Рекламодатель: ЗАО «Топ Системы»

ИНН 7726601967 ОГРН 1087746953557

Рекламодатель: АО «СИЭС Групп»

ИНН 7722146379 ОГРН 1027700367661

Рекламодатель: ООО «АТИМ»

ИНН 9710098156 ОГРН 1227700259863

Рекламодатель:
ООО «С3Д Лабс»

ИНН 7715938849 ОГРН 1127747049209

12 - 2010

Технологии SolidWorks для проектирования приборов точной механики

Сергей Митясов, Кирилл Есавкин

В условиях острой конкуренции на рынке товаров и услуг на первый план выходят задачи по сокращению сроков изготовления и испытания опытного образца. Для решения этих задач на ФГУП ФНПЦ «ПО «СТАРТ» им. М.В.Проценко» применяется различное САD/CAM/CAE­программное обеспечение. Проектирование изделия с помощью САD/CAM/CAE­технологий дает возможность сократить временные затраты на разработку и корректировку как конструкции изделия, так и управляющих программ. Наличие 3D­модели изделия позволяет использовать ее при проектировании специализированных приспособлений и инструмента, что, в свою очередь, дает возможность применять весь комплект разработанных электронных моделей при технологической подготовке производства для верификации управляющих программ и проверки инструмента на столкновение с рабочими органами станка, приспособлениями и деталью.

Одним из программных продуктов, используемых на ФГУП ФНПЦ «ПО «СТАРТ» им. М.В.Проценко», является система 3D­проектирования SolidWorks 2010.

К нашему предприятию обратился один из ведущих разработчиков изделий приборной тематики с целью изготовления опытных образцов специализированной шарико­винтовой передачи (ШВП).

Функционально ШВП (шарико­винтовая передача — рис. 1) служит для преобразования вращательного движения в возвратно­поступательное (и наоборот).

ФГУП ФНПЦ «ПО «СТАРТ» им. М.В. Проценко» уже имело опыт изготовления опытной партии шарико­винтовой передачи для этого заказчика. По результатам ее изготовления выяснилось, что допуски, заданные в чертежах, не обеспечивают 100­процентной собираемости изделия, а требуют селективной сборки и доработки в процессе окончательной сборки. В связи с этим было принято решение о введении различных коэффициентов запуска деталей. Максимальный коэффициент достигал значения 3, что приводило к значительному удорожанию и увеличению времени изготовления опытной партии.

Рис. 1. Шарико-винтовая передача

Рис. 1. Шарико-винтовая передача

Исходными данными, предоставленными заказчиком для начала работ, были деталировка и сборка изделия на бумажном носителе. При получении нового заказа на изготовление шарико­винтовой передачи было принято решение об электронной проработке конструкторской документации на собираемость изделия. В качестве инструмента для конструкторской проработки из нескольких вариантов был выбран программный продукт компании Dassault Systemes SolidWorks Corp.

При проектировании 3D­моделей деталей по конструкторской документации сразу выявилась недостаточная проработка конструкции некоторых деталей, в частности детали «Вкладыш» (рис. 2 и 3), являющейся одной из наиболее ответственных и служащей для возврата шариков в рабочий виток. Величина уступов в канале достигала 0,2 мм, что привело бы к заклиниванию шарико­винтовой пары в худшем случае или к значительному увеличению времени прикатки в лучшем.

Рис. 2. 3D-модель детали «Вкладыш» по конструкторской документации

Рис. 2. 3D-модель детали «Вкладыш» по конструкторской документации

Рис. 3. Траектория движения шарика в детали «Вкладыш» по конструкторской документации

Рис. 3. Траектория движения шарика в детали «Вкладыш» по конструкторской документации

Было принято решение разработать новую конструкцию перепускного канала в детали «Вкладыш» (рис. 4). Для этого была просчитана траектория движения шарика в канале вкладыша. Поскольку конструкция детали симметрична, траектория рассчитывалась только для правой половины детали с последующим симметричным копированием.

Рис. 4. Траектория движения шарика в детали «Вкладыш», разработанная специалистами ФГУП ФНПЦ «ПО «СТАРТ» им. М.В.Проценко»

Рис. 4. Траектория движения шарика в детали «Вкладыш», разработанная специалистами ФГУП ФНПЦ «ПО «СТАРТ» им. М.В.Проценко»

Полученная в результате расчетов и построения конструкция канала вкладыша обеспечила максимальные уступы, не превышающие 0,005 мм. Разработанная конструкция канала (рис. 5) значительно облегчает сборку и, особенно, прикатку шарико­винтовой пары до требуемых значений момента торможения и момента начала движения.

Рис. 5. 3D-модель детали «Вкладыш», разработанная специалистами

Рис. 5. 3D-модель детали «Вкладыш», разработанная специалистами ФГУП ФНПЦ «ПО«СТАРТ» им. М.В.Проценко»

Окончательно конструкция детали «Вкладыш» была проверена на работоспособность с определением конфликтов с другими компонентами (шарик) при перемещении или вращении компонента (рис. 6). Система позволила определить наличие конфликтов в собранном состоянии или с выбранной группой компонентов. Можно найти конфликты или для выбранного компонента, или для всех компонентов, которые перемещаются в результате сопряжений с выбранными компонентами. Кроме того, использовался параметр «физическая динамика», который позволяет увидеть реалистичное движение компонентов сборки. Если физическая динамика включена, во время перетаскивания компонент передает некоторое усилие всем смежным компонентам и перемещает их, если это возможно.

Рис. 6. Исследование движения шарика в канале детали «Вкладыш»

Рис. 6. Исследование движения шарика в канале детали «Вкладыш»

Рис. 7. Исследование движения шарика в сборке с ходовым винтом

Рис. 7. Исследование движения шарика в сборке с ходовым винтом

Следующим этапом проверки шарико­винтовой пары на работоспособность была сборка винта, двух гаек, шести вкладышей, втулки и комплекта шариков (рис. 7). Эта сборка также была проверена на работоспособность с определением конфликтов с другими компонентами при перемещении или вращении компонента.

Результаты изготовления опытной партии шарико­винтовой передачи показали, что:

  • доработка конструкторской документации не понадобилась;
  • достигнута 100­процентная взаимозаменяемость деталей;
  • доработка при сборке не требуется;
  • время прикатки уменьшилось в 2,5­3 раза по сравнению с предыдущей версией шарико­винтовой пары;
  • 3D­модели использовались при разработке управляющих программ для станков с ЧПУ;
  • 3D­модели применялись при проверке управляющих программ станков с ЧПУ на столкновения;
  • 3D­модели использовались при контроле на координатно­измерительной машине.

По результатам технологической подготовки производства и изготовления опытной партии изделия можно сделать вывод, что проработка конструкции и технологии изготовления с помощью программного обеспечения SolidWorks хотя и заняла некоторое время, но позволила сэкономить материальные ресурсы более чем в 4 раза. Время, прошедшее от получения конструкторской документации до выхода готового изделия, сократилось более чем в 2 раза при тех же затратах человеческих ресурсов. 

Литература

  1. Расчет и конструирование передач винт — гайка качения: Рук. мат. Под ред. Г.А. Левит. М., 1964. 83 с.
  2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3 т. 8­е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2003.

Сергей Митясов

Сергей Митясов

Инженер-технолог ФГУП ФНПЦ «ПО «СТАРТ» им. М.В.Проценко».

Кирилл Есавкин

Кирилл Есавкин

Инженер-технолог ФГУП ФНПЦ «ПО «СТАРТ» им. М.В.Проценко».

В начало В начало

САПР и графика 12`2010

Регистрация | Войти

Мы в телеграм:

Рекламодатель:
ООО «Нанософт разработка»

ИНН 7751031421 ОГРН 5167746333838

Рекламодатель: ЗАО «Топ Системы»

ИНН 7726601967 ОГРН 1087746953557