Introduction

Les trois leçons précédentes vous ont donné les bases du Sketcher outils de tracé, contraintes géométriques et contraintes dimensionnelles. Cette leçon met en pratique tous ces concepts sur des esquisses progressivement plus complexes, représentatives des pièces mécaniques réelles rencontrées en atelier CNC.

Exercice 1 : Bride simple

Objectif : dessiner le profil d’une bride rectangulaire 120x80mm avec 4 trous de fixation D10mm et un trou central D40mm.

Description de la pièce :

• Rectangle 120x80mm centré sur l’origine
• 4 trous D10mm situés à 15mm des coins
• Trou central D40mm centré sur l’origine

Procédure pas à pas :

Étape 1 : Tracer le profil extérieur :

• Outil Rectangle par centre depuis l’origine
• Dimensions approximatives 120x80mm

Étape 2 : Tracer le trou central :

• Outil Cercle centré sur l’origine
• Diamètre approximatif 40mm

Étape 3 : Tracer les 4 trous de fixation :

• Outil Cercle — tracer un premier trou dans le coin supérieur droit
• Position approximative : X=45mm, Y=25mm

Étape 4 : Contraintes géométriques :

• Coïncidence rectangle et origine
• Coïncidence trou central et origine
• Symétrie des 4 trous par rapport à l’axe X
• Symétrie des 4 trous par rapport à l’axe Y
• Égalité des 4 trous — même diamètre

Étape 5 : Contraintes dimensionnelles :

• Rectangle : largeur 120mm, hauteur 80mm
• Trou central : diamètre 40mm
• Trou de fixation : diamètre 10mm
• Distance horizontale entre le centre du rectangle et le centre du trou : 45mm
• Distance verticale : 25mm

Résultat attendu : 0 degré de liberté — esquisse entièrement verte.

Exercice 2 : Profil en T

Objectif : dessiner un profil en T avec les dimensions suivantes :

• Semelle horizontale : 100mm x 20mm
• Âme verticale : 20mm x 60mm
• L’âme est centrée sur la semelle
• Tout le profil est ancré à l’origine au centre de la semelle

Procédure :

Étape 1 : Tracer la semelle :

• Rectangle par centre sur l’origine
• Dimensions approximatives 100x20mm

Étape 2 : Tracer l’âme :

• Rectangle partant du milieu de la semelle vers le haut
• Dimensions approximatives 20x60mm

Étape 3 : Contraintes géométriques :

• Coïncidence entre le centre de la semelle et l’origine
• Coïncidence entre les arêtes communes semelle/âme
• Symétrie de l’âme par rapport à l’axe Y
• Contraintes horizontales et verticales sur toutes les lignes

Étape 4 : Contraintes dimensionnelles :

• Semelle : 100mm x 20mm
• Âme : 20mm x 60mm

Résultat : profil en T entièrement contraint.

Exercice 3 : Plaque avec contour mixte

Objectif : dessiner une plaque avec contour mixte — droites et arcs — avec les dimensions suivantes :

• Base rectangulaire 80x60mm
• Deux coins supérieurs arrondis avec rayon R15mm
• Un trou central D20mm
• Deux trous latéraux D8mm à 15mm des bords

Procédure :

Étape 1 : Tracer le contour :

• Tracer les 2 côtés verticaux et le côté inférieur horizontal
• Tracer les 2 arcs de rayon R15 aux coins supérieurs
• Tracer le segment horizontal supérieur entre les deux arcs

Étape 2 : Fermer le contour :

• Vérifier la coïncidence de tous les points de jonction
• Les arcs doivent être tangents aux lignes droites

Étape 3 : Contraintes géométriques :

• Tangence entre les arcs et les lignes adjacentes
• Symétrie du contour par rapport à l’axe Y
• Coïncidence du point inférieur gauche avec l’axe Y ou l’origine

Étape 4 : Contraintes dimensionnelles :

• Largeur totale : 80mm
• Hauteur totale : 60mm
• Rayon des arcs : 15mm
• Trou central : D20mm centré sur l’origine
• Trous latéraux : D8mm à 15mm des bords

Exercice 4 : Profil de came

Objectif : dessiner un profil de came  forme plus complexe combinant arcs et lignes tangents.

Description :

• Cercle de base D60mm centré sur l’origine
• Protubérance circulaire D20mm tangente au cercle de base
• Le centre de la protubérance est à 40mm du centre

Procédure :

Étape 1 : Tracer le cercle de base :

• Cercle centré sur l’origine D60mm

Étape 2 : Tracer la protubérance :

• Cercle D20mm centré à environ X=40mm Y=0

Étape 3 : Tracer les tangentes :

• Deux lignes tangentes aux deux cercles — formant le contour de liaison

Étape 4 : Contraintes :

• Tangence entre les lignes et les deux cercles
• Dimension D60mm pour le cercle de base
• Dimension D20mm pour la protubérance
• Distance entre centres : 40mm

Éléments de construction

Les éléments de construction sont des éléments auxiliaires qui aident à construire l’esquisse mais ne font pas partie du profil final.

Activation :

• Tracer un élément normalement
• Sélectionner l’élément
• Cliquer sur Basculer en géométrie de construction
• L’élément devient jaune — il est de construction

Applications :

• Axe de symétrie
• Ligne de référence pour les contraintes
• Cercle auxiliaire pour positionner des trous sur un cercle de perçage

Exemple : 6 trous sur cercle de perçage D80mm :

• Tracer un cercle de construction D80mm centré sur l’origine
• Tracer 6 cercles D8mm
• Placer les centres des 6 trous sur le cercle de construction (contrainte point sur objet)
• Contrainte d’angle de 60° entre chaque trou (360°/6 = 60°)
• Résultat : 6 trous parfaitement répartis sur le cercle

Répétitions et motifs dans le Sketcher

Pour les motifs répétitifs, FreeCAD propose des outils de répétition :

Répétition linéaire (Sketcher → Répétition rectangulaire)

• Sélectionner les éléments à répéter
• Définir le nombre de répétitions en X et en Y
• Définir l’espacement en X et en Y

Répétition circulaire (Sketcher → Répétition polaire)

• Sélectionner les éléments à répéter
• Définir le centre de rotation
• Définir le nombre de répétitions et l’angle

Ces outils sont particulièrement utiles pour les plaques de perçage avec des trous régulièrement espacés.

À retenir

• Les exercices pratiques sont le meilleur moyen de maîtriser le Sketcher
• Les éléments de construction facilitent le positionnement des trous sur cercle
• La répétition polaire est idéale pour les trous régulièrement espacés
• Toujours vérifier les degrés de liberté avant de fermer l’esquisse