2 - 2004

Использование параметрических возможностей системы T-FLEX CAD для проектирования станочных приспособлений и оснастки

Евгений Марголин, Алексей Кузнецов

К истории вопроса

Компьютеризация и освоение информационных технологий подготовки производства остаются объективными показателями развития организационно-технического уровня инженерных подразделений любого предприятия и являются в настоящее время одними из приоритетных направлений совершенствования работы технологических и конструкторских служб. Указанные направления требуют значительных единовременных финансовых вложений для эффективного использования вложенных средств в развитие систем сквозного проектирования и изготовления при освоении и производстве новых изделий. Комплексное применение ИПИ-технологий на современном этапе развития приборостроения позволяет эффективно, в едином ключе решать проблемы обеспечения качества выпускаемой продукции, так как электронное описание процессов разработки, производства, монтажа и т.д. полностью соответствует требованиям стандартов ИСО серии 9000.

ФГУП «Производственное объединение “Старт”» (www.startatom.ru), являющееся ведущим предприятием Минатома России в области приборостроения, всегда отличалось высоким уровнем конструкторско-технологической подготовки производства. В условиях жестких требований к качеству производимой продукции и вследствие постоянно возрастающего удельного веса приборов повышенной сложности при единичном и мелкосерийном характере производства особенно важно при сокращении циклов конструкторско-технологической подготовки производства сохранять высокий уровень обеспечения производства технологической оснасткой. Именно эти задачи и должны решаться комплексными системами автоматизированного проектирования.

Системы автоматизации технологической подготовки производства, используемые на предприятии до 2000 года, имели разрозненный характер, были в основном разработаны собственными силами и поэтому не могли обеспечить весь комплекс работ по ТПП. В России к этому времени уже использовалось много различных программных продуктов зарубежных и российских разработчиков, обеспечивающих стоящие перед предприятиями задачи по автоматизации. Дело оставалось за малым — выбрать необходимый программный комплекс при наиболее благоприятном для нас соотношении цены и качества. Мы остановили свой выбор на системе T-FLEX российской компании «Топ Системы», которая привлекла наше внимание именно сочетанием приемлемых цен и высоких технических характеристик программных продуктов, обладающих к тому же возможностями параметризации. Понравился специалистам нашего предприятия и комплексный набор предлагаемого ПО — от CAD- до PDM-систем и систем технологической подготовки производства, интегрированных между собой.

В конце 2000 года были произведены первые закупки выбранных программных продуктов: T-FLEX CAD, T-FLEX-Штампы, систем ТПП T-FLEX/ТехноПро и др. Кроме того, с целью увеличения количества рабочих мест для одновременного изучения систем специалистами технологической службы и проведения работ по адаптации ПО к условиям ПО «Старт» несколько рабочих мест всех систем мы взяли для опытной эксплуатации на длительный срок, а со временем также приобрели.

Успеху работ по комплексной автоматизации, проводившейся прежде всего в отношении технологической службы, способствовало несколько факторов, и в первую очередь  — понимание и поддержка со стороны технического руководства предприятия, в том числе главного технолога. Кроме того, в системе технологической службы предприятия имелось специальное структурное звено — бюро АСТПП, созданное именно для решения вопросов и адаптации программных продуктов, для обучения специалистов и для оперативной поддержки пользователей. Заинтересованность самих специалистов-технологов в скорейшем внедрении новых технологий работы позволила достаточно быстро получить положительные результаты — программные продукты начали функционировать на рабочих местах конструкторов технологической оснастки, а первые электронные техпроцессы были созданы в цеховых техбюро уже через несколько месяцев после обучения.

В настоящее время программные продукты серии T-FLEX и «ТехноПро» являются основными инструментами многих специалистов службы главного технолога ПО «Старт», позволившими максимально сократить черновую часть работы конструкторов и технологов, расширить возможности для технического творчества. Одним из примеров такого подхода конструкторов к вопросам проектирования многочисленного класса приспособлений для мелкосерийного производства стали комплекты моделей оснастки для металлорежущих станков и инструментов, разработанные на базе параметрических возможностей системы T-FLEX CAD версии 7.2.

Параметрическая модель пресс-формы для формовки сильфонов на специальном станке

На базе средств параметризации системы T-FLEX CAD специалисты конструкторского отдела технологической оснастки разработали параметрические модели пресс-форм для изготовления сильфонов на специальном станке ОУ-30. Пресс-форма служит для формообразования гофрированной трубки из тонкостенной заготовки методом гидравлического формования. Для каждого типоразмера сильфона необходимо проектировать и изготавливать особые матрицы, схожие по конструкции, но различные по размерам формообразующих элементов.

При проектировании данного вида приспособлений исходными данными для конструктора являются геометрические параметры получаемого сильфона (длина, диаметры и количество гофр), материал заготовки. Исходя из этих параметров, конструктор определяет размеры входящих в сборку деталей и необходимое количество матриц для формовки.

В условиях непараметрического проектирования конструктору каждый раз приходилось определять размеры деталей пресс-формы, исходя из геометрии сильфона, и заново формировать чертежи, входящие в комплект приспособления. Создание же параметрической модели приспособления позволяет автоматизировать этот процесс средствами системы T-FLEX CAD.

Данная система предоставляет возможность разработки пользовательских САПР на базе параметрических моделей без программирования. Таким образом, проектировщик, однажды создав определенный алгоритм автоматизированного проектирования конструкции, может применять его и в дальнейшем, производя необходимые модификации размеров этой конструкции в заданном диапазоне. От пользователя требуется только ввести нужные параметры в диалоге пользователя, а система автоматически перестроит графику сборочного чертежа, исходя из ранее заложенного в нее алгоритма проектирования. Одновременно со сборочным чертежом меняется графика деталировочных чертежей, переписываются спецификации. Время на проектирование конструкции, аналогичной первоначально созданной, существенно сокращается, а кроме того, возможно использовать эту модель на уровне прикладной программы.

Особо следует остановиться на интерфейсе диалога пользователя. В данном случае это окно содержит всю необходимую информацию для редактирования значений переменных модели. При ручном вводе переменных и выборе из предлагаемых списков конструктор наблюдает процесс изменения графики сильфона и сборочного чертежа в окне предварительного просмотра (рис. 1).

Пользователю в диалоговом режиме необходимо задать следующие переменные:

• геометрические параметры гофра;

• расстояние до первого гофра;

• количество гофр;

• обозначение пресс-формы и изделия.

После ввода необходимых данных автоматически генерируются сборочный чертеж и деталировочные чертежи (рис. 2 и 3), входящие в комплект данной модели. При этом, исходя из числа гофр и их размеров, система изменяет количество средних матриц, графику и размеры деталей.

В случае изменения состава изделия в сборке (при отсутствии средних матриц) система создает спецификацию с новым составом сборочных единиц. В результате конструктор получает полный комплект конструкторской документации, исходя из измененных значений переменных и оформленный в полном соответствии с ЕСКД.

Комплекты параметрических чертежей приспособлений

Аналогично вышеописанному процессу был построен комплект параметрических чертежей приспособлений для изготовления тонкостенных металлических стаканов на токарном станке методом пластического деформирования. Эти приспособления также имеют постоянную конструкцию, но существенно различаются размерами деталей. Данный комплект включает сборную оправку, закрепляемую в шпиндель станка, четыре нерегулируемые шариковые раскатки и окончательную регулируемую раскатку. Для проектирования всего комплекта чертежей конструктору в окне диалога необходимо задать внутренний диаметр стакана и толщину стенки при каждой раскатке. В случае ввода пользователем некорректных данных система извещает его об этом, показывая окно сообщения с указанием интервала допустимых значений переменных, вследствие чего вероятность ошибки при вводе сводится к минимуму. Весь процесс проработки и корректировки чертежей для нового типоразмера изделия занимает не более 10-15 мин. Примеры сборочных чертежей раскаток показаны на рис. 4 и 5.

Заключение

Кроме описанных примеров, на основе различных инструментов и средств автоматизации проектирования в системе T-FLEX CAD были разработаны и уже широко используются различные комплекты параметрических моделей оснастки для металлорежущих станков и сборочного производства;

• комплект параметрических чертежей оправок цанговых для установки и крепления заготовок по наружной обработанной поверхности;

• комплект чертежей приспособления для склеивания реле;

• комплект чертежей штампа для формовки и обрезки выводов микросхем, резисторов, диодных сборок.

Такие комплексы позволяют существенно сократить сроки проектирования оснастки, число конструкторских ошибок при расчетах и повысить качество конструкторской документации. Внедрение подобных комплексов позволяет накапливать опыт лучших специалистов предприятия и в дальнейшем использовать его при проектировании в автоматическом режиме специалистами-техниками. Конструкторские САПР дают возможность создавать автоматизированные технологические процессы изготовления оснастки, обеспечивающие параметрическую взаимосвязь между конструкторскими и технологическими документами.

 

Евгений Марголин

Начальник сектора новой техники СГТ ФГУП ПО «Старт».

Алексей Кузнецов

Руководитель группы бюро КБ приспособлений ФГУП ПО «Старт».

 

«САПР и графика» 2'2004