САПР и графика, №4/2005 2005

КОМПАС-3D в конструировании технологической оснастки

Галина Волкова, Ирина Зайцева, Олег Зыков, Леонид Тюменцев

Все больше конструкторов создают сложные проекты изделий в системах трехмерного твердотельного моделирования. Не остаются в стороне и конструкторы технологической оснастки. Хотя надо признать, что многие по старинке проектируют штампы и пресс-формы на плоскости. Причина проста: привычка. "Плоское" проектирование хорошо освоено, и к тому же есть доступные инструменты. В линии программных продуктов КОМПАС это системы КОМПАС-Штамп и Библиотека деталей пресс-форм. Однако в "плоском" проектировании немало проблем. Основная - создание чертежей на рабочие части формообразующих штампов и пресс-форм.

Эта проблема успешно решается с помощью базового набора функций КОМПАС-3D. Поэтому многочисленные пользователи КОМПАС-График постепенно переходят на объемное проектирование. Приведем только два примера оснастки, спроектированной в КОМПАС-3D: пресс-форма (рис. 1) и штамп (рис. 2). Какие возможности пришлось задействовать для создания этих моделей?

Рис. 1
Рис. 1. Модель пресс-формы в открытом и закрытом состоянии, часть конструкторской документации.
Рис. 2
Рис. 2. Модель штампа в открытом состоянии, в центре - готовое изделие

Базовые возможности

Как уже отмечалось, серьезная задача при проектировании штампов и пресс-форм - создание документации на рабочие части. В КОМПАС-3D с помощью базовыховозможностей и команд эта задача решается довольно легко. В частности, модели формообразующих деталей при проектировании пресс-форм (рис. 3) создаются по следующей технологии:

  • строится трехмерная модель отливаемой детали с указанием конкретного материала и технологических уклонов на определенных плоскостях;
  • создается промежуточная модель-заготовка нужной формы (цилиндр, призма и т.д.), в которую помещается модель отливаемой детали;
  • с помощью команд "Вычесть компоненты" и "Объединить компоненты" создаются формообразующие элементы моделей матрицы и пуансона, причем на этом этапе имеется возможность задания коэффициента масштабирования, компенсирующего усадку материала;
  • из исходной заготовки создаются две детали - матрица и пуансон, в которых отсекаются ненужные элементы.

Далее остается только доработать эти детали в соответствии с конструктивной необходимостью.

Естественно, что в КОМПАС-3D из отдельных моделей можно создавать трехмерные сборки, а затем выполнять проверку сборок на собираемость с помощью команд проверки пересечений. В процессе создания моделей и сборок можно накапливать информацию для создания спецификации в полуавтоматическом режиме.

При необходимости из сборок и отдельных моделей можно получать ассоциативные чертежи, которые автоматически изменяются при внесении изменения в модели.

Рис. 3
Рис. 3. Получение формообразующих деталей: а - модель отливаемой детали, б - промежуточная модель-заготовка, в и г - матрица и пуансон.

Однако базовые возможности трехмерного моделирования - еще не все, что нужно конструктору оснастки. Как правило, в конструкциях штампов и пресс-форм присутствует достаточно большое количество стандартных и типовых деталей. Для ускорения процесса проектирования многие пользователи создают свою базу таких моделей. Но при постоянной загруженности специалистов выбрать время на эту работу проблематично.

До настоящего момента подобные стандартные базы присутствовали в КОМПАС только в качестве двумерных библиотек. И вот в январе 2005 года, одновременно с выходом КОМПАС-3D V7 Plus, семейство прикладных библиотек дополнилось двумя новыми библиотеками для конструкторов технологической оснастки. Это 3D-библиотека деталей штампов и 3D-библиотека деталей пресс-форм. Познакомимся с краткими техническими характеристиками новых продуктов.

3D-библиотека деталей штампов

Библиотека содержит трехмерные параметрические модели деталей штампов и стандартные таблицы размерных параметров для каждой детали (рис. 4). В библиотеке собраны детали, которые наиболее часто применяются при проектировании штампов холодной листовой штамповки:

  • рабочие детали (пуансоны, матрицы);
  • быстросменные рабочие детали;
  • плиты;
  • направляющие колонки и втулки;
  • хвостовики;
  • элементы фиксации (упоры, ножи, фиксаторы, прижимы);
  • отлипатели, ограничители, толкатели, траверсы и другие детали;
  • крепежные элементы, применяемые при проектировании штампов.

Помимо отдельных деталей библиотека содержит также сборочные узлы:

  • клиновые прижимы по ГОСТ 24531-80;
  • хвостовики плавающие по ГОСТ 16719-80 и ряд других.

Всего же библиотека насчитывает около 250 моделей и таблиц ГОСТ.

Рис. 4
Рис. 4. 3D-библиотека деталей штампов

3D-библиотека деталей пресс-форм

Библиотека содержит трехмерные параметрические модели стандартных и типовых деталей пресс-форм и стандартные таблицы размерных параметров для каждой детали (рис. 5). В библиотеке собраны детали, которые наиболее часто применяются при проектировании пресс-форм следующих типов:

  • пресс-форм для литья под давлением термопластов и цветных сплавов;
  • прессовых пресс-форм для реактопластов и резины;
  • пресс-форм для выплавляемых моделей.

В библиотеке представлены детали различных конструкций пресс-форм:

  • плиты, матрицы;
  • колонки и втулки направляющие;
  • втулки литниковые;
  • колонки лекальные;
  • хвостовики;
  • фиксаторы, упоры;
  • контртолкатели;
  • ниппели и другие детали;
  • крепежные элементы, применяемые при проектировании пресс-форм.

Всего в библиотеке около 90 моделей и таблиц ГОСТ.

Рис. 5
Рис. 5. 3D-библиотека деталей пресс-форм

Как с ними работать?

При работе с новыми библиотеками конструктор может:

  • выбирать размерные параметры деталей из стандартных таблиц;
  • создавать новые детали, вводя произвольные (нестандартные) значения параметров;
  • размещать детали в трехмерной сборке и при необходимости корректировать координаты привязки;
  • на любом этапе работы редактировать значения размерных параметров и координаты расположения объектов в сборке.

Работа начинается с выбора нужной группы деталей, которые в библиотеках собраны по функциональному назначению. Выбирать можно либо из меню библиотеки, либо, что более удобно, из компактных инструментальных панелей. Они автоматически становятся доступными при подключении библиотеки к системе КОМПАС-3D V7 Plus.

Выбор детали из базы, ввод параметров детали осуществляется в диалоге свойств объекта (рис. 6). Чтобы обеспечить наглядность при выборе деталей из группы и вводе параметров детали, в диалоге свойств предусмотрено слайдовое окно. Оно содержит изображение детали, на котором показаны условные обозначения размерных параметров.

Рис. 6
Рис. 6. Выбор детали из меню, выбор значений размеров из таблиц и их редактирование

Изначально положение объекта в сборке указывается курсором, но затем можно отредактировать это положение, в том числе вводом координат (рис. 7). Также имеется возможность поворота объекта относительно собственных осей координат.

Рис. 7
Рис. 7. Изменение расположения деталей в сборке

При вставке детали в сборку информация о ней автоматически заносится в спецификацию. Возникает вопрос: как формируется эта информация? Ответ можно найти на вкладке Спецификация все того же окна свойств детали (рис. 8). Здесь можно просмотреть исходные записи и отредактировать их при необходимости, а также указать, создавать ли вообще объект спецификации и в какой раздел его помещать (Детали или Стандартные изделия).

Рис. 8
Рис. 8. Создание объектов спецификации и редактирование данных для заполнения записей

Для деталей из библиотеки предусмотрена возможность автоматического создания деталировочных чертежей (рис. 9). При их формировании системой создается бланк чертежа, в котором заполнены основная надпись и технические требования на деталь. Конечно же, присутствуют проекции детали, которые были выбраны ранее. При редактировании параметров детали в сборке автоматически выполняется обновление изображений проекций на деталировочном чертеже.

Рис. 9
Рис. 9. Автоматическое формирование деталировочных чертежей

Администратору на заметку

Библиотеки поддерживают два типа баз данных: Microsoft Access и Microsoft SQL Server. И два разных справочника материалов: свой встроенный и корпоративный справочник материалов и сортаментов АСКОН. Обе эти настройки, а также еще несколько пунктов можно найти в меню настроек обоих библиотек (рис. 10).

Рис. 10
Рис. 10. Окно настроек библиотек

Широкие функциональные возможности библиотек в сочетании с возможностями системы КОМПАС-3D V7 Plus, разнообразие стандартных и типовых деталей в базах библиотек позволяют существенно сократить затраты времени на проектирование технологической оснастки и обеспечивают высокое качество документации.

В качестве примера приводим две конструкции, реализованные уже с использованием новых библиотек: модель гибочного штампа (рис. 11) и модель пресс-формы (рис. 12).

Рис. 12
Рис. 12. Модель пресс-формы

Переход от "плоского" проектирования к трехмерному открывает неограниченные возможности не только в области проектирования, но и в области изготовления технологической оснастки. Использование электронных твердотельных моделей позволяет уйти от "бумажного" проектирования. Модель изделия, созданная разработчиком, может быть использована конструктором по технологической оснастке, а модели деталей штампа или пресс-формы можно использовать для изготовления деталей штампов и пресс-форм на станках с числовым программным управлением.

Применение твердотельного проектирования позволит ускорить процесс освоения новых видов изделий за счет повышения качества разработок, существенного сокращения времени на конструкторско-технологическую подготовку производства и на изготовление технологической оснастки.

Отметим, что многие предприятия уже освоили новый подход к проектированию технологической оснастки. На "Конкурсе АСов КОМПьютерного 3D-моделирования" 2004 года специальный приз за лучший проект по разработке технологической оснастки получило одно из крупнейших предприятий российской шинной промышленности ОАО "Омскшина». Оно представило трехмерную модель пресс-формы для вулканизации покрышек ВлИ-5 (рис. 13). Изделие состоит из 148 деталей и хорошо иллюстрирует возможности современных систем трехмерного проектирования в разработке оснастки.

Рис. 13
Рис. 13. Пресс-форма для вулканизации покрышек (ОАО "Омскшина")

Другие статьи...

Вход на сайт

E-mail:
Пароль:
  Я не помню пароль.

Восстановление пароля

E-mail:
На указанный при регистрации email будет отправлено письмо с паролем