Слайд 1Лекция 1
Жизненный цикл продукта
Роль геометрического моделирования
в CAD, САМ
и CAE системах
Системы геометрического моделирования
Слайд 2
Цель. Обеспечить уровень ГГП в соответствии
с основными требованиями
к современному проектированию и производству.
Задачи в соответствии с профессиональными компетенциями
выпускника (ФГОС 3):
-научить создавать электронные (3D и 2D) модели изделий, а также технические документы в соответствии с действующими стандартами;
-приобрести компетенции профессиональной работы в среде современной СAD/CAM/CAPP системы.
Слайд 3Конкуренция продукта может быть обеспечена высоким качеством,
низкой стоимостью, меньшим временем
производства
Слайд 5CAD/CAM/CAE = САПР
(системы автоматизированного проектирования)
CAПР представляет собой технологию,
состоящую в использовании компьютерных систем для облегчения создания, изменения, анализа
и оптимизации проектов
Основная функция CAD — определение геометрии конструкции, поскольку геометрия определяет все последующие этапы жизненного цикла продукта
Система геометрического моделирования (geometric modeling system) — программный пакет, работающий с трехмерными объектами
Слайд 6
Системы геометрического моделирования и системы автоматизированной разработки рабочих чертежей являются
наиболее важными компонентами автоматизированного проектирования
Слайд 7Системы геометрического моделирования
позволяют реализовать виртуальное прототипирование :
функционирование систем статического,
кинематического и динамического инженерного анализа на основе МКЭ (САЕ систем);
функционирование
систем проектирования процессов производства (САРР систем);
функционирование систем ЧПУ производственного оборудования (САМ систем);
функционирование систем ЧПУ контрольного оборудования (КИМ).
Слайд 8Пример проектирования технологического процесса изготовления деталей типа «вал» на основе
3D параметрической модели комплексного представителя
Анализ 3D модели
Проектирование заготовки и способа
её получения
Анализ процесса формообразования
Разработка операционной технологии
Проектирование операций с ЧПУ
Симуляция траектории движения инструмента
Генерация комплекта технологической документации
Моделирование обработки детали на станке
Контроль детали на КИМ по 3D модели
Слайд 9Параметрическая
модель вала
3D модель вала
Слайд 10Моделирование процесса штамповки
Модель формообразующей штамповой оснастки
Модель механических свойств материала
заготовки
Слайд 11Анализ результатов расчета
Распределение полей температур
Слайд 12Анализ результатов расчета
Распределение напряжений
Слайд 14Разработка операционной технологии
1. Выбор переходов из базы данных
2. Выбор
режимов резания
3. Назначение
технических требований
Слайд 15Заполнение общих данных на операцию
Слайд 17Выбор оборудования и постпроцессора
Слайд 18Выбор режущего и мерительного инструмента
Выбор приспособления из базы данных
Слайд 19Создание параметров операции «начало цикла»
Проектирование операций с ЧПУ
Слайд 21Выбор перехода подрезать торец. Задание параметров
Слайд 24Создание перехода точить область
Слайд 25Создание перехода фрезеровать паз
Слайд 26Фрезерование эвольвентного профиля
Слайд 27Фрезерование эвольвентного профиля
Слайд 28Генерация и моделирование траектории движения инструмента
Слайд 31Генерация комплекта технологической документации
Слайд 32Моделирование обработки детали на станке TRAUB TNA300
С помощью программы
ADEM 8.0 создана 3D-модель станка, которая сохранена в формате STL
Слайд 332. Созданы объемные модели револьверной головки, шпинделя и 3-х кулачкового
патрона. Модели были сохранены в формате STL.
3D-модель револьверной головки
3D-модель шпинделя
с патроном
Слайд 343. В VERICUT STL-модель станка сохранена в формате MCH.
Слайд 354. Ввод G- и М-операторов и их описание в системе
VERICUT.
Окно “Слово/Адрес”
Этот этап моделирования является одним из самых важных,
так как от правильности описания команд станка напрямую зависит правильность интерпретации управляющей программы.
Слайд 365. Создание системы координат станка
Введение необходимых данных в окно “Координатная
система”
Слайд 376. Ввод управляющей программы
С помощью функции “Редактировать траекторию инструмента” сгенерированная
в ADEM управляющая программа скопирована в VERICUT.
Слайд 387. Моделирование режущих инструментов
Построены 3D-модели держателя и державки резца.
3D-модель
держателя
3D-модель державки
Слайд 398. Моделирование заготовок
3D-модель заготовки, созданная с помощью программы ADEM сохранена
в формате STL для передачи в VERICUT
Слайд 409. Присоединение 3D-моделей заготовок к проекту VERICUT
Слайд 42 10. Просмотр смоделированной обработки
Слайд 43Разработка управляющей программы для контроля детали и контроль детали на
КИМ
Слайд 46Моделирование управляющей программы
Слайд 47Выполнение управляющей программы на КИМ
Слайд 48Трехмерная (3D) визуальная модель хранится в компьютере вместе со своим
математическим описанием, благодаря чему устраняется главный недостаток физической модели —
необходимость выполнения измерений для последующего прототипирования или серийного производства.
Слайд 49Системы каркасного моделирования
форма представляется в виде набора характеризующих ее линий
и конечных точек, однако каркасные модели не являются однозначными
Слайд 50Системы поверхностного моделирования
описание визуальной модели включает в себя не только
сведения о характеристических линиях и их конечных точках, но и
данные о поверхностях
используются для создания моделей со сложными поверхностями, потому что визуальная модель позволяет оценить эстетичность проекта, а математическое описание позволяет построить программу для обработки поверхностей детали на станке с ЧПУ
Слайд 51Системы твердотельного моделирования
не допускается создание наборов поверхностей или характеристических линий,
если они не образуют замкнутого объема
процесс детализации формы похож
на интуитивный процесс физического моделирования
можно получить любую информацию об объеме тела, а значит, могут быть написаны приложения, работающие с объектом на уровне объема (МКЭ, УП для станков с ЧПУ)
Слайд 52Функции моделирования
функции создания примитивов, в том числе булевские операторы
функции
заметания - можно создавать объемное тело трансляцией или вращением области,
заданной на плоскости
функции скругления или плавного сопряжения
функции моделирования границ (перенос, поворот вершин, ребер, граней)
функции объектно-ориентированного моделирования
Слайд 55Функции скругления или плавного сопряжения
Скругление ребер
Скругление вершин
Слайд 56Функции моделирования границ
Создание тела функцией моделирования границ
Поднятие грани и
ее части
Слайд 57Функции
объектно-ориентированного моделирования
а - фаска; б - отверстие
в - колодец;
г - скругление
Слайд 59Содержание и структура
методического обеспечения вновь разработанного учебного материала
I
.Студенты изучают инструмент моделирования:
- отображают параметрические модели (ПРМ) базовых элементов
формы (БЭФ), используя разработанную в САD/САМ/САРР системе АDЕМ v.8.1 библиотеку ПРМ БЭФ
Слайд 60- представляют на плоском экране компьютера аксонометрические проекции БЭФ в
каркасном, триангуляционном, поверхностном отображении
Слайд 61- осваивают способы закраски тел и их отдельных граней, а
также удаления граней, представления прозрачных тел
Слайд 62- осваивают способы автоматического построения 2D моделей (аксонометрического и основных
видов) по 3D моделям БЭФ
Слайд 63 - изучают способы проецирования объемных тел
на ортогональные плоскости
проекций, обратимость чертежей
Слайд 64- приобретают навыки работы с аффинными преобразованиями одного и группы
БЭФ
Слайд 67- определяют конические сечения и строят по ним поверхности вращения
Слайд 68- решают позиционные задачи, определяют вид и проекции линий
пересечения при пересекающихся осях
Слайд 70- выполняют булевы операции и строят развертки
Слайд 72осваивают работу по созданию и редактированию 2D моделей: осваивают стандарты
ЕСКД (геометрическое черчение; проекционное черчение и простановку размеров);
3D моделирование по
чертежу: способы построения, вывод на печать; создание баз 3D моделей деталей
Слайд 73- осваивают работу в среде электронного архива
Структура электронного архива учебных
заданий студентов
в среде CAD/CAM/CAPP системы АDEM v.8.1
Слайд 75II семестр.
Содержание графических работ:
1.Параметрическое черчение: построение чертежей деталей по эскизам
(средствами эвристической параметризации)
Слайд 762.Параметрическое черчение: построение чертежей деталей (средствами табличной параметризации)
Параметризация диаметрального размера
стержня
Параметризация диаметрального размера головки
Таблица параметров заклепки
Параметризация линейного размера головки
Параметризация
линейного размера длины заклепки
Слайд 773.Построение чертежей типовых соединений на основе использования 2D ПРМ деталей
Построение чертежа клепаного соединения путем моделирования технологического процесса
клёпки
Слайд 784.Построение болтового соединения на основе 3D ПРМ
Слайд 805.Построение соединения шпилькой на основе 3D ПРМ
Слайд 816.Построение соединения шпонкой на основе 3D ПРМ
Слайд 827.Построение соединения шлицами на основе 3D ПРМ
Слайд 838.Построение 3D моделей деталей с использованием
созданной базы ПРМ типовых
деталей редуктора
Слайд 84Зубчатые колеса
Крышки
Втулки
подшипников
Подшипники
Детали
крепежа
Валы и валы-шестерни
Классификация типовых деталей
по конструктивному признаку
Слайд 85Параметрическая
модель вала
Параметрическая модель крышки
Параметричес
кая модель
заготовки зубчатого
колеса
Слайд 862
3D ПРМ деталей крепежа по ОСТ 1
Слайд 87Корпус нижний
Корпус нижний
Корпус средний
Корпус верхний
Слайд 883D ПРМ типовых элементов деталей: шлицы
Слайд 89Последовательность конструирования валов
Слайд 92Последовательность конструирования зубчатых колес