авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный ...»

-- [ Страница 2 ] --

Взаимосвязь – это взаимозависимость параметров нескольких объектов. Например, параллельность или перпендикулярность отрезков, равенство длин отрезков или радиусов и т.п.

Ассоциативность – это связь, обеспечивающая сохранение взаимного расположения базового и связанного с ним объекта. Ассоциативный размер изменяет свое значение при изменении длины отрезка, на который он опирается. Ассоциативная штриховка «помнит» контур, который она заполняет и отслеживает его границы (рис. 4.3, а, б).

Рис. 4.3, а, б. Ассоциативные объекты Прямоугольный треугольник АВС (рис. 4.3а), в котором прямой угол задан взаимосвязью «перпендикулярность» между сторонами АС и ВС заполнен штриховкой. Указаны размеры его сторон.

Далее треугольник был масштабирован командой «Масштаб» с коэффициентом масштаба 2 (рис. 4.3б). Ассоциативные размеры изменились пропорционально изменению длин сторон, а штриховка отследила новые границы.

Ограничение – это условие в виде равенства параметров, какому – либо значению, или требования принадлежности параметра (параметров), какому – либо диапазону. Например, горизонтальность или вертикальность отрезков или прямых, фиксация значения размера.

Рис. 4.4. Панель команд параметризации Редактирование параметризованных объектов приводит к такому их перестроению, когда наложенные связи сохраняются и соблюдаются все ограничения.

Команды параметризации расположены на панели «Параметризация»

(рис. 4.4). Для наложения ограничения, например, горизонтальности или вертикальности, вводят команду и указывают объекты. Переключателем «Отображать ограничения» (рис. 4.4) включают или выключают отображение знаков параметризации.

Аналогично устанавливают взаимосвязи объектов эскиза. Ниже показаны объекты до параметризации (рис. 4.5, а) и после установления ограничений и взаимосвязей (рис. 4.5, б).

Рис. 4.5, а, б. Параметризация объектов Отрезкам AB и CD установлены ограничения (вертикальность и горизонтальность соответственно), для точек А и С установлена взаимосвязь (объединение), а для отрезков АВ и СD (перпендикулярность).

Рис. 4.6. Просмотр и удаление ограничений Для окружностей введена взаимосвязь (равенство радиусов), а для левой окружности и отрезка АВ взаимосвязь – касание.

Введенные взаимосвязи и ограничения можно просматривать и удалять.

Вводят команду «Показать/ удалить ограничения» (рис. 4.4), раскрывают список ограничений (список будет пустой, если объекты не выбраны) и выбирают объект (рис. 4.6).

4.3. Включение и настройка параметрического режима Параметрический режим – это режим автоматического наложения связей и ограничений в процессе создания или редактирования объектов.

Для включения и настройки параметрического режима в эскизах новых документов выбирают меню «Сервис» раздел «Параметры» (рис. 4.7). В диалоговом окне «Параметры» открывают страницу «Новые документы».

Рис. 4.7. Диалоговое окно "Параметры".

В разделе «Эскиз» выбирают пункт «Параметризация». В разделе «Управление параметризацией» появятся два окна. В верхнем окне отмечают, что нужно ассоциировать при вводе. В нижнем окне указывают взаимосвязи и ограничения, накладываемые на создаваемые объекты.

Аналогично настраивают параметрический режим при создании или редактировании эскиза.

При включенном параметрическом режиме тип связей и ограничений определяется в процессе построений автоматически. Например, привязка к конечной точке отрезка сформирует взаимосвязь «Объединение точек» для конца первого и начала второго объектов. Изображение горизонтального отрезка при включенном режиме «Ортогональное черчение», приведет к наложению ограничения «горизонтальность». При построении отрезка командой «Параллельный отрезок» между новым и базовым объектами создается взаимосвязь «параллельность».

4.4. Создание операций Операцией в САПР КОМПАС называют формообразующее перемещение эскиза, след от которого определяет форму элемента.

Построение эскиза является наиболее важной частью операции. Эскиз может быть как сечением, так и направляющей траекторией для другого эскиза (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Виды эскизов При описании эскиза одним из основных понятий является контур.

Контур – это один или несколько последовательно соединенных линейных графических объектов (отрезки, дуги, сплайны и т. д.). К контуру предъявляются следующие требования:

– не иметь самопересечений, а также пересечений или общих точек с другими контурами;

– должен быть изображен стилем линии «Основная».

Остальные объекты эскиза, если они необходимы, должны изображаться другими стилями линий. Они не учитываются при выполнении операций.

Дополнительные требования, предъявляемые к эскизам в конкретных операциях, рассмотрены при изучении этих операций.

Операции создания твердотельных элементов в Компас 3D представляются как создание объема при перемещении или вращении контура. Перемещение может происходить нормально к плоскости эскиза, по заданной траектории и иными способами. Полученный объем может быть «приклеен» к ранее созданному объему или «вырезан» из него.

Процесс построения модели твердого тела заключается в последовательном создании различных взаимоувязанных операций и, при необходимости, их редактировании (рис. 4.9).

Рис. 4.9, а, б, в. Создание модели тремя операциями:

а) - выдавливание прямоугольника вверх по стрелке;

б) – вырезание отверстия т образной формы;

в) – приклеивание тела вращения.

Построение операции начинается с выбора плоскости для построения эскиза. В качестве такой плоскости на начальном этапе используются конструктивные плоскости, существующие по умолчанию, или другие плоскости, построенные на основе конструктивных плоскостей. В дальнейшем, в качестве плоскости для эскиза может быть выбрана любая плоская грань модели.

4.5. Создание твердотельного элемента на основе эскиза Рассмотрим создание модели в виде параллелепипеда. Для создания эскиза выбирают плоскость щелчком ЛК на ее названии. Название будет выделено жирным шрифтом, а пиктограмма плоскости будет выделена зеленым цветом. В центре рабочего окна будет изображена плоскость (прямоугольник с «ручками»).

Затем вводят команду «Эскиз» на панели «Текущее состояние». На рабочем экране система координат повернется так, что указанная плоскость будет совпадать с плоскостью экрана. Если выбранная плоскость эскиза не совпадает с плоскостью экрана, устанавливают курсор на свободном месте рабочего экрана, открывают контекстное меню и выбирают в нем «Нормально к…».

Создайте на плоскости эскиза контур, состоящий из отрезков с помощью команды «Отрезок». Для изображения ортогональных отрезков щелкните кнопку «Ортогональное черчение» на панели «Текущее состояние». Обязательно используйте привязки. Эскиз должен выглядеть как на рис. 4.10, а,б.

Рис. 4.10, а, б, в, г. Создание твердотельного элемента Далее вводят команду «Операция выдавливания» из раздела «Редактирование детали» на компактной панели (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Создание операции На экране появится фантом будущей модели с параметрами по умолчанию (рис. 4.10, в). После ввода команды «Создать» будет построен твердотельный элемент на основе созданного эскиза с параметрами по умолчанию (рис. 4.10, г).

4.6. Операции создания твердотельных элементов 4.6.1. Операции приклеивания и вырезания при выдавливании Операции приклеивания и вырезания принципиально различаются по результату действия, но имеют много общего в части ввода параметров.

К эскизам этих операций предъявляются следующие требования.

Требования к эскизу элемента выдавливания, являющегося отдельным телом:

– если в эскизе один контур, то он может быть разомкнутым или замкнутым;

– если в эскизе два контура, то оба должны быть замкнутыми, один из них должен быть наружным, а другой вложенным в него;

– не допускается количество контуров более двух.

Требования к эскизу приклеиваемого или вырезаемого элемента:

– если в эскизе один контур, то он может быть замкнутым или разомкнутым;

– если в эскизе несколько контуров, то все они должны быть замкнутыми или все разомкнутыми;

– количество вложений контуров не ограничено.

Мы уже использовали операцию выдавливания с параметрами по умолчанию для демонстрации принципа создания твердотельного элемента.

Рассмотрим более подробно порядок ввода параметров и использование режимов. После создания эскиза и ввода команды «Операция выдавливания» панель свойств будет иметь вид (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Панель свойств команды "Операция выдавливания" По умолчанию, на панели свойств, включен раздел «Параметры» и в строке параметров приведены элементы этого раздела.

Выбор прямого или обратного направления (рис. 4.13, а) обозначает выдавливание перпендикулярно плоскости эскиза в положительном или отрицательном направлении оси Z соответственно.

Рис. 4.13, а, б. Списки параметров направления и вида выдавливания Выбор варианта «Два направления» обозначает выдавливание в указанных направлениях с отдельным регулированием параметров для каждого из них. Выдавливание от средней плоскости это выдавливание от плоскости эскиза в обе стороны на равные расстояния. Параметр «Расстояние» в этом случае обозначает полную длину объекта в направлении выдавливания.

Параметр «На расстояние» (рис. 4.13, б) указывает на необходимость ввода в соответствующих окнах значения расстояния в выбранном направлении или полной длины объекта для случая выдавливания от средней плоскости.

Выдавливание «Через все» производится на всю длину модели в направлении выдавливания.

При использовании параметров «До вершины» или «До поверхности»

(рис. 4.14) требуется дополнительно указать объект, вид положения конечного сечения относительно объекта (до объекта или за объект) и расстояние от этого сечения до объекта.

Рис. 4.14. Панель свойства в варианте "До поверхности" В разделе «Тонкая стенка» требуется выбрать вариант построения операции (рис. 4.15). Для монолитной модели выбирают «Нет». Если это тонкостенная деталь, указывают толщину стенки для выбранных направлений.

Рис. 4.15. Построение тонкой стенки Далее в разделе «Результат операции» выбирают вид результата операции (рис. 4.16). По умолчанию действует вид «Автообъединение». При этом система автоматически определяет результат операции. Если новый элемент пересекает существующий, или имеет с ним общую поверхность, создается объединенное тело, если не пересекает и не имеет общей поверхности, создается новое отдельное тело. Если выбран вид «Новое тело», то результатом операции всегда будет новое тело.

Рис. 4.16. Настройка результат операции В виде результата «Объединение» предлагается уточнить область применения объединения. В варианте «Все тела» объединяются все пересекающиеся тела или имеющие общую плоскость.

Если это условие не выполняется, хотя бы для одного тела, система выдает сообщение об ошибке (рис. 4.17). В дереве построения, в строке операции и у наименования детали, появляется символ ошибки.

Рис. 4.17. Ситуация ошибки в варианте "Все тела" Для локализации ошибки выделите операцию в дереве построения щелчком ПК в строке операции (рис. 4.18). В появившемся контекстном меню выберите «Что неверно?».

Рис. 4.18. Локализация ошибки В диалоговом окне «Что неверно?» появится диагностическое сообщение об ошибочной операции и виде ошибки (рис. 4.19). В рассматриваемом случае сообщение «Объекты не пересекаются» означает что, по меньшей мере, один объект не пересекается с создающимся общим объектом.

Рис. 4.19. Операция и вид ошибки Создание объемов в операциях вырезания, как и в операциях с приклеиванием производят различными способами (рис. 4.20). Операция «Вырезать выдавливанием» имеет отличный от операции «Приклеить выдавливанием» раздел «Вырезание», в котором требуется указать результат операции (рис. 4.21).

Ошибки следует обязательно исправлять путем редактирования эскиза или операции. Если исправить ошибку не удается, удаляют операцию. Если ошибка в эскизе, и она не исправляется, удаляют эскиз и создают операцию на основе нового эскиза.

Рис. 4.20. Список команд вырезания Рис. 4.21. Панель свойств в операции "Вырезать выдавливанием" 4.6.2. Операции вращения В отличие от операции выдавливания, где в эскизе требуется только контур, в операции вращения дополнительно необходима ось, относительно которой контур будет вращаться (рис. 4.22).

Рис. 4.22. Операция вращения К эскизу операции вращения предъявляются следующие требования.

Требования к эскизу элемента вращения, являющегося отдельным телом:

– ось в эскизе изображают отрезком со стилем «Осевая», ось должна быть одна и она не должна пересекать контур;

– если в эскизе один контур, то он может быть разомкнутым или замкнутым;

– если в эскизе два контура, то оба должны быть замкнутыми, один из них должен быть наружным, а другой вложенным в него;

– не допускается количество контуров более двух.

Требования к эскизу приклеиваемого или вырезаемого элемента вращения:

– ось в эскизе изображают отрезком со стилем «Осевая», ось должна быть одна и она не должна пересекать контур;

– если в эскизе один контур, то он может быть замкнутым или разомкнутым;

– если в эскизе несколько контуров, то все они должны быть замкнутыми или все разомкнутыми;

– количество вложений контуров не ограничено;

– все контуры должны лежать по одну сторону от оси вращения.

Для построения тела вращения выбирают плоскость для эскиза.

Создают на плоскости эскиз, включающий ось и контур. Проставляют необходимые размеры (рис. 4.24, а).

Вводят команду «Операция вращения». Панель свойств будет иметь вид (рис. 4.23). Включают нужный режим, выбирают направление и угол поворота контура вокруг оси.

Рис. 4.23. Панель свойств в команде "Операция вращения" При открытом контуре в режиме «Тороид» система создает тонкостенную модель, а в режиме «Сфероид», при том же, открытом контуре, создает монолитное тело.

Рис. 4.24, а, б, в. Операция "Вырезать вращением" Операция «Вырезать вращением» часто применяется для образования фасонных или ступенчатых отверстий. Построение таких форм с помощью операции «Вырезать выдавливанием» увеличивает число операций или невозможно.

На рисунке 4.25, а показан эскиз операции «Вырезать вращением». На рисунке 4.25, б показано отверстие, полученное в результате этой операции.

4.6.3. Создание форм кинематической операцией Для реализации кинематической операции обязательно выполнение следующих условий:

– должно быть, минимум два отдельных эскиза;

– в одном эскизе должно быть изображено сечение будущего элемента, а в других траектория движения.

В эскизе-сечении может быть только один замкнутый или один разомкнутый контур.

Рис. 4.25, а, б. Операция "Вырезать вращением" Если траектория состоит из одного эскиза, то должны выполняться следующие требования:

– эскиз может содержать только один контур;

– контур может быть разомкнутым или замкнутым;

– начало разомкнутого контура должно лежать в плоскости эскиза сечения;

– замкнутый контур должен пересекать плоскость эскиза-сечения.

Если траектория состоит из нескольких эскизов, то должны выполняться следующие требования:

– в каждом эскизе-траектории может быть только один контур, и он должен быть разомкнутым;

– контур каждого следующего эскиза должен быть продолжением контура предыдущего (начальная точка каждого следующего контура должна совпадать с конечной точкой предыдущего);

– если траектория не замкнута, ее начало должно лежать на плоскости эскиза-сечения;

– если эскизы образуют замкнутую траекторию, то она должна пересекать плоскость эскиза-сечения.

Для построения модели патрубка создают эскиз траектории на плоскости XY (рис. 4.26, а), проставляют необходимые размеры и закрывают эскиз. Эскиз сечения создают на плоскости проходящей через конечную точку траектории (в нашем случае плоскость YZ). В эскизе изображают, например, окружность с центром в точке начала координат, проставляют размер диаметра D=15мм и закрывают эскиз.

Вводят команду «Кинематическая операция».

Рис. 4.26, а, б, в. Операция "Кинематическая" Открывают раздел «Тонкая стенка» (рис. 4.26, б) в списке типов построения тонкой стенки выбирают вариант «Внутрь» и указывают толщину S=1мм. Указывают в дереве построения эскиз-сечение, а затем эскиз- траекторию. Результат построения показан на рис. 4.26, в.

4.6.4. Создание формы операцией «По сечениям»

Операция «По сечениям», как и предыдущие операции, может применяться для создания элементов приклеивания и элементов вырезания.

Операция доступна, если в системе определено, как минимум, два эскиза.

К эскизам предъявляются следующие требования:

– эскиз начального (конечного) сечений может содержать контур или точку;

– эскиз промежуточного сечения может содержать только контур;

– каждый эскиз может содержать только один контур или только одну точку;

– контуры в эскизах должны быть или все замкнуты или все разомкнуты.

Если в операции применяется осевая линия, ее эскиз должен отвечать следующим требованиям:

– в эскизе может быть только один замкнутый или разомкнутый контур;

– контур должен пересекать плоскости всех эскизов;

– плоскость эскиза не должна быть параллельной плоскостям эскизов сечений или совпадать с ними.

– контур должен начинаться в плоскости первого сечения и заканчиваться в плоскости последнего, по порядку построения, сечения.

Рассмотрим создание операции по сечениям на примере построения патрубка. Патрубок тонкостенный (S=1мм) и имеет переменное сечение (рис.

4.27). Сечения лежат в параллельных плоскостях, а их центры лежат на одной прямой. Расстояния между сечениями L=20мм.

Рис. 4.27, а, б, в. Сечения детали "Патрубок" На начальном этапе строят плоскости для будущих эскизов. С учетом того, что первый эскиз (рис. 4.27, а) будет построен на плоскости XY, нужно построить две вспомогательные плоскости, параллельные XY и смещенные от нее на 20 мм и 40 мм.

Для создания вспомогательной плоскости выделяют в дереве построения плоскость XY, вводят команду «Смещенная плоскость» с панели «Вспомогательная геометрия». На панели свойств (рис. 4.28) указывают направление смещения в положительном направлении оси Z, вводят значение расстояние 20мм и указывают «Создать объект».

Рис. 4.28. Панель свойств в команде "Смещенная плоскость" Не прерывая команду, выделяют вновь плоскость XY, вводят расстояние 40мм, нажимают «Ввод» и затем «Создать объект». В результате должны быть построены две вспомогательные плоскости (рис. 4.29, а,б).

Создают эскиз на плоскости XY с контуром (рис. 4.27, а) и закрывают его. Выбирают смещенную плоскость 1 и создают на ней эскиз с контуром (рис. 14.27, б). Закрывают эскиз. На смещенной плоскости 2 создают эскиз с контуром (рис. 4.27, в) и закрывают его. Результат построения показан на рис. 4.29, б.

Рис. 4.29, а, б, в. Элементы операции «По сечениям»

Вводят команду «Операция по сечениям» и указывают в разделе «Тонкая стенка» (рис. 4.30) толщину стенки.

Рис. 4.30. Панель свойств в команде "По сечениям" Указывают последовательно эскизы на экране или в дереве построения и вводят команду «Создать объект». Результат построения показан на рис.

4.29, в.

4.7. Построение зеркальных форм При создании симметричных моделей иногда свойство симметрии закладывают в эскиз, используя команду «Симметрия». Иногда удобнее использовать операцию «Зеркальный массив». Операция создает зеркальное отображение выбранных операций относительно указанной плоскости.

На выбранной плоскости создают эскиз с контуром (рис. 4.31, а).

Вводят команду «Приклеить с выдавливанием» и выдавливают контур на расстояние (в нашем примере 20мм) от средней плоскости (рис. 4.31, б).

Вводят команду «Зеркальный массив», указывают плоскость (нижний торец) в качестве плоскости для отображения и выбирают в дереве построения команду «Приклеить выдавливанием». В этот момент зеркальная форма отображается в виде фантома (рис. 4.31, в). Вводят команду «Создать элемент» и модель принимает вид (рис. 4.31, г).

Рисунок 4.31 Создание симметричных моделей Таким образом, вновь созданная зеркальная форма «приклеивается» к ранее созданному элементу и образуется одно тело. В набор для зеркального отображения можно включить любое количество ранее созданных операций.

Часто встречаются изделия, у которых есть небольшие различия, не позволяющие называть их симметричными. Модели таких изделий создают симметричными, выполняя, по возможности, большую часть операций, а затем вносят необходимые изменения.

Корпуса некоторых изделий (электродрели, миксеры, вилки и т. п.) создают состоящими из двух крышек, соединенных винтами. Крышки являются почти полными зеркальными отображениями друг друга.

Рис. 4.32. Построение зеркальной детали Модели таких изделий удобно проектировать, используя технологию построения зеркального тела.

Для построения зеркальной копии, создают модель детали, сохраняют файл с именем, например, «Клемма». Открывают новый файл детали, сохраняют его с другим именем, например «Клемма - зеркальная». Вводят команду «Деталь-заготовка» и указывают способ вставки «Зеркальная деталь» (рис. 4.32).

4.8. Создание массивов операций Характерной чертой некоторых изделий является множество одинаковых элементов расположенных на окружности или иным образом (рис. 4.33).

Рис. 4.33. Детали с элементами в виде массивов Для построения в модели множества элементов закономерно расположенных вдоль окружности и (или) в радиальном направлении предназначена команда «Массив по концентрической сетке». Рассмотрим работу с этой командой на примере создания модели крышки (рис. 4.35, д).

На плоскости XY создают эскиз, строят в нем контур и осевую линию (рис. 4.35, а). Вводят команду «Приклеить вращением» и создают операцию вращения (рис. 4.35, б). Выбирают торцевую поверхность, повертывают ее в плоскость экрана и создают на ней эскиз с контуром в виде окружности (рис.

4.35, в). Вводят команду «Вырезать с выдавливанием» и создают отверстие (рис. 4.35, г).

Для создания массива отверстий, вводят команду «Массив по концентрической сетке». Редактируют при необходимости параметры (рис. 4.34). Для указания оси достаточно щелкнуть ЛК на поверхности вращения. В качестве оси массива будет выбрана ось этой операции. Далее выбирают в дереве построения операцию построения отверстия как операцию-источник.

Рис. 4.34. Панель свойств команды "Массив по концентрической сетке" Выбирают из списка количество элементов в радиальном направлении, или вводят это значение в окне. В нашем случае это один элемент (один ряд отверстий). Далее указывают количество элементов по кольцевому направлению и угловой шаг.

Рис. 4.35, а, б, в, г, д. Создание массива элементов (отверстий) Для равномерного размещения элементов выбирают шаг 360 градусов и «Шаг между крайними элементами». После ввода всех необходимых параметров система создает фантомы будущих элементов и после ввода команды «Создать объект» – элементы массива (рис. 4.35, д).

Если в модели нет поверхности вращения или нет другого объекта (ребра), который можно использован в качестве оси, следует создать ось.

Список команд создания оси для различных ситуаций можно найти на панели «Вспомогательная геометрия». В таком случае ось создается как отдельный вспомогательный объект и отображается в дереве построения.

Для построения в модели множества элементов закономерно расположенных по прямоугольной сетке или сетке в виде параллелограмма предназначена команда «Массив по сетке». Рассмотрим работу с этой командой на примере создания модели пластины (рис. 4.37, в).

Создают на выбранной плоскости (в примере XZ ) эскиз с контуром в виде прямоугольника и создают операцию выдавливания на расстояние 5 мм (рис. 4.37, а).

Выбирают плоскую грань и создают на ней эскиз с контуром в виде окружности. Создают операцию вырезания с выдавливанием на расстояние больше толщины пластины, чтобы получить сквозное отверстие (рис. 4.35, б).

Вводят команду «Массив по сетке», указывают объекты, определяющие направление осей (ребра), и вводят необходимые параметры на панели свойств (рис. 4.36).

Рис. 4.36. Панель свойств команды «Массив по сетке»

Указывают в дереве построения операцию-источник (операция образования отверстия). Система отобразит фантом будущего массива.

На этом этапе можно выявить и устранить допущенные ошибки. Для завершения построения массива вводят команду «Создать» (рис. 4.37, в).

Рис. 4.37, а, б, в. Построение массива отверстий Контрольные вопросы 1. В чем состоит отличие контура от эскиза?

2. Чем отличается параметрическая модель от обычной модели?

3. Что такое ассоциативность?

4. Допускается ли удаление взаимосвязей?

5. Как настроить параметрический режим?

6. Как называют формообразующее перемещение эскиза, след от которого определяет форму элемента.

7. Каковы основные требования, предъявляемые к контуру эскиза?

8. Перечислите требования к эскизу приклеиваемого или вырезаемого элемента вращения?

9. Какие обязательные условия необходимы для реализации кинематической операции?

10. Какие требования предъявляются к эскизам в операции «По сечениям»?

ЛЕКЦИЯ 5. ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ИЗДЕЛИЯ.

ВИДЫ ИЗДЕЛИЙ. ВИДЫ КОНСТРУКТОРСКИХ ДОКУМЕНТОВ.

СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА План лекции 5.1. Жизненный цикл продукции.

5.1.1. CALS и PLM – технологии.

5.1.2. Управление документами, проектами и процессами.

5.1.3. Цепочка CAD/CAE/CAM.

5.2. Основные положения единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

5.2.1. Общие положения.

5.2.2. Виды изделий (по ГОСТ 2.101-68*).

5.2.3. Виды конструкторских документов.

5.3. Электронные документы. Общие положения.

5.4. Стадии разработки.

5.5. Современные технологии проектирования.

5.1. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОДУКЦИИ Порядок разработки продукции и постановки ее на производство, регламентированы ГОСТ Р 15.000-94 « Система разработки и постановки продукции на производство. Основные положения». Терминология в этой области определена в рекомендации Р 50-605-80-93 «Рекомендации по стандартизации. СРПП. Термины и определения».

Согласно ГОСТ Р 15.000-94 в основу формирования СРПП положен принцип целенаправленного и комплексного охвата видов выполняемых работ на стадиях жизненного цикла продукции, взаимосвязанных между собой. В основе также лежит модульный принцип организации работ при исследовании и обосновании разработки, разработке, производстве, эксплуатации (применении, хранении) и ремонте продукции. Это обеспечивает организационно-технический механизм взаимоотношений субъектов хозяйственной деятельности в условиях различных экономико правовых ситуаций, упорядоченную технологию проведения работ на стадиях жизненного цикла продукции, при необходимости конкурсность их проведения, необходимый технический уровень и качество продукции, ее конкурентоспособность.

Жизненный цикл продукции – это перечень этапов, через которые проходит изделие за весь период своего существования:

– маркетинговые исследования;

– проектирование продукции;

– подготовка производства;

– производство;

– эксплуатация, обслуживание и утилизация.

Жизненный цикл продукции это не временной период существования продукции данного типа (одного наименования и обозначения), а процесс последовательного изменения ее состояния, определяемый видом производимых на нее воздействий.

Жизненный цикл продукции – совокупность взаимосвязанных процессов изменения состояния продукции при ее создании и использовании [4].

Согласно ИСО 9004-1, жизненный цикл продукции – это совокупность процессов, выполняемых от момента выявления потребностей общества в определенной продукции, до момента удовлетворения этих потребностей и утилизации продукции. Основные этапы жизненного цикла отражены на рис.

5.1 [6].

Рис. 5.1. Жизненный цикл продукции ЖЦПП – этап производства продукции (этап предприятия);

ЖЦПР – на этап реализации продукции (этап дистрибуции, реализации продукции);

ЖЦПЭ – этап эксплуатации продукции (этап потребителя);

ЖЦПРМ – этап ремонта продукции (этап восстановления и ремонта продукции);

ЖЦПУ – этап утилизации продукции (этап утилизации).

За каждый из этих этапов отвечают различные структуры – производители, предприятия торговли, ремонтные предприятия, потребители и предприятия, отвечающие за утилизацию продукции.

Возможность сокращения длительности ЖЦП возникает в том случае, когда после утверждения чертежа общего вида изделия, конструктор (или несколько конструкторов) разрабатывает чертежи отдельных деталей, которые, после разработки, он может отдать технологу, который, не дожидаясь полного окончания деталировки изделия, сможет приступить к разработке технологического процесса (ТП) изготовления той или иной детали. Такая возможность появляется с использованием систем классов PDM/PLM – в том или ином проекте изделия всегда можно увидеть готовность тех или иных документов (чертежей, ТП и других документов).

Разные заказы могут иметь, в зависимости от степени конструкторско технологической проработки, разные точки входа на временной оси цикла ЖЦП (рис. 5.2). Ряд предприятий имеют до 40% своих объемов сторонние заказы. При этом выполнение ряда заказов начинается с разработки конструкции изделия. Часто встречаются случаи, когда имеется конструкция изделия, но нет технологии изготовления.

Рис. 5.2. Точки входа заказов в процессы ЖЦП В ряде случаев заказы уже обеспечены конструкторской и технологической документацией, для них на предприятии требуется осуществить этап технологической подготовки производства (ТПП) и последующее изготовление [6].

5.1.1. CALS И PLM – ТЕХНОЛОГИИ На протяжении многих лет общепринятой формой представления результатов интеллектуальной деятельности в области проектирования была бумажная конструкторская документация. В ее создании по сегодняшний день участвуют множество конструкторов, чертежников, офисных работников.

С появлением компьютеров были созданы системы автоматизированного проектирования (САПР), различные системы управления, системы документооборота. Однако их возможности, в части производительности, были ограничены т.к. отсутствовали реальные механизмы обмена данными между всеми участниками жизненного цикла продукции. Оказалось, что разные системы «говорят на разных языках» и плохо понимают друг друга. Более того, выяснилось, что трехмерная модель продукции, создаваемая в САПР, вообще не может быть адекватно представлена на бумаге [5].

В настоящее время происходит постоянное возрастание сложности разрабатываемых изделий. Увеличивается количество участников, одновременно разрабатывающих различные части одного изделия. Как следствие, возрастает количество потоков информации, и ее объемы.

Возникают трудности во взаимодействии разработчиков и заказчиков, при этом они сопровождают стороны на всем протяжении жизненного цикла продукции вплоть до ее утилизации и аннулирования всех документов.

Несмотря на то, что во многих документах предусмотрены поисковые механизмы, а многие САПР обеспечивают ассоциативные связи между документами, поиск необходимой информации и внесение изменений является трудоемким процессом. На этом фоне возникает множество ошибок, на исправление которых необходимы дополнительные ресурсы.

Преодоление указанных трудностей было бы невозможно, если бы не была реализована идея информационной интеграции стадий жизненного цикла продукции. Она заключается в том, что САПР, применяемые на всех стадиях жизненного цикла продукции, оперируют не с обычными конструкторскими документами, а с информационными моделями, описывающими, как само изделие, так и связанные с ним технологии.

Интегрированная информационная среда представляет собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые, стандартные правила хранения, обновления, поиска и передачи информации, через которую осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками жизненного цикла продукции.

Идея интегрированной информационной среды была реализована в начале 80-х годов в CALS (Computer Aided Logistic Support) для решения задач компьютерной поддержки процесса поставок. В дальнейшем она трансформировалась в (Continuous Acquisition & Life-Cycle Support) и подразумевает решение задач непрерывного развития и информационной поддержки продукции на всех этапах ее жизненного цикла. В России эта технология именуется как информационная поддержка изделий (ИПИ).

Согласно CALS в процесс жизненного цикла продукции вовлекается множество проектных организаций, машиностроительных и других предприятий. Исполнители, которым для работы нужны будут те или иные информационные объекты, могут использовать их для различных целей, модифицировать их, создавая новые информационные объекты. Новые объекты размещаются в той же интегрированной информационной среде, откуда они вновь могут быть взяты. При этом однажды созданная информация хранится в интегрированной информационной среде, не дублируется, не требует каких-либо перекодировок в процессе обмена, сохраняет актуальность и целостность.

В широком смысле слова CALS – это методология создания единого информационного пространства промышленной продукции, обеспечивающего взаимодействие всех промышленных автоматизированных систем (АС). В этом смысле предметом CALS являются методы и средства как взаимодействия разных АС и их подсистем, так и сами АС с учетом всех видов их обеспечения. Практически синонимом CALS, в этом смысле, становится термин PLM (Product Lifecycle Management), широко используемый в последнее время ведущими производителями АС.

Управление данными в интегрированной информационной среде возлагается на PLM. Обычно PLM определяют как систему методов и средств, которая позволяет предприятиям – изготовителям и потребителям работать с разнообразной информацией об изделии и достигать взаимодействия на протяжении всего жизненного цикла (рис. 5.3).

При внедрении решений PLM предприятие, создает интегрированную информационную модель всех этапов жизненного цикла продукта. Это позволяет сделать доступной информацию о продукте на любой его стадии для всех подразделений предприятия, поставщиков, партнеров, а также заказчиков и клиентов.

В результате, на предприятии возрастает эффективность процесса разработки продукции, существенно упрощается использование информации о продуктах, соответственно, повышается скорость и качество принимаемых на всех этапах разработки и производства решений, уровень работы с поставщиками и обслуживания клиентов.

Рис. 5.3. Этапы жизненного цикла промышленной продукции и используемые автоматизированные системы Базой для создания интегрированной информационной модели, выполняющей функции обеспечения единого информационного пространства, является Digital Mock-Up (DMU) (электронно-цифровой макет) продукции, вокруг которой выстраиваются все данные и процессы жизненного цикла. Электронно-цифровой макет это трехмерная цифровая модель изделия и всех его компонентов. Благодаря DMU изготовитель получает возможность создавать детальный макет, испытывать изделие и моделировать его функционирование на компьютере без дорогостоящего изготовления физического прототипа. В отличие от физического, цифровой макет интегрирует все технологические данные по изделию, позволяя тем самым производить любые испытания и расчеты. Создание и ведение DMU осуществляется с применением CAD и PDM (Product Data Management) систем.

5.1.2. Управление документами, проектами и процессами Для решения проблем совместного функционирования компонентов САПР различного назначения, координации работы систем CAD/CAM/CAE, управления проектными данными и проектированием разрабатываются системы PDM. Системы PDM либо входят в состав конкретной САПР, либо имеют самостоятельное значение и могут работать совместно с разными САПР. Наиболее широко используемые системы: Windchill PDMLink, SWR PDM, Lotsia PDM PLUS, ЛОЦМАН:PLM.

5.1.3. Цепочка CAD/CAE/CAM Одним из наиболее важных этапов является этап проектирования.

Автоматизация проектирования осуществляется САПР (Система автоматизированного проектирования). В САПР машиностроительных отраслей промышленности принято выделять системы функционального (системы расчетов и инженерного анализа – системы CAE (Computer Aided Engineering)), конструкторского (системы CAD (Computer Aided Design)) и технологического проектирования (системы CAM (Computer Aided Manufacturing)).

На этом этапе формируется объемная геометрическая модель машиностроительного изделия или, так называемая, мастер-модель, которая будет играть определяющую роль на многих последующих этапах. На этом этапе выполняются различные виды инженерного анализа.

Для создания объемной модели изделия конструктор может воспользоваться методами трехмерного твердотельного, поверхностного моделирования или сочетанием этих методов.

На сегодняшний день все существующее программное обеспечение автоматизированного проектирования принято классифицировать по функциональной полноте. По этому признаку оно делится условно на три уровня. К нижнему уровню относятся программы, реализующие 2D модели в виде чертежей и эскизов. Например, CADMECH и CADMECH LT на базе AutoCAD и AutoCAD LT2000 (Интермех), T-Flex CAD LT (Топ Системы) и др.

На среднем – располагаются программные комплексы, которые позволяют создать 3-х мерную геометрическую модель сравнительно несложного изделия, в основном, методом твердотельного моделирования. К числу этих программных комплексов можно отнести: AutoCAD и AMD (AutoDesk), Solid Works (Solid Works), Solid Edge (Unigraphics Solutions) ), КОМПАС (Аскон) и др. Программные системы сквозного проектирования и производства расположены на верхнем уровне. Среди них можно выделить:

CATIA (Dassault Systemes), EUCLID (EADS Matra Datavision), UNIGRAPHICS (Unigraphics Solutions), Pro/ENGINEER и CADDS (PTC).

Большинство систем инженерного анализа (CAE) используют метод конечных элементов. Для проведения какого-либо вида анализа, обычно, в CAD системе, на основе точной геометрической модели создается расчетная (упрощенная) модель путем удаления тех конструктивных элементов, которые не оказывают существенного влияния на результаты анализа.

Расчетная модель передается в пакет анализа при помощи стандартных интерфейсов. Отдельные пакеты анализа имеют внутренние средства построения геометрической модели, с помощью которых может быть решена задача моделирования простых форм.

Современные программные средства CAE позволяют решать широкий спектр задач анализа линейной и нелинейной статики и динамики, устойчивости, теплопередачи, акустики, аэроупругости, оптимизации конструкции и многие другие. Ведущими CAE-системам в настоящее время являются ABAQUS, ANSYS, COSMOS/M, LS-DYNA, MSC.ADAMS, MSC.NASTRAN [8].

5.2. Основные положения единой системы конструкторской документации (ЕСКД) 5.2.1. Общие положения В соответствии с ГОСТ 2.001-93* "ЕСКД. Общие положения", ЕСКД – комплекс стандартов, устанавливающих взаимосвязанные нормы и правила по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании, изготовлении, эксплуатации, ремонте и др.).

Основное назначение стандартов ЕСКД состоит в установлении единых оптимальных правил выполнения, оформления и обращения конструкторской документации.

Обозначение стандартов ЕСКД производится по правилам, установленным в ГОСТ 1.0.

Обозначение стандарта включает:

– индекс категории стандарта – ГОСТ;

– цифру 2, присвоенную комплексу стандартов ЕСКД;

– цифры (после точки), обозначающие номер группы стандартов в соответствии с таблицей 1;

– двузначное число, определяющее порядковый номер стандарта в данной группе;

– две последние цифры (после тире), указывающие две последние цифры года утверждения стандарта.

Пример обозначения стандарта ГОСТ 2.001-93* "ЕСКД. Общие положения" (рис. 5.4.).

Рис. 5.4. Обозначение стандарта ЕСКД по ГОСТ 2.001-93* Согласно ГОСТ 2.001-93 все стандарты ЕСКД разбиты на десять групп (табл.1).

Таблица 5.1.

Группы стандартов ЕСКД Номер Наименование классификационной группы стандартов группы Общие положения Основные положения Классификация и обозначение изделий и конструкторских документов Общие правила выполнения чертежей Правила выполнения чертежей различных изделий Правила изменения и обращения конструкторской документации Правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации Правила выполнения схем Правила выполнения документов при макетном методе проектирования Прочие стандарты 5.2.2. Виды изделий (по ГОСТ 2.101-68*) Изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

Изделия, в зависимости от их назначения, делят на изделия основного производства и на изделия вспомогательного производства.

К изделиям основного производства следует относить изделия, предназначенные для поставки (реализации).

К изделиям вспомогательного производства следует относить изделия, предназначенные только для собственных нужд предприятия (объединения), изготавливающего их. Изделия, предназначенные для поставки (реализации) и одновременно используемые для собственных нужд предприятием, изготавливающих их, следует относить к изделиям основного производства.

Устанавливаются следующие виды изделий (рис. 5.5):

а) детали;

б) сборочные единицы;

в) комплексы;

г) комплекты.

Изделия, в зависимости от наличия или отсутствия в них составных частей, делят на виды:

а) не специфицированные (детали) – не имеющие составных частей;

б) специфицированные (сборочные единицы, комплексы, комплекты) – состоящие из двух и более составных частей.

Деталь – это изделие, изготавляемое из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций, Сборочная единица – это изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии – изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, сочленением, клепкой, сваркой, пайкой, опресовкой, развальцовкой, склеиванием, сшивкой, укладкой и т.п.), например: автомобиль, станок, телефонный аппарат, микромодуль, редуктор, сварной корпус, рукоятка из пластмассы с металлической арматурой.

Комплекс – это два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенные для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Каждое из специфицированных изделий, входящих в комплекс, служит для выполнения одной или нескольких основных функций, установленных для всего комплекса, например: цех-автомат, автоматическая телефонная станция, бурильная установка;

изделие, состоящее из метеорологической ракеты, пусковой установки и средств управления;

корабль.

Рис. 5.5. Виды изделий Комплектом называют два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например: комплект запасных частей, комплект инструментов и принадлежностей, комплект измерительной аппаратуры, комплект упаковочной тары и т.п.

К покупным относятся изделия, не изготавляемые на данном предприятии, а получаемые им в готовом виде, кроме полученных в порядке кооперирования. К изделиям, полученным в порядке кооперирования, относят составные части разрабатываемого изделия, изготавливаемые на другом предприятии по документации, входящей в комплект документации разрабатываемого изделия.

5.2.3. Виды конструкторских документов Виды и комплектность конструкторских документов установлены ГОСТ 2.102-68.

При реализации CALS (PLM)-технологий, САПР, применяемые на всех стадиях жизненного цикла продукции, оперируют не с обычными конструкторскими документами, а с информационными моделями, описывающими, как само изделие, так и связанные с ним технологии. С учетом этого вся система стандартов ЕСКД в последние годы претерпела значительные изменения.

Разработчики изменений исходили из того, что адаптированные стандарты должны декларировать и юридически закреплять следующие основные положения:

– наличие двух форм конструкторских документов (КД): традиционной (бумажной) и электронной (безбумажной);

– равноправность статусов этих двух форм представления конструкторской документации и возможность их преобразования друг в друга;

– ввод в ЕСКД новых понятий (электронная структура изделия, электронная модель изделия) и видов конструкторских документов;

– правила отображения этих новых документов в существующие виды традиционных КД там, где это возможно, а также признание факта существования электронных документов, не отображаемых в традиционные виды КД (электронная структура изделия, 3D модели, видео- и аудио документы);

– информационные логические модели видов электронных КД, однозначно отображаемых в традиционные виды КД.

Кроме того все технические стандарты ЕСКД, наряду с описанием формы внешнего (визуального) представления конструкторских документов, должны определять формат представления конструкторских документов для электронной КД.

Все функциональные стандарты ЕСКД дополняются разделами об электронных КД. При необходимости используются ссылки на действующие стандарты ИСО (в том числе и еще непринятые в качестве национальных стандартов РФ).

Проекты новых стандартов и изменений к стандартам ЕСКД должны быть взаимоувязаны со стандартами и проектами стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10303, и проектами стандартов серии ГОСТ Р ИСО 13584.

В итоге этой работы во многие действующие стандарты внесены изменения. Часть действующих стандартов заменено (ГОСТ 2.104-2006 и ГОСТ 2.601-2006).

Разработаны новые межгосударственные стандарты ГОСТ 2.051 – 2006, ГОСТ 2.052 – 2006 и ГОСТ 2.053 – 2006.

В соответствии с измененной редакцией ГОСТ 2.001- конструкторский документ это документ, который в отдельности или в совокупности с другими документами определяет конструкцию изделия и имеет содержательную и реквизитную части, в том числе установленные подписи.

К конструкторским документам относятся графические, текстовые, аудиовизуальные (мультимедийные) и иные документы, содержащие информацию об изделии, необходимую для его проектирования, разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации, ремонта (модернизации) и утилизации.

Конструкторский документ в электронной форме (электронный документ) – документ, выполненный как структурированный набор данных, создаваемых программно-техническим средством.

Установленные подписи в электронном конструкторском документе выполняют в виде электронной цифровой подписи (ЭЦП).

Конструкторский документ в бумажной форме (бумажный документ) – это документ, выполненный на бумажном или аналогичном по назначению носителе (кальке, микрофильмах, микрофишах и т.п.);

Графический документ – это документ, содержащий в основном графическое изображение изделия и (или) его составных частей, взаимное расположение и функционирование этих частей, их внутренние и внешние связи. К графическим документам относят чертежи, схемы, электронные модели изделия и его составных частей;

Текстовый документ – документ, содержащий в основном сплошной текст, или текст, разбитый на графы. К текстовым документам относят спецификации, технические условия, ведомости, таблицы и т.п.;

Аудиовизуальный документ (мультимедийный документ) – это электронный документ, содержащий видео- или звуковую информацию.

ГОСТ 2.102-68 устанавливает конкретные виды и комплектность конструкторских документов на изделия всех отраслей промышленности.

Чертеж детали – это документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для е изготовления и контроля.

Чертеж общего вида – это документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его составных частей и поясняющий принцип работы изделия.

Сборочный чертеж – документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для е сборки (изготовления) и контроля.

Спецификация – это документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта.

Схема – это документ, на котором показаны в виде условных изображений и обозначений составные части изделия и связи между ними.

Пояснительная записка – это документ, содержащий описание устройства и принципа действия разрабатываемого изделия, а также обоснования принятых при его разработке технических и технико экономических решений.

Эксплуатационные документы – это документы, предназначенные для использования при эксплуатации, обслуживании и ремонте изделия в процессе эксплуатации.

Наряду с указанными документами ГОСТ 2.102-68 устанавливает и другие необходимые документы.

В качестве изменений в ГОСТ 2.102-68 введены дополнительно четыре документа.

Электронная модель детали (ЭМД) – это документ, содержащий электронную геометрическую модель детали и требования к е изготовлению и контролю (включая предельные отклонения размеров, шероховатости поверхностей и др.).

Электронная модель сборочной единицы (ЭМСЕ) – это документ, содержащий электронную геометрическую модель сборочной единицы, соответствующие электронные геометрические модели составных частей, свойства, характеристики и другие данные, необходимые для сборки (изготовления) и контроля. К электронным моделям сборочных единиц также относят электронные модели для выполнения гидромонтажа и пневмомонтажа.


Электронная структура изделия (ЭСИ) – это документ, содержащий в электронной форме состав сборочной единицы, комплекса или комплекта и иерархические отношения (связи) между его составными частями и другие данные в зависимости от его назначения (рис.5.6).

Электронная структура изделия формируется так, чтобы из не можно было получить автоматизированным способом в форме отчета:

Спецификацию, ВС, ВД, ВП, ВИ, ДП, ПТ, ЭП,ТП, ВДЭ, ЗИ, ВЭ и др.

Ведомость электронных документов – это документ, содержащий перечень документов, выполненных в электронной форме.

Документы в зависимости от стадии разработки подразделяются на проектные (техническое предложение, эскизный проект, технический проект) и рабочие (рабочая документация).

В зависимости от способа выполнения и характера использования конструкторские документы подразделяют на оригиналы, подлинники, дубликаты и копии.

При определении комплектности конструкторских документов на изделия следует различать:

– основной конструкторский документ;

– основной комплект конструкторских документов;

– полный комплект конструкторских документов.

Введенными изменениями установлено, что за основные конструкторские документы, в зависимости от формы выполнения, принимают:

для деталей – чертж детали или электронную модель детали;

для сборочных единиц, комплексов и комплектов – спецификацию или электронную структуру изделия.

Кроме того, указано, что:

– все графические документы (чертежи, схемы) могут быть выполнены в электронной форме как электронные чертежи или как электронные модели изделия;

– все текстовые документы могут быть выполнены в электронной форме. Вид документа и его наименование при этом сохраняются;

– документы одного вида и наименования, независимо от формы выполнения, являются равноправными и взаимозаменяемыми.

В обозначении основных конструкторских документов в конце обозначения не указывают код документа. При обозначении всех остальных конструкторских документов в конце обозначения проставляется код документа.

Рис. 5.6. Электронная структура изделия Электронным документам присваивают дополнительные коды, которые указывают в реквизитной части документа.

Электронная структура изделия имеет код ЭС, чертежи в виде электронной модели изделия (детали, сборочной единицы) снабжаются кодом– 3D. Чертежи в электронной форме имеют код 2D, а текстовые документы в электронной форме имеют код ТЭ.

5.3. Электронные документы. Общие положения Термины, используемые при рассмотрении электронных документов (по ГОСТ 2.051-2006).

Автоматизированная система: Система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций [ГОСТ 34.003-90, статья 1.1] Атрибут: Элемент данных, который выражает определенную характеристику документа и имеет имя и значение [ИСО/МЭК 8613-1 – 1994] Аутентичный документ: Документ, одинаковый с исходным по содержанию и различный по формату и (или) кодам данных.

Версия документа: Электронный документ, соответствующий определенной стадии (этапу) разработки документа.

Первичный документ: Документ, который может быть использован как исходный для получения документов другого вида (вторичных документов).

Вторичный документ: Документ, который может быть получен из документа другого вида.

Идентичный документ: Документ, одинаковый с исходным документом по содержанию и формату и (или) кодам данных.

Информационная единица: Файл или набор файлов, рассматриваемый как единое целое.

Форма внешнего представления: Воспроизведение электронного документа на экране дисплея, на бумажном носителе или ином аналогичном носителе в понятной для визуального обозрения и пригодной для восприятия человеком форме.

Твердая копия: Полученная на устройствах вывода ЭВМ надлежащим образом удостоверенная форма внешнего представления электронного документа, выполненная на бумажном носителе.

Принятые сокращения:

АС – автоматизированная система;

ДЭ – электронный конструкторский документ;

ИЕ – информационная единица;

ИЭД – интерактивный электронный документ;

КД – конструкторская документация;

УЛ – информационно-удостоверяющий лист;

ЭЦП – электронная цифровая подпись;

Согласно ГОСТ 2.051-2006 электронные документы выполняют на стадии разработки изделия и применяют на всех стадиях жизненного цикла изделия. ДЭ получают в результате автоматизированного проектирования (разработки) или преобразования документов, выполненных в бумажной форме, в электронную форму.

ДЭ имеют два представления – внутреннее и внешнее.

Во внутреннем (подлинном) виде ДЭ существует только в виде записи информации, составляющей электронный документ, на электронном носителе и воспринимаемом только программно-техническими средствами.

Внешним является представление ДЭ в доступной для визуального восприятия форме. Для получения формы внешнего представления внутреннее представление ДЭ должно быть преобразовано к требуемому виду различными техническими средствами отображения данных (дисплеями, печатающими устройствами и др.).

ДЭ состоит из двух частей: содержательной и реквизитной.

Содержательная часть состоит из одной или нескольких ИЕ, содержащих необходимую информацию об изделии. Содержательная часть может состоять раздельно или в любом сочетании из текстовой, графической, аудиовизуальной (мультимедийной) информации.

Реквизитная часть состоит из структурированного по назначению набора реквизитов и их значений. Номенклатура реквизитов ДЭ – по ГОСТ 2.104.

В соответствии с этим стандартом реквизитом документа называют элемент оформления документа, содержащий о нем сведения. Как правило реквизит состоит из атрибутов. Реквизит, состоящий из нескольких атрибутов называют составным.

Атрибутом документа называют идентифицированную (именованную) характеристику части реквизита.

Подпись – реквизит документа, представляющий собой собственноручную подпись полномочного должностного лица. Для электронных документов используется аналог собственноручной подписи – ЭЦП.

Все реквизиты ДЭ, значением которых является подпись, выполняют в виде ЭЦП по ГОСТ 34.310. Внешнее представление реквизитов, значением которых является ЭЦП, для различных видов конструкторских документов устанавливает разработчик.

Для внешнего представления рекомендуется использовать строку символов. Например, при положительном результате проверки ЭЦП рекомендуется использовать строку при отрицательном результате –, строку ???.

При обращении ДЭ должна быть обеспечена возможность проверки ЭЦП всеми организациями – участниками обращения документа.

Подтверждение подлинности и целостности ДЭ производится соответствующими программно-техническими средствами, обеспечивающими проверку ЭЦП.

ЭЦП используют, как правило, последовательно или параллельно. При последовательном использовании каждая последующая ЭЦП, подтверждающая ранее подписанную информацию и все предыдущие ЭЦП, обеспечивает проверку целостности по предыдущим подписям. При параллельном использовании каждая ЭЦП подтверждает только подписываемую информацию.

Порядок использования ЭЦП и применяемые программно-технические средства в пределах отдельной организации устанавливаются разработчиком документации в зависимости от наличия конкретного информационного, программного и организационного обеспечения.

а) б) в) Рис. 5.7, а, б, в. Примеры организации содержательной части ДЭ ДЭ подразделяют на простые, составные и агрегированные в зависимости от состава и способа организации содержательной части:

– в простом ДЭ содержательная часть реализована в виде одной ИЕ (рис. 5.7, а);

– в составном ДЭ содержательная часть реализована в виде нескольких ИЕ, связанных друг с другом ссылками, как правило, определяемыми применяемым форматом данных (рис. 5.7, б);

– в агрегированном ДЭ содержательная часть реализована в виде нескольких ИЕ, информационно связанных друг с другом (рис. 5.7, в);

ИЕ в ДЭ могут образовывать сложные иерархические структуры, имеющие совмещенные реквизитные части и общие описания составляющих компонентов. При многократном использовании компонентов допускается применение ссылок.

Если в документе используются ссылки, то при выпуске документа все ссылки должны быть заменены на соответствующее им содержание. В составном и агрегированном документах, если его формат требует наличия ссылок, допускается оставлять ссылки при условии, что целостность таких ДЭ обеспечивают программно-технические средствами.

Наименования ДЭ в зависимости от способа их выполнения и характера использования - по ГОСТ 2.102. В этом случае в реквизитной части ДЭ должно быть указание о коде документа по ГОСТ 2.104.

Подлинники, дубликаты и копии ДЭ имеют одинаковую силу с бумажной формой выполнения документов аналогичных наименований. В дубликатах и копиях должны быть сохранены обязательные реквизиты, содержащиеся в подлиннике ДЭ.

Аутентичные ДЭ, полученные путем преобразования их форматов, подписанные в установленном порядке ЭЦП, имеют то же наименование документа, что и ДЭ, из которого они получены. Аутентичному ДЭ присваивают дополнительный признак, который записывают в реквизитной части документа. Аутентичный документ должен содержать в реквизитной части указание на исходный ДЭ, из которого он получен.

Твердая копия, изготовленная и подписанная в установленном порядке, может иметь то же наименование документа, что и ДЭ, с которого она получена. В этом случае ответственность за взаимное соответствие исходного ДЭ и его твердой копии в ходе жизненного цикла документов возлагается на разработчика. Твердая копия должна содержать указание на то, что исходным документом является ДЭ.


ПОУ плоскость обозначений и указаний;

ПЗ пояснительная записка;

КД конструкторский документ;

ЭМИ электронная модель изделия;

ЭМД электронная модель детали;

ЭМСЕ электронная модель сборочной единицы;

ЭМК электронный макет;

САПР система автоматизированного проектирования;

ЭГМ электронная геометрическая модель.

5.4. Стадии разработки Содержание и порядок работ по проектированию нового изделия регламентируются стандартами единой системы конструкторской документации (ЕСКД). ГОСТ 2.103-68* предусматривает следующие стадии разработки: техническое предложение, эскизный проект, технический проект и рабочий проект. Обязательность выполнения стадий и этапов разработки конструкторской документации устанавливается техническим заданием на разработку.

Техническое задание является исходным документом для проектирования нового изделия. Оно разрабатывается на основе научно исследовательских и опытно-конструкторских работ, с учетом результатов патентных и маркетинговых исследований, анализа существующих изделий и опыта их эксплуатации.

Техническое задание разрабатывает заказчик либо заказчик совместно с разработчиком проекта.

Техническое предложение – совокупность конструкторских документов, которые должны содержать технические и технико экономические обоснования целесообразности разработки документации изделия на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возможных решений изделий, сравнительной оценки решений с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий и патентные исследования.

Техническое предложение после согласования и утверждения в установленном порядке является основанием для разработки эскизного (технического) проекта. Объем работ – по ГОСТ 2.118-73.

Эскизный проект – совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия.

Эскизный проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки технического проекта или рабочей конструкторской документация. Объем работ по ГОСТ 2.119-73.

Технический проект – совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документация.

Технический проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки рабочей конструкторской документации. Объем работ по ГОСТ 2.120-73.

Рабочий проект является дальнейшим развитием технического проекта и ставит своей целью разработку рабочей документации изделия для организации его производства.

5.5. Современные технологии проектирования Сокращение сроков и стоимости проектирования, использование накопленной ранее информации, обеспечение требуемой информационной поддержки изделия на протяжении всего его жизненного цикла, невозможно без применения специальных методологий проектирования. Они должны учитывать, что на различных этапах жизненного цикла изделия требуются различные представления данных об изделии и, особую важность приобретает вопрос соблюдения неразрывности данных.

Современные системы проектирования включают в себя развитые средства накопления и использования знаний, проектирования в контексте, параллельного проектирования, разделения по стадиям.

Для выполнения современных проектов требуется PLM-решение, позволяющее управлять хранением и доступом к информации;

управлять составом и структурами изделия;

поддерживать логические связи и ассоциативности;

обеспечивать многофункциональную среду проектирования, предполагающую быстрый, легкий и надежный обмен проектными данными. Кроме того, в таком решении должен быть обеспечен открытый интерфейс к ERP-системе, а также в другие PDM.

Методология Relational Generative Design (RGD) пока еще не имеет устоявшегося терминологического аналога в русском языке. Ее можно определить как «Параллельное разделенное по стадиям проектирование с использованием и накоплением знаний». RGD – одно из решений, составляющих основу современного автоматизированного проектирования, которые реализованы в системе CATIA V5. Перечислим основные принципы методологии RGD [7]:

1. Процесс проектирования разделяется на стадии.

2. Каждой стадии соответствуют специализации пользователей по ролям, по представлениям данных, по видам моделей, по правам доступа.

3. При переходе к следующей стадии модели наследуют только те данные, которые необходимы для работы на этой стадии.

4. Ограничение по ролям обеспечивает для каждого пользователя ролевой группы видимость только тех данных предыдущих стадий, которые специально определены как необходимые на текущей стадии.

5. Сохраняется ассоциативная ссылочность на данные предыдущих стадий проектирования.

Таким образом, обеспечивается возможность отслеживания любых изменений, выполненных на предыдущих стадиях, конфиденциальность информации и возможность работы с максимально облегченным представлением моделей на каждой стадии.

Разделение на стадии зависит от специфики конкретной прикладной области или от специфики предприятия и для реализации проекта может быть выбрана следующая схема разделения (рис. 5.8) [7]:

стадия инженерного моделирования (Engineering Design, ED);

стадия геометрического моделирования (Shape Definition, SD);

стадия определения детали как компонента сборки (Part Definition, PD);

стадия определения системно–агрегативной (функциональной) сборки (Functional DMU Definition);

cтадия определения технологической сборки (Manufacturing DMU Definition).

Рис. 5.8. Схема деления проекта на стадии На каждой стадии имеются свои особенности организации работы конструктора.

Контрольные вопросы 1. Назовите элементы жизненного цикла изделия.

2. В чем состоят преимущества CALS – технологии?

3. Чем различаются CALS и PLM – технологии?

4. Для чего предназначена PDM система?

5. Что включает обозначение стандарта ЕСКД?

6. Какие основные связи можно выделить в цепочке CAD/CAE/CAM?

7. Какая группа стандартов регламентирует основные положения ЕСКД?

8. Приведите наименования специфицируемых изделий.

9. Назовите виды электронных документов.

10. Назовите основные документы.

11. Какие виды работ выполняют на стадии технического предложения?

ЛЕКЦИЯ 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЕТАЛИ План лекции 6.1. Электронная геометрическая модель изделия.

6.2. Проектирование электронной геометрической модели детали.

6.3. Создание базовой формы модели.

6.4. Учет технологии изготовления детали при проектировании модели.

6.1. Электронная геометрическая модель изделия Согласно ГОСТ 2.052-2006 электронная геометрическая модель – это электронная модель изделия, описывающая геометрическую форму, размеры и иные свойства изделия, зависящие от его формы и размеров [9].

Модель должна содержать полный набор конструкторских, технологических и физических параметров согласно ГОСТ 2.109-73, необходимых для выполнения расчетов, математического моделирования, разработки технологических процессов и др. [10].

Полнота и подробность модели на различных стадиях разработки должны соответствовать требованиям стандартов Единой системы конструкторской документации.

Модель выполняют в модельном пространстве. Так называют пространство в координатной системе модели, в котором выполняется геометрическая модель изделия.

Геометрическую форму модели представляют как совокупность геометрических элементов и называют геометрией модели.

Геометрический элемент – идентифицированный (именованный) геометрический объект, используемый в наборе данных.

Геометрическим объектом может быть точка, линия, плоскость, поверхность, геометрическая фигура, геометрическое тело.

Совокупность геометрических элементов, которые используются в процессе создания геометрической модели изделия, но не являются элементами этой модели, называют вспомогательной геометрией.

Трехмерная электронная геометрическая модель, представляющая форму изделия как результат композиции заданного множества геометрических элементов с применением операций булевой алгебры к этим геометрическим элементам называется твердотельной моделью.

Кроме того стандарт определяет понятия поверхностной и каркасной модели и электронного макета.

Поверхностная модель: Трехмерная электронная геометрическая модель, представленная множеством ограниченных поверхностей, определяющих в пространстве форму изделия.

Каркасная модель: Трехмерная электронная геометрическая модель, представленная пространственной композицией точек, отрезков и кривых, определяющих в пространстве форму изделия.

Составная часть изделия: Изделие любого вида по ГОСТ 2.101, входящее в состав данного изделия и рассматриваемое как единое целое.

Электронный макет: Электронная модель изделия, описывающая его внешнюю форму и размеры, позволяющая полностью или частично оценить его взаимодействие с элементами производственного и/или эксплуатационного окружения, служащая для принятия решений при разработке изделия и процессов его изготовления и использования.

6.2. Проектирование геометрической модели детали Проектирование геометрической модели нового изделия производится с учетом его функционального назначения и других требований, предъявляемых к подобным изделиям. Проектирование невозможно без знания материалов, сферы производства, области и условий его использования.

Ключ гаечный, например, нельзя спроектировать без учета того, что он должен иметь зев с губками для захвата гайки, ручку для его удержания и создания необходимого крутящего момента (рис. 6.1.).

Изделие должно быть прочным и достаточно жестким, технологичным, эстетичным и эргономичным.

Кофейная чашка должна являться Рис. 6.1. Модель ключа гаечного емкостью, быть эстетичной, легкой, удобной и технологичной.

Материал чашки должен иметь низкую плотность и теплопроводность, хорошее сцепление с декоративным покрытием, и т.п.

Подробная характеристика требований, которым должно удовлетворять изделие является необходимым условием решения задачи проектирования.

Такая характеристика оформляется как техническое задание и составляется до начала проектирования изделия.

Проектирование пространственных объектов в традиционной технологии производится в системе прямоугольных проекций. Конструктор, изображая различные виды, разрезы, сечения и другие элементы на соответствующих плоскостях проекций, создает воображаемый пространственный объект. Конструктор использует для выражения своей мысли изображения на плоскости, состоящие из точек и линий.

Проектирование пространственных объектов с использованием САПР производится путем добавления и вычитания простых тел, дополнительных элементов (скругления, фаски и т.п.), ввода других необходимых данных (рис. 6.2). Результатом является модель проектируемого тела, в которой содержится информация, в том числе и о материале и его свойствах [11].

Рис. 6.2. Проекции детали и ее виртуальный образ Независимо от вида используемой операции при создании модели, в ее основе всегда лежит упрощенная форма, составленная из точек и линий.

Поэтому важным является научиться составлять плоскую форму и прогнозировать результат, получаемый при реализации той или иной операции с этой формой.

Рис. 6.3, а, б, в, г, д. Простейшие геометрические формы Простейшие формы, применяемые при создании твердых тел: круг и многоугольник. Круг, например, при перемещении по линии образует цилиндр (рис. 6.3, а), при вращении вокруг оси – тор (рис. 6.3, б), многоугольник при перемещении образует призму (рис. 6.3, в), прямоугольник при вращении вокруг оси образует, в зависимости от соотношения сторон и расположения относительно оси различные тела (рис.

6.3, г, д).

Модель детали «Основание» 1 (рис. 6.4) – сложная пространственная форма, составленная из прямого параллелепипеда 2, примыкающих к нему сверху и снизу цилиндров 3, 4 и 5, четырех цилиндров 6 с вырезами, примыкающими к граням параллелепипеда 2 и усеченного конуса 7.

1 – деталь основание, 2 – прямой параллелепипед, 3 – цилиндр, 4 – цилиндр, 5 – цилиндр, 6 – цилиндр с вырезом, 7 – усеченный конус, 8 – прямая пятигранная призма c одной цилиндрической гранью, 9 – цилиндр,10 – цилиндр Рис. 6.4. Декомпозиция формы детали «Основание»

Выемки в основании 1 образованы удалением материала в форме призм 8, у которых грань, обращенная к центру формы, цилиндрическая. Отверстия образованы удалением материала в виде четырех цилиндров 9 и цилиндра 10.

6.3. Создание базовой формы модели Перед выбором первой плоскости для построения эскиза разработчик должен наметить стратегию проектирования модели, вид и порядок следования операций. Для этого необходимо представлять тело, как набор простых форм, каждая из которых может быть создана одной операцией или их комбинацией.

Наиболее важным этапом создания модели является первый этап, на котором создается базовая форма. Понятие базовой формы весьма условно.

Сформулировать какие-либо универсальные правила выбора базовой формы на данный момент невозможно. Каждый проектировщик решает этот вопрос исходя из ситуации и его представлений об оптимальности той или иной последовательности действий. Обычно базовую форму создают одной операцией, выдавливания, вращения, кинематической или по сечениям. В дальнейшем к базовой форме «приклеивают» другие формы или вычитают их.

Рис. 6.5. Создание корпуса на основе базового цилиндра Если в детали можно выделить один элемент, на основе которого путем приклеивания или вырезания других элементов можно создать модель детали, его можно принять как базовый (рис. 6.5).

Иногда в качестве базовой формы выбирают простой элемент, охватывающий всю деталь или ее часть. Дальнейшие построения могут выполняться как операции вычитания простых объемов из базовой формы (рис. 6.6). Такое построение модели сходно с изготовлением детали из заготовки в виде целого куска (цилиндр, призма) материала.

Рис. 6.6. Создание модели на основе базовой формы, охватывающей всю деталь Следует признать продуктивным такой подход к проектированию модели, когда с самого начала построений закладывается возможность редактирования в дальнейшем любой операции без изменения топологии модели.

Рис. 6.7. Вариант вилки При неудачном решении такой подход позволяет внести поправки в эскизы или параметры операции и улучшить решение. При грамотном построении геометрической модели размеры изделия (см. рис. 6.6) можно изменить простым изменением значений размеров в эскизах (рис. 6.7).

6.4. Учет технологии изготовления детали при проектировании модели При разработке электронной геометрической модели изделия необходимо учитывать (насколько это возможно) технологию изготовления будущей детали.

Рис. 6.8. Построение модели на основе заготовки из сортового проката (плоскость смещена на половину высоты детали) При таком подходе учащийся легче познает процесс формообразования с применением оборудования и инструментов реального производства.

Модель гайки можно построить в соответствии с предполагаемым технологическим процессом изготовления (рис. 6.8).

Первая операция имитирует заготовку шестигранного профиля. Вторая – образование отверстия сверлением. Третья и четвертая – образование наружных фасок точением. «Смещенная плоскость» в дереве построения – это вспомогательная процедура создания плоскости для симметричного отражения операции. Пятая операция имитирует образование внутренних фасок точением.

Рис. 6.9. Модель, построенная на основе вытянутых цилиндров Геометрическую модель тела вращения можно построить несколькими способами. Суть самого простого для понимания и выполнения способа создания базовой формы заключается в последовательном приклеивании цилиндрических элементов требуемой длины и диаметра (рис.

6.9). В основе каждой операции выдавливания на определенную длину лежит круг требуемого диаметра. В таком случае для изменения диаметра или длины элементов вала потребуется обращаться к каждому эскизу или операции, что сопряжено со значительными затратами времени.

Второй способ создания базовой формы модели заключается в последовательном удалении слоя материала и имитирует технологический процесс изготовления детали (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Построение модели с учетом технологии изготовления детали В третьем способе создания базовой формы модели, используется операция вращения, в эскизе которой приводятся все необходимые размеры, определяющие как расположение торцов, так и длин и диаметров участков вала (рис. 6.11).

Рис. 6.11. Построение модели на основе сложного эскиза Построение сложного контура в эскизе требует большего времени, однако такой способ построения базовой формы является наиболее удобным при редактировании модели. Конструктор видит на одном эскизе всю размерную картину и те перестроения, которые появляются в эскизе при изменении значения того или иного размера.

Приведенные способы не исчерпывают все многообразие подходов к созданию модели. В каждом случае конструктор должен оценить ситуацию и принять лучшее решение.

Для создания модели сложной детали, изготовляемой из монолитной заготовки путем удаления материала методами точения, сверления, долбления и фрезерования в качестве базовой формы также может быть использована операция вращения (рис.

Дополнительные элементы 6.12).

(отверстия, пазы, зубья и т.п.) создают Рис. 6.12. Пример сложной другими операциями.

формы Отличительной особенностью геометрических моделей литых деталей является наличие уклонов, конусностей, ребер жесткости, плавных переходов (скруглений) и т.п. Кроме того литые детали часто выполняют сложной формы и с тонкими стенками (рис. 6.13).

Рис. 6.13. Модели деталей изготовляемых литьем под давлением При разработке модели тонкостенной литой детали со стенками равной толщины вначале создают базовую форму, моделирующую наружные поверхности (рис. 6.14).

Рис. 6.14. Тонкостенная оболочка Для создания оболочки вводят команду «Оболочка», указывают удаляемую грань (грани), в разделе «Тонкая стенка» (рис. 6.15) указывают толщину стенки и подтверждают создание операции.

Рис. 6.15. Панель свойств команды «Оболочка»

На рис. 6.16 показан этап построения модели корпуса с помощью этой команды. На момент применения команды «Оболочка» модель имела форму параллелепипеда (рис. 6.16, а) с внутренней полостью, созданной с помощью команд выдавливания и вращения (разрез на рис. 6.16, б). В команде «Оболочка» задана толщина стенки 3мм и указаны все шесть наружных граней (рис. 6.16, в).

Рис. 6.16, а, б, в. Создание оболочки Ребро, как конструктивный элемент детали, применяют для увеличения ее жесткости. Порядок создания ребра рассмотрим на примере модели уголка (рис. 6.17, в). Модель создана операцией выдавливания (рис. 6.17, а) на основе эскиза (рис. 6.17, б) симметрично плоскости XY. Для создания ребра выбирают плоскость эскиза (в примере плоскость XY) и создают в эскизе разомкнутый контур (рис. 6.17, г). Свободные концы контура допускается внедрять в модель или не доводить до поверхности модели.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.