|
|
|
Проектирование
технологической оснастки для
литья пластмасс в системе CATIA 5 (статья в журнале «САПР и графика», №3 2001 г.) |
||
|
Андрей
Бубнов Ведущий
специалист компании ГЕТНЕТ, канд. техн. наук,
работает с CATIA с 1995 года. Евгений Решетько Ведущий
специалист компании ГЕТНЕТ, работает с CATIA с
1995 года. Проектирование
литья пластмасс представляет лишь
одну из
сторон применения CATIA версии 5 в
современном производстве. CATIA 5 является
самой новой (ее
продажи начались год назад)
и динамично
развивающейся системой среди САПР
верхнего уровня. Новые версии
с расширением функциональности
выходят каждые 4
- 5 месяцев.
Последняя 5 я
версия системы содержит модули проектирования
деталей и сборок, расчета трехмерных
допусков и посадок, прочностного
статического и частотного анализа,
анализа геометрических
конфликтов, кинематики механизмов и
собираемости сборочных
узлов, дизайнерской проработки изделия
и выпуска конструкторской
документации. Система включает также
продукты, обеспечивающие
моделирование 3D электронной платы на
основе 2D маски и формирование корпуса
прибора, разводку проводов и трасс. Для
проектирования предприятий имеется
продукт Plant Layout,
средствами
которого можно спроектировать
производственные помещения и
территории, проложить
в них дороги, трассы и
коммуникации, расставить
оборудование и конвейеры,
задать
производственные зоны,
определить и
оптимизировать производственные
потоки. Все
перечисленные продукты имеют удобный и
логически связанный интерфейс,
везде
доступна
работа с библиотеками и каталогами.
Параметры,
применяемые в
деталях, сборках и
геометрических
объектах,
могут быть
связаны между собой формулами
и правилами.
Механическая
обработка в версии 5R5
представлена
двумя модулями — 2,5 и 3 координатной
обработки с сохранением полной
ассоциативности
обрабатываемой
детали и траектории инструмента.
В следующий
релиз — 5R6 — войдут также модули
токарной обработки и 5 координатного
фрезерования. Проектирование
деталей из пластмасс. В современных конструкциях применяются пластмассовые детали с геометрией разной степени сложности. Для проектирования деталей относительно простой формы достаточно использовать средства только твердотельного моделирования (рис.1). |
||
|
Рис.1. Пример твердотельного моделирования |
С учетом наличия специализированных функций для работы с листовым материалом твердотельное моделирование оказывается более эффективным, чем поверхностное, для широкого класса коробчатых и других сложных листовых изделий. Для деталей, включающих элементы сложных поверхностей (рис.2), применяются методы гибридного моделирования — с использованием интеграции поверхностей и твердых тел. Например, можно «пришить » к твердому телу наплыв, бобышку сложной формы, полученную в поверхностях, или наоборот — обрезать тело поверхностью. Множество сложных поверхностей, ограничивающих какой либо объем, можно замкнуть в твердое тело. |
|
|
Используется также способ, когда на полученную поверхность для ее преобразования в твердое тело наносится слой необходимой толщины. Мощные и гибкие инструменты ассоциативного моделирования поверхностей и твердых тел предоставляют пользователям CATIA 5 самые широкие возможности. Поверхностное
моделирование, применяемое для
определения сложных форм,
представлено в версии 5 двумя основными
модулями: -
Generative Shape
Design — моделирование точных
поверхностей и оболочек, с
возможностью определения законов
изменения их параметров; - Free Style — модуль художественного проектирования, включающий возможности скульптурного построения по формообразующей сетке трехмерных полиномиальных кривых, когда управление формой скульптурных поверхностей осуществляется не через спецификацию, а путем интерактивного перемещения характеристических точек полиномов. |
Рис.2. Пример гибридного моделирования |
|
|
Рис.3. Работа с каталогом компонентов оснастки |
Специализированный модуль проектирования литейной оснастки Mold Tooling Design построен по принципу формирования комплекта деталей, связанных между собой соответствующими правилами. Все детали оснастки — плиты, направляющие штыри, толкатели и т.д.— объединены в каталоги. Помимо этого пользователь может формировать свои каталоги (рис.3) или расширять предлагаемые в поставке. Работа с модулем литейной оснастки начинается с создания сборки, содержащей модель детали (рис.4).В модели детали предварительно зашиваются все отверстия (с помощью элементарной операции), в интерактивном режиме создаются поверхность разъема, а также поверхности матрицы и пуансона (рис.5). Затем создается так называемый New Mold —новый комплект оснастки. |
|
|
Рис.4. Деталь |
При этом открывается окно (рис.6), в котором можно описать раз меры плит, заготовок матрицы и пуансона и их взаиморасположение. Как альтернатива возможен выбор нужного типоразмера оснастки из каталогов. При этом каждое действие пользователя сопровождается предварительным просмотром. Определив параметры основных компонентов комплекта оснастки (они открываются в виде компонентов сборки), переходим к формированию матрицы и пуансона. Для этого выполняем обрезку заготовок соответствующими оболочками из модели детали (рис.7). Затем, извлекая из каталогов, расставляем недостающие компоненты — направляющие штыри, толкатели, каналы охлаждения и др. (рис.8). Используя модуль кинематики, можно смоделировать процесс разъема пресс формы и выемку отливки (рис.9). При симуляции движения можно произвести анализ конфликтов (столкновений) и зазоров между интересующими нас компонентами. |
Рис.5. Поверхность матрицы |
|
Рис.6.
Определение нового комплекта
литейной
оснастки |
Рис.7. Обрезка матрицы и пуансона |
|
|
Рис.8. Прокладка каналов охлаждения |
Рис.9. Кинематика литейной формы |
Рис.10. Анализ программы обработки пуансона |
|
Логическим завершением разработки оснастки является генерация управляющих программ для станка с ЧПУ. Система рассчитывает траекторию режущего инструмента, генерирует управляющие коды для станка, выполняет визуализацию результата обработки после съема материала и анализ точности программы обработки (рис.10). При этом поддерживается полная ассоциативность по линии «деталь — оснастка — управляющая программа », с возможностью передачи глобальных модификаций от составляющих поверхностей и твердых тел к программе обработки. |
||
|
|
