РАЗРАБОТКА  БИБЛИОТЕКИ  ТРЕХМЕРНЫХ  ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ  МОДЕЛЕЙ  ДЕТАЛЕЙ  УСП

Капранов  Александр  Евгеньевич

магистрант  Арзамасского  политехнического  института  (филиала)  Нижегородского  государственного  технического  университета,  РФ,  г.  Арзамас

Прис  Наталья  Михайловна

канд.  техн.  наук,  доцент  Арзамасского  политехнического  института  (филиала)  Нижегородского  государственного  технического  университета,  РФ,  г.  Арзамас

E-mail: 

DEVELOPMENT  OF  A  LIBRARY  OF  THREE-DIMENSIONAL  PARAMETER-ORIENTED  MODEL  OF  MODULAR  DEVICES  PARTS

Alexander  Kapranov

bachelor  of  API  (branch  of)  NSTU,  Russia,  Arzamas

Natalie  Pris

candidate  of  Technical  Sciences,  Associate  Professor  of  API  (branch  of)  NSTU,  Russia,  Arzamas

АННОТАЦИЯ

В  данной  статье  рассмотрен  алгоритм  создания  библиотеки  трехмерных  параметрических  моделей  деталей  универсально-сборных  приспособлений.  Их  использование  в  процессе  проектирования  станочных  приспособлений  позволит  сократить  временные  затраты  инженера-конструктора  по  технологической  оснастке.

ABSTRACT

The  article  is  dedicated  to  algorithm  of  creating  a  library  of  three-dimensional  parameter-oriented  model  of  parts  of  modular  devices.  Their  use  in  the  design  of  machine  tools  will  reduce  the  time  the  design  engineer  spends  on  a  jigging.

Ключевые  слова:  универсально-сборные  приспособления;  параметрическая  модель;  библиотека  объемных  трехмерных  моделей.

Keywords:  universal  and  combined  widget;  parameter-oriented  model;  a  library  of  three-dimensional  volume  models.

Важнейшей  стадией  технологической  подготовки  производства  является  проектирование  технологической  оснастки.  В  условиях  мелкосерийного  производства  наибольшее  распространение  получили  универсально-сборные  приспособления  (УСП).

Универсально-сборные  приспособления  собираются  по  мере  необходимости  из  заранее  изготовленных  стандартных  составных  частей.  После  обработки  партии  заготовок  из  них  собираются  новые  конструкции,  которые  затем  используют  для  обработки  другой  партии  заготовок.  Элементы  системы  УСП  находятся  в  постоянном  обращении  в  течение  всего  срока  службы  (до  25  лет).  Насыщенность  комплекта  УСП  деталями  определяет  его  мощность,  т.  е.  число  приспособлений,  которое  можно  собрать  из  комплекта  в  течение  года.

Традиционное  проектирование  приспособлений  УСП  ведется  при  помощи  эскизов  и  чертежей,  т.  е.  на  основе  плоской  пространственной  компоновки,  что  приводит  к  снижению  производительности  и  увеличению  трудоемкости  процесса  сборки.

В  настоящее  время  повышение  эффективности  применения  систем  УСП  возможно  за  счет  автоматизации  проектирования  с  применением  современных  информационных  технологий.

С  целью  автоматизации  процесса  проектирования  технологической  оснастки  в  АПИ  НГТУ  на  кафедре  «Технология  машиностроения»,  по  чертежам  каталога  была  создана  библиотека  параметрических  объемных  моделей  деталей  комплекта  УСП-12.  Библиотека  выполнена  в  стандартном  приложении  Компас  «Менеджер  шаблонов».

Детали  в  библиотеке  распределены  по  группам  в  следующих  пропорциях:

1.  Базовые…0,5—1  %

2.  Корпусные…14—15  %

3.  Установочные…20—22  %

4.  Направляющие…3—4  %

5.  Прижимные…4—5  %

6.  Крепежные…51—53  %

7.  Разные…4—5  %

8.  Сборочные  единицы…0,5—1  %

Рисунок  1.  Общий  вид  библиотеки  УСП-12

Отличие  параметрической  модели  от  обычной  заключается  в  том,  что  каждый  размер  детали  задан  определенным  буквенным  параметром.  Изменение  числового  значения  этого  параметра  приводит  к  изменению  размеров,  а  возможно  и  формы  модели  детали.  После  введения  числовых  значений  меняющихся  параметров  деталь  автоматически  перестраивается.

Рассмотрим  процесс  добавления  элемента  УСП  в  библиотеку  шаблонов  на  примере  корпусной  детали,  в  частности  угольника  крепежного  правого,  вычерченного  по  каталогу.  Все  угольники  имеют  стандартные  размеры  пазов,  отверстий,  шаги  между  ними  и  т.  д.  в  соответствии  с  ГОСТ  31.111.41-93.  ГОСТ  не  регламентирует  количество  пазов  и  габаритные  размеры  угольников.  Конструктор  выбирает  их  самостоятельно,  в  зависимости  от  решаемой  задачи.

Для  того  чтобы  добавить  угольник  в  библиотеку  шаблонов,  необходимо  создать  его  трехмерную  модель  в  программе  Компас-3D  по  чертежу  каталога  (рисунок  2).  После  этого  всем  основным  параметрам  (переменным)  конструктор  присваивает  буквенные  обозначения.

Рисунок  2.  Параметрическая  модель  правого  крепежного  угольника

Далее  создается  таблица  Excel  для  детали  «Угольник  правый  крепежный»,  в  которую  записываются  все  его  переменные  и  их  значения.  Для  угольника  крепежного  правого  в  каталоге  УСП  представлено  4  конфигурации,  отличающиеся  габаритными  размерми,  колличеством  пазов  и  крепежных  отверстий,  а  также  шагом  между  ними.  Все  эти  конфигурации  так  же  заносятся  в  таблицу  (рисунок  3).

Рисунок  3.Таблица  Excel   с  параметрами  угольника

Для  визуализации  крепежного  угольника  по  построенной  модели  автоматически  создается  трехмерный  чертеж  с  указанием  его  габаритных  размеров.

После  того  как  трехмерная  модель,  чертеж  и  таблица  Excel  будут  созданы,  все  три  файла  подключаются  к  «Менеджеру  шаблонов»,  и  угольник  добавляется  в  библиотеку  шаблонов  (рисунок  4).

Рисунок  4.  Угольник  крепежный  правый  в  библиотеке  шаблонов

По  такому  же  алгоритму  в  библиотеку  добавляются  все  остальные  элементы  комплекта  УСП.

Аналогичным  образом  конструктор  выбирает  в  «Менеджере  шаблонов»  любую  нужную  ему  деталь  проектируемого  приспособления  из  комплекта  УСП  и  ее  параметры.  После  чего  они  передаются  в  КОМПАС-3D,  где  автоматически  создается  объемная  модель  этой  детали.  При  необходимости  для  любой  модели  детали  из  созданной  библиотеки  можно  получить  ассоциативный  чертеж  с  необходимым  количеством  проекций,  сечений,  разрезов  и  т.  д.

Рассмотрим  возможность  параметризации  моделей  на  примере  детали  «Угольник  крепежный  правый».  Для  этого  необходимо  открыть  ранее  созданную  параметрическую  модель  (рисунок  2)  и  занести  в  таблицу  параметров  нужные  конструктору  значения.  Например,  увеличим  длину  угольника  (L=180  мм)  и  его  высоту  (H=300  мм),  изменим  шаг  между  П-образными  пазами  с  30  мм  до  60  мм  (параметр  S),  а  так  же  увеличим  количество  отверстий  и  пазов  в  основании  с  2-х  до  3-х  (параметр  z).

Рисунок  5.  Угольник  необходимый  конструктору

Как  видно  из  рисунка  5,  угольник  тут  же  перестроился  в  соответствии  с  заданными  требованиями  конструктора.  Аналогичный  процесс  присущ  всем  моделям  данной  библиотеки  шаблонов.  Это  дает  возможность  использовать  такие  конфигурации  элементов  УСП,  какие  нужны  конструктору  для  проектирования  приспособления  в  соответствии  с  техническим  заданием.

Использование  созданной  библиотеки  позволит  облегчить  работу  конструктора  приспособлений  и  сократить  время  на  его  проектирование.  Данная  библиотека  может  быть  так  же  применима  в  учебном  процессе  для  наглядной  демонстрации  в  программе  Компас-3D  процесса  сборки  компоновок  УСП. 

Список  литературы:

1.Бирюков  В.Д.,  Довженко  А.Ф.,  Колганенко  В.В.  и  др.;  Под  общ.  ред.  Д.И.  Полякова.  Переналаживаемая  технологическая  оснастка.  М.:  Машиностроение,  1988.  —  256  с.

2.Мясников  Ю.И.  Технологическая  оснастка  металлорежущих  станков.  Часть  1.  Станочные  приспособления  как  часть  технологической  оснастки:  учебно-методический  комплекс  /  Ю.И.  Мясников.  3-е  изд.,  перераб.  и  доп.  Челябинск:  Изд-во  ЮУрГУ,  2007.  —  266  с.

3.Мясников  Ю.И.  Технологическая  оснастка  металлорежущих  станков.  Часть  3.  Автоматизация  проектирования  станочных  приспособлений:  учебно-методический  комплекс  /  Ю.И.  Мясников.  3-е  изд.,  перераб.  и  доп.  Челябинск:  Изд-во  ЮУрГУ,  2007.  —  160  с.

4.Сазанов  М.Н.,  Прис  Н.М.  Повышение  эффективности  процесса  проектирования  технологической  оснастки.  Технические  науки—от  теории  к  практике:  материалы  XVIII  международной  заочной  научно-практической  конференции.  (20  февраля  2013  г.);  Новосибирск:  Изд.  «СибАК»,  2013.  —  204  с.