده ایجاد می‌شود. این پارامتر زمانی کاربرد دارد که اسکچ شما یک منحنی باز باشد و می‌خواهید با تعیین ضخامت، حجم ایجاد کنید. همچنین در مواردی که شما قصد ایجاد یک حجم دورانی توخالی دارید این گزینه قابل استفاده است.

نکته: اگر اسکچ بازی که با محور دوران تبدیل به اسکچ بسته می‌شود، مطابق شکل زیر بدون اعمال ضخامت نیز می‌توان حجم ایجاد کرد.

ویدیوی سوم ابزار Shaft در کتیا نکات گفته شده در این مرحله را توضیح می دهد.

دستور Groove در کتیا: ایجاد شیار دورانی

در ادامه معرفی دستورات کاربردی کتیا (CATIA)، به بررسی ابزار Groove می‌پردازیم. این ابزار به شما امکان می‌دهد یک شیار (Groove) را حول محوری دلخواه ایجاد کنید. این قابلیت برای طراحی قطعاتی مانند شفت‌ها و محورها با شیارهای داخلی یا خارجی بسیار مفید است.

پنجره و قابلیت های این ابزار ، کاملا مشابه با ابزار Shaft است که به آن اشاره شد.

به منظور آشنایی با این ابزار ، طرحی مانند شکل زیر ترسیم کنید . توجه کنید که اسکچ ترسیم شده باید با حجمی که از قبل ترسیم شده است و اکنون قصد ایجاد شیار حول آن را داریم برخورد داشته باشد.

اجرای دستور Groove

پس از اجرای دستور Groove، پنجره‌ای مشابه تصویر زیر ظاهر می‌شود:

در ادامه به بررسی گزینه های پنجره ابزار Groove خواهیم پرداخت.

Profile : مشابه دستور Shaft، اولین پارامتر که باید تعیین کنید،   Profile یا همان اسکچ است. اسکچی که برای ایجاد شیار نیاز دارید را انتخاب کنید.

Axis : دومین پارامتر، Axis  یا محور دوران است. محوری که می‌خواهید اسکچ حول آن دوران کند را انتخاب کنید.

محور دوران در دستور Groove نیز می‌تواند یکی از موارد زیر باشد:

1. محورهای V و H : محورها از پیش تعریف شده و به راحتی قابل انتخاب هستند.
2. یکی از خطوط اسکچ : می‌توانید هر خط موجود در اسکچ را به عنوان محور دوران انتخاب کنید.
3. محور یک جسم استوانه‌ای یا مخروطی : با قرار دادن ماوس روی سطح استوانه یا مخروط، محور آن به صورت خودکار انتخاب می‌شود.
4. یک Face یا Surface : با انتخاب یک وجه یا سطح می‌توان محور دوران را تعیین کرد.
5. یک Edge : لبه‌ای از جسم که به صورت خط مستقیم باشد نیز می‌تواند به عنوان محور دوران انتخاب شود.
6. خط محوری ترسیم شده در محیط Sketch : با استفاده از دستور Axis از نوار ابزار Profile، می‌توانید خطی را در محیط Sketch به عنوان محور دوران ترسیم کنید.

تنظیمات زاویه دوران (Limits): تنظیمات زاویه دوران در دستور Groove همانند دستور Shaft است. در قسمت Limits، می‌توانید زاویه دوران را تنظیم کنید. این زاویه باید بزرگتر از صفر و حداکثر برابر 360 درجه باشد. مشابه دستور Shaft، می‌توانید از زوایای منفی نیز استفاده کنید.

شکل زیر نتیجه ایجاد Groove در مثال ترسیم شده است.

Thick Profile:  در صورت فعال کردن پارامتر Thick Profile  ، اسکچ با ضخامت تعیین شده ایجاد می‌شود. این پارامتر زمانی کاربرد دارد که اسکچ شما یک منحنی باز باشد و می‌خواهید با تعیین ضخامت، شیار ایجاد کنید.

نکته: اگر اسکچ بازی که با محور دوران تبدیل به اسکچ بسته می‌شود، بدون اعمال ضخامت نیز می‌توان دقیقا همانند ابزار Shaft شیار ایجاد کرد.

ویدیوی بررسی ابزار Groove

مثال عملی برای ابزار Shaft و Groove در CATIA

برای کشیدن یک شکل شبیه ماهیتابه در کتیا و استفاده از ابزارهای Shaft و Groove، مراحل را به‌صورت شماره‌ای می‌توان به شکل زیر بیان کرد:

1. ترسیم پروفیل اولیه برای Shaft:
   • به محیط Sketcher روی یکی از صفحات مرجع (مثلاً ZX) بروید.
   • یک نیم‌رخ نصفه از مقطع ماهیتابه را رسم کنید
   • این نیم‌رخ باید نسبت به محور عمودی متقارن باشد.
   • به کمک ابزار Axis محور دوران را نیز در هان اسکچ ترسیم کنید.
2. ایجاد حجم دوار با ابزار Shaft:
   • از Shaft برای چرخاندن این نیم‌رخ حول محور ترسیم شده استفاده کنید و بدنه‌ی کلی ماهیتابه را ترسیم کنید.
3. ایجاد شیار داخلی با ابزار Groove:
   • یک Sketch جدید در همان صفحه که برای اسکچ Shaft داشتیم ایجاد کنید.
   • پروفیلی متشکل از تعدادی دایره در راستای تکرار شده خطی برای ایجاد شیار کف رسم کنید.
   • از ابزار Groove برای ایجاد شیار  استفاده کنید تا شیارهای کف ماهیتابه شکل بگیرد.
4. ایجاد دسته‌ی ماهیتابه (اختیاری):
   • در موقعیت مماس بر بدنه Shaft یک صفحه ایجاد کنید
   • یک Sketch جدید روی صفحه ساخته شده ایجاد کنید
   • پروفیل دسته را رسم کنید. این شکل می تواند یک مستطیل با گوشه های گرد شده باشد.
   • از Pad  برای اکسترود کردن دسته استفاده کنید.
5. اضافه کردن سوراخ روی دسته (در صورت نیاز):
   • یک Sketch روی دسته رسم کنید.
   • یک پروفایل شبیه به جای آویز ماهیتابه ترسیم کنید و با Pocket آن را حذف کنید.
6. اعمال متریال و رندر (اختیاری):
   • می‌توانید از ابزار Apply Material برای دادن متریال مناسب (مثلاً استیل یا آلومینیوم) استفاده کنید.

در ویدئوی زیر این مراحل ترسیم این مثال را می توانید مشاهده کنید.

هومن لادن