Projet CAO (CATIA) - L'arbalète avec viseur

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Ce projet de réaliser une arbalète est né de notre recherche de trouver un objet qui soit intéressant à réaliser sur le logiciel. Le design de l’arbalète nous a séduit et la possibilité que nous puissions, chacun de nous, travailler, en solo, nous a conforté dans notre choix : l’assemblage de chacun des travaux personnels a permis, au final, de consolider la maquette.
La modélisation de l’arbalète permet, à tout passionné, de pouvoir visualiser l’objet tel qu’il pourrait être conçu, selon le cahier des charges fourni. Cela permet aussi de pouvoir effectuer des tests afin de chercher à obtenir l’excellence : un outil répondant avec précision au cahier des charges.

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Projet CAO (CATIA) - L'arbalète avec viseur

  1. 1.   1           PROJET  CAO  :   L’ARBALETE           ROUFFIAC  MAXENCE     TASSIOT  NICOLAS   VERCEL  ALIZEE  
  2. 2.   2   SOMMAIRE           1.  Présentation  du  projet  d’étude     2.  Partage  du  travail,  affectation  des  taches   a) description  du  travail  de  Nicolas  :  le  manche   b) description  du  travail  d’Alizée  :  l’arche  et  la  poulie   c) description  du  travail  de  Maxence  :  le  viseur     3.  Explication  de  la  méthode  d’intégration  des  différents  travaux     4.  Problèmes  rencontrés  et  ce  qu’il  reste  à  faire     5.  Conclusion        
  3. 3.   3   1.  Présentation  du  projet  d’étude       Nous  avons  choisi  comme  projet  la  réalisation  d’une  arbalète.       Ce  projet  de  réaliser  une  arbalète  est  né  de  notre  recherche  de  trouver  un  objet  qui  soit   intéressant  à  réaliser  sur  le  logiciel.  Le  design  de  l’arbalète  nous  a  séduit  et  la  possibilité   que  nous  puissions,  chacun  de  nous,  travailler,  en  solo,  nous  a  conforté  dans  notre   choix  :  l’assemblage  de  chacun  des  travaux  personnels  a  permis,  au  final  de  consolider  la   maquette.     La  modélisation  de  l’arbalète  permet,  à  tout  passionné,  de  pouvoir  visualiser  l’objet  tel   qu’il  pourrait  être  conçu,  selon  le  cahier  des  charges  fourni.  Cela  permet  aussi  de   pouvoir  effectuer  des  tests  afin  de  chercher  à  obtenir  l’excellence  :  un  outil  répondant   avec  précision  au  cahier  des  charges.        
  4. 4.   4   2.  Partage  du  travail,  affectation  des  tâches       Graphe  des  contacts            
  5. 5.   5   a)  description  du  travail  de  Nicolas  :  le  manche     On  va  modéliser  le  manche  de  l’arbalète.   On  ouvre  une  fenêtre  Part  Design  dans  Conception  mécanique.   On  la  nomme  «  manche_arbalete.CATPart  ».     Aperçu  3D  du  modèle  utilisé  :         1ère  étape  :  création  du  corps  du  manche     Cette  première  étape  consiste  à  la  création  de  l’esquisse  du  corps  du  manche.  Malgré   l’utilisation  du  modèle  trouvé  sur  internet,  les  dimensions  sont  fixées  arbitrairement  et   de  façon  à  obtenir  un  rendu  esthétiquement  fidèle  à  ce  modèle.                                            
  6. 6.   6   On  génère  ensuite  l’extrusion  de  type  «  longueur  »  de  15mm  de  ce  profil   symétriquement  par  rapport  au  plan  d’esquisse  (pour  une  épaisseur  totale  de  30mm),  ce   qui  va  donner  la  largeur  du  manche,  puis  on  rogne  les  principales  arêtes  par  congé   d’arête.     2ème  étape  :  création  de  la  garde  de  gâchette       De  la  même  manière  que  pour  le  corps  du  manche,  l’esquisse  est  produite  dans  le  même   plan  de  départ.         On  fait  ensuite  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  20mm.   Puis,  on  congédie  les  arêtes.                                  
  7. 7.   7     3ème  étape  :  création  de  la  gâchette.     La  gâchette  est  crée  par  un  arc  de  cercle  relié  à  une  courbe  crée  «  manuellement  »  à   partir  d’une  droite.         On  effectue  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  4mm  avec  extension  symétrique.  La   gâchette  fait  donc  8mm  au  total.     4ème  étape  :  création  de  la  poignée.     L’encoche  devant  la  garde  créée  précédemment  sert  de  plan  de  départ  à  la  création  de  la   poignée  de  l’arbalète.  On  crée  une  ellipse.                           On  fait  ensuite  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  110  mm.          
  8. 8.   8   On  obtient  ainsi  :                                                       5ème  étape  :  encoche  pour  la  flèche  +  emplacement  de  la  corde  de  l’arche     L’emplacement  prévu  de  la  flèche  est  creusé  sur  la  surface  supérieure  du  manche.     On  effectue  une  esquisse  :         Puis,  on  fait  une  poche  de  type  «  longueur  »  et  d’une  profondeur  de  2mm.     Ensuite,  il  faut  créer  l’espace  qui  permettra  de  tendre  une  corde  via  l’arc  de  l’arbalète.   On  effectue  une  esquisse  à  partir  d’une  des  2  faces  latérales  du  manche.  
  9. 9.   9       A  partir  de  l’esquisse  nous  pouvons  faire  une  poche  de  type  «  jusqu’au  dernier  »    sans   décalage.     On  obtient  ainsi  notre  manche  souhaité.  
  10. 10.   10     b)  description  du  travail  d’Alizée  :  l’arche  avec  les  poulies     On  commence  tout  d’abord  par  modéliser  la  poulie.  Les  deux  étant  identiques,  on  n’en  a   qu’une  à  faire.                         On  ouvre  une  fenêtre  Part  Design  dans  Conception  mécanique.   On  la  nomme  «  poulie.CATPart  ».     1ère  étape:  création  de  l’élément  de  base     On  effectue  une  ébauche  de  la  poulie.  On  dessine  la  forme  générale  de  la  poulie  de   manière  aplatie.                                                               Plan  supérieur   Plan  inférieur  
  11. 11.   11   Une  fois  sortie  de  l’esquisse,  on  peut  effectuer  une  révolution  de  360°  pour  obtenir  la   poulie  dans  sa  globalité.     2ème  étape:  mise  en  forme  des  cercles  autour  de  la  poulie     On  dessine  un  des  6  cercles  que  l’on  souhaite  dans  le  plan  supérieur             Une  fois  sortie  de  l’esquisse,  on  effectue  une  poche  de  type  «  jusqu'au  dernier  »  sans   décalage.   On  peut  maintenant  faire  une  répétition  circulaire  d’instances  6  et  d’espacement   angulaire  60°  pour  obtenir  les  6  cercles  identiques.       3ème  étape:  intérieur  de  la  poulie     On  dessine  un  cercle  tangent  aux  6  cercles  dans  le  plan  intérieur.                              
  12. 12.   12   On  effectue  ensuite  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  8mm.       La  poulie  est  maintenant  réalisée,  il  ne  restera  plus  qu’à  l’assembler  avec  l’arche  une  fois   celle-­‐ci  modélisée.     Nous  allons  maintenant  modéliser  l’arche.     On  ouvre  une  fenêtre  Part  Design  dans  Conception  mécanique.   On  la  nomme  «  arche.CATPart  ».   On  ne  fait  qu’une  partie,  on  effectuera  une  symétrie  à  la  fin.                         1ère  étape:  création  de  l’élément  de  base     On  crée  tout  d’abord  une  ébauche  en  commençant  par  la  partie  bleue.   On  dessine  la  courbure  de  l’arche.                                                     Plan  1   Plan  supérieur    
  13. 13.   13   On  peut  maintenant  effectuer  une  extrusion  d’une  longueur  de  40mm.   On  obtient  donc  un  bloc  courbé  représentant  la  moitié  de  l’arche.       2ème  étape:  trou  pour  la  poulie     On  souhaite  maintenant  créer  le  trou  qui  permettra  par  la  suite  d’insérer  la  poulie.   On  fait  une  esquisse  dans  le  plan  supérieur  :  on  dessine  le  cercle.                                             Une  fois  l’esquisse  faite,  on  fait  une  poche  de  type  «  jusqu’au  dernier  »  sans  décalage.   On  obtient  ainsi  ce  qui  correspond  à  l’emplacement  de  la  poulie.     3ème  étape:  séparation  en  deux  de  la  partie  bleue     On  effectue  le  dessin  dans  le  plan  1  (voir  figure)      
  14. 14.   14   On  effectue  ensuite  une  poche  de  type  «  jusqu’au  dernier  »  sans  décalage.   On  obtient  ainsi  la  partie  bleue  comme  sur  la  figure.     4ème  étape  :  création  de  la  partie  noire  (  porteur  de  la  partie  bleue)       On  fait  une  esquisse  dans  le  plan  supérieur.                                             On  effectue  ensuite  une  extrusion  de  1ère  limite  de  type  «  longueur  »  de  10mm  et  de  2nde   limite  de  type  «  longueur  »  de  15mm.  Tout  cela  de  direction  perpendiculaire  au  contour.     Ensuite,  on  refait  une  esquisse  qui  permettra  de  relier  la  partie  bleue  de  la  partie  noire.     On  se  met  toujours  dans  le  plan  supérieur.                                 Puis  on  effectue  une  extrusion  de  1ère  limite  de  type  «  longueur  »  de  45mm  et  de  2nde   limite  de  type  «  longueur  »  de  5mm.  Tout  cela  de  direction  perpendiculaire  au  contour.    
  15. 15.   15   5ème  étape  :  design  de  la  partie  noire     On  fait  une  esquisse  de  ce  que  l’on  souhaite.         On  effectue  ensuite  une  poche  de  type  «  jusqu’au  dernier  »  sans  décalage.     Ainsi  on  a  modélisé  la  partie  droite  de  l’arche.   A  ce  stade  on  peut  faire  des  congés  d’arête  pour  rendre  plus  joli  notre  arche.     7ème  étape  :  symétrie     Pour  obtenir  l’arche  complet,  on  effectue  une  symétrie  comme  ci-­‐dessous.                      
  16. 16.   16     8ème  étape  :  espace  pour  la  flèche     On  fait  une  esquisse  puis  une  poche  de  type  «  longueur  »  de  profondeur  4mm         On  peut  faire  encore  des  congés  d’arête  si  on  le  souhaite.   On  a  ainsi  réalisé  l’arche.       On  peut  maintenant  assembler  l’arche  et  la  poulie.   On  ouvre  une  fenêtre  Assembly  Design  dans  Conception  mécanique.   On  la  nomme  «  assemble1.CATProduct  ».   On  ouvre  le  fichier  «  arche.CATPart  »  et  2  fois  le  fichier  «  poulie.CATPart  »  car  on  va   mettre  une  poulie  de  chaque  coté  de  l’arche.                             On  effectue  une  contrainte  de  coïncidence  entre    l’axe  1  et  l’axe  2     On  fait  ensuite  une  contrainte  surfacique  entre  la  surface  1  et  la  surface  2,  on  applique   une  contrainte  de  distance  de  0mm  entre  ces  2  surfaces.   Axe  2  Axe  1   Surface1   Surface2  
  17. 17.   17   c)  description  du  travail  de  Maxence  :       La  lunette,  qui  se  situe  sur  le  dessus  du  manche,  est  composée  de  4  pièces  :   -­‐ Le  support   -­‐ La  lunette   -­‐ 2  attaches  qui  permettent  de  fixer  la  lunette  au  support.     Nous  allons  commencer  par  réaliser  le  support.   On  ouvre  une  fenêtre  Part  Design  dans  Conception  mécanique.   On  la  nomme  «  Socle_Lunette.CATPart  ».     1ère  étape  :  création  du  corps  du  support     On  dessine  une  première  esquisse  d’ébauche  du  support.         Après  avoir  réalisé  ce  profil,  on  effectue  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  40mm     afin  de  déterminer  le  «  bloc  principal  »  du  support.     2ème  étape  :  création  des  barres  pour  fixer  les  attaches     L’esquisse  est  effectuée  sur  la  surface  supérieure  du  socle.                                
  18. 18.   18       On  fait  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  5mm.   Après,  nous  avons  crée  des  trous  afin  de  ne  plus  avoir  une  seule  barre  mais  un   alignement  de  trois.     3ème  étape  :  création  de  la  languette           Une  fois  l’esquisse  effectuée,  nous  effectuons  une  extrusion.     4ème  étape  :  création  du  bouton     On  effectue  tout  d’abord  une  poche  de  type  «  longueur  »  de  3mm  dans  le  support.   L’esquisse  est  la  suivante  :                             Ensuite,  on  crée  le  bouton  en  effectuant  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  2  mm   grâce  à  l’esquisse  suivante  :  
  19. 19.   19   Une  fois  le  support  fait,  nous  pouvons  modéliser  l’attache.   On  ouvre  une  fenêtre  Part  Design  dans  Conception  mécanique.   On  la  nomme  «  Attache_Socle_Lunette.CATPart  ».     On  effectue  une  esquisse  :           Puis  on  effectue  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  10mm.   On  obtient  ainsi  l’attache  :           Il  ne  reste  plus  qu’à  modéliser  la  lunette.   On  ouvre  une  fenêtre  Part  Design  dans  Conception  mécanique.   On  la  nomme  «  Lunette.CATPart  ».     Cette  partie  de  la  pièce  est  la  plus  importante.  La  base  de  la  pièce  est  constitué  de  3   cylindres  de  tailles  différentes  orientés  dans  les  3  axes  x,  y  et  z.   Sur  la  figure  ci  dessous  les  2  cylindres  suivant  les  axes  x  et  y  ont  déjà  été  réalisés.          
  20. 20.   20   L’exquise  du  troisième  cylindre  est  représentée  :                       L’exquise  ci  dessous  permet  d’arrondir  le  dessus  des  cylindres  pour  donner  un  design   plus  soigné.  Une  révolution  a  été  réalisée  afin  de  l’obtenir.           Cette  exquise  permet  de  dessiner  la  molette  sur  le  dessus  de  la  lunette  :         Une  répétition  circulaire    de  20  instances  avec  un  espacement  angulaire  de  18°  a  été   réalisé  afin  d’obtenir  la  réalisation  ci-­‐dessous  :                                  
  21. 21.   21     Il  ne  reste  plus  qu’à  dessiner  les  objectifs  avant  et  arrière.     Voici  l’exquise  permettant  de  réaliser  l’objectif  avant  :       Voici  l’exquise  permettant  de  réaliser  l’objectif  arrière  :       Ces  2  parties  ont  été  réalisées  en  appliquant  une  révolution  de  360°.     Après  avoir  créer  les  objectifs,  il  reste  à  creuser  dedans  en  créant  une  poche  par  objectif.   Voici  l’exquise  permettant  de  créer  la  poche  de  l’objectif  arrière  :                  
  22. 22.   22   Et  la  poche  de  l’objectif  avant  :         Enfin,  une  poche  pour  le  tube  principal  a  été  réalisée  :       Des  molettes  ont  été  réalisées  sur  l’objectif  arrière.  Comme  pour  la  molette  sur  le  dessus   de  la  lunette,  celles  ci  ont  été  réalisées  en  appliquant  des  répétitions  circulaires  (1ère  :  20   instances,  espacement  angulaire  18°  et  2ème  :  25  instances,  espacement  angulaire  18°    )  :    
  23. 23.   23             Voici  la  troisième  partie  après  réalisation  complète  :           Il  faut  maintenant  assembler  ces  trois  pièces.   Nous  effectuons  des  plusieurs  contacts  surfaciques  et  nous  obtenons  :  
  24. 24.   24   3.  Explication  de  la  méthode  d’intégration  des  différents  travaux     On  ouvre  une  fenêtre  Assembly  Design  dans  Conception  mécanique.   On  la  nomme  «  Final.CATProduct  ».   On  ouvre  les  fichiers  «  assembe1.CATProduct  »,  «  lunette.CATProduct  »  et   manche_arbalete2.CATPart  »     1ère  étape  :  assemblage  de  l’arche  et  du  manche                     On  effectue  une  contrainte  surfacique  entre  la  surface  1  et  la  surface  4  puis  une   contrainte  surfacique  entre  la  surface  2  et  la  surface  3.   On  fait  ensuite  une  contrainte  de  coïncidence  entre  l’arête  1  et  l’arête  2.     2ème  étape  :  assemblage  de  la  lunette  avec  le  manche                   On  effectue  une  contrainte  surfacique  entre  la  surface  5  et  la  surface  6.   Puis  on  fait  une  contrainte  de  coïncidence  entre  l’arête  3  et  l’arête  5,  ainsi  qu’entre   l’arête  4  et  l’arête  6.     L’assemblage  de  toutes  les  pièces  est  ainsi  effectué.                   Surface  1   Surface  3   Arête  1  Surface  2   Surface  4   Arête  2   Surface  6   Surface  5   Arête  4   Arête  3   Arête  5   Arête  6  
  25. 25.   25     Nous  pouvons  maintenant  créer  la  flèche,  l’étrier  et  la  corde.     La  flèche  :     Nous  créons  un  plan  au  centre  du  manche  parallèle  à  la  surface  latérale.   Nous  faisons  une  esquisse  dans  ce  plan  comme  ci-­‐dessous  :      Et  nous  effectuons  une  révolution  de  360°.     L’étrier:     Nous  créons  tout  d’abord  le  «  socle  »  de  base  où  nous  fixerons  l’étrier.   Nous  faisons  une  esquisse  :     Ensuite  nous  faisons  une  extrusion  de  type  «  longueur  »  de  20mm.  
  26. 26.   26   Nous  faisons  ensuite  une  esquisse  de  la  forme  de  l’étrier  :       Il  ne  reste  plus  qu’à  faire  une  nervure  qui  suivra  cet  courbe  et  qui  prendra  sa  forme   grâce  à  un  cercle.     La  corde  :     Pour  faire  la  corde  nous  créons  des  plans,  des  points  et  des  droites.  Puis  nous  effectuons   des  nervures  avec  comme  cercle  modèle  un  cercle  de  2mm  de  diamètre.                              
  27. 27.   27     4.  Problèmes  rencontrées  et  ce  qu’il  reste  à  faire       Nous  avons  rencontrées  certains  problèmes  au  niveau  notamment  du  dimensionnement   des  pièces.  Il  a  fallu  mettre  en  communs  nos  différents  travaux  pour  se  rendre  compte   que  certaines  dimensions  ne  collaient  pas.  Nous  avons  dû  modifier  certaines  pièces  afin   de  pouvoir  faire  un  assemblage  correct.     De  plus,  il  faudrait  améliorer  la  modélisation  de  la  corde  afin  qu’elle  soit  totalement   malléable  lors  d’une  étude  plus  approfondie.  
  28. 28.   28   5.  Conclusion     Malgré  les  difficultés  rencontrées,  nous  avons  réussi  à  réaliser  l’arbalète.  Il  reste  certains   détails  à  effectuer  mais  dans  l’ensemble  nous  avons  réussi  à  nous  rapprocher  de  la   réalité.       Ce  projet  nous  a  permis  de  bien  manipuler  le  logiciel  Catia.  Il  a  permis  à  chaque  membre   du  groupe  de  s’améliorer  que  ce  soit  pour  Maxence  ou  Nicolas  et  en  particulier  pour   Alizée,  ayant  découvert  le  logiciel  Catia  à  l’occasion  de  ce  projet.    

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