Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

случае математическое описание можно преобразовать в соответствующие ему ребра и поверхности для занесения в базу данных и вывода на экран мо­ нитора.

Общепринятым порядком моделирования твердого тела является по­ следовательное выполнение булевых операций (сложения и вычитания) над объемными примитивами. В разных системах реализованы различные спосо­ бы задания формы примитивов:

- ввод параметров для примитива из списка методов задания (как рассмотренные списки методов определения точек, линий и т.д.), например ввод радиуса сферы;

- выполнение перемещения плоской фигуры в пространстве, след от перемещения определяет форму примитива (например, поворот окружности вокруг оси образует сферу, а смещение многоугольника - призму).

Второй способ более гибкий, при этом доступны следующие опера­

ции:

-вращение плоской фигуры вокруг оси на заданный угол;

-протягивание фигуры вдоль пространственной траектории с обра­ зованием поверхности «трубопроводного» типа;

-построение тела по нескольким сечениям - фигу рам.

После создания базового тела производится «приклеивание» или «вы­ резание» дополнительных объемов. Примерами «вырезания» (вычитания) объемов будут различные отверстия, проточки, канавки, а примерами «при­ клеивания» (добавления) - бобышки, выступы, ребра. Дополнительные оп­ ции в операциях позволяют упростить задание параметров. Например, при создании сквозного отверстия можно не рассчитывать его длину, а выбрать опцию «сквозное», а при создании бобышки указать, что она должна быть построена до определенной поверхности.

Дополнительные операции упрощают задание распространенных кон­ структивных элементов - фасок, скруглений, отверстий. Так, для построения фаски не нужно создавать из линий фигуры и перемещать их вдоль ребра, а достаточно указать ребро или грани и ввести параметры фаски - величину катетов или величину катета и угол.

На любом этапе работы тело можно преобразовать в тонкостенную оболочку. Можно удалить часть тела по границе плоскости или другой по­ верхности. Для повторения операции используются команды копирования.

3.2.2. Редактирование геометрической модели

Редакшрование необходимо для корректировки геометрической мо­ дели. При построении такой модели пользователь должен иметь возможность уничтожать, передвигать, копировать ее элементы. В системах машинной графики предусматриваются, например, следующие возможности редактиро­ вания графической информации:

1.Перенос некоторой детали изображения в другое место. Это дейст­ вие связано с выполнением поступательного движения.

2.Копирование детали изображения в другом месте. Функция копиро­

вания подобна функции переноса с той лишь разницей, что положение самой копируемой детали не изменяется.

3.Поворот детали. Это преобразование вращения, при котором деталь поворачивается на заданный угол относительно исходной ориентации.

4.Зеркальное отображение детали. Выполняется относительно задан­

ной плоскости.

5.Уничтожение детали изображения. Эта функция удаляет часть изо­ бражения с экрана и из базы данных.

6.Удаление части изображения с экрана с оставлением ее в базе дан­

ных.

7.Отсечение линии или другого элемента изображения. Эта функция обеспечивает удаление части линии за пределами некоторой точки.

8.Создание секции модели из нужных графических элементов. Скон­

струированная секция, сориентированная должным образом, может быть за­ тем добавлена в модель.

9. Изменение масштаба. Выбранный элемент изображения можно уменьшить или увеличить в соответствии с заданным масштабным коэффи­ циентом в направлении осей. Изменение масштаба может производиться как по всем трем осям сразу, так и по одной или двум.

Принцип моделирования (параметрическое или обычное без взаимо­ связи элементов детали), естественно, накладывает отпечаток на редактиро­ вание. При отсутствии параметризации изменение практически любого раз­ мера требует большой доработки всей модели с использованием названных возможностей редактирования (перенос, удаление части изображения с по­ следующей прорисовкой нового варианта и т.д.).

Наличие параметрических связей намного упрощает редактирование - после задания новых значений параметров модель автоматически перестраи­ вается в соответствии с ними. Например, конструктор изменяет длину пере­ мещения фигуры при создании тела, в результате другой элемент (бобышка, ребро), построенный на торце тела, все равно остается на торце, а не «повиса­ ет» в пространстве на прежнем месте.

3.3. Автоматическое создание чертежей

После определения конструктивных параметров изделия выполняется окончательный функциональный анализ. Как было рассмотрено выше, функ­ циональный анализ включает в себя расчеты механических напряжений и усилий, тепловых и электрических процессов. Для описания динамического поведения проектируемого объекта используются дифференциальные урав­ нения. Процедуры анализа могут быть автоматизированы с использованием программ инженерного анализа. В готовых к применению САПР такие сред­

ства включаются в библиотеку программ и вызываются для использования в процессе работы с каждой конкретной моделью проектируемого объекта. В современных САПР программы инженерного анализа выделяются как само­ стоятельные системы CAE (Computer Aided Engineering - инженерный ана­ лиз, проработка с помощью компьютера).

Автоматическое черчение предполагает выполнение на бумаге конст­ рукторских чертежей непосредственно на основе информации, содержащейся в базе данных САПР. В некоторых автоматизированных конструкторских от­ делах на первых порах возможность автоматического изготовления чертежей была определяющим фактором целесообразности затрат на САПР. Это не­ удивительно, так как производительность САПР при выполнении указанных операций выше производительности чертежника примерно в пять раз.

Целый ряд функциональных возможностей геометрической модели объекта наилучшим образом проявляется именно в процедурах изготовления чертежей. Сюда относятся автоматическое определение размеров, штриховка нужных областей, масштабирование, а также построение разрезов и увели­ ченных изображений конкретных элементов деталей. Важную роль в черче­ нии с использованием ЭВМ играет возможность вращения деталей или вы­ полнения иных преобразований изображений (например, для получения ко­ соугольных проекций, построения изометрии или перспективы). В большин­ стве САПР предусматривается возможность формирования шести проекций детали. Конструкторские чертежи приводятся в соответствие с системой стандартов путем воплощения требований этих стандартов в конкретные ма­ шинные программы.

Команды образмеривания позволяют проставлять линейные и угловые размеры, размеры диаметра и радиуса, а также рисовать осевые линии круга и проводить разнообразные линии-выноски. Кроме того, ряд команд управ­ ляет различными режимами. Для детальной настройки размеров существует серия диалоговых окон. Каждая комбинация настроек определяет размерный стиль, который может постоянно храниться в чертеже. Можно создать необ­ ходимое количество таких стилей, присвоить каждому имя и использовать их

впроцессе нанесения размеров.

Всовременных САПР И имеются встроенные средства оформления чертежа, позволяющие отслеживать ассоциативную связь между моделью и

еечертежом. В этом случае изменение параметров модели приводит к авто­ матическому изменению чертежа.

1. Объясните необходимость итеративного характера процедур конст­ рукторского и функционального проектирования.

2.Назовите задачи конструкторского проектирования.

3.Дайте определение и укажите разновидности геометрического мо­ делирования.

4.Охарактеризуйте методы объемного моделирования.

5.Какие функции выполняют программы машинной графики?

ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

4.1. Технологическая подготовка производства

Сложность современных изделий машиностроения обусловливает не­ обходимость выполнения большого объема работы по технической подго­ товке производства до начала их промышленного выпуска.

Техническая подготовка производства включает в себя в качестве ос­ новных этапов конструкторскую, технологическую и организационную под­ готовку.

Конструкторская подготовка изделия имеет своей целью разработку конструкции изделия и создание чертежей общей сборки изделия, сбороч­ ных элементов и отдельных деталей изделия, запускаемых в производство с оформлением соответствующих спецификаций и другой конструкторской документации. Как видно из описания целей, конструкторская подготовка включает в себя два вида проектирования: функциональное и конструктор­ ское, рассмотренные выше.

Технологическая подготовка производства (ТПП) по ГОСТ 14.004-83 - это совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологи­ ческую готовность предприятия к выпуску изделий заданного уровня качест­ ва при установленных сроках, объеме выпуска и затратах. Основными функ­ циями (задачами) технологической подготовки производства являются: обеспечение технологичности конструкции, разработка технологических процессов (ТП), проектирование и изготовление средств технологического

оснащения (СТО).

Организационная подготовка производства включает в себя календар­ ное и технико-экономическое планирование и организацию производства изделия в установленные сроки в заданном объеме выпуска.

Технологическая подготовка производства базируется на Единой сис­ теме технологической подготовки производства (ЕСТПП). Согласно ГОСТ 14.001-73 ЕСТПП - это установленная государственными стандартами сис­ тема организации и управления процессом ТПП, предусмагрнвающая широ­ кое применение прогрессивных типовых ТП, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производ­ ственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ.

Технологическая подготовка является самой трудоемкой частью тех­ нической подготовки производства. Трудоемкость технологического проек­ тирования составляет (в процентах от общего объема технической подготов­ ки) около 30 - 40 % для условий мелкосерийного производства и 50 - 60 % в массовом производстве. Как показывает практика, трудоемкость технологи­ ческого проектирования в 2-3 раза превышает трудоемкость конструирова­ ния машин.