Кафедра информационных технологий проектирования летательных аппаратов
Конспект лекций: ТЕХНОЛОГИИ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Тема 9. Функции систем конструирования (cad)

Подробный список функциональных возможностей систем конструирования может быть весьма обширным – например, для популярной системы T-FLEX CAD он составляет около 150 характеристик. Поэтому для предварительной оценки возможностей систем их функции обычно группируют по следующим категориям /см. например статью «CAD-системы среднего уровня», САПР и графика, 1997, № 6/:

 Работа с эскизами:

• создание профилей эскиза;

• задание параметров;

• задание алгебраических соотношений размеров;

• задание ограничений, накладываемых на параметры.

 Моделирование:

• создание и изменение 3D объектов при помощи профилей (выдавливанием, вращением и т.п.);

• добавление объектов (ребер, отверстий, оболочек) к модели детали;

• расположение объектов с учетом размещения детали и ее элементов;

• создание оболочек, в том числе со стенками, имеющими разные уклоны;;

• копирование и размножение объектов;

• скругление объектов, в том числе сложное (острые грани, исчезающие поверхности, пересечения и др.);

• расчеты массо-инерционных характеристик и определение точности;

• сохранение работоспособности модели при перемещении объектов.

 Черчение и визуализация:

• создание видов чертежа, в том числе изометрических, разрезов и сечений;

• отображение размеров модели на чертеже;

• изменение чертежа при изменении модели и изменение модели при изменении чертежа (геометрическая ассоциативность);

• создание видов сборки в разобранном состоянии (exploded view);

• создание закрашенных изображений деталей и сборок.

 Работа со сборками:

• создание деталей в сборке (нисходящее проектирование);

• создание сборок из деталей (восходящее проектирование);

• размещение деталей на основании ограничений по условиям расположения;

• управление сборкой с использованием инженерных и геометрических ограничений, в том числе с использованием междетальных соотношений и путем изменения элементов детали;

• измерение размеров между деталями;

• создание детали с использованием элементов сборки;

• создание спецификации деталей.

Большинство из перечисленных функций изучены на примере одной из CAD-систем в курсе «Специальное программное обеспечение информационных технологий проектирования». Поэтому далее основное внимание будет сосредоточено лишь на отдельных функциональных возможностях систем, важных с точки зрения реализации определенной методики проектирования.

 Геометрическая ассоциативность

Для CAD-систем геометрическая ассоциативность понимается как способность к автоматическому изменению чертежа при изменении геометрической модели и наоборот. Такая возможность, наряду с параметризацией, считается одним из необходимых качеств современных систем конструирования.

Пример: Ассоциативность «модель – чертеж» (T-FLEX CAD)
	►

При сравнении систем следует учитывать также наличие дополнительных средств повышения производительности инженерного труда, в частности – наличие и полноту библиотек, уровень средств создания спецификаций и др.

 Библиотеки стандартных элементов

Наличие библиотек, адаптированных к отечественным или международным стандартам – важный фактор эффективности системы, особенно на этапе ее освоения. Библиотеки позволяют многократно использовать повторяющуюся информацию вместо того, чтобы повторно вычерчивать эти элементы – это дает рост производительности при конструировании на 25%.

а) Библиотеки стандартных деталей и сборочных единиц – крепежные детали (винты, гайки, шайбы, шпильки, заклепки), детали трубопроводной арматуры, подшипники и др.

Примеры: AutoCAD может быть укомплектован библиотеками для строительства, машиностроения и других отраслей; машиностроительное расширение системы известно как AutoCAD Mechanical.

AutoCAD Mechanical Power Pack – библиотеки включают более 500 тысяч параметрических 2D моделей машиностроительных деталей и узлов, которые можно непосредственно использовать в проекте.

Autodesk Mechanical Desktop Power Pack – более 1,2 миллиона 2D и 3D моделей стандартных машиностроительных деталей, по 18  стандартам, в т.ч. ГОСТ. /Проспект Русской промышленной компании – Autodesk.rtf; CD «Inventor 7» - статья «Autodesk Mechanical Desktop R6»/

Autodesk Inventor 2008 – свыше 650 тысяч компонентов, в т.ч. продукция более 100 ведущих производителей комплектующих изделий. /Проспект Inventor 2008/

Фрагмент библиотеки стандартных крепежных изделий системы Autodesk Inventor

Аналогичными библиотеками укомплектованы системы CADMech (русскоязычное машиностроительное расширение для AutoCAD и других систем, охватывает свыше 350 стандартов), КОМПАС (содержит также библиотеки сварных швов, элементов схем, деталей сосудов и аппаратов химической промышленности, серийно выпускаемых редукторов, электродвигателей, отраслевую библиотеку деталей аэрокосмической промышленности – СГ 2-2002, СГ 3, 6, 7, 9-2006), ADEM [СГ 12-2001], SolidWorks [СГ 2-2005] и др. В системе T-FLEX CAD библиотеки охватывают 240 стандартов крепежных деталей, 105 типов элементов трубопроводов, 110 типов станочных приспособлений, большое число элементов схем (кинематических, пневматических, гидравлических, электрических).

Библиотека стандартных элементов системы T-Flex CAD
Библиотека электро-двигателей системы КОМПАС
Библиотека крепежных изделий системы CADmech: изображение элемента и его идентификация в БД

б) Библиотеки конструктивных элементов деталей – шлицы, резьбы, канавки, ребра, пазы и др. О роли библиотек конструктивных элементов в реализации принципа межтиповой унификации шла речь в теме «Унификация и преемственность проектных решений».

Например, в системе AutoCAD Mechanical Power Pack – библиотеки включают свыше 8 тысяч моделей стандартных конструктивных элементов (центровые отверстия, пазы, сбег резьбы и др.), более 20 тысяч стандартных отверстий, несколько тысяч стандартных стальных профилей и др. /Проспект Русской промышленной компании/

Пример: фрагменты библиотеки элементов формы системы Autodesk Inventor /из рекламы 2009 г./
—«—

Библиотеки конструктивных элементов также входят в состав большинства систем. Достаточно подробные описания библиотек можно найти в рекламных материалах фирм-разработчиков и специальных журналах: CADMech [проспект Интермех], КОМПАС [проспект АСКОН], SolidWorks [СГ 6,7-2002] и др.

При выборе CAD-системы подлежат анализу состав библиотек, наличие и уровень средств их создания, соответствие стандартам, форматы представления негеометрических данных и возможности их преобразования.