Edición de operaciones

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Introducción

Esta página explica la forma en que trabajo PartDesign está destinado a ser utilizado a partir de FreeCAD 0.17.

Mientras el Banco de trabajo de Pieza y otros bancos de trabajo de FreeCAD permiten crear piezas mediante la combinación de formas, el banco de trabajo de diseño de piezas se basa en operaciones. Una operación modifica la forma de una pieza.

Metodología de edición de operaciones

La primera operación es conoce como operación base. A medida que se van añadiendo operaciones, cada operación toma la forma resultante de la operación anterior y añade o quita material, creando una dependencia lineal entre cada operación y la siguiente. Desde el punto de vista de las operaciones sustractivas, esta metodología se asemeja al proceso de fabricación. Por ejemplo, a un bloque se le hace un corte a un lado, posteriormente a otro lado, luego se perforan agujeros, a continuación se redondean bordes, etc.

Todas las operaciones aparecen listadas de forma secuencial en el árbol del proyecto y pueden ser editadas en cualquier momento. El resultado de la última operación, aquella que ocupa el lugar inferior en la lista de operaciones, es el que determina la forma de la pieza final.

Las operaciones se clasifican en las siguientes categorías:

  • Basadas en perfil: Estas operaciones utilizan un perfil como punto de partida para definir la forma del material que va a ser añadido (operación aditiva) o eliminado (operación sustractiva). El perfil puede ser un croquis, una cara plana de la geometría (en cuyo caso el perfil se extrae de sus aristas), una forma unida o un objeto del banco de trabajo Draft que haya sido incluido en el cuerpo activo con anterioridad.
  • Aditiva: añade material al resultado de la operación anterior. Los iconos de las operaciones aditivas se caracterizan porque predomina en ellos el amarillo.
  • Sustractiva: elimina material del modelo existente. Los iconos de las operaciones sustractivas se caracterizan porque predominan en ellos el rojo y el azul.
  • Basadas en Primitivas: son operaciones basadas en primitivas geométricas como por ejemplo el cubo, el cilindro, el cono, el toro. Pueden ser tanto aditivas como sustractivas.
  • Operaciones de transformación: aplican transformaciones a una o varias operaciones anteriores (operación reflexión o simetría, patrón de repetición lineal, patrón de repetición polar o una transformada múltiple fruto de la combinación de las anteriores).
  • Operaciones de alteración: operaciones que alteran una arista o una cara determinada, como redondeos, chaflanes o cortes inclinados.
  • Operaciones de procedimiento: se dice de operaciones que no están basadas en croquis, como las operaciones de transformación y las de alteración.

Cuerpo

Trabajar en PartDesign requiere primero crear un PartDesign Body.png Cuerpo. El Cuerpo es un contenedor que agrupa una secuencia de operaciones formando un único sólido continuo.

PartDesign Body tree.png

¿Qué es un único solido continuo? Es un objeto producido a partir de un único bloque de material. Si el objeto incluye clavos, tornillos, pegamento y soldado, entonces no es un único sólido continuo.

Un documento de FreeCAD puede contener varios cuerpos. Diferentes cuerpos puede combinarse para formar un único sólido continuo.

Solo un cuerpo puede estar activo en un documento. El cuerpo activo obtiene las nuevas operaciones creadas. Un cuerpo puede activarse o desactivarse haciendo doble clic sobre él. Un cuerpo activado se resalta en azul claro. El color de resaltado se puede configurar en las preferencias en Display / Colors / Active container desde la versión 0.18.

Cuando una pieza requiere del empleo de varios cuerpos, estos pueden ser agrupados dentro de un contenedor de propósito general llamado contenedor de Pieza. De esta forma todos los cuerpos se pueden trasladar de forma solidaria como si fueran un único objeto.

Gestión de visibilidad de un cuerpo

Un cuerpo queda representado por el resultado de la última operación en él contenida. Por defecto dicha operación es conoce como Punta. Un analogía es la punta del iceberg: sólo la punta es visible sobre el agua, mientras que la mayoría del iceberg permanece oculto bajo el agua. Cuando se añade una nueva operación a un cuerpo, la visibilidad de las anteriores operaciones queda deshabilitada, y la nueva operación se convierte en la punta del cuerpo.

En un momento determinado sólo puede haber una operación visible. Es posible activar la visibilidad de cualquier operación de un cuerpo seleccionando la operación en el árbol de proyecto y presionando la barra espaciadora. Al activar la visibilidad de dicha operación, se desactiva la visibilidad del resto de operaciones de dicho cuerpo. De esta forma, al ir seleccionando operaciones anteriores en el cuerpo se puede observar la evolución histórica de la pieza.

Origen del cuerpo

El cuerpo tiene un origen que consiste en planos de referencia (XY, XZ, YZ) y ejes (X, Y, Z). Dichos planos y ejes puede ser utilizados en los croquis y operaciones del mismo. Los croquis pueden ser fijados a uno de los planos del origen.

Moviendo y reordenando operaciones

Es posible cambiar la Punta a una operación anterior dentro del cuerpo a fin de insertar nuevas operaciones u objetos (como croquis o geometría de referencia). También es posible reordenar operaciones dentro de un cuerpo, o mover operaciones de un cuerpo a otro. Dichas operaciones son accesibles mediante el menú contextual que se despliega seleccionando un objeto u operación dentro del body y haciendo click con el botón derecho del ratón. Sin embargo cabe destacar que el programa puede evitar dicha operación si el objeto contiene dependencias en el cuerpo origen, como por ejemplo si está fijada a una cara del mismo. En el caso específico de un croquis es condición indispensable que el mismo no contenta enlaces a geometría externa.

Difference with other CAD systems

A fundamental difference between FreeCAD and other programs, like Catia, is that FreeCAD doesn't allow you to have many disconnected solids in the same PartDesign Body.svg PartDesign Body. That is, a new feature should always be built on top of the previous one. Or said in a different way, the newer feature should "touch" the previous feature, so that both features are fused together and become a single solid. You cannot have "floating" solids.

PartDesign Body non-contiguous.png

Difference between Catia and FreeCAD. Left: Catia allows disconnected bodies from the previous features of the body. Right: in FreeCAD this causes an error; the newer feature should always contact or intersect the previous feature so that it is fused to it, and becomes a single contiguous solid.


Geometría de referencia

La geometría de referencia consiste en planos, lineas, puntos o formas externas enlazadas (formas unidas). Dicha geometría de referencia puede ser posteriormente usada en croquis y operaciones, así como para fijar croquis. Hay una multitud de posibilidades de fijación de croquis utilizando geometría de referencia.

In other CAD systems like Catia you can define a datum plane that is offset from the previous body and you can create a disconnected solid. So, placing a lot of datum planes, and building objects on them is okay and won't cause an error. Typically, you would eventually adjust the planes to their final positions, so that the individual objects are fused together.

In FreeCAD, datum planes make sense if you are placing sketches (and padding) in non-standard orientations, that is, in planes rotated around the three main axes. For sketches that are placed with a simple offset from the XY, XZ, or YZ planes, often there is no need to use datum planes, as the faces of the previous feature can be used as supports. After all, in FreeCAD, the a new feature must be touching the previous feature, so you may as well use the previous feature as support.

Even if not used for supporting sketches, datum objects are still helpful as visual indicators, to draw attention to important features or distances in the modelling process.

PartDesign Body non-contiguous slanted.png

Difference between Catia and FreeCAD. Left: Catia allows disconnected bodies from the previous features of the body. Right: in FreeCAD this causes an error; the newer feature should always contact or intersect the previous feature, so that it is fused to it, and becomes a single contiguous solid. In this example, the new solid is based on a datum plane that is rotated around the Y axis.


Referencia cruzada

Es posible realizar referencias cruzadas entre cuerpos mediante la utilización de geometría de referencia. Por ejemplo la forma unida de referencia permite copiar caras de un cuerpo como geometría de referencia en otro cuerpo. Esto permite construir una caja con una tapa ajustada de forma fácil utilizando un cuerpo para la caja y otro para la tapa. FreeCAD evita la creación de enlaces entre cuerpos no intencionados preguntado al usuario siempre que esto vaya a producirse.

Fijación

La fijación de objetos no es una herramienta específica del banco de trabajo de diseño de pieza. Dicha funcionalidad pertenece al banco de trabajo de pieza y puede encontrarse en el menú Pieza. Sin embargo es una herramienta que se utiliza principalmente en el banco de trabajo de diseño de pieza para fijar croquis y geometría de referencia a planos y ejes de referencia del cuerpo. Hay multitud de formas de fijación. La posibilidad de utilizar una desviación u offset incrementa substancialmente la versatilidad de las distintas posibilidades de fijación.

Para más información, ver la página de Fijación.

Consejos para la creación de modelos estables

La idea de modelado paramétrico implica que el cambio de valores de ciertos parámetros provocan que el modelo cambie adaptándose a los nuevos valores. Sin embargo, al realizar diversos cambios, es posible que el modelo no pueda seguir los cambios y deje de proporcionar resultados válidos. Comparada con versiones anteriores de FreeCAD esto puede ser minimizado si se respetan los siguientes principios de diseño:

  • Evitar fijar croquis sobre caras en la medida de lo posible. Es preferible fijar los croquis sobre los planos del origen del cuerpo o sobre planos de geometría de referencia.
  • Al crear geometría de referencia, no fijarla a la topología, sino a planos/ejes del origen del cuerpo o a croquis.
  • Utilizar un "croquis maestro". Dicho croquis es un croquis preferiblemente no demasiado complejo que contenga los elementos geométricos básicos del modelo a crear. Dichos elementos pueden utilizarse al modelar el resto de las operaciones. Dicho "croquis maestro" es generalmente el primero en el cuerpo, aunque no es un requerimiento que lo sea.
  • Ante la necesidad insuperable de tener que referenciar una operación intermedia, como por ejemplo una operación de vaciado de espesor, conviene referenciar la operación más antigua en la que el elemento a referenciar esté presente. Cabe destacar que a partir de esta versión ya no es necesario referenciar la operación anterior. Al utilizar la operación más antigua cualquier cambio en operaciones intermedias no dará lugar a un modelo inválido. Similarmente es preferible referenciar un croquis que aristas o vértices de un sólido.

Body building workflow

There are several workflows that are possible with the PartDesign Workbench. What should always be noticed is that all the features created inside a PartDesign Body will be fused together to obtain the final object.

Different sketches

Sketches need to be supported by a plane. This plane can be one of the main planes (XY, XZ, or YZ) defined by the Origin of the Body. A sketch is either extruded into a positive solid (additive), with a tool like PartDesign Pad.svg PartDesign Pad, or into a negative solid (subtractive), with a tool like PartDesign Pocket.svg PartDesign Pocket. The first adds volume to the final shape of the body, while the latter cuts volume from the final shape. Any number of sketches and partial solids can be created in this way; the final shape (tip) is the result of fusing these operations together. Naturally, the Body can't consist of only subtractive operations, as the final shape should be a positive solid with a non-zero volume.

PartDesign workflow 1.svg

Sequential features

Sketches can be supported by the faces of previous solid operations. This may be necessary if you need to access a face that is only available after a certain feature has been created. However, this workflow isn't recommended as if the original feature is modified, the following features in the sequence may break. This is the topological naming problem.

PartDesign workflow 2.svg

Use of datum planes for support

Datum planes are useful to support the sketches. These auxiliary planes can be based on the Origin of the Body, or can be based on the features (edges, faces) of previously created solids. In addition, a PartDesign ShapeBinder.svg PartDesign ShapeBinder can be used to import external geometry into the body to serve as reference; then sketches can be attached to this auxiliary body, either using datum planes or not. Using datum objects is often the best way to produce stable models, although it requires a bit more work from the user.

Tutorials

The tutorials page provides some examples of using the feature editing method of the Workbench PartDesign.svg PartDesign Workbench.

Related

PartDesign workflow 3.svg