4.3. Последовательность работы при проектировании с применением сапр механических прессов

Последовательность работы при проектировании с применением расчетных модулей предлагаемой САПР можно представить в виде блок-схемы, представленной на рис. 79.

Рис. 79. Последовательность работы с

элементами программного комплекса

Полученные результаты вычислений с необходимыми выводами можно вывести на печать простым щелчком по специальной кнопке «Печать», расположенной на рабочем листе «Отчет».

Математическое обеспечение САПР представляется унифицированными расчетными моделями сборочных единиц механических прессов, созданных на основе выполненной классификации базовых конструктивных решений по применяемым на Воронежском ОАО «Тяжмехпресс» при проектировании руководящим материалам.

В связи с этим алгоритмы предлагаемой САПР образуют модульную иерархическую структуру и разделяются на алгоритмы универсальных, унифицированных и специализированных проектных операций и процедур, работа которых удовлетворяет основной цели выполнения проверочных расчетов размеров и анализе критических значений механических характеристик материалов спроектированных сборочных единиц по условиям работоспособности. Расчетные алгоритмы, для получения значений рассчитываемых величин используют итерационные алгоритмы, что обуславливается цикличностью происходящих в механических прессах процессов под действием технологической нагрузки.

Все результаты расчета промежуточных величин хранятся в отдельном файле «Результаты.xls», данные которого используются для дальнейшей регенерации моделей спроектированных сборочных единиц в CAD-системе SolidWorks.

В связи с этим, файл «Результаты.xls» имеет строго определенную структуру хранения информации:

1. Тип пресса, который определяется значением переменной TYPPRESS;

2. Конструктивные особенности привода проектируемого пресса (число ступеней, тип зубчатых колес) определяется значением переменной KOLST и KINDOFWHEEL;

3. Вычисленные значения размеров базовых смежных деталей и сборочных единиц.

На основе хранящейся в файле «Результаты.xls» данных выполняется выбор и генерация моделей базовых деталей.

Генерация моделей сборочных единиц механических прессов. Генерация моделей в предлагаемой САПР выполняется на основе инструмента «Таблицы параметров», позволяющих управлять размерами твердотельных моделей деталей SolidWorks из рабочих листов книги Microsoft Excel. Для осуществления такой взаимосвязи наиболее простым способом модели сборочных единиц были выполнены посредством удаления «лишних» частей из базового объема тела с применением стандартных операций Вытянутая Бобышка/Основание, Вытянутый вырез (рис. 80, 81).

Рис. 80. Пример созданной модели открытой станины

Рис. 81. Пример созданной модели открытой станины

Связь размеров базовых деталей с рассчитанными величинами обеспечивает инструмент CAD-системы SolidWorks «Таблица параметров», так например выглядит таблица параметров для рассматриваемого случая (рис. 82).

Рис. 82. Пример созданной модели открытой станины

База данных САПР механических прессов. Организация автоматизированного процесса проектирования невозможна без создания специализированных баз данных.

Так, особую роль при проектировании сборочных единиц механических прессов различного назначения играет учет физических свойств материалов, из которых предполагается изготовление деталей. В настоящее время в ходе проектирования приходится каждый раз обращаться к справочным руководящим материалам, в которых даны необходимые свойства для той или иной марки стали, что существенно увеличивает время, необходимое для проведения расчетов. В связи с этим в разработанной САПР уже введены все необходимые характеристики материалов, для управления которыми создана специализированная база данных. База данных рассматриваемой САПР обеспечивает подготовку и хранение информации о механических свойствах применяемых конструкционных материалов. Все данные структурированы и хранятся в отдельном файле «База данных.xls». База данных содержит следующую информацию:

1. механические свойства наиболее применяемых для изготовления деталей различных типов механических прессов марок конструкционных сталей, стального, чугунного и бронзового литья:

- предел прочности при растяжении _b;

- предел текучести при растяжении _T;

- предел выносливости

- при изгибе _;

- при кручении _;

- при растяжении–сжатии _-1p;

2. коэффициент пульсирующего цикла

- при изгибе _

- при кручении _

3. величины суммарных коэффициентов влияния на предел выносливости;

4. эффективные коэффициенты напряжений,

5. коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения и состояния поверхности на выносливость и характеристики, необходимые для расчета деталей прессов на прочность и выносливость.

Кроме этого, база данных так же содержит следующие характеристики:

1. модуль упругости;

2. коэффициент Пуассона;

3. модуль сдвига;

4. плотность;

5. коэффициент температурного расширения;

6. коэффициент теплопроводности;

7. удельная теплоемкость.

Для изготовления деталей механических прессов используются углеродистые стали по ГОСТ 380-71, углеродистые качественные стали по ГОСТ 1050-60, легированные конструкционные стали по ГОСТ 4543-71, стали для отливок по ГОСТ 977-65 и ГОСТ 7832-65 и рессорно-пружинные стали по ГОСТ 14959-69.

Величины перечисленных характеристик играют определяющую роль при выполнении расчетов на прочность по допускаемым значениям, на основании чего автоматически делается вывод о работоспособности спроектированной сборочной единицы. Процедура доступа к данным, хранящихся в базе данных осуществляется с помощью стандартной процедуры табличного процессора Microsoft Excel – ВЫБОР, которая с помощью элемента управления «Поле со списком» панели «Формы».

Проверка работоспособности созданной конструкции. Для указанных выше проектных процедур, исходя из условий нагружения, а также кинематических, динамических и других параметров с достаточной степенью точности, обычно удается прогнозировать основные геометрические размеры с помощью известных аналитических зависимостей, которые связывают между собой основные конструктивные параметры.

Но при этом, исходя из значений рассчитанных величин, не всегда можно достоверно проанализировать степень влияния полученных значений на физическую работоспособность конструкции и выяснить, не выходят ли полученные значения за пределы принятых ограничений.

В связи с этим на основе данных файла «Результаты.xls» и выбранных конструктивных решений генерируется файл «Пресс.xls», в котором выполняется расчет размерных цепей входящих в него деталей и сборочных единиц, результатом чего становится его виртуальная модель, позволяющая с достаточной степенью достоверности наглядно проанализировать полученные результаты. Проверочные удобно выполнять с помощью современных программных средств, к которым относятся CAD-система SolidWorks и расчетный пакет COSMOSWorks (рис. 83).

Рис. 83 - Пример созданной модели открытой станины