Niveau : Intermédiaire
Logiciel : FreeCAD v0.17

Dessin de définition d’une pièce conique dentée :

Nous allons utiliser dans ce tutoriel, la fonction de lissage de profil se trouvant dans l’atelier Part Design afin de nous adapter à une pièce conique. Nous ne sortirons pas de cet atelier le temps de la conception !

I. Création d’un nouveau fichier et sélection d’un atelier

Après le lancement du logiciel, cliquez sur Fichier > Nouveau ou CTRL + N afin de créer un plan de travail vierge. Le bouton « Créer un nouveau document vide » remplit exactement la même fonction.

Cliquez ensuite sur Affichage > Atelier > Part Design. L’utilisation du menu déroulant « Basculer entre les ateliers » permet également une navigation aisée entre ceux-ci.

II. Création et cotation des esquisses du cône (Base et Sommet)

Dans cette première étape, nous créerons deux esquisses au sein d’un même corps afin de former par lissage de profil un simple cône sans passer par l’atelier Part. Nous nommerons nos deux esquisses : Cone_Base et Cone_Sommet afin de nous y retrouver durant les opérations. Toutes les mesures sont conformes au dessin de définition.

Cliquez sur Part Design > Créer une esquisse. Notez que le bouton « Créer une nouvelle esquisse » remplit exactement la même fonction.

Dans l’onglet Tâches, à gauche de l’écran, sélectionnez XY_Plane (Plan de base) puis OK pour valider.

Un repère sur XY, composé d’une ligne verte (Y) et d’une ligne rouge (X), est désormais présent à l’écran. Tout autour de celui-ci, une grille formée de lignes pointillées blanches espacées de 10 mm par défaut vous servira de guide lors du placement de vos points.

Dans la barre de menu, cliquez sur Sketch > Géométries d’esquisse > Créer un cercle. Vous pouvez également utiliser le bouton « Créer un cercle dans l’esquisse » depuis la barre d’outil du logiciel.

Une fois l’outil sélectionné, cliquez sur l’origine du repère et éloignez vous de celui-ci pour agrandir votre cercle. Cliquez une seconde fois pour lui appliquer une taille approximative. La taille importe peu à cette étape de l’esquisse.

L’esquisse étant blanche (non contrainte), nous allons désormais la contraindre avec les outils de cotation appropriés.

Cliquez sur Sketch > Contraintes d’esquisse > Contrainte radiale. Vous pouvez aussi utiliser le bouton « Fixer le rayon d’un cercle ou d’un arc » depuis la barre d’outil.

Sélectionnez votre cercle fraîchement créé et entrez 19.15 mm dans le champ Rayon ainsi que Rayon_Cone_Base dans le champ Nom. Une fois l’esquisse totalement contrainte (couleur verte), cliquez sur Fermer en haut à gauche pour sortir de la construction. N’oubliez pas également de vous rendre dans l’arbre de construction afin de changer le nom de votre esquisse en Cone_Base !

Astuce :
Mettre des noms durant la cotation permet de modifier plus facilement ses mesures dans la fenêtre des paramètres. Celle-ci se trouve sous l’arbre de construction dans Vue combinée.

Maintenant que nous avons notre première esquisse, cliquez n’importe où à côté de celle-ci pour la désélectionner. Recommencer les deux premières étapes afin d’obtenir un nouveau cercle blanc.

Nous contraindrons exactement de la même façon notre deuxième esquisse. Toutefois, nous remplirons les valeurs des champs Rayon et Nom avec les valeurs suivantes : 22.66 mm et Rayon_Cone_Sommet. Une fois totalement contrainte, cliquez sur Fermer. Renommez votre esquisse en Cone_Sommet !

Dans l’onglet Modèle de l’arbre de construction, sélectionnez Cone_Sommet puis Attachement Offset dans l’onglet Données de la fenêtre des paramètres. Cliquez finalement sur le bouton […], à droite de la ligne.

Dans Placement, entrez 15.00 mm dans le champ Z puis appuyez sur Appliquer et OK pour finaliser les changements. Vous obtiendrez donc deux esquisses superposées comme sur l’image ci-dessous.

III. Formation du cône

Dans l’arbre de construction, sélectionnez Cone_Base puis rendez vous dans le menu Part Design > Lissage additif. Sachez que le bouton « Lisser un profil sélectionné à travers d’autres sections de profil » exécute la même fonction.

Dans l’onglet Tâches > Paramètres de lissage, cochez Fermé puis appuyez sur le bouton Ajouter une section. Désormais vous pouvez sélectionner votre esquisse (Cercle blanc) et voir un cône se former. Cliquez sur OK pour valider.

Comme précédemment, n’oubliez pas de renommer l’objet AdditiveLoft en Cone. Cela nous permettra par la suite de ne pas nous perdre entre les différents éléments de l’arbre de construction !

IV. Création et cotation des esquisses d’une dent (Base et Sommet)

Dans cette deuxième étape, nous formerons une dent à l’aide de deux esquisses en utilisant exactement le même protocole que précédemment. Nous les nommerons : Dent_Base et Dent_Sommet. Toutes les mesures sont conformes au dessin de définition et la largeur d’une dent est définie arbitrairement pour l’exercice à 6.40 mm.

Cliquez sur Part Design > Créer une esquisse.

Dans l’onglet Tâches, sélectionnez XY_Plane (Plan de base) puis OK pour valider.

Astuce :
N’hésitez pas à masquer votre cône, si celui-ci devient gênant, en le sélectionnant dans l’arbre de construction puis en appuyant sur la barre d’espacement. Pour le faire réapparaître, il suffit simplement de faire la même chose !

En utilisant l’outil « Créer un cercle dans l’esquisse », tracez deux cercles concentriques en partant de l’origine du repère. Pour le moment, la taille des formes géométriques n’est pas d’une grande importance. Toutefois, pour plus de facilité, tracez vos cercles afin qu’ils soient assez proche l’un de l’autre.

A l’aide de l’outil « Créer une ligne dans l’esquisse », tracez deux lignes de part et d’autre de l’axe Y reliant verticalement nos deux cercles.

Coupez le surplus de cercle avec l’outil « Ajuster une arête par rapport à la position sélectionnée » pour obtenir la forme de la dent.

Appliquez une contrainte de symétrie avec l’outil « Créer une contrainte de symétrie » entre deux points opposés à l’axe Y.

Désormais, notre forme géométrique étant stable, nous allons sélectionner deux points opposés à l’axe Y et fixer la distance horizontalement entre ceux-ci. Nous indiquerons dans les champ Longueur et Nom, 6.40 mm et Corde.

Nous contraindrons également avec l’outil « Fixer le rayon d’un cercle ou d’un arc », l’arc interne et externe de la dent. En suivant les valeurs du dessin de définition, nous donnerons les valeurs suivantes aux différents arcs :

Rayon : 19.15 mm
Nom : Rayon_Interieur

Rayon : 21.30 mm
Nom : Rayon_Exterieur

Une fois l’esquisse totalement contrainte (couleur verte), cliquez sur Fermer. Renommez celle-ci en Dent_Base depuis l’arbre de construction.

Appliquez le même principe de construction pour la deuxième esquisse. Les valeurs seront les suivantes :

Rayon : 22.66 mm
Nom : Rayon_Interieur

Rayon : 24.81 mm
Nom : Rayon_Exterieur

Longueur : 6.40 mm
Nom : Corde

Renommez la Dent_Sommet une fois sa construction achevée.

Sélectionnez Dent_Sommet dans l’arbre de construction puis Attachment Offset dans la fenêtre de paramètre. Tout comme précédemment, entrez une valeur de 15.00 mm sur l’axe Z, cliquez sur Appliquer puis OK.

V. Formation du cône denté

Dans l’arbre de construction, sélectionnez Dent_Base puis rendez vous dans le menu Part Design > Lissage additif. Sachez que le bouton « Lisser un profil sélectionné à travers d’autres sections de profil » exécute la même fonction.

Dans l’onglet Tâches > Paramètres de lissage, cochez Fermé puis appuyez sur le bouton Ajouter une section. Désormais vous pouvez sélectionner votre esquisse (Dent blanche) et voir une dent associée au cône se former. Cliquez sur OK pour valider.

Comme précédemment, n’oubliez pas de renommer l’objet AdditiveLoft001 en Dent. Cela nous permettra par la suite de ne pas nous perdre entre les différents éléments de l’arbre de construction !

VI. Répétition de la dent autour du cône

Dans l’arbre de construction, sélectionnez Dent puis choisissez, depuis le menu Part Design, la fonction Répétition circulaire. Le bouton « Créer une fonction de répétition circulaire » remplit exactement le même rôle.

Dans l’onglet Tâches, à gauche de l’écran, une boîte de dialogue PolarPattern parameters est désormais apparue. Modifiez simplement le nombre d’Occurences pour augmenter ou réduire le nombre de dents autour du cône. Dans notre cas, nous indiquerons 12 afin d’obtenir 12 dents.

En fonction de la puissance de votre machine, la génération de la pièce prendra plus ou moins du temps. Un fois celle-ci prête, cliquez sur OK pour continuer.

Dans la vue combinée, sélectionnez PolarPattern. Dans l’onglet Données, modifiez l’option Refine afin de la mettre sur true. Cela aura pour but de fusionner l’ensemble des dents au cône afin de former une seule et unique pièce !

Votre pièce est désormais terminée !

Ressources

Fichier FreeCAD v0.17 : Cone_Avec_Dentelure.fcstd
Clé SHA256 : c883b048393c5816540023d75ee389e4528da7f0934abffb4c37d6ea0563a42c

Fichier STL : Cone_Avec_Dentelure.stl
Clé SHA256 : 4a25bc288e00355fca1c5da6e7ef608c313abb189724f00f5744992324c05b44