This application assists you in drawing 2D or 3D profiles, based standard shapes and standardized profiles (like IPE), according to DIN and the like, based on data tables. It also contains a gear and joint section, supplemented with a mathematics section.
This parametric app can be a huge time saver for mechanical engineers, it is a "must have".
For an introduction and in depth help go here: CUPRO_Help
CADchUP 3D Profiles (CUPRO), general dimensions, You can also find this information within app CUPRO. For additions, bugs, contact cadchup_at_stringit.nl.
- Cold rolled profiles
- Extruded shapes
- Hot rolled profiles
Inhoud
Gears
Joints
N Lobe Use this entry for "Torx"(r) and laser cut joints.
Mathematic shapes
Reuleaux triangle A component for square drilling and square movements.
Involute The basics for involute gears.
Introduction
With so many international standards, there are many shapes for profiles. This page gives an overview.
Shapes and designation
What is an I- and what is a H-profile? It is subjective, Do I-profiles have a larger height / width ratio? Or a different web thickness / flange thickness compared to H-profiles? A senseless discussion. And when is an I-profile a beam or a bearing pile or a column? An engineer is free to use a column as a beam. What is a beam? The association in our mind is a horizontal piece of steel, able to resist vertical forces.
Technology changes too. I's were traditionally made by rolling, milling hot steel in a desired shape. Today we see them welded too, composed from sheet metal. They used to be rolled by using low performance steel with a nice price tag. Nowadays high performance steel is an option too, in order to reduce weight, tensile strength is increased. And if you want stainless steel, you can get it. Even hollow I's are introduced to the market.
So we put everything together and designate it all as a family of I-shapes or I-profiles. That includes for example W-beams (Wide flange), Rolled Steel Joists, Double T's and even wooden shapes.
Horizontal parts of the "I" are called flanges and the vertical part between the flanges is called the web. Concerning shapes, there are major differences in principles: There are tapered and parallel flanges. Minor differences can be radii or production details like welded I-beams.
A similar approach can be applied to Channels. These are rolled. But a UNP is a channel too, where "U" stands for the shape. Cold U-profiles are common. Cold C-profiles typically have, compared to U-profiles, two extra flanges. So we end up with a family of U-shapes with three planes (two flanges and one web) and a family of C-shapes with, compared to U-shapes, two extra flanges, totalling five planes. Though tempting, channels are better not called C- but U-shapes.
Standards and designation
Every standard covers many dimensions and shapes. A standard also covers a market area. US ASTM-beams are not a logical choice in Europe, just as Russian GOST-beams are not practical in Great-Britain. A standard acts as a main group identifier for choosing a product for a specific geographic area. But, with the world becoming smaller, the offer in terms of variety is increasing.
Under each standard, designation varies. Russia based GOST uses straight forward numbers, Britain based BS uses parameters with lots of digits (historically from inches to metric). Designating a GOST-profile is very easy while designating BS-profiles requires serious typing skills.
Designations
Waar CuPro zich in onderscheidt is dat het voor power users is en dat het extreem veel data bevat (vele duizenden standaardprofielen). Daarbij komen ook de speciale functies voor wiskunde en koppelingen en tandwielen. Bij het maken van het programma was een van de moeilijke dingen het indelen van vormen. Vroeger was dat niet zo moeilijk, je pakte een DIN-norm en je had alles bij elkaar. Maar de wereld verandert snel. Een ingenieursbureau in India tekent voor een Amerikaanse klant andere standaardprofielen dan voor een klant in Europa. En als je een supermarkt inloopt dan is het aanbod heel wat breder dan 2 decennia geleden. Voor metalen geldt dat ook. Je kunt een gewalst IPE-profiel nu ook gelast krijgen, of in roestvast staal of aluminium. Desnoods met aangepaste maten.
Classificatie van vormen
Classificatie op basis van productiemethoden
Warm gewalst, koud gewalst, geëxtrudeerd, dat was hoe je een vorm beschreef en wat nog steeds gangbaar is. U-profielen illustreren dit goed:
- Van oudsher warm gewalst. Tegenwoordig ook als extrusie. Om spanningen te voorkomen is verspanen een (kostbare) optie.
- Als 1, het verschil is dat de wanden parallel zijn maar buigen is niet mogelijk vanwege de hoeken.
- Een constante materiaaldikte maakt buigen mogelijk maar extruderen kan de kostprijs drukken. En warm walsen kan ook interessant zijn.
- Als 2. met de mogelijkheid om laser-fusing in te zetten.
Voor een constructeur maakt het niets uit hoe het gemaakt is, zolang de gewenste specificaties maar gehaald worden. De redenen voor een constructeur om wel terug te vallen op het benoemen van een productiemethode zijn:
- Het benoemen van een productiemethode helpt bij het maken van een verantwoorde keuze om de kostprijs te beheersen. Zo is het frezen van een I-profiel vrijwel altijd onverantwoord. Echter, het is niet de rol van de constructeur om op de stoel van de fabrikant te gaan zitten.
- Het benoemen van een productiemethode is een middel om een gewenste vorm aan te duiden, te classificeren. Tegelijkertijd zijn de details van de productiemethode totaal niet interessant.
De constructeur is niet geïnteresseerd in de productiemethode maar wel in de vorm, functie, prijs en eigenschappen. Het is dus eigenlijk raar dat een constructeur de productiemethode moet benoemen. En dat geldt voor de hele keten daarna ook, de inkopers, werkvoorbereiders, projectmanagers, tot aan de opdrachtgever. De werkelijkheid is verre van ideaal en dus wordt de constructeur onvrijwillig geconfronteerd met een keuze tussen warm gevormde en koud gevormde buizen omdat er een wereld van verschil tussen de eigenschappen van die twee zit.
Classificatie op basis van functie
Deze benadering is een stuk beter dan de voorgaande. Aluminium raam- en deurprofielen zijn een prima voorbeeld van zo'n indeling middels functie. Het is zelfs de enige manier om de kronkels van complexe extrusieprofielen te benoemen. Dat is een belangrijke conclusie want het sluit de andere classificatiemethoden uit. Een tekening is het enige houvast en voor een simpele classificatie is dus functie samen met een indexnummer als verwijzing naar de standaard de oplossing.
De functie van een draagbalk is ook gekoppeld aan een vorm. Hier is echter de keuze beperkt zodat een aantal kernmaten van een basisvorm voldoen. Interessant is dat GOS werkt met nummers, de Europese profielen vaak maar één onderscheidend nummer hebben (HEA 180).
Bij constructiestaal, in het bijzonder I-vormen, zit de functie vaak verweven in de benamingen, zoals "balk" en "kolom". Echter, constructiestaal zoals L-vormen kan tal van functies hebben en kan dus niet op basis van functie geclassificeerd worden. Terug naar de I-vormen. Een constructeur zal kiezen wat het best uitkomt. Misschien ligt er een voorraad "kolommen" die als "balk" gebruikt kunnen worden of misschien komt de geometrie van een "kolom" in een bepaalde situatie beter uit dan een "balk". Heel wat balken staan schuin of verticaal terwijl heel wat kolommen horizontaal gebruikt worden. De naam geeft de gebruiksintentie aan maar is maar matig geschikt om een profiel te indexeren. De functie als classificatie gebruiken kan helpen maar ook verwarrend werken.
Al met al is classificatie op basis van functie onontkoombaar in veel situaties. Daar waar het anders kan heeft classificatie op basis van vorm vaak de voorkeur.
Classificatie op basis van vorm
Classificatie op basis van vorm heeft een parametrisch karakter. Een massief rond profiel heeft maar één parameter (diameter). Het aantal varianten is ontelbaar maar in de praktijk gaat het meestal om een beperkt aantal standaardmaten. Een diameter van 8 mm is meer gangbaar dan 8.25 mm - als je die laatste al direct zou kunnen kopen.
Een I-profiel van het type "W" gebruiken of "IPE" gebruiken zal geen problemen opleveren aangezien de aanduidingen voor de VS en Europa voldoende onderscheidend zijn. Anders wordt het met een L-profiel die toch op details per standaard verschillend qua vorm is. In dat geval dient de betreffende norm gekoppeld te worden om aan te kunnen geven welke familie L-profielen gewenst is.
Die optie laten we graag open voor CAD-werk. Echter, de verleiding is wel erg groot om alles bij elkaar te voegen met een globale regiocode die gebruikt kan worden voor de verkrijgbaarheid. Die globale regiocode kan een verwijzing naar een standaard zijn die compatibel is.