Назначение и задачи, решаемые в CAD-систем: Компас 3D, T-Flex, CREO Parametric

 

2. Введение

 

Автоматиза́ция произво́дства — это процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Введение автоматизации на производстве позволяет значительно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции, сократить долю рабочих, занятых в различных сферах производства.

До внедрения средств автоматизации замещение физического труда происходило посредством механизации основных и вспомогательных операций производственного процесса. Интеллектуальный труд долгое время оставался не механизированным (ручным). В настоящее время операции физического и интеллектуального труда, поддающиеся формализации, становятся объектом механизации и автоматизации.

В современных условиях производство не может существовать и развиваться без высокоэффективной системы управления, базирующейся на самых современных информационных технологиях. Постоянно изменяющиеся требования рынка, огромные потоки информации научно-технического, технологического и маркетингового характера требуют от персонала предприятия, отвечающего за стратегию и тактику развития высокотехнологического предприятия быстроты и точности принимаемых решений, направленных на получение максимальной прибыли при минимальных издержках.

Оптимизация затрат, быстрое реагирование производства на все возрастающие требования потребителей в условиях жесткой рыночной конкуренции не могут базироваться только на опыте и интуиции менеджеров. Необходим всесторонний контроль над всеми центрами затрат, математические методы анализа, прогнозирования и планирования. Использование информационных систем оказывает влияние на многие характеристики организации.

Современные производственные системы, обеспечивающие гибкость при автоматизированном производстве, включают:

Станки с ЧПУ, впервые появившиеся на рынке ещё в 1955 году. Массовое распространение началось лишь с применением микропроцессоров.

Промышленные роботы, впервые появившиеся в 1962 году. Массовое распространение связано с развитием микроэлектроники.

Роботизированный технологический комплекс (РТК), впервые появившиеся на рынке ещё в 1970-80 годы. Массовое распространение началось с применением программируемых систем управления.

Гибкие производственные системы, характеризуемые сочетанием технологических единиц и роботов, управляемые ЭВМ, имеющие оборудование для перемещения обрабатываемых деталей и смены инструмента.

Автоматизированныескладскиесистемы (англ. Automated Storage and Retrieval Systems, AS/RS). Предусматривают использование управляемых компьютером подъемно-транспортных устройств, которые закладывают изделия на склад и извлекают их оттуда по команде.

Системы контроля качества на базе ЭВМ (англ. Computer-aidedQualityControl, CAQ) — техническое приложение компьютеров и управляемых компьютерами машин для проверки качества продуктов.

Система автоматизированного проектирования (англ. Computer-aidedDesign, CAD) используется проектировщиками при разработке новых изделий и технико-экономической документации.

Планирование и увязка отдельных элементов плана с использованием ЭВМ (англ. Computer-aidedPlanning, CAP). САР — разделяется по различным характеристикам и назначениям, по состоянию примерно одинаковых элементов. Соединенная между собой отдельных элементов происходит по следующим правилам:

- Физическая однородность измеряемых величин

- Однотипные каналы связей между этими элементами

- Совместимость соединений элементов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Назначение и задачи, решаемые в CAD-систем: Компас 3D, T-Flex, CREO Parametric.

 

Система автоматизированного проектирования — автоматизированная система, реализующая информационную технологиювыполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатураСАПР. Первая советская/российская система автоматизированного проектирования была разработана в конце 80-х годов XX века рабочей группой Челябинского политехнического института под руководством профессораКошина А.А.

 

Компас 3D

«Компас» — семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД и СПДС.

Разрабатывается российской компанией «Аскон». Название линейки является акронимом от фразы «КОМПлекс Автоматизированных Систем», в торговых марках используется написание заглавными буквами. Первый выпуск «Компаса» (версия 1.0) состоялся в 1989 году. Первая версия под Windows - «Компас 5.0» - вышла в 1997 году.

Возможности

Программы данного семейства автоматически генерируют ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.

Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели. Имеется возможность связи трёхмерных моделей и чертежей со спецификациями, то есть при «надлежащем» проектировании спецификация может быть получена автоматически; кроме того, изменения в чертеже или модели будут передаваться в спецификацию, и наоборот.

 

Варианты

«Компас» выпускается в нескольких редакциях: «Компас-График», «Компас-СПДС», «Компас-3D», «Компас-3D LT», «Компас-3D Home». «Компас-График» может использоваться и как полностью интегрированный в «Компас-3D» модуль работы с чертежами и эскизами, и в качестве самостоятельного продукта, предоставляющего средства решения задач 2D-

проектирования и выпуска документации. «Компас-3D LT» и «Компас-3D Home» предназначены для некоммерческого использования, «Компас-3D» без специализированной лицензии не позволяет открывать файлы, созданные в этих программах. Такая специализированная лицензия предоставляется только учебным заведениям.

CAD@Online

В рамках проекта CAD@Online, запущенного компаниями «Аскон» и Softkey, с 2010 по 2013 год «Компас-3D» и электронный справочник конструктора были доступны для работы удалённо через браузер.

 

T-FLEX

 

«T-FLEX CAD» — система автоматизированного проектирования, разработанная компанией «Топ Системы», объединяет в себе 3D- и 2D-функциональность. Предназначена для создания чертежей деталей и сборок, а также для оформления конструкторской документации. Система работает на основе геометрического ядра Parasolid.

«T-FLEX CAD» — система автоматизированного проектирования, разработанная компанией «Топ Системы» с возможностями параметрического моделирования и наличием средств оформления конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД.

«T-FLEX CAD» является ядром комплекса «T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM» — набора средств для решения задач технической подготовки производства в различных отраслях промышленности. Комплекс объединяет системы для конструкторского и технологического проектирования, модули подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ и инженерных расчётов. Все программы комплекса функционируют на единой информационной платформе системы технического документооборота и ведения состава изделий.

 

Состав комплекса «T-FLEX CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM»

Программы для конструкторской подготовки производства

«T-FLEX CAD 3D» (трёхмерное параметрическое твердотельное моделирование)

«T-FLEX CAD 2D» (параметрическое черчение и моделирование)

«T-FLEX CAD LT» (автоматизация черчения)

«T-FLEX CAD 3D SE» (подготовка чертежей по 3D-моделям)

Библиотеки параметрических элементов

«T-FLEX Печатные платы» (конвертор из электронных САПР)

Технологическая подготовка производства

«T-FLEX Технология» (проектирование технологических процессов)

«T-FLEX Нормирование» (техническое нормирование)

«T-FLEX ЧПУ» (подготовка программ для станков с ЧПУ)

«T-FLEX NC Tracer» (имитация процесса обработки деталей)

 

Расчётные системы

«T-FLEX Анализ» (конечно-элементный анализ)

«T-FLEX Динамика» (динамический анализ механических систем)

«T-FLEX Расчёты» (зубчатые передачи)

«T-FLEX Пружины» (конструирование упругих элементов)

 

Прикладные системы

«T-FLEX ИС» (инженерный справочник)

«T-FLEX Раскрой» (оптимизация раскроя листового материала)

«T-FLEX Штампы» (проектирование оснастки штампов)

«T-FLEX Пресс-формы» (проектирование оснастки пресс-форм)

 

Документооборот

«T-FLEX DOCs» (управление проектами и документооборотом)

 

CREOParametric

CreoParametric (ранее Pro/ENGINEER) – это САПР самого высокого уровня. Система позволяет моделировать различные объекты, содержащие сложные поверхности. Оттого она широко используется в авто- и авиастроении, при конструировании штампов и пресс-форм. Готовые модели, созданные в данном приложении, можно напрямую передавать в CAM утилиты. 
В системе реализована сверхновая методика создания образцов, которая предопределила огромную популярность этой САПР. 
 
 Что особенного в этой системе?

 
 Геометрия программы основывается на фичерах – геометрических примитивах, в которых содержатся данные о топологии построения объекта, полная история его создания, связи между подчиненными и родительскими элементами. Благодаря этому внесение изменений в конструкцию исключает перестроение объектов.

В основу CreoParametric положена единая БД, поэтому разные инженерные бригады могут синхронно разрабатывать один проект. Такая структура обеспечивает отсутствие межмодульной трансляции данных и полное соответствие геометрии начальному плану. 
 Программе присуща ассоциативность – все изменения, сделанные при разработке, распространяются на каждый этап проектирования. 
 Рост производительности и улучшение качества изделий достигается за

счет использования типовых узлов, деталей и конструкторско-технологических процессов (так называемого подхода EDR). Для реализации этого в CreoParametric имеются достаточные функциональные возможности и мощные средства моделирования.

Данный продукт обеспечивает сквозной цикл производства изделия, который предусматривает такие этапы, как:

- конструкторское и технологическое  проектирование;

- технический анализ;

- управление производством.

Во время каждого этапа используются исключительно собственные разработки. Тем самым обеспечивается необыкновенное единство геометрии при смене этапов конструкторско-технологического процесса. 
 В интерфейсе системы удачно реализованы характеристики современных приложений Windows: панели инструментов, командное меню, всплывающие подсказки, диалоговые окна. Неизменным остается лишь каскадно-выдающее меню, расположенное справа, которое обеспечивает доступ к главным функциям САПР. 

СreoParametric функционирует под управлением почти всех известных ОС. При этом сохраняется одинаковый интерфейс программного пакета и его стоимость. 
Программа работает с такими форматами файлов, как .PRT, .ASM, .3DS, .STL, .NEU, .DGM, .DRW, .LAY, .MRK, .FRM, .MFG, .SEC и многие другие.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Построение фрагментов чертежа.

 

Создание  чертежа «Вал» в Компас-V12.

На панели задач выбираем команду Файл-Создать. В появившемся окне выбираем тип документа Чертеж.

Правой кнопкой мыши нажимаем на пустую область чертежа и выбираем команду Параметры текущего чертежа, рис.1

                Рис.1.

 

 

В нашем случае нужен формат А3, горизонтальной ориентации. Для этого в леввой колонне выбираем Параметры первого чертежа-Формат, в правой части- в выпадающем окне формат А3 и выбираем ориентацию. рис.2.

 

 Рис.2.

 

Далее переходим к построению главного вида чертежа детали, но для начала необходимо ознакомится с основными командами.

 

Построение геометрических объектов.

К основным геометрическим объектам в системе КОМПАС относятся:

· точки;

· прямые;

· отрезки;

· окружности;

· дуги;

· многоугольники;

· штриховки.

Кнопки для вызова команд вычерчивания перечисленных геометрических объектов расположены на панели Геометрия 

Панель Геометрия

Вспомогательные прямые линии.

Расширенная панель Вспомогательные прямые на инструментальной панели Геометрия позволяет построить различным образом расположенные вспомогательные прямые, используемые для предварительных построений

Расширенная панель Вспомогательная прямая

Черный треугольник в углу кнопки показывает, что кнопка разворачивается, т.е. имеется расширенная панель. Возможно построение:

 

1. Вспомогательной прямой в указанной точке по углу ее наклона;

2. Горизонтальной вспомогательной прямой в указанной точке;

3. Вертикальной прямой;

4. Вспомогательных прямых, параллельных указанной линии;

5. Вспомогательной прямой, перпендикулярной к указанной линии;

6. Различных вспомогательных касательных линий;

7. Биссектрисы угла.

Для переключения между кнопками расширенной панели следует несколько секунд, не отпуская, задержать курсор на одной из кнопок.

Построение вспомогательных параллельных прямых

Для построения параллельных вспомогательных прямых (используется кнопка  )следует курсором-ловушкой, появившемся на экране после включения кнопки Параллельная прямая, указать базовый объект, параллельно которому будут строиться вспомогательные прямые. Чтобы задать расстояние от базового объекта до параллельной прямой, введите нужное значение в поле Расстояние на Панели свойств или укажите точку, через которую должна пройти прямая. Если требуется показать точки пересечения вспомогательной прямой со всеми графическими объектами, используется переключатель   Точки пересечения, расположенный на Панели свойств.

По умолчанию система предлагает фантомы двух прямых, расположенных на заданном расстоянии по обе стороны от базового объекта.

Управление количеством прямых производится с помощью переключателя  Количество прямых на Панели свойств.

Вы можете зафиксировать одну из них или обе, щелкая мышью на нужном фантоме либо нажимая кнопку   Создать объект на Панели специального управления.

Панель специального управления – появляется только после вызова какой- либо команды и позволяет редактировать процесс выполнения этой команды:

Панель специального управления

 

Если была допущена ошибка в построениях, то кнопка   Отменить/Повторить позволяет отменить (вернуть) предыдущее действие пользователя, если это возможно.

Для выхода из команды нажмите кнопку   Прервать команду на Панели специального управления или клавишу <Esc>.

Вычерчивание отрезка.

Чтобы построить отрезок, следует нажать на кнопку Отрезок панели Геометрия. На Панели свойств внизу экрана можно задать длину отрезка, угол его наклона и стиль.

Стили геометрических обьктов.

Геометрические объекты можно вычерчивать различными по стилю линиями – тонкими, сплошными основными, штриховыми и т.д. Стиль выбирается из списка, расположенного на Панели свойств внизу экрана

 

 

 

 

 

Переходим к построению вала.

На панели задач выбираем значок Геометрия ,  вспомогательные линии - горизонтальная прямая. Рис.3.

 

Рис.3.

 

Строим прямую. Теперь необходимо построить отрезок, для этого на панели задач выбираем команду отрезок , в появившемся окне выбираем стиль Осевая. рис.4.

 Рис.4.

 

Относительно этой оси с помощью вспомогательных прямых строим часть фрагмента детали согласно размерам.

Далее обводим фрагмент основной линией , выбирая на панели инструмента значек Отрезок

 

Кнопка   Фаска позволяет построить отрезок, соединяющий две пересекающиеся кривые, т.е. «притупить» угол.

Панель свойств команды Фаска

Переключатель   позволяет выбрать способ построения фаски: по двум длинам или по длине и углу.

 

Для лучшего визуального просмотра необходимо удалить все вспомогающие прямые команда Редактор-Удалить-Вспомогательные кривые и точки.

Фрагмент чертежа после выполнения команд рис.5

Рис.5.

 

Строим шпоночный паз. Для этого строим две окружности

согласно размерам и соединяем их прямой основной линией. Рис.6

 

Для построения окружностей используется кнопка   Построение окружности по центру и точке инструментальной панели Геометрия Для построения окружности укажите на чертеже центр окружности или введите его координаты с клавиатуры. Затем укажите точку, лежащую на окружности или введите в строке Свойств величину радиуса.

Панель свойств окружностей

Группа переключателей Оси на Панели свойств позволяет вычерчивать окружности с осями симметрии или без осей.

Кнопка Запомнить состояние   позволяет запомнить параметры, которые были заданы при вводе объекта, для того, чтобы использовать их при создании следующих объектов.

Для того чтобы вычертить несколько окружностей с одинаковым радиусом, нужно ввести значение радиуса, и до фиксации этой окружности на чертеже нажать кнопку Запомнить состояние, заданный радиус будет автоматически предлагаться в строке параметров объектов при вводе следующей окружности.

Чтобы построить несколько концентрических окружностей из одного центра, укажите точку центра и нажмите кнопку Запомнить состояние. Затем последовательно создавайте окружности, указывая лежащие на них точки или вводя значение радиусов с клавиатуры. За один вызов команды можно

 

построить произвольное число окружностей.

Для выхода из команды нажмите кнопку   Прервать команду на Панели специального управления или клавишу <Esc>.

 

Рис.6

С помощью команды Редактирование - Усечь кривую убираем ненужную часть диаметра.

Аналогично, согласно размерам, строим второй паз.

Главный вид чертежа детали Вал. Рис.7.

Рис.7.

 

Построение разреза А-А.

Чтобы показать глубину шпоночного паза, нам необходим поперечный разрез вала.

Выбираем команду на панели инструментов Обозначение и выбираем

линию размера рис.8

Рис.8

 

Согласно размерам строим поперечный разрез вала. Рис. 9

 

 

Команда Скругление рис.9

Рис.9

 

Выполняем штриховку рис.10.

кнопка   Штриховка на инструментальной панели Геометрия.

Штриховка строится автоматически, если выполнены следующие условия:

1. Контур (граница) штриховки  вычерчен основной линией или линией для обрыва;

2. Контур замкнут.

Укажите точку внутри области, которую нужно заштриховать. Система автоматически определит ближайшие возможные границы, внутри которых указана точка.

Кнопки  Панели специального управления  предоставляют дополнительные возможности создания границ штриховки. Кнопка   Ручное формирование границ позволяет перейти к созданию временной ломаной линии, а кнопка   Обход границы по стрелке - к формированию контура, образованного пересекающимися объектами.

Для настройки параметров штриховки служат элементы Панели свойств

Из списка Стиль можно выбрать стиль штриховки (металл, камень, дерево и т.п.).

Список Цвет позволяет выбрать цвет штриховки. Щелчок на строке Другие цвета выводит на экран расширенный диалог выбора цвета.

В полях Шаг и Угол можно ввести или выбрать из списка шаг и угол наклона штриховки. 

 

Панель свойств команды Штриховка

Чтобы зафиксировать полученную штриховку и перейти к построению следующей, нажмите кнопку   Создать объект на Панели специального управления.

 

Рис.10.

 

Аналогичным образом выполняем разрез Б-Б. Рис.11

Рис.11.

 

Выносной элемент.

Часто на детали имеют место быть очень маленькие элементы, которые визуально плохо рассмотреть, поэтому при разработке чертежа такие элементы увеличивают, для лучшего просмотра, и выносят на пустое место на чертеже. В данном случае таким элементом является галтель.  Галтелью называется округление угла перехода с одного диаметра на другой на деталях цилиндрической или конической формы. Для этого воспользуемся командой Выносной элемент

Указываем нужный элемент, с помощью окружности и обозначаем буквой. рис.12

Рис.12.

Далее чертим элемент , увеличивая размеры рис.13

 

Кнопка   Скругление позволяет построить скругление дугой окружности между двумя пересекающимися объектами. Радиус скругления задается на панели свойств

 

Рис.13.

Теперь необходимо проставить размеры, допуск формы и шероховатость.

Линейные размеры.

Для нанесения линейных размеров на инструментальной панели Размеры используются кнопки Линейный размер и Авторазмер 

Панель Размеры

При использовании кнопки Линейный размер система автоматически проставит размер, равный расстоянию, между двумя указанными курсором точками (т1 и т2) привязки размера - точками выхода выносных линий. Третья указанная точка (т3) определяет положение размерной линии. Элементы управления создаваемым размером располагаются в панели свойств внизу экрана

Вкладка с элементами управления создаваемым размером

Линейные размеры могут располагаться параллельно линии, горизонтально или вертикально.

Вкладка Параметры служит для управления создаваемым размером и содержит следующие кнопки:

Вкладка Параметры

	1) Переключатели, управляющие отрисовкой  первой и второй выносными линиями размера.
	2) Список, позволяющий выбрать вид  первой и второй стрелки размера;
	3) Список, позволяющий указать нужный  способ размещения размерной  надписи.

 

Диалог ввода размерной надписи   позволяет задать нужное значение размера и настроить его оформление. Щелчок мыши по этой кнопке открывает окно.

Задание размерной надписи

Кнопка Авторазмер  позволяет построить размер, тип которого автоматически определяется системой в зависимости от того, какие объекты указаны для простановки размера.

Порядок и способы указания геометрических объектов зависят от того, какой именно размер требуется проставить:

· Линейный;

· Линейный с обрывом;

· Линейный от отрезка до точки.

Для выхода из команды простановки размера нажмите кнопку   Прервать команду на Панели специального управления или клавишу <Esc>.

 

Итак в нашем случае для простановки размеров воспользуемся значком на панели инструментов Размеры и выбираем линейный размер. На чертеже указываем первую.и вторую точки  привязки.  Если необходимо изменить размер или задать квалитет, допуск, то на панели инструментов меняем текст рис. 14.

  Рис.14

В появившемся окне проставляем квалитет, допуск и указываем форму, т.к. в данном варианте простановки линейного размера является вал и

 

необходимо указать на чертеже диаметр. рис.15.

 Рис.15.

 

 

 

 

Допуск формы.

Допуски формы и расположения поверхностей указывают на чертежах условными обозначениями.

Вид допуска формы и расположения поверхностей должен быть обозначен на чертеже знаками (графическими символами) 
При условном обозначении данные о допусках формы и расположения поверхностей указывают в прямоугольной рамке, разделенной на две и более части (рис.. а, б), в которых помещают:

в первой - знак допуска по таблице;

во второй - числовое значение допуска в миллиметрах;

в третьей и последующих - буквенное обозначение базы (баз) или буквенное обозначение поверхности, с которой связан допуск расположения

Рис.а.

Рис.б.

На панели инструмента выбираем значек Обозначение и выбираем ярлык

Допуск формы , указываем положение таблицы допуска, добавляем ответвление со стрелкой рис.16

  рис.16

На панели выбираем Таблица и в появившемся окне проставляем допуск формы и значение, при необходимости указываем базу. Рис. 17

Рис.17.

 

Базы( значок на панели инструментов)  обозначают зачерненным треугольником. Рамку соединяют с базой сплошной тонкой линией

Если базой является поверхность или ее профиль, то основание треугольника располагают на контурной линии поверхности (рисунок а) или на ее продолжении (рисунок б), причем соединительная линия между базой и рамкой не должна быть продолжением размерной линии.

Если базой является ось или плоскость симметрии, то зачерненный треугольник располагается на конце размерной линии.

Шероховатость.

1. Знаки шероховатости на изображении изделия располагают: – на выносных линиях между контуром детали и размерными линиями; – на полках линий-выносок; – на размерных линиях или их продолжении; – на линиях контура поверхности по возможности ближе к размерной линии, относящейся к данной поверхности.

2. Знаки шероховатости всегда  наносят со стороны обработки поверхности. При любом положении знака длинная его сторона должна быть справа по отношению к наблюдателю, находящемуся в вершине угла. Высота цифр значения шероховатости равна высоте цифр размерных чисел на поле чертежа.

 Для указания шероховатости  выбираем нужную поверхность  на чертеже, на панели задач  указываем вид обработки и значение.

3. При указании одинаковой шероховатости  для всех поверхностей изделия  обозначение шероховатости помещают  в правом верхнем углу чертежа  и на изображении не наносят  Размеры и толщина линий знака  в правом верхнем углу чертежа приблизительно в полтора раза больше, чем в обозначениях, нанесенных на изображении изделия.

На панели инструментов Вставка -Неуказанная шероховатость - Ввод.

В окне вносим размеры рис.18.

  Рис.18.

 

Основная надпись.  

В правом нижнем углу чертежа помещают основную надпись, в которой содержится ряд сведений об изображенной на чертеже детали.

В системе КОМПАС это делается очень просто. Необходимо щелкнуть дважды в поле основной надписи, и она перейдет в режим редактирования

(при этом все ячейки  надписи будут обведены тонкой пунктирной линией). Теперь вы можете вводить в любую ячейку штампа нужный текст. Для завершения редактирования основной надписи нажмите кнопку Создать объект на панели специального управления или выполните соответствующую команду при помощи контекстного меню. Заполненная основная надпись будет иметь приблизительно такой вид: