6 - 2008

CimatronE DieDesign — проектирование штампов в рекордные сроки

Конечно-элементный анализ

Проектирование сборки штампа

Разработка чертежно-графической документации

Программирование станков с ЧПУ

Заключение

Продолжаем рассматривать возможности комплекса специализированных подсистем и модулей CimatronE v .8.5 для проектирования штампов DieDesign
Начало в № 5’2008.

Конечно-элементный анализ

При проектировании размещаемых на полосе промежуточных заготовок конструктор в любой момент может использовать встроенные в систему средства конечно-элементного анализа, для работы с которыми не нужны специальные знания и не требуется выполнения преобразований модели. Эти средства позволяют предсказать и графически показать в каждой точке модели изменения толщины (модуль Die Thickness & Thinning Analysis) и появление разрывов или складок (модуль Die Safety Zone Analysis) в результате выполнения операций штамповки (рис. 5), рассчитать развертку детали или отдельных ее элементов на плоскость или 3D-поверхность (модуль Blank on Binder). Последняя возможность необходима, например, при моделировании многошаговой вытяжки, когда развертка должна лежать на поверхностях детали или на вспомогательных промежуточных поверхностях. При работе с этими модулями пользователь может включать в систему собственные марки материала, вводя значения требуемых параметров и характеристик (коэффициент текучести, модуль нормальной упругости, пределы растяжения и сдвига, коэффициент Пуассона, толщина и др.).

Рис. 5. Для получения детальных результатов анализа операций штамповки требуется лишь выбрать из меню соответствующую функцию и подождать несколько секунд

Рис. 5. Для получения детальных результатов анализа операций штамповки требуется лишь выбрать из меню соответствующую функцию и подождать несколько секунд

Разработчики штампов, которым нужно моделировать операции формообразования, но не требуется проектировать полосу, могут применять модули Sheet Metal или Sheet Metal with Blank. Модуль Sheet Metal позволяет пользователю модифицировать геометрию детали аналогично модулю Die Strip Design, моделируя операции штамповки и создавая промежуточные заготовки, а модуль Sheet Metal with Blank дополнительно включает возможность создания для детали из листа плоской заготовки (развертки).

В начало В начало

Проектирование сборки штампа

Для комплексного проектирования сборок штампов на основе стандартных или пользовательских каталогов унифицированных деталей и узлов используется модуль Die Tool Design, функциональность которого аналогична возможностям известного модуля проектирования литьевых форм CimatronE MoldDesign. Отметим, что помимо этого в CimatronE v.8.5 была также интегрирована разработка ведущего поставщика каталогов CADENAS — CADENAS PARTsolutions, применение которой позволяет дополнительно применять тысячи готовых стандартных компонентов, исключив из процесса проектирования многие непроизводительные операции.

Рис. 6. На основе широкого спектра стандартных компонентов, поддерживающих произвольные «вырезающие» объекты, быстро проектируются пуансоны и компонуются другие детали штампа

Рис. 6. На основе широкого спектра стандартных компонентов, поддерживающих произвольные «вырезающие» объекты, быстро проектируются пуансоны и компонуются другие детали штампа

Проектирование сборки штампа в Die Tool Design начинается с выбора стандартного каталога и входящей в него одной из конфигураций штампа. После указания на экране спроектированной полосы происходит автоматическая генерация параметрической 3D-сборки, и конструктор в соответствии с размерами полосы вносит коррективы в габаритные размеры штампа. Затем разрабатываются вырубные, гибочные и формовочные пуансоны и другие компоненты штампа, при проектировании которых особое удобство создает возможность моделирования деталей в сборочной среде, а также поддержка для стандартных деталей или сборок произвольных вырезающих объектов, автоматически формирующих при вставке стандартного компонента в сборку соответствующие вырезы в смежных деталях (рис. 6).

Особый интерес представляет проектирование пуансонов. Сначала из каталога выбирается один из вариантов типовых пуансонов и происходит генерация соответствующей сборочной модели, состоящей из плит и крепежа (винтов, штифтов). Полученная модель размещается в сборке штампа и при необходимости в ее габаритные размеры вносятся коррективы с учетом размеров формуемого на полосе элемента заготовки. Для автоматической генерации поверхностей рабочей части вырубного пуансона требуется указать на полосе контур вырубаемого элемента, полученный на этапе ее проектирования, и базовую поверхность сборки пуансона. Соответствующее отверстие требуемого профиля в матрице создается также автоматически на основе определяемых предварительно установочных параметров.

Рабочей поверхностью гибочных и формовочных пуансонов являются поверхности соответствующей заготовки на полосе. При необходимости эти поверхности расширяются и продлеваются, после чего ими в автоматическом режиме производится обрезка тела пуансона и его ответной части, располагающейся на плите матрицы. Детали крепления ответных частей пуансонов, а также другие элементы штампов (пружины, различные типы колонок, рым-болты, плиты, крепеж, демпферы и др.) размещаются из каталогов стандартных деталей аналогичным образом или проектируются пользователем (рис. 7).

Рис. 7. Комплекс функциональных и организационных средств CimatronE DieDesign позволяет предельно сократить сроки разработки сложных штампов

Рис. 7. Комплекс функциональных и организационных средств CimatronE DieDesign позволяет предельно сократить сроки разработки сложных штампов

При работе в Die Tool Design с пользовательскими каталогами конструктору доступны вся функциональность и специальные средства этого производительного модуля, что создает предпосылки для создания пользователями собственных САПР. При создании пользовательских каталогов параметрических и ассоциативных компонентов в качестве основы могут использоваться любые стандартные каталоги. Также пользователь может вводить в систему собственные знания о значениях зазора между плитой и пуансонами.

Дополнительные преимущества при проектировании штампов предоставляет режим параллельного проектирования (Concurrent Design), позволяющий нескольким пользователям работать с одной сборкой одновременно, что обеспечивает существенное сокращение сроков выполнения работ. Применение Die Tool Design на начальных стадиях проектирования дает возможность очень быстро сформировать предварительную сборку и спецификацию штампа, что позволяет точнее определить стоимость выполнения заказа в целом.

В начало В начало

Разработка чертежно-графической документации

Подсистема разработки чертежно-графической документации CimatronE позволяет создавать ассоциативные документы в соответствии с требованиями ЕСКД. Удобные функции создания шаблонов документов предполагают автоматическое формирование типовых документов, включающих произвольное количество листов, видов, в том числе «разобранных», разрезов, сечений, таблиц со справочными данными и другую информацию (рис. 8). Независимо от того, является ли геометрическая модель объекта замкнутой или нет, штриховка на ее разрезах и сечениях будет создаваться автоматически, что позволяет избежать работы по корректировке импортированной из других систем геометрии.

Рис. 8. Чертежно-графическая документация, формируемая в CimatronE, соответствует требованиям ЕСКД и ЕСТД

Рис. 8. Чертежно-графическая документация, формируемая в CimatronE, соответствует требованиям ЕСКД и ЕСТД

Учитывая большое количество в деталях штампов отверстий, упростит оформление документов функция автоматического создания таблиц отверстий. Таблицы включают идентификаторы отверстий, их тип, координаты центра, начальные координаты Z, глубину и другую информацию, формируемую автоматически «анализатором отверстий» в соответствии с геометрической моделью. Другая функция позволяет автоматически привязывать к отверстиям ярлыки. Состав информации ярлыков настраивается в соответствии с данными таблицы отверстий. Таблицы отверстий и ярлыки являются ассоциативными друг другу и автоматически отражают вносимые изменения. Автоматически создаваемая спецификация (Bill of Materials) включает информацию для заказа стандартных компонентов сборки и упрощает определение его стоимости. Соответствие системы требованиям ЕСТД, включая наличие библиотек обозначений опор, зажимов, установочных и зажимных элементов и шаблонов документов, позволяет быстро создавать различные технологические (операционные) эскизы.

В начало В начало

Программирование станков с ЧПУ

Интеграция конструкторских и технологических возможностей в рамках одной системы дает пользователям CimatronE многие дополнительные преимущества. Как верно отмечает один из пользователей  — Ron Hoard, менеджер по разработке Advance Mold (Ливония, шт.Мичиган), «тесная интеграция проектирования и производства позволяет нам браться за самые хорошие и выгодные проекты и улучшать переход от проектирования к производству. Это помогает нам оптимизировать весь рабочий процесс и обслуживать заказчиков быстрее и за меньшую стоимость».

Возможности CimatronE в сфере обработки на станках с ЧПУ давно зарекомендовали себя как качественные и надежные в различных отраслях зарубежного и отечественного производства. Система обеспечивает программирование 2-4-координатной проволочной и прошивной электроэрозионной (включая специальную подсистему для проектирования электродов), 2-5-координатной фрезерной и токарной обработки, предлагая разнообразные модули для производства специфических деталей изделий различного типа, пресс-форм, электродов и штампов, развитые средства визуализации и проверки результатов.

Не только сложные задачи, например обработка деталей двигателей (крыльчатки, лопатки и др.), но и такие рутинные, как программирование сверления, могут выполняться качественно и быстро. В частности, для сверления многочисленных ступенчатых отверстий в деталях штампов, находящихся в одной плоскости или требующих 5-координатных перемещений инструмента, отличные отзывы получила возможность «автоматического сверления». При ее применении сотни отверстий с произвольной ориентацией оси распознаются за секунды, после чего система автоматически привязывает к каждому из них требуемую последовательность технологических переходов (в том числе стандартных циклов) и параметров, правила выбора которых могут настраиваться пользователем. В результате пользователь достигает сокращения времени программирования сверлильных переходов на 80% и более.

В начало В начало

Заключение

Рассмотренное инновационное решение для проектирования штампов листовой штамповки CimatronE DieDesign предоставляет пользователю комплекс специальных средств для быстрого и точного расчета стоимости выполнения заказа на штамповку деталей, проектирования полосы и сборки штампа, проведения необходимого анализа возможных проблем штамповки. Интегрированные с другими подсистемами CimatronE модули проектирования штампов комплексно покрывают рабочий процесс разработки и производства и предполагают организацию совместной работы группы специалистов на различных этапах рабочего процесса. Система предоставляет возможность одновременного выполнения (распараллеливания) традиционно последовательно выполняемых работ, предлагая средства автоматического выявления и отслеживания инженерных изменений во всех разработанных моделях и документах независимо от того, в какой CAD-системе разрабатывались исходные модели изделий.

Независимая аналитическая компания CIMdata в обзоре «CimatronE Version 8.0 — A product review» характеризует DieDesign как «интеллектуальное, параметрическое и ассоциативное решение» и отмечает, что «приложение DieDesign включает комбинацию автоматизации и практичного управления, что обеспечивает быстроту, логичность, гибкость и способность сокращения числа проб и ошибок». DieDesign является легким и интуитивным в использовании приложением, позволяющим пользователям доводить начатые задачи до конца.

Систему CimatronE v.8.5 на эксклюзивной основе предоставляет компания «Би Питрон» (www.bee-pitron.com), осуществляющая полный комплекс работ по предпродажной подготовке, поставке, обучению, внедрению, гарантийному и послегарантийному обслуживанию. Более подробно о возможностях предоставляемых систем можно ознакомиться в офисах компании, на выставке RosMould (www.rosmold.ru — павильон 2, зал 7, стенд D14), а также на традиционном июльском семинаре «Би Питрон» в Санкт-Петербурге.

В начало В начало

САПР и графика 6`2008