Опыт проектирования полувагонов в ООО «УКБВ» средствами Autodesk Inventor

Александр Соколов
компания «АйДиТи», ведущий специалист по направлению «Машиностроение» и внедрению программного обеспечения, авторизованный инструктор Autodesk

С чего обычно начинается разработка изделий на машиностроительных предприятиях? Правильно — с создания проекта изделия конструкторскими службами.
Влияет ли выбор средств и технологий моделирования на конечный результат? Да, безусловно.
Может ли проект явиться на свет без мук и ошибок его создателя, причем в кратчайшие сроки и при минимальных трудозатратах? Вполне, при условии грамотного использования современной методологической базы и новейшего инструментария.
Кто же эти счастливчики? Конечно же, это те руководители и специалисты, которые не понаслышке знают, что такое конкурентная борьба, и амбициозно стремятся в ней победить.
Понятно, что успех гарантирован лишь тем, кто живет не только сегодняшним днем, а привык осознанно следовать самым актуальным тенденциям, пытливо анализируя новейшие тренды и перспективы развития рынка САПР.
Настоящим материалом мы, собственно, и хотим проиллюстрировать правильное направление движения современного машиностроительного предприятия к успешному внедрению новых информационных технологий при содействии специалистов компании «АйДиТи».

Зачастую на предприятиях уже имеется САПР, которая позволяет работать с двумерными чертежами изделий. И для всех очевидно, что в большинстве случаев это AutoCAD. Компания Autodesk, флагманом которой является AutoCAD, уже давно и успешно продвигает решение для создания цифровых прототипов Autodesk Inventor, которое, в свою очередь, является флагманским продуктом Autodesk для машиностроительного рынка.

Как показывает практика, пользователи, работающие в AutoCAD, легко и безболезненно переходят на новый продукт. Особенности этого процесса могут стать темой отдельной публикации, а сегодня мы поговорим о внедрении Autodesk Inventor в ООО «Уральское Конструкторское Бюро Вагоностроения» (ООО «УКБВ»).

Сотрудничество ООО «УКБВ» с компанией «АйДиТи» началось довольно давно. С тех пор эксперты «АйДиТи» консультируют специалистов­конструкторов «УКБВ» на регулярной основе. Наши презентации о новинках рынка САПР для руководства организации и пользователей программного обеспечения, консультации, тест­драйвы, а также иное разностороннее содействие позволили людям открыть для себя Autodesk Inventor и сделать правильный выбор в приобретении ПО.

Дело в том, что обследование организации показало, что применявшийся Autodesk AutoCAD уже не справлялся в полной мере с решением всех практических задач конструкторских служб ООО «УКБВ». Это явилось для руководства одной из важнейших причин принятия решения о переходе на 3D­моделирование в среде Autodesk Inventor по технологии цифровых прототипов (или электронных макетов изделий).

Вот основные причины, задачи и цели перехода на 3D­про­ектирование в ООО «УКБВ»:

• необходимость сокращения сроков проектирования и производства;
• повышение качества продукции;
• сокращение себестоимости продукции;
• повышение требований со стороны заказчика;
• необходимость выполнения более сложных проектов.

Естественно, была осуществлена поставка ПО, затем произведены его развертывание и предварительные настройки. Параллельно была сформирована группа наиболее инициативных специалистов ООО «УКБВ» для обучения работе в новом программном продукте.

После этого появилась возможность перейти непосредственно к разработке изделия. В качестве пилотного был выбран проект «Универсальный полувагон модели 12­132 на тележках 18­100 с автосцепным устройством (126.00.00.000) и автоматическим тормозом с типовой и раздельной системой торможения».

Полувагон предназначен для перевозки по железным дорогам России, государств — участников Содружества, Грузии, Латвийской, Литовской и Эстонской республик с колеей 1520 мм массовых не­агрессивных грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков: насыпных непылевидных, навалочных, штабельных и штучных с креплением их в соответствии с требованиями правил погрузки.

Конструкторы «УКБВ» при консультативной поддержке специалистов «АйДиТи» успешно начали проектировать свои изделия. Проиллюстрируем эту работу конкретными примерами пилотного проекта.

При создании балки (рис. 1) использовались отдельные детали, которые потом были собраны в единый узел.

В дальнейшем балки применялись в конструкции рамы (рис. 2).

Детали, содержащие элементы литья и механической обработки, моделировались стандартными инструментами Autodesk Inventor. Примерами таких деталей являются хомут тяговый (рис. 3), кронштейн (рис. 4) и надпятник (рис. 5).

Примером штампованной детали может служить упор крышки люка (рис. 6).

Рис. 1. Балка концевая (3D-модель)

Рис. 2. Рама (3D-модель)

Рис. 3. Хомут тяговый (3D-модель)

Рис. 4. Кронштейн (3D-модель)

Рис. 5. Надпятник (3D-модель)

Рис. 6. Упор крышки люка (3D-модель)

Внедрение в практическую работу ООО «УКБВ» программного продукта Autodesk Inventor позволило конструкторам существенно ускорить процесс выпуска чертежей, соответствующих стандарту ЕСКД, для сложных деталей и узлов. Пример узла автосцепки (рис. 7) и его чертежа (рис. 8) может служить иллюстрацией вышеизложенного утверждения.

Всё вышесказанное в равной степени можно отнести и к реализации задачи формирования корректных спецификаций изделия. Для колесной пары (рис. 9) был разработан чертеж (рис. 10) и получена спецификация узлов и деталей (рис. 11).

Рис. 7. Автосцепка СА-3 (3D-модель)

Рис. 8. Автосцепка СА-3 (чертеж)

Рис. 9. Колесная пара (3D-модель)

Рис. 10. Колесная пара (чертеж)

Рис. 11. Колесная пара (спецификация)

Рис. 12. Боковая рама (3D-модель)

Приведем еще ряд примеров, демонстрирующих функциональные возможности Autodesk Inventor.

3D­конструирование боковой рамы: рис. 12 (модель), рис. 13 (чертеж) и рис. 14 (спецификация).

Пример цифрового прототипа и конструкторская документация балки надрессорной показаны на рис. 15­17.

Рис. 13. Боковая рама (чертеж)

Рис. 14. Боковая рама (спецификация)

Рис. 15. Балка надрессорная (3D-модель)

Рис. 16. Балка надрессорная (чертеж)

Рис. 17. Балка надрессроная (спецификация)

Рис. 18. Универсальный полувагон модели 12-132 на тележках 18-100 с автосцепным устройством (126.00.00.000) и автоматическим тормозом с типовой и раздельной системой торможения

Результатом работы конструкторских подразделений ООО «УКБВ» стал законченный проект. Цифровой прототип вагона можно увидеть на рис.18.

От иллюстративного материала перейдем теперь к оценке результатов проделанной работы. Имело ли смысл тратить время и средства на внедрение нового программного продукта? Что же это дало конструкторам, руководителям и всей организации в целом?

Судите сами, насколько серьезен перечень только основных результатов внедрения Autodesk Inventor в ООО «УКБВ». Вот соображения одной из участниц пилотного проекта — инженера­конструктора Анны Мухиной:

• построение трехмерных моделей деталей и сборок по уже готовым чертежам помогло выявить некоторые ошибки и недочеты в конструкции деталей и самих сборок;
• взаимосвязь трехмерной модели и чертежа позволяет предотвратить появление серьезных ошибок еще на стадии разработки чертежа, а не при изготовлении изделий в металле на заводе;
• быстрота и визуализация вносимых в чертеж изменений делают работу удобной и комфортной;
• увеличение производительности за счет возможности оформления чертежей по ЕСКД минимизирует сроки выполнения проекта;
• снижение влияния человечес­кого фактора принципиально повышает качество работ;
• закладывается основа для перехода к электронному документообороту (благодаря замене бумажных носителей на электронные).

Руководство ООО «УКБВ» тоже в полной мере оценило по достоинству всю выгоду от реализации этого проекта. Главные итоги, помимо собственной значимости, фактически предопределяют последующие шаги по развитию и совершенствованию процесса конструирования в организации.

В дальнейших планах ООО «УКБВ» значится: ежегодное продление Подписки Autodesk как основного инструмента для получения новых версий программного обеспечения; внедрение линейки Autodesk Simulation для решения задач в области расчетов; выстраивание коллективной работы с помощью Autodesk Vault.

А пока руководству и персоналу ООО «УКБВ» удалось в полной мере воспользоваться многочисленными и разнообразными преимуществами Autodesk Inventor, в числе которых в первую очередь необходимо назвать следующие:

• сокращение сроков выпуска конструкторской документации;
• минимизация количества ошибок в проектах;
• автоматизированное получение спецификации;
• единая CAD­платформа для всех проектировщиков, закрывающая потребности всех отделов;
• возможности визуализации полученных проектов.

Перспективы, открывающиеся с переводом процесса конструирования на технологию цифровых прототипов или электронных макетов изделий, совершенно очевидны любому непредвзятому специалисту.

Применение Autodesk Inventor принципиальным образом ускоряет работу, сокращает ее сроки, практически исключает ошибки, что в совокупности несет несом­ненную выгоду предприятию в целом.

Наиболее полно возможности специализированных решений САПР и польза от их внедрения в практику конструирования изделий могут раскрыться в случае приобретения программного комплекса Autodesk Product Design Suite. Заплатив вполне разумную цену за этот комплекс, пользователи приобретают не только Autodesk Inventor — в комплект поставки входит также старый добрый Autodesk AutoCAD и еще дюжина дополнительных программных продуктов.

САПР и графика 5`2014