Проектирование и изготовление штампов
Детали из листового материала очень широко применяются в машиностроительных изделиях. Для получения таких деталей необходимы штампы, поэтому их проектирование и изготовление является одной из основных задач технологической подготовки производства.
Большинство систем 3D-проектирования имеют специализированные модули для проектирования штампов, позволяющие максимально автоматизировать этот процесс. Однако широкого распространения они не получили по двум причинам: во-первых, во многих случаях они не содержат необходимых библиотек стандартных компонентов, а во-вторых, их стоимость зачастую сопоставима, а иногда и превышает стоимость базового модуля.
Поэтому на предприятиях, несмотря на применение систем 3D-проектирования, как правило, проектирование штампов по-прежнему выполняется в 2D.
Такое положение дел во многих случаях является недопустимым в связи с тем, что время изготовления оснастки измеряется днями, а на проектирование вообще не отводится времени, то есть эти процессы должны протекать параллельно.
Рис. 1. 3D-модель гибочного штампа
Целью данного пилотного проекта (рис. 1), выполненного по заказу одного из крупнейших машиностроительных заводов Украины, была отработка методов организации работы для быстрого проектирования штампов с помощью базовых функций Autodesk Inventor и получения управляющих программ для станков с ЧПУ с помощью интегрированной системы InventorCAM. Применение интегрированной системы является предпочтительным, поскольку позволяет избежать передачи данных через промежуточные форматы, что зачастую чревато потерей части информации, а также максимально автоматизировать получение управляющих программ при внесении изменений в деталь.
На наш взгляд, выполнение проектных работ в масштабе предприятия должно в обязательном порядке выполняться с применением системы управления проектом. Для этого поставка Inventor включает систему Autodesk Vault, представляющую собой среду управления и хранения документов проекта. Каждый участник проекта получает определенные права доступа на редактирование, удаление, чтение файлов и папок проекта.
Autodesk Vault позволяет организовать параллельную работу конструкторов над единым проектом, например одновременное выполнение построения модели сборки, моделей деталей и оформления чертежей.
Характерной особенностью конструкции штампов является наличие значительного количества стандартных деталей. На различных предприятиях эти детали могут применяться по ГОСТам или по заводским нормалям. Таким образом, важной задачей является создание пользовательских библиотек. Для этого в Inventor предусмотрен очень мощный и удобный инструментарий: к параметрической модели детали подсоединяется таблица изменяемых параметров, после чего выполняется публикация в библиотеке данного компонента.
В рамках выполнения данного пилотного проекта была разработана библиотека, включающая следующие компоненты:
- ГОСТ 13121-83 «Втулки направляющие ступенчатые»;
- ГОСТ 13199-81 «Колонки направляющие ступенчатые»;
- ГОСТ 18740-80 «Упоры цилиндрические»;
- ГОСТ 18789-80 «Толкатели».
Данную библиотеку можно бесплатно скачать с сайта: www.arcada.com.ua.
Помимо стандартных деталей в конструкцию штампов входят нестандартные детали сложной формы (матрица, пуансон, обойма), которые, как правило, изготавливаются на станках с ЧПУ.
Как уже отмечалось, для проектирования обработки на станках с ЧПУ и получения управляющих программ в этом проекте использовалась интегрированная система InventorCAM.
Применение этой системы позволяет технологам-программистам использовать ту же систему управления проектом, которой пользуются проектировщики (Vault). Таким образом, работы ведутся в едином информационном пространстве, что дает возможность разным отделам быстро и эффективно обмениваться информацией.
Рис. 2. Визуализация обработки отверстий
Обработка проектируется непосредственно по 3D-модели, созданной инструментами Autodesk Inventor (рис. 2). Чертежи используются как вспомогательная информация. При этом технологу-программисту доступны все инструменты Autodesk Inventor — это дает возможность на лету добавлять к модели детали различные технологические элементы, проектировать заготовку и оснастку. Использование модели оснастки позволяет не только учитывать ее при проектировании обработки, но и отслеживать различные коллизии на этапе визуализации обработки.
В процессе подготовки производства нередки ситуации, когда необходимо внести изменения в детали, уже переданные на проработку инженерам-программистам. Зачастую это приводит к потере времени и осложнению работы последних, поскольку обработку приходится проектировать заново. Применение единой системы управления проектом позволяет инженеру-технологу легко обновить модель такой детали. При этом InventorCAM сообщает о том, что исходная модель была изменена, и предлагает синхронизировать уже существующие траектории инструмента с новой геометрией. После автоматической синхронизации все траектории инструмента будут соответствовать новой геометрии. Это позволяет не только сэкономить время технолога-программиста, но и сократить время технологической подготовки производства.
Таким образом, комплекс программных продуктов Autodesk Inventor плюс InventorCAM представляет собой недорогое и удобное решение для проектирования и изготовления штампов.
