Conception en CATIA PORTE MÉDAILLE - Conception Mécanique - CAO

PORTE MÉDAILLE

Document préparé avec Catia V5R13

    Cet assemblage est constitué de 2 pièces emboîtées l'une dans l'autre par un système de formes complémentaires.

    Les 2 pièces se ressemblent, donc nous utiliserons la notion de famille de pièces, une partie sera commune aux 2 pièces, l'autre sera différente pour chaque pièce.

Dans la phase de conception d'un produit, une idée va être matérialisée sous la forme d'un croquis dont le design et l'esprit vont être suffisamment explicites pour s'imaginer le produit fini.

Ici nous allons nous limiter à un travail en 2D, mais il est possible de travailler en 3D en esquissant dans 2 plans perpendiculaires et avoir ainsi les sections d'un modèle suivant 2 directions.

Nous allons nous baser sur les pièces existantes pour faire la modélisation, en utilisant les fonctionnalités de l'atelier Sketch Tracer.

Figure 1

Nous disposons d'un fichier image Porte-medaille-1.jpg obtenu en scannant une des 2 pièces du mécanisme, mais la méthode pourrait être appliquée en utilisant un croquis à main levée d'un avant projet défini dans une phase de pré étude.

Figure 2

Ouvrez l'atelier Sketch Tracer et faites un nouveau produit Projet porte medaille

Figure 3

Attention de travailler dans les vues orthogonales et pas en perspective.

Passez en Vue de Face, regardez l'aspect de la boussole et définissez le type de rendu.

                  

Figure 4

Créez une esquisse immersive en choisissant le fichier Porte-medaille-1.jpg

Figure 5

Retravaillez le contour attaché à l'image en positionnant l'origine et en étirant les côtés, puis définissez les dimensions du rectangle, ainsi la partie utile de l'image va correspondre aux dimensions de notre pièce, elle mesure environ 39x62.

Figure 6

Enregistrez votre travail.

Nous sommes dans un environnement d'ensemble, il va falloir modéliser notre pièce dans  cet ensemble.

Insérez une nouvelle pièce Plaque porte medaille dans l'ensemble.

Figure 7

Esquissez dans le plan YZ, voir la Figure 4.

  

Esquissez le contour de la plaque, avec quelques cotes, mais vous pouvez en mettre plus.

Figure 8

La plaque fait 2mm d'épaisseur, réalisez l'extrusion en X > 0

Réalisez les congés dans la partie droite de la pièce, rayons 5 et 3 mm.

Figure 9

Pour pouvoir se servir de l'image scannée, affectez la transparence de la pièce d'un coefficient de 100

Figure 10

Réalisez la poche débouchante en partie base de la pièce.

Figure 11

Répondez Oui à la question de la boîte de dialogue de la Figure 11.

Réalisez les 2 congés de rayon 2mm aux extrémités de cette poche, en 1 ou 2 fonctions.

Figure 12

Les congés de la partie gauche ne seront pas réalisés maintenant car ils ne sont présents que sur une des 2 pièces.

La partie qui est identique sur les 2 pièces est terminée.

Enregistrez votre travail.

Maintenant vous allez travailler sur la partie qui différencie les 2 pièces du porte médaille.

Cette partie sera constituée d'un corps de pièce, différent pour chaque pièce et qui sera assemblé à la partie déjà conçue.

Insérez un corps de pièce, ce sera celui de la pièce mâle correspondant à l'image, son nom sera Corps de pièce pattes, choisissez le comme objet de travail.

Figure 13

Esquissez, dans le plan YZ, une des 2 pattes, avec ou sans ses cotes, puis extrudez de la même épaisseur que la plaque de base en choisissant l'option jusqu'au plan, pas jusqu'à la surface. Attention de bien faire un contour fermé.

Figure 14

Réalisez les congés dans les parties basse (R=1.5) et haute (R=2.5) du corps de pièce.

Figure 15

Désactivez la transparence de la pièce, voir Figure 10.

Le Corps de pièce pattes étant toujours l'objet de travail, faites une répétition rectangulaire des 3 fonctions qui figurent déjà dans ce corps de pièce, avec un pas de 31. Attention de bien faire Sélection/Action, sinon vous aurez le message de la Figure 16.

Figure 16

A l'aide d'une opération booléenne, ajoutez votre corps de pièce au corps de pièce principal.

Figure 17

Cachez le tableau représentant l'image de la pièce, il ne sert plus maintenant. On pourrait même le supprimer.

Afin de faciliter la lecture de l'arbre de conception, renommez la fonction ajout du corps de pièce, ce sera Ajout pattes.

Votre arbre de conception devrait ressembler à la Figure 13.

Enregistrez votre travail.

Figure 18

Insérez un corps de pièce, ce sera celui de la pièce femelle complémentaire de la pièce mâle, son nom sera Corps de pièce encoches, choisissez le comme objet de travail.

Dans le plan YZ, esquissez un rectangle, avec contraintes et cotes, puis extrudez de la même épaisseur que la plaque de base en choisissant l'option jusqu'au plan, pas jusqu'à la surface. Attention de bien faire un contour fermé.

Figure 19

Les poches qui figurent dans ce corps de pièce ne sont pas réalisées par enlèvement de matière perpendiculairement à la surface principale la pièce, mais suivant une direction oblique, nous allons donc devoir définir cette direction avant de réaliser la poche. Attention de bien ajouter cette droite dans le corps principal,

Figure 20

Notez que cette droite se trouve dans un Set géométrique, nouveauté de la R13, en R12 c'était un corps surfacique.

Définissez le Corps de pièce encoches comme objet de travail.

Sur la face avant de la pièce, esquissez un rectangle qui serra la section de la poche.

Réalisez la poche en utilisant la droite oblique comme direction.

Figure 21

    Inactivez Ajout pattes et faites tourner votre pièce afin de constater que la poche est bien oblique par rapport à la face avant de la pièce.

Figure 22

Faites une répétition rectangulaire de la poche (attention de bien choisir) en utilisant le même espacement que pour la répétition rectangulaire des pattes, donc utiliser une fonction.

Cachez la droite, mais pas le Set géométrique, qui sera encore utilisé plus tard.

A l'aide d'une opération booléenne, ajoutez votre corps de pièce au corps de pièce principal.

Figure 23

Afin de faciliter la lecture de l'arbre de conception, renommez la fonction ajout du corps de pièce sous le nom Ajout encoches.

Figure 24

Nous avons maintenant toutes les formes, ou presque dans notre pièce, pour pouvoir différencier les 2 pièces il va falloir activer/inactiver certaines fonctions.

Il serait possible d'utiliser un tableau excel comme dans l'exercice sur les Légos, mais nous allons aborder ici une autre notion, celle des copies optimisées ou pièce intelligentes.

Inactivez Ajout encoches, activez Ajout pattes, puis créez le congé de raccordement sur l'arête (R=1.8).

Figure 25

Vérifiez que les 2 pièces seront sensiblement de même hauteur, ici l'option Garder la mesure est cochée.

Figure 26

Créez ensuite un congé d'arête de rayon 1.5 en partie bas gauche de la pièce.

Pour pouvoir passer à la configuration donnant l'autre pièce, il faut désactiver Ajout pattes et activer Ajout encoches.

Mais la pièce tombe en échec, ce qui est normal, le congé de faces n'a plus de référence, il faut donc inactiver les 2 congés spécifiques à la pièce avec pattes et qui ne sont pas sur la pièce avec encoches.

Figure 27

Inactivez les 2 congés relatifs à la pièce avec pattes.

Activez Ajout encoches et réalisez le raccordement Face/Face (Rmini = 5) en partie haute ainsi que le congé d'arête de rayon 1.5 en partie bas gauche.

Figure 28

Figure 29

Enregistrez votre travail.

    Nous voyons que pour passer d'une pièce à l'autre il y a 3 fonctions à inactiver et 3 fonctions à activer.

    Fermez l'assemblage et ouvrez la pièce Plaque porte médaille.

   

    Créez une copie optimisée du modèle, menu insertion ou icône.

Figure 30

Dans l'onglet Définition, choisissez le corps principal de la pièce et définissez les 3 plans comme entrées des composants.

Figure 31

Dans l'onglet Paramètres, choisissez les paramètres à publier, c'est-à-dire ceux sur lesquels l'utilisateur pourra jouer au moment de l'instanciation de la copie optimisée, donnez leur un nom significatif. Notez que ce nom peut être utilisé par plusieurs paramètres, il ne s'agit que d'un message. Les autres onglets ne seront pas utilisés ici.

Figure 32

Notez la présence de la définition de cette copie optimisée au niveau de l'arbre du modèle.

Figure 33

Affectez le matériau Chrome au Corps principal de la pièce, pas à la pièce, ceci afin de pouvoir différencier l'aspect au niveau de la partie centrale.

Faites un rendu réaliste avec application des matériaux.

Fermez le fichier en enregistrant votre travail.

Faites un nouveau document de type assemblage

Figure 34

Insérez une nouvelle pièce et choisissez la comme pièce active.

Figure 35

    Instanciez à partir d'un document, ce sera le fichier Plaque porte medaille.CATPart

    Alors vous devez choisir les références pour pouvoir positionner la copie, choisissez l'option Utiliser les mêmes noms, le bouton Paramètres permet de modifier la valeur des paramètres publiés au moment de la définition de la copie optimisée, ici vous pouvez conserver les valeurs proposées, notez que les messages ne sont peut-être pas clairs car nous avons donné le même nom à des choses différentes, mais comme ici il faut agir simultanément sur les 2 paramètres, ceci ne pose pas de problème.

Figure 36

Figure 37

    Notez que l'insertion s'est faite dans un corps de pièce, ici Corps de pièce.2

Déplacez la pièce à l'aide de la boussole.

Insérez une nouvelle pièce et choisissez la comme pièce active.

Figure 38

    Instanciez à partir d'un document, ce sera le fichier Plaque porte medaille.CATPart

    Définissez les options permettant d'avoir la plaque avec les pattes.

Figure 39

Figure 40

Assemblez les 2 pièces en ajoutant 4 contraintes de coïncidence, puis mettez le modèle à jour. Attention à la position relative des pièces avant de mettre à jour, mettez-vous dans une position proche de ce que vous souhaitez sinon le logiciel va choisir de lui-même (voir si on ne peut pas ajouter une autre contrainte afin de lever l'ambiguïté).

Cachez les contraintes et les repères.

Déclarez aussi une des 2 pièces comme pièce fixe et les 2 pièces en fixité relative.

Figure 41

    Remarque importante, avec cette méthode des copies optimisées, il n'y a plus de lien entre les pièces insérées dans ce modèle avec le fichier ou l'on a défini la copie optimisée.

    Vérifiez ceci en ouvrant le fichier Plaque porte medaille.CATPart modifiez l'épaisseur de la pièce, cette modification ne se répercute pas dans notre assemblage. La méthode des familles de pièces avec catalogue le permet.

    Il reste à modifier les pièces afin de leur donner l'aspect granité des pièces réelles dans une partie centrale évidée.

    A partir du fichier Porte-medaille-1.jp, nous avons extrait une image de la partie granitée, elle se trouve dans le fichier granite.jpg.

    Avant de plaquer cette texture, il faut faire l'évidement central dans chaque pièce, attention aux faces qui sont différentes.

Figure 42

    Editez la plaque avec les pattes.

Figure 43

Créez l'esquisse définie Figure 34, à 2 mm des bords de la pièce, ne pas la contraindre par rapport au repère, mais par rapport aux bords de la pièce.

On pourra avantageusement utiliser le décalage des bords de la surface à condition de désactiver la fonction Ajout pattes, puis isoler l'empreinte ainsi créée.

    Réalisez la poche d'une profondeur de 0.5 mm et réactivez éventuellement la fonction Ajout pattes

    La poche à réaliser sur la pièce avec les encoches est identique, mais sur la face arrière de la pièce.

    Faites un Copier/Coller de la fonction poche sur la face arrière de la pièce avec encoches

    Ensuite, revoyez les limites de la fonction, Figure 43, afin de respecter les formes de la pièce ou définissez un nouveau support d'esquisse qui sera la face avant de cette pièce, puis inversez le sens de la poche.

Figure 44

Figure 45

Faites un rendu réaliste avec application des matériaux.

    Editez la pièce avec les pattes.

Pour la partie centrale, créez une surface décalée, depuis l'atelier Wireframe and Surface Design. Mettez un décalage de 0.01, le but est simplement de ne pas travailler directement sur la surface de la pièce, ce qui poserait des problèmes au niveau du rendu.

Figure 46

Affectez un matériau à cette surface, par exemple Etoile DS, puis en utilisant le fichier Granite.jpg comme image, modifiez les propriétés de ce matériau.

Configurez les propriétés de rendu du matériau, attention de bien répéter le motif, ce qui ne donne pas un résultat extraordinaire, peut-être vaudrait-il mieux retravailler le fichier jpg.

  

Figure 47

    Faites de même, pour la surface et le matériau, sur l'autre pièce afin d'obtenir un résultat identique à celui de la Figure 47.   

Pour terminer le travail, il faut réaliser la médaille.

Dans l'assemblage, insérez une nouvelle pièce.

Figure 48

    Créez un cylindre de diamètre 89 mm et 3 mm d'épaisseur.

    Contraignez la médaille par rapport au support de médaille, ce qui n'est pas aisé.

Figure 49

Affectez le matériau Bronze au corps principal de la médaille.

Pour parachever notre conception il reste à plaquer l'image de la médaille sur la face avant du cylindre.

    Cette image se trouve dans le fichier Medaille.jpg.

    Dans le solide Medaille, créez une surface décalée de 0.01 mm en avant de la face avant.

Affectez le matériau Etoile DS à cette surface décalée, puis modifiez ses propriétés de rendu. L'échelle sera choisie "à l'œil" en fonction du résultat dynamique sur la pièce.

Figure 50

    Enregistrez votre travail.

         

Rendu Catia                        Photo