В настоящее время многие предприятия машиностроительной отрасли сталкиваются с проблемами при поиске новых рынков сбыта продукции. Конкуренция приводит к повышенным требованиям со стороны заказчиков, как по срокам изготовления, так и по качеству. Задача решается за счёт внедрения на предприятии систем автоматического проектирования (САПР).
Такая ситуация требует соответствующей подготовки выпускников ВУЗов по специальностям, связанным с машиностроением. Эта тенденция учитывается ведущими российскими и зарубежными высшими учебными заведениями.
При внедрении систем автоматизированного проектирования в учебный процесс возникает проблема выбора программного продукта, так как современный рынок САПР предлагает широкий спектр программных продуктов, ориентированных на решение глобальных или локальных задач и на различные финансовые возможности покупателя. Эти продукты достаточно условно можно классифицировать по уровням:
- верхний уровень – многофункциональные интегрированные системы с единой структурой данных и набором проблемно-ориентированных приложений.
- средний уровень – группа функционально независимых продуктов, работающих с единой структурой данных.
- нижний уровень – совокупность программ, ориентированных на формирование конструкторской и технологической документации. Эти программы, как правило, не связаны единой структурой данных.
Из САПР верхнего уровня сейчас большое распространение, как в промышленности, так и в ВУЗах получила программа NX (фирма Siemens), так как программа использует графическое ядро Parasolid (собственная разработка), которое является стандартом для многих САПР различного уровня. Также Siemens предоставляет предприятиям техническую поддержку, а учебным заведениям бесплатные университетские лицензии.
В БИТИ на кафедре «Машиноведение» несколько лет ведется обучение студентов программе NX. В частности, программа применяется для разработки приспособлений, применяемых при выполнении технологических операций (обработка заготовок, сборка изделий, контроль).
Традиционно выделяют два метода работы со сборками: «снизу-вверх»; «сверху-вниз». При использовании концепции построения сборки «снизу-вверх» детали и подсборки создаются как независимые компоненты, и позиционируются в зависимости от положения ранее добавленных компонентов, либо относительно выбранной системы координат. Концепция работы «сверху-вниз» подразумевает создание сборки верхнего уровня с последующим движением вниз по иерархии, добавляя новые компоненты и подсборки. При разработке приспособлений применялась концепция «снизу-вверх» с использованием сопряжений. В этом случае добавление в сборку компонентов происходит независимо друг от друга.
Метод работы с использованием сопряжений является наиболее распространенным и часто наиболее эффективным при разработке устройств и агрегатов. Особенно данный метод актуален в случаях, когда необходимо произвести кинематический анализ созданной конструкции, рассчитать размерные цепи и в случаях, когда используется множество стандартных и заимствованных компонентов.
Разработка приспособлений является трудоемким процессом. Однако современные системы автоматизированного проектирования позволяют снизить трудоемкость процесса проектирования за счет применения такой опции как «Семейство деталей». Данная опция позволяет на базе одной модификации типовой детали приспособления создать, используя встроенный доступ к табличному процессору, группу деталей с разными размерами и перечнем элементов детали. Рассмотрим типовые элементы приспособлений для обработки детали типа «Корпус» (рис. 1) и «Букса» (рис. 2).
|
|
Рис. 2. Приспособление для обработки детали типа «Букса» |
Рис. 1. Приспособление для обработки детали типа «Корпус»
Прихват –приспособление, предназначенное для закрепления детали на столе станка при ее обработке (рис. 3).
Пружина - упругий элемент, предназначенный для накопления и поглощения механической энергии (рис. 4).
|
Рис. 3. Прихват |
Рис. 4. Пружина |
Ромбический палец - для фиксации определенной ориентации заготовки (рис. 5).
Основание – плита с отверстиями, предназначенная для установки самого приспособления с деталью на станок (рис. 6).
Ребро – деталь, необходимая для увеличения жесткости и надежности конструкции (рис. 7).
|
Рис. 5. Ромбический палец |
|
|
Рис. 6. Основание
Семейство деталей формируется на базе детали-образца с использованием встроенной в NX электронной таблицей для создания таблицы типовых размеров, описывающей все семейство деталей. Благодаря этой опции возможно получение новых деталей на основе унифицированной детали, при изменении только необходимых параметров унифицированной детали.
Общий порядок построения
- Создать деталь-образец.
- Определить параметры, которые будут использоваться для определения членов семейства.
- Создать и сохранить таблицу параметров, в которой заданы значения параметров для всех будущих членов семейства:
- Открыть электронную таблицу из диалога создания семейства с помощью команды Электронная таблица семейства -> Создать.
- Из электронной таблицы выполнить команду Семейство деталей-> Создать части для создания частей в NX.
Создание базы данных типовых элементов приспособлений для обработки деталей на металлорежущих станках в программе NX сокращает время проектирования приспособлений, что ведет к уменьшению себестоимости разработки приспособлений, а, следовательно, и себестоимости продукции. Кроме того, уже на стадии проектирования возможно устранение ошибок, несоответствий, проведение кинематического анализа приспособлений, анализа нагрузки деталей методом конечных элементов.
Литература:
- Практическое использование NX. – М.: ДМК Пресс, 2011. – 332 с.: ил. ISBN 978-5-94074-717-8
