Российской Федерации Тольяттинский государственный университет Кафедра «Оборудование и технология сварочного производства и пайки»

3.7. Анализ больших сборок Выше затрагивались вопросы разработки геометрической мо­дели отдельной детали. Группу деталей можно логически объеди­нить в узел или сборочную единицу. Под логическим объединением понимается возможность выполнения операции над такой груп­пой деталей («сборкой») так же, как над одной деталью, без объе­динения их в составное тело. В свою очередь, несколько сбороч­ных единиц можно логически объединить в агрегат, а агрегаты - в изделие (см. рис. 6 на вклейке). Так создаются объемные геомет­рические модели сложных изделий, например станка, автомобиля и др. Модели сложных изделий, в которых может объединяться до нескольких десятков тысяч элементов, требуют значительных ре­сурсов компьютера. В системах верхнего уровня предусмотрены специальные приложения визуализации и анализа таких изделий. Эти среды позволяют использовать математически точные модели изделия, упрощая их представление в структуре данных. В резуль­тате создается новый геометрический объект - «большая сборка», который может использоваться для изменения его конструкции путем топологических операций, проверки связности сборки или измерения параметров и характеристик (объем, центр масс, плот­ность, моменты и тензоры инерции и др.). Для динамического контроля сборки сложных изделий в комп­лексных системах сквозного проектирования разработана специа­лизированная среда. Она позволяет наглядно представить простран­ственную компоновку всех элементов «большой сборки». В режиме анимации есть возможность проследить последовательность сбор­ки, оценить коллизии и перемещение всех деталей механизмов. 3.8. Проектирование изделий из листового металла Современной тенденцией автоматизированного проектирования машиностроительных изделий является стремление к повышению уровня автоматизации процесса проектирования путем использо­вания научных знаний и опыта, накопленного при разработке спе­циализированных изделий. Примером такого подхода является спе­циализированная подсистема конструирования деталей из листового металла. Аналогичные подсистемы существуют для проектирования штампов, кокилей для заливки металла, пресс-форм и др. Пока­жем особенности конструирования машиностроительных или при­боростроительных изделий на примере подсистемы «Проектиро­вание изделий из листа» EUCLID3 [4]. Специализированная подсистема проектирования деталей из листового металла является средством для создания объемной гео­метрической модели детали и ее автоматической развертки с уче­том свойств материала и особенностей процессов изготовления: обработка резанием, вырубка, штамповка (без глубокой вытяжки), гибка. При создании модели детали автоматически проводится расчет деформации изгиба, кручения, прессования, штамповки от­верстий с отбортовками, подсечек, образования выемок, ребер же­сткости и других элементов. С помощью этой подсистемы конст­руируются гнутые детали, состоящие из нескольких связанных элементов, каждый из которых определяется специфической транс­формацией листа. Проектирование детали включает: • выбор материала листа из библиотеки материалов, которая содержит механические свойства материалов. Система использует эти механические свойства в процессе создания элементов детали; • выбор или задание формулы вычисления длины среднего слоя гибов элементов детали в зависимости от способа изгиба (обору­дования); • полуавтоматическое определение геометрических элементов, при котором учитываются характеристики и пределы деформации материала; • автоматическая развертка детали; • преобразование детали в твердотельную модель для проверки ее компоновки в конструкции изделия. Структура детали из листа. Логическая структура детали яв­ляется древовидной: каждая ветвь дерева соответствует элементу, определяемому пользователем. Корнем дерева является фиксиро­ванная часть детали (основание), относительно которой выполня­ется развертка. Элементы делятся на три категории: • элементы, присоединяемые по внешнему контуру других эле­ментов. Присоединяемые элементы могут определяться либо кон­турами, либо заданной деформацией, такой, как изгиб или круче­ние, и получаются в результате вычисления; • дополнительные элементы, которые могут размещаться толь­ко внутри или по периметру ранее созданных элементов; • элементы, конструируемые пользователем, - нестандартные элементы, для создания которых используются средства данной подсистемы, и элементы, созданные пользователем в своей при­кладной программе. Деталь из листового металла может иметь до 255 элементов, распределенных по 120 уровням. Вычисление гибов развернутой детали. Для вычисления раз­вернутой длины гиба (изогнутого участка детали из листа) исполь­зуют один из двух подходов: • интерактивный - применяют одну из формул, предусмотрен­ных в подсистеме, с возможной коррекцией значения коэффици­ента; • программный - записывают программу, которая выполнит необходимые вычисления. Способы отображения детали. На любом этапе конструирова­ния можно отобразить деталь либо согнутой, либо развернутой, управляя способом отображения: • отображение контуром или листом позволяет получать реаль­ное представление о детали из листа, либо запросить упрощенное отображение детали в виде контуров для более простой идентифи­кации .и обработки элементов; • отображение «согнуть/разогнуть» наглядно представляет де­таль в согнутом состоянии (реалистическое отображение детали в режиме 3D) либо развернутой; • подробное или упрощенное отображение показывает полное и реалистическое представление деталей. Частичная детализация отображает только размещение элементов на детали. Помимо возможности управлять способом отображения элемен­тов в подсистеме обеспечивается автоматическое окрашивание эле­ментов по их типу (см. рис. 7 на вклейке). Первый элемент детали - фиксированная часть, которая может быть либо плоским конту­ром, либо гибом - отображается красным цветом, в процессе опе­рации развертывания он неподвижен. Присоединяемые элементы отображаются следующим образом: недеформированные элемен­ты - зеленым цветом, деформированные части (места гибов) - жел­тым цветом. Дополнительные элементы имеют голубой цвет. Не­стандартные элементы, символы-знаки и элементы пользователя отображаются фиолетовым цветом. Текущая гнутая деталь. Первой разрабатывается текущая гну­тая деталь. Можно начать разрабатывать новую деталь. Если нуж­но продолжить разработку ранее созданной в этом сеансе работы детали, выполняется редактирование детали. Если нужно продол­жить разработку детали, созданной в прошлом сеансе работы и записанной в базу данных, то ее необходимо выгрузить из базы данных. Любая из этих моделей делает деталь текущей, присваи­вая ей следующие свойства: название; материал; толщина листа. Система анализирует деталь и признает ее разворачиваемой или не разворачиваемой, о чем делает соответствующее сообщение. Единицы измерения. Можно выбрать тип единиц измерения длины. Углы всегда выражаются в градусах. Единицы измерения жесткости материала и модуля упругости по умолчанию - Н/мм2 (ньютон на квадратный миллиметр). Альтернативное значение - фунт/дюйм2 (фунт на квадратный дюйм). Нужно использовать те единицы измерения, которые установлены для параметров в нача­ле сеанса работы. Если единицами измерения являются фунты, то нужно использовать фунт/дюйм2 в качестве значения этого пара­метра. Если установлены метрические единицы измерения, то ос­тавьте Н/мм2. Расположение элементов. Элементы детали из листового ме­талла должны иметь соединения. Соединение - это отрезок, огра­ниченный двумя точками. Можно соединить следующие элемен­ты: гибы, кручения и контуры. Дополнительные элементы можно добавлять только внутри кон­туров ранее созданных элементов. Исключение составляют три типа обработки кромки и ребер, которые могут быть размещены на гибах в дополнение к контурам. Для упрощения построения элементов можно создавать гибы, кручения, контуры и профили «по месту» и «не по месту» (рис. 1.29). Если удобнее задать элемент в стороне от текущей детали («не по месту»), то нужно определить соединения между элемен­тами, и система автоматически переместит элемент на его место. Определение материалов. Материал листа имеет следующие характеристики: • механические свойства для проверки предела деформации элементов детали; • значения толщины листа из этого материала; • минимальный радиус гиба, допустимый для каждой толщины листа. Рис. 1.29. Размещение элемента «по месту» (а) и «не по месту» (б) Можно хранить характеристики материала в базе данных, т.е. соз­дать банк используемых на пред­приятии материалов в стандартной базе данных, в которой хранится информация, доступная всем поль­зователям. В этом случае измене­ние параметров материалов в базе данных не допускается. Определение правил изгиба листового металла. При изги­бе детали ее длина меняется. Результирующая длина зависит от следующих факторов: радиуса гиба, угла гиба; толщины листа; от­носительного удлинения, прочности и модуля упругости листа; спо­соба обработки листа (типа оборудования). Существует общая формула для вычисления развернутых длин, основанная на положении нейтрального слоя (рис. 1.30). Развер­нутая длина гиба равна длине нейтрального слоя элемента. Нейт­ральный слой элемента не сжимается и не растягивается при сгибе элемента детали. Положение нейтрального слоя определяется ко­эффициентом нейтрального слоя К=а/ТОЛЩИНА, где а - расстояние от нейтрального слоя до внутренней стороны гиба; ТОЛЩИНА - толщина листа. Общая формула расчета развернутой длины гиба может быть записана в виде: РАЗВЕРНУТАЯ ДЛИНА = УГОЛ ГИБА х (ВНУТРЕННИЙ РАДИУС + ТОЛЩИНА х К). Параметры этой формулы выбираются различными способами в соответствии с требованиями конструктора. В самом простом подходе можно воспользоваться выбором од­ной из следующих формул, которые пригодны для работы с лю­бым материалом и часто используются в промышленности для вычисления развернутой длины изделия: РАЗВЕРНУТАЯ ДЛИНА = УГОЛ ГИБА х (ВНУТРЕННИЙ РАДИУС + ТОЛЩИНА х 0,5). где 0 < УГОЛ ГИБА < 90°; РАЗВЕРНУТАЯ ДЛИНА = УГОЛ ГИБА х (ВНУТРЕННИЙ РАДИУС + ТОЛЩИНА / 3), где 90 ° < УГОЛ ГИБА < 150°; РАЗВЕРНУТАЯ ДЛИНА = УГОЛ ГИБА х (РАДИУС + + ТОЛЩИНА / 3) + 2 х (РАДИУС + ТОЛЩИНА) х (sin (УГОЛ ГИБА / 2) - 1), где 150° < УГОЛ ГИБА < 180°. Эти расчеты могут быть выполнены по умолчанию, если конст­руктор не решит добавить свои собственные правила. В другом случае можно обеспечить соответствие параметров формулы развернутой длины требованиям заказчика, используя принятые на предприятии коэффициенты. Таким способом можно определить положение нейтрального слоя для каждой толщины материала и каждого радиуса гиба: ДЛИНА = (РАДИУС ГИБА + ТОЛЩИНА х К) х УГОЛ ГИБА, где К - коэффициент положения нейтрального слоя гиба, опреде­ляемый по формуле К=К1хК,. Угловой весовой коэффициент К1 выбирается по углу гиба, а линейный весовой коэффициент К2 - по внутреннему радиусу гиба, толщине и типу листа. Таким образом, коэффициент К зависит от четырех параметров: К = К1(УГОЛ ГИБА) х К2(РАДИУС ГИБА, ТОЛЩИНА, МАТЕ­РИАЛ). Значения коэффициентов К1 и К2 определяются пользователем как функции угла, радиуса гиба, толщины листа и характеристик материала. И наконец, можно написать программу, алгоритм которой будет определять правила вычисления развернутой длины гиба с особы­ми свойствами материала. В рассматриваемой подсистеме в процессе конструирования изделий из листового материала можно учитывать ограничения, вытекающие из особенностей используемых инструментов или оснастки. Так, если в процессе производства будет использоваться пуансон V-образной формы (рис. 1.31), то положение нейтрально­го слоя вычисляется по формуле К=К+[ РНI - РНI х cos (1/ sin ((90 - (УГОЛ ГИБА/ 2)) /РНI))], где РНI =((0,5-C)2 + 1802)/(2 х (0,5 - С)); C = (C1 + C2)/2 x cos (В)/2; С1 = (1 + sin (45) / sin (135 - В )) /2; C2 = sin(90-2xB/(l+t/2)); В = 1 / tg (t / (2 х R +1)) - 3,7313 + 3,74 x In (E ). Переменными являются R (радиус), t (толщина), УГОЛ ГИБА, Е (относительное удлинение при разрыве). В другом случае (изгиб «по матрице») коэффициент нейтраль­ного слоя вычисляется тем же способом, как и при изгибе V-об-разной формы, с добавлением поправочных коэффициентов К1 и К2 которые учитывают удлинение, вызванное растяжением листа (рис. 1.32): Сn = С - [(2 х K1)/(t x R) х ( 1 - 16 х К24)], где К1 = 0,1+0,0721 x In (E), 01<0,2; К2 = (0,65 + 0,5 x log (R /t)) / 2, 0 < К2< 0,5. В качестве примера, раскрывающего основные этапы создания корпуса прибора из листового металла, рассмотрим конструкцию (рис. 1.33), спроектированную в подсистеме твердотельного моде­лирования в виде совокупности контуров. Рис. 1.33. Исходная сборка контуров модели корпуса прибора Рис. 1.34. Линии соединения элементов Назначим материал листа марки AZ5GU, толщину листа 1,0 мм. Чтобы перейти от исходной сборки контуров к законченной модели корпуса прибора необходимо выполнить несколько этапов. • Используя базу данных материалов, выбрать и подтвердить толщину листов (например, 1 мм) и нужный материал (например, AZ5GU). • Из всех существующих контуров этого объекта указать фик­сированную часть (основание) детали, относительно которой де­таль будет разворачиваться, и все линии гиба (рис. 1.34). • Запустить автоматический процесс формирования объемной модели корпуса и проверить полученный результат (рис. 1.35). Рис. 1.35. Результат соединения контуров Рис. 1.36. Два вида законченной модели корпуса прибора - Выполнить необходимые вырезы и подрезы, создать углубле­ния на детали. Чтобы выполнить последнюю операцию, например, необходимо указать: - контур углубления с плоским дном; - ширину склона; - радиус гиба между деформируемым материалом и фиксиро­ванной частью (автоматически задается это же значение для ради­уса гиба у дна); - глубину формовки. После ввода подтверждения система выполнит моделирование и проверит допустимость заданных значений параметров. - Создать при необходимости подсечки на элементах корпуса в нужном направлении (на рис. 1.36 показаны две подсечки - завы­шение на фиксированной части детали). Рис. 1.37. Развертка модели корпуса прибора • Выполнить развертку созданной детали (рис. 1.37). В завершение конструктор может уточнить значение массы из­делия, проверить значения радиусов гибов, развернутых длин гибов или структуру изделия.

Похожие:

	"Приемы достижения репрезентативности перевода рекламного текста" Министерство образования и науки российской федерации тольяттинский государственный университет		Российской Федерации Уральский государственный технический университет... Особенности создания систем накопления для многомерной мессбауэровской спектрометрии
	Российской Федерации Новосибирский государственный архитектурно-строительный... «Строительство» и специальности 270105 – «Городское строительство и хозяйство» всех форм обучения		«Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства... Тема №22 «Проблемы орз в патологии детей раннего возраста. Профилактика, лечение и организационные принципы оздоровления чбд»
	Российской Федерации Тверской государственный технический университет... Составлены в соответствии с программой дисциплин «Тракторы и автомобили» и «Транспортные и базовые машины» Тверского государственного...		Услуги технического перевода с английского на русский язык в сфере... Тольяттинский государственный университет; направление: Перевод и переводоведение. Степень бакалавра
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... «Совершенствование операционных систем организации на основе методологии бережливого производства»		Документация открытого аукциона на право заключить государственный... Управление по организации конкурсов и аукционов Нижегородской области (далее уполномоченный орган). Местонахождение и почтовый адрес:...
	Российской Федерации Волгоградский государственный медицинский университет... В представленных разделах рассматривается полный фармацевтический анализ сульфаниламидных препаратов. Учебно-методическое пособие...		Астраханский государственный медицинский университет министерства... «Фармацевтические науки: от теории к практике», состоявшейся 25 ноября 2016 г в Федеральном государственном бюджетном образовательном...
	Образования Российской Федерации томский государственный университет... Алгоритм построения совокупной модели пересечения трехмерных объектов, 3ds формат, dll, плагин для 3ds max		Программа «Учебной практики» Направления подготовки 261400. 62 «Технология... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального...
	Тольяттинский государственный университет инструкция по охране труда при работе на высоте ...		Г45 государственный стандарт российской федерации оборудование сваебойное... ...
	Рабочая учебная программа дисциплины Технология и оборудование производства изделий твердотельной электроники и наноэлектроники		Н. Е. Данилина Тольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия Энергообъекты, на которых образуются токсические отходы, должны обеспечивать их своевременную утилизацию и захоронение на специальных...