Глава 2. Создание операционных заготовок в системе «catia v5».

2.1 Проектирование операционных заготовок методом добавляемых тел.

При проектировании деталей, получаемых традиционными способами механообработки, на основе CAD-моделей создаются операционные заготовки, которые содержат, помимо общей геометрической и конструкторской информации, геометрические и технологические данные о пооперационных преобразованиях заготовки в деталь - это могут быть элементы (примитивы), описывающие удаляемый материал, символы баз, технологические размеры, допуски формы и расположения поверхностей, параметры шероховатости. Таким образом, можно ввести понятие конструкторско-технологической модели детали (КТМД) – это разработанная конструктором модель (КМ), содержащая технологические данные (ТД):

.

Методика проектирования операционных заготовок, разработанная на кафедре технологии приборостроения СПбГУ ИТМО, основана на обратном преобразовании моделей операционных заготовок, при котором преобразование T начинается от модели детали (D) и заканчивается получением модели исходной заготовки (Z₀): T: D  Z₀. В свою очередь, для каждой i-ой операции необходимо выполнить преобразование T_i модели Z_i^вых выходной заготовки в модель Z_i^вх входной операционной заготовки: T_i: Z_i^вых  Z_i^вх. Преобразование T_i заключается в преобразовании формы и размеров выходной заготовки путем наращивания припусков на поверхностях выходной ТМОЗ (технологической модели операционной заготовки).

Так как входная заготовка Z_i^вх для i-ой операции является выходной заготовкой Z_i-1^вых для i-1 операции, то имеет место преобразование: T_i^': Z_i^вх  Z_i-1^вых. Для этого преобразования возможны две ситуации. Если необходимо получить твердотельную модель Z_i-1^вых выходной заготовки для предшествующей операции, то Z_i-1^вых = Z_i^вх, где Z_i^вх твердотельная модель входной заготовки для i-ой операции. Если необходимо получить операционный эскиз, то сначала получают эскиз выходной заготовки Z_i-1^эвых путем проецирования твердотельной модели Z_i^вх на плоскости проекций чертежа. Далее Z_i-1^эвых дорабатывается до операционного эскиза. Доработка заключается в простановке баз и операционных размеров (ОР), выдерживаемых на i-1 операции, а также в указании качества обрабатываемых поверхностей (шероховатость, твердость, покрытие и т. д.). Таким образом, на основе ТМОЗ для выходных заготовок создается карта с операционным эскизом.

При проектировании КМОЗ необходимо, как минимум, следовать нижеприведенным условиям:

1. КМОЗ должна быть информативна, т.е. включать в себя максимум технологических данных о детали: базы, технологические размеры и припуски, параметры шероховатости и т.д.

2. КМОЗ должна быть ассоциативна с исходной моделью детали, т.е. изменения в модели детали должны отражаться и в моделях всех заготовок.

3. ТМОЗ и модель детали должны содержаться в едином файле, чтобы не загромождать файловую систему и не нарушать структуры файлов в папке со сборкой изделия.

Общую схему проектирования ОЗ методом добавляемых тел можно выразить так, как показано на рис.2.1:

Рис.2.1 Общая схема проектирования ОЗ методом добавляемых тел.

На этом рисунке:

MD – твердотельная модель исходной детали;

MZ_i^вых – твердотельная модель выходной заготовки для i-той операции;

MZ_i^вх – твердотельная модель входной заготовки для i-той операции;

MDT_i – добавляемые тела для i-той операции;

ПЭ_i – предварительный операционный эскиз для i-той операции;

Э_i – окончательный операционный эскиз для i-той операции.

Как видно из рисунка, имеет место двухпроходная схема проектирования ОЗ. На первом проходе проектируются операционные заготовки и создаются предварительные операционные эскизы. В этих эскизах проставлены технологические базы и показана простановка операционных размеров.

На втором проходе выполняется расчет операционных размеров, который заключается в определении их номинала и точности.[2]

Метод логической операции сборки.

Рис.2.2 3D-модель детали Обойма.

При работе в системе «CATIA V5» можно выделить три основных метода создания операционных заготовок: метод булевых операций, метод сборки и метод логической операции сборки.

Непосредственно в этой работе создание операционных заготовок осуществляется методом логической операции сборки.

Данный метод использует модуль Part Design для создания операционных заготовок. При этом для каждого добавляемого тела создается свое тело (Body) со своим деревом построения, которые впоследствии объединяются в основном теле с помощью команды «логическая операция – сборка».

Рис.2.3 Дерево детали и дерево построения моделей операционных заготовок методом логической операции сборки.

Аннотации для моделей заготовок создаются в модуле Functional Tolerancing & Annotations.

Достоинством данного метода являются удобное дерево построений, удобное редактирование добавляемых тел, единый файл, содержащий в себе все операции и добавляемые тела, относительно небольшой размер конечного файла, который немногим больше чем в методе булевых операций.

К недостаткам метода можно отнести более сложный способ создания аннотаций, чем в методе сборки, а так же высокую нагрузку на компьютер при отключении/включении добавляемых тел, так как это приводит к постоянным пересчетам формы модели заготовки.