Машиностроительное проектирование в КОМПАС-3D V14 на новом витке развития, или Полезные новинки пакета обновлений MCAD SP1 от АСКОН

Леонид Платонов
Инженер-конструктор ГП НИИКА (Донецк), сертифицированный преподаватель по КОМПАС-3D

Система КОМПАС­3D V14 продолжает развиваться, пополняясь новым функционалом и становясь более удобной в работе.

Вслед за выходом пакета обновлений SP1 базовой конфигурации КОМПАС­3D V14 компания АСКОН представляет новую порцию обновлений для конструкторов­машиностроителей.

Итак, пакет обновлений SP1 содержит около ста исправлений и улучшений для различных приложений машиностроительной конфигурации.

Наиболее ощутимыми обновления покажутся пользователям 64­разрядной версии системы КОМПАС­3D, так как разработаны 64­разрядные версии сразу трех приложений:

• «Валы и механические передачи»;
• «Библиотека построения разверток»;
• «Система проектирования пружин».

Следует отметить, что «Библиотека построения разверток» в составе машиностроительной конфигурации появляется впервые. Она перенесена из строительной конфигурации.

Кроме того, в машиностроительной конфигурации системы КОМПАС­3D руководство пользователя увеличилось на позицию — его в формате pdf получила библиотека расчета размерных цепей.

Обновлениям приложений «Валы и механические передачи», «Система проектирования пружин», «Библиотека построения разверток» будут рады пользователи не только 64­разрядной, но и 32­разрядной версии, так как именно эти приложения получили основную долю улучшений и нововведений.

Обновления приложений коснулись не только функционала, но и расширения возможностей по представлению данных результатов расчета. Так, отчеты, сформированные по результатам расчетов в приложениях «Валы и механические передачи» и «Система проектирования пружин», могут быть экспортированы в файлы форматов PDF, JPEG, RTF, ODS, ODT. Проектировщики пружин, кроме того, получили возможность экспортировать результаты своих расчетов в документы MS Word и HTML.

Улучшения также коснулись приложений «Пресс­формы 3D» и «Трубопроводы­3D».

Рис. 1. Обновленные инструменты проектирования трасс и траекторий при построении трубопроводов

В приложении «Трубопроводы­3D» добавлена команда Копировать траекторию, которая позволяет копировать траекторию и точечные объекты в документе (рис. 1).

Доработаны также такие команды, как Специальная труба и Создать аксонометрическую проекцию. Теперь пользователи могут создавать объекты спецификации для трубы­тела и получать автоматическое обновление данных спецификации в случае редактирования. Кроме того, стало можно не учитывать масштаб схемы при вставке условных графических обозначений (УГО), что позволяет управлять их размерами.

Отдельного внимания и более детального рассмотрения по праву заслуживают обновленные приложения «Валы и механические передачи», «Система проектирования пружин», «Библиотека построения разверток», а также «Пресс­формы 3D».

Инструменты импортозамещения и параметрическое 2D­проектирование в приложении «Валы и механические передачи»

Само собой разумеется, что залог успешной конкурентной борьбы современных машиностроительных предприятий — производство современных, качественных, технологичных и конкурентоспособных изделий. Для достижения этой цели необходимо использовать в производстве детали и комплектующие, выполненные не только в соответствии с отечественной нормативной базой (ГОСТ, ОСТ), но и со стандартами других стран.

Нормативная база, заложенная в предыдущих версиях машиностроительной конфигурации системы КОМПАС­3D, не всегда покрывала все потребности современных специалистов. Теперь эта проблема решена. Яркий тому пример — обновленное приложение «Валы и механические передачи».

Информационное наполнение текущей версии приложения пополнилось десятком зарубежных стандартов, используемых при проектировании зубчатых и червячных передач, шлицевых соединений, а также при проектировании звездочек приводных роликовых цепей.

В системе «Валы и механические передачи» стал доступен расчет дюймовых зубчатых передач с питчевым модулем, а также зубчатых передач с метрическим зарубежным модулем (рис. 2).

Рис. 2. Выбор модуля и исходного контура при проектировании зубчатых передач в обновленном приложении «Валы и механические передачи»

Проектирование зубчатых передач в настоящее время возможно в соответствии со следующими зарубежными стандартами: AGMA 201.02, ASA B6b, DIN 3972­52, ISO 53:1998, JIS B 1701­1973.

Кроме того, появилась возможность самостоятельного ввода значения модуля, а также возможность выбора нестандартных долбяков. База долбяков может формироваться, корректироваться и пополняться специалистами предприятия самостоятельно в процессе работы.

При проектировании шлицевых соединений также можно опираться на стандарты других стран: DIN 5482­1973, SAE J499A­1975, DIN 5471­1974, DIN 5472­1980. Появилась возможность проектировать нестандартные шлицы, используя в качестве прототипа параметры шлицев, входящих в один из зарубежных стандартов или ГОСТ. При необходимости практически любой параметр шлицев­прототипов можно изменить или создать шлицы без прототипа (рис. 3).

Рис. 3. Расширенные возможности проектирования нестандартных шлицев

Рис. 4. Результат построения приводной звездочки для цепи 08А-1 ISO 606-94

Международный стандарт ISO 606­94 пополнил базу стандартов, согласно которым можно выбрать приводную роликовую цепь при проектировании цепных передач (рис. 4).

Развитие нормативной базы приложения также произошло за счет увеличения перечня используемых отечественных стандартов: ГОСТ и ОСТ. Например, добавлены базы шлицевых фрез по ГОСТ 8027­86, мелкомодульных долбяков по ГОСТ 10059­80, низких шпонок по ГОСТ 29175­91 и др.

Рис. 5. Выбор параметров шкивов при проектировании клиноременной передачи

Пополнение функциональных возможностей приложения осуществлено и за счет добавления новых видов расчетов:

• для зубчатоременной передачи реализован геометрический расчет, а для клиноременной передачи — подбор параметров шкивов в зависимости от выбранного ремня (рис. 5).
• расчет червячных передач может быть выполнен для червяков типов ZT1, ZT2, ZN3, ZK4 (рис. 6 и 7);
• винтовые эвольвентные зубчатые передачи, главным образом применяемые в приборо­ и станкостроении, теперь также могут быть рассчитаны и смоделированы средствами приложения (рис. 8).

Еще одна новинка в функционале приложения «Валы и механические передачи» — параметрическое 2D­проектирование, реализованное через так называемый функционал SID (Shaft Internal Dependences).

Рис. 6. Результат моделирования червяка типа ZT1 в приложении «Валы и механические передачи»

Рис. 7. Результат проектирования червяка типа ZN3 в системе «Валы и механические передачи 2D»

Рис. 8. Проектирование винтовых эвольвентных зубчатых передач в КОМПАС-3D

Теперь геометрические параметры одних элементов детали могут быть выражены через значения параметров других элементов путем добавления различных арифметических зависимостей между ними. Это может быть полезно при необходимости изменения размеров детали в процессе проектирования для минимизации числа изменяемых размеров, а также при проектировании большого числа типовых деталей разных размерных групп.

Рис. 9. Задание параметрических зависимостей между длинами ступеней вала в калькуляторе ввода значений

Зависимости между размерами устанавливаются при вызове калькулятора в поле ввода числовых значений (рис. 9). Для выполнения этой функции калькулятор пополнился возможностью ввода ряда новых выражений:

• Len()–x, вычислит устанавливаемый размер как разницу между длиной ступени и величиной x, например установка Len()–20 в поле ввода длины шлиц приведет к тому, что при изменении длины цилиндрического участка длина шлиц всегда будет пересчитываться по данной формуле;
• Diam()–x, аналогично для диаметра ступени;
• LenOut(n), вычислит устанавливаемый размер как длину участка под номером n (слева направо по внешнему контуру вала) — рис. 9;
• DiamOut(n) — аналогичный диаметр;
• LenInt(n) — длина участка, аналогичная длине внутреннего контура вала;
• DiamInt(n) — аналогичный диаметр;
• LenShaft() — общая длина вала;
• SizeRound() — округление вычисленной величины в соответствии с настройками, сделанными в приложении, — по умолчанию до ближайшего значения по ряду R40;
• iif(expr,x,y) — добавления условных ограничений, синтаксис записи выражения для глубины кольцевого паза зубчатого колеса (рис. 10): iif(Len()–50,Len()/2–7.5,Len()/2–5), то есть если длина ступени больше 50, то глубина равна половине длины ступени минус 7,5 или — длине ступени минус 5.

Выражения могут быть как простыми, так и сложными, содержащими комбинацию нескольких выражений и формул, например, LenOut(2)–(Len()+15)/2 или Sqrt(Diam()).

Рис. 10. Пример параметризации построения зубчатого колеса с помощью функционала SID

Рис. 11. Визуализация зубчатого зацепления

К другим новым возможностям приложения относятся следующие:

• визуализация работы зубчатого зацепления с возможностью создания стоп­кадра (рис. 11), необходимого для анализа картины зацепления;
• расширение числа типов таблиц параметров, генерируемых для механических передач (рис. 12);
• возможность снять ограничение на типоразмеры шпонок, связанное с диаметром вала при построении шпоночных пазов.

Обновления коснулись и механизма работы с подшипниками качения и уплотнительными манжетами в приложении «Валы и механические передачи 2D» (рис. 13). Построение подшипников и манжет происходит теперь с помощью справочника «Стандартные изделия» или библиотеки стандартных изделий, где обеспечен удобный поиск, в том числе и по маске номера подшипника.

Рис. 12. Выбор таблицы параметров для зубчатых колес

Рис. 13. Работа с подшипниками качения в приложении «Валы и механические передачи 2D»

Применение зарубежных стандартов при проектировании механических передач расширяет возможности по ремонту импортных узлов и агрегатов, позволяя уменьшить сроки и стоимость ремонта, например, сложного технологического оборудования, вынужденный простой которого приносит убытки. То есть сломанная импортная деталь может быть успешно спроектирована и изготовлена на отечественном предприятии с учетом стандартов страны­изготовителя в кратчайшие сроки, а не заказана и привезена из­за границы.

Функциональные сюрпризы приложения «Система проектирования пружин»

Система проектирования пружин пришла на смену приложению КОМПАС­Spring. Библиотека решает те же задачи, что и ее предшественник, однако она делает это эффективнее благодаря более удобному интерфейсу (рис. 14), а также исправлению и исключению ряда ошибок, встречающихся в КОМПАС­Spring.

Изменена методика построения тарельчатых пружин. Новая методика соответствует ГОСТ 3057­90 и при подборе пружин учитывает рабочую нагрузку, а в КОМПАС­Spring подбор пружин осуществлялся только по диаметру. Также появилась возможность анализировать сразу несколько схем сборки: одиночная пружина, последовательная и параллельная сборка пакета пружин. Результаты расчета группируются по схеме сборки (рис. 15).

Рис. 14. Новый диалоговый режим проектирования пружин кручения, пришедший на смену «Мастеру проектирования пружин»

Рис. 15. Результат расчета тарельчатых пружин с учетом рабочей нагрузки

Рис. 16. Параметрическое изменение высоты пакета тарельчатых пружин в составе сборочной единицы

Рис. 17. Визуализация работы пружины сжатия в сборочной единице «Клапан механический» путем управления значением внешней переменной, отвечающей за ход пружины

Переработан принцип построения 3D­моделей тарельчатых пружин, пружин сжатия и кручения. Теперь появилась возможность интеграции модели пружины в сборочную модель узла изделия в любом состоянии — деформированном крайнем или промежуточном, а также в свободном состоянии (рис. 16). Это достигается за счет изменения значений управляющих переменных и открывает перед пользователями широкие возможности при визуализации работы пружин в механизмах (рис. 17), в том числе и с использованием библиотеки анимации. Эти возможности доступны как для пружин с линейной деформацией, так и для пружин кручения, величина деформации которых определяется угловым смещением (рис. 18).

Рис. 18. Вставка пружин кручения в сборочную единицу с учетом угловой деформации

Пакет тарельчатых пружин в обновленном приложении представляет собой сборочную модель, а не многотельную деталь, как это было ранее. Кроме того, добавлена возможность создания объектов спецификации при построении тарельчатых пружин.

Изменения также коснулись и построения чертежей. Теперь чертеж пружины строится в новом документе. Перед вставкой изображения пружины оно отображается фантомом, что помогает конструктору сразу рационально расположить изображение пружины в поле чертежа. Для пружин сжатия, растяжения, кручения и тарельчатых пружин добавилась возможность выбора единиц шероховатости RZ или RА.

Для пакета тарельчатых пружин теперь можно отображать на чертеже диаграммы в соответствии с рекомендациями ГОСТ 2.401 — 68 (рис. 16 и 17). Добавлена возможность выбора пользователем определяющего напряжения в соответствующей кромке, которое будет выводиться в технические требования (рис. 19).

Рис. 19. Настройка параметров построения чертежа тарельчатой пружины

Таким образом, обновленный функционал приложения «Система проектирования пружин» позволяет выполнять точные расчеты пружин, в автоматизированном режиме оформлять чертежи в соответствии со стандартами, а также предоставляет широкие инструменты визуализации моделей пружин в составе сборочных единиц.

Элементы библиотеки построения разверток теперь в 3D

Библиотека построения разверток вошла в состав машиностроительной конфигурации обновленной. Теперь ее инструменты позволяют не только получать чертежи разверток патрубков различной конфигурации в автоматическом режиме, но и без участия пользователя генерировать пространственные модели патрубков, которые так необходимы конструктору для построения моделей воздуховодов систем вентиляции или кондиционирования. Теперь не надо самостоятельно вырисовывать упрощенные модели патрубков, ведь стали доступны их точные 3D­модели всего в несколько кликов, — остается больше времени для творчества и решения основных задач.

Библиотека также пополнилась новым элементом — стал доступен для проектирования «Тройник тип 3» (рис. 20).

Рис. 20. Тройник тип 3

Рис. 21. Комплект файлов, получаемых в результате проектирования тройника тип 3

В результате построения такого тройника по параметрам конструктора система КОМПАС­3D создает чертежи разверток всех трех элементов тройника: трубы и двух патрубков. Также создаются 3D­модели всех составных деталей и, конечно же, сборочная модель самого тройника (рис. 21). Если нет необходимости в создании 3D­моделей либо чертежей, то, отключая соответствующий пункт на вкладке библиотеки «Оформление», можно отменить то или иное действие (рис. 22). Здесь сразу следует отметить, что чертежи стали оформляться с учетом пользовательских настроек для новых документов. Таким образом, если конструктор для оформления чертежей применяет пользовательские основные надписи, самостоятельно откорректированные согласно требованиям стандарта предприятия, то при подготовке чертежей разверток у него нет необходимости менять оформления в менеджере документа отдельно для каждого чертежа развертки. Следует отметить, что при оформлении чертежей стал возможен выбор типа стрелок у проставляемых размеров (рис. 23), что помогает избежать «размерной каши» на насыщенном размерами чертеже.

Рис. 22. Выбор набора создаваемых файлов на примере проектирования тройника

Рис. 23. Выбор типа стрелок у проставляемых размеров

В библиотеке произошли улучшения и в процессе экспорта координат расчетных точек кривых развертки в текстовые документы. Оптимизированы настройки экспорта и добавлена возможность управления очисткой экспорта.

При выборе экспортируемых объектов элементы контура развертки могут быть добавлены не последовательно, а в произвольном порядке, и уже потом отредактированы инструментами команды экспорта. В этом случае редактированию подлежит как последовательность записи элементов, так и направление перемещения вдоль кривой. Все элементы должны быть однонаправленными и идти последовательно один за другим таким образом, чтобы начало каждого следующего выбранного элемента совпадало с концом предыдущего, создавая контур. Направление текущего выбранного объекта (линия красного цвета) в процессе выбора объекта указывается стрелкой (рис. 24).

Рис. 24. Выбор экспортируемых объектов, выбор точки начала координат и задание векторов направления координатных осей

Средствами команды экспорта может быть задана точка начала координат и указаны векторы направления осей.

Количество точек в текстовом документе соответствует количеству узлов экспортируемой кривой, которое при необходимости также можно увеличить с помощью параметров вкладки «настройки экспорта». Кроме того, настройки экспорта позволяют изменить число цифр после запятой до девяти в формате записи координат.

Библиотека построения разверток дает возможность вести полноценное проектирование в виртуальном 3D­пространстве, что делает процесс проектирования более наглядным и быстрым.

Каталоги стандартизованных элементов в приложении «Пресс­формы 3D»

Применение сложных формообразующих поверхностей в конструировании и промышленном дизайне изделий массового производства вызывает необходимость использовать при проектировании технологической оснастки специализированных приложений, позволяющих значительно сократить время технологической подготовки производства и исключить ошибки конструирования. Приложение «Пресс­формы 3D» успешно решает такие задачи для подготовки производства пластмассовых деталей.

В пакет обновлений машиностроительной конфигурации системы КОМПАС­3D оно также вошло обновленным.

Рис. 25. Команды обновленного приложения «Пресс-формы 3D»

В приложении «Пресс­формы 3D» появилась новая команда Элементы (рис. 25), позволяющая использовать при проектировании такие стандартизованные компоненты пресс­формы, как пакеты плит (рис. 26), втулки, колонки, хвостовики и другие стандартные элементы (рис. 27 и 28), соответствующие каталогам производителей: HASCO, FCPK BYTOW, PEDROTTI. Преимущества работы со стандартизованными элементами пресс­форм могут оценить пользователи как полной версии системы проектирования пресс­форм, так и приложения «Пресс­формы 3D Express».

Рис. 26. Пакет плит PEDROTTI в КОМПАС-3D

Рис. 27. Выбор бронзовой втулки от FCPK Bytow среди стандартных элементов пресс-форм обновленного приложения «Пресс-формы 3D»

Рис. 28. Выбор болта Z31 от HASCO при проектировании пресс-форм

Улучшения также коснулись алгоритма построения поверхности раскрывания, построения литниковой системы. Теперь разделение граней по линии очерка происходит автоматически, вследствие чего исключена команда Разделить поверхности.

Использование в конструкции пресс­форм стандартизованных деталей позволяет сократить сроки изготовления пресс­форм, тем самым сократить время до начала производства деталей, а также повысить степень ремонтопригодности и взаимозаменяемости пресс­форм и их элементов.

***

Все развивается и все меняется. Эффективность развития достигается при успешном использовании накопленного опыта и информации. Недостаточно обладать качественным инструментом, надо знать, как его правильно применить с максимальной пользой и минимальными затратами. Обновленные библиотеки машиностроительной конфигурации — это своего рода аккумуляторы опыта ведущих проектировщиков и ученых НИИ, а также источники широкой номенклатуры нормативно­справочной информации, объем которой активно пополняется за счет зарубежных стандартов и каталогов ведущих мировых производителей. Приложения машиностроительной конфигурации — это эффективные инструменты для решения узкоспециализированных задач той или иной области проектирования. С учетом опыта пользователей приложений эти инструменты становятся еще более функциональными, точными, удобными и надежными в работе.

Проектируй с КОМПАС­3D эффективней, опираясь на опыт!

САПР и графика 10`2013