3 - 2001

Rotation 3D — модуль расширения CADMECH DESKTOP

Александр Дубовский

А втоматизация конструкторского труда без автоматизации конкретных, узкоспециальных задач (проектирование пресс-форм, штампов, зубчатых колес и передач и т.д.) не может считаться законченной и полноценной для тех предприятий, где решение подобных задач является приоритетным. Предлагаем вашему вниманию первую публикацию из цикла статей, посвященных описанию специализированных модулей, расширяющих функциональные возможности широко используемой на российском рынке САПР 3D-системы CADMECH DESKTOP.

CADMECH DESKTOP (НПП «Интермех», Минск) — это система трехмерного твердотельного параметрического моделирования, работающая на базе программы Mechanical Desktop компании Autodesk. Являясь универсальным инструментом конструктора, позволяющим решать широкий спектр разнообразных ежедневных задач проектирования, CADMECH DESKTOP уже при поставке (по умолчанию) содержит в себе целый ряд специализированных модулей. Среди них модуль листовой гибки, 3D-профили, 3D-трубопроводы и т.д.

Не секрет, что в общем объеме проектно-конструкторских работ проектирование деталей типа «тело вращения» составляет значительную часть. Исходя из этого в CADMECH DESKTOP включен мощный модуль автоматизации моделирования тел вращения (вал, втулка, фланец, зубчатое колесо и т.д.) — Rotation 3D.

Rotation 3D значительно ускоряет процесс моделирования деталей типа «тело вращения» по сравнению с системой Mechanical Desktop и переводит его в новое качество.

Зададимся вопросом: легко ли спроектировать трехмерную модель вала, не имея под рукой специализированного приложения? Вроде бы ничего сложного: определить плоскость построения, нарисовать контур, правильно построить размеры, создать профиль, наложить геометрические связи, выдавить на необходимую глубину или провернуть вокруг оси — один элемент готов и т.д. Достаточно просто, если это обычный цилиндр, а если это шлицевой участок или зубчатое колесо? А ведь необходимо еще какое-то время на изучение системы команд, специфики нанесения размеров профилей и наложения связей, то есть накопление определенного опыта работы. Конструктор, столкнувшись с необходимостью многочисленных вспомогательных построений (рабочая плоскость, рабочая точка и т.д.), наложения геометрических и сборочных связей, отвлекаясь на несвойственную ему работу, испытывает некоторый дискомфорт.

Конечно, глубокое знание всех тонкостей Mechanical Desktop конструктору не помешает. Однако уверен, что важнейшим требованием к любой системе, и не только трехмерного моделирования, должно стать освобождение конструктора от рутинной работы, отвлекающей его от творческого процесса. С этой задачей блестяще справляется Rotatin 3D совместно с CADMECH DESKTOP.

В чем же суть передовых технологий Rotation 3D? В первую очередь — в продуманной системе ориентации будущего вала в пространстве. Так, например, начальную точку вала можно смещать с учетом фильтра по осям X, Y, Z от указанных элементов конструкции, поворачивать плоскость построения на любой угол и относительно любой оси текущей системы координат. Далее, после определения положения вала и направления проектирования пользователю остается только выбрать требуемые элементы вала и указать их параметры. Все дальнейшие построения, нанесение размеров и наложение геометрических связей как в профиле элемента, так и между элементами вала, возьмет на себя система. Корректное нанесение размеров элементов вала и наложение геометрических связей чрезвычайно важны для правильного пересчета всей модели вала. И именно программное выполнение этих действий сводит возможность появления ошибки к минимуму. В состав типовых элементов вала, генерирующихся в Rotation 3D, включены: цилиндрические, конические, резьбовые, сферические, шлицевые (с прямоугольным, эвольвентным, треугольным профилем), зубчатые, элементы с квадратным и шестигранным сечением, типа барабан, а также элементы, генерируемые по формуле, заданной пользователем, и элементы, образующая которых вводится пользователем по точкам с последующим сглаживанием этой образующей.

Такое многообразие типовых элементов помогает пользователю выполнить работы самых разнообразных направлений. Система позволяет генерировать элементы либо последовательно, либо в произвольном порядке, причем проектирование вала может быть прервано на неограниченное время и продолжено в любой момент. Немаловажной является возможность продолжения проектирования не только с элемента, сгенерированного в системе Rotation 3D, но и с любого цилиндрического, квадратного или шестигранного элемента, созданного средствами Mechanical Desktop. Для этого необходимо только указать на элемент, который будет входить в состав тела вращения, и система сама установит начальную точку в нужное место и предложит для выбора следующего элемента меню элементов системы.

Следует также отметить организацию ввода параметров элементов системы. Для шлицевых и резьбовых элементов основные типоразмеры выбираются из специальных таблиц, сформированных в соответствии с ЕСКД. Для большинства элементов осуществлена возможность динамического определения основных размеров (длины, диаметра) с предварительной визуализацией элемента. При определении же таких параметров элементов, как величина фаски, угол фаски, конусность, поля допусков, организованы раскрывающиеся меню, содержащие основные возможные значения данных параметров.

Еще одна важная часть модуля Rotation 3D — это генерация стандартных элементов. Автоматически генерируются шпонки (призматические, призматические высокие, сегментные фиксирующие, сегментные передающие крутящий момент), кольца (запорные, установочные, уплотнительные), быстросъемные шайбы. Одновременно со шпонками и кольцами генерируются пазы и канавки под них. Выбор типоразмеров стандартных элементов осуществляется из базы данных IMBASE (НПП «Интермех») на основании диаметра участка вала. IMBASE была разработана специально для хранения конструкторско-технологических данных. Она является связующим звеном между системой проектирования CADMECH DESKTOP и системой формирования спецификации AVS.

Все модели стандартных элементов несут в себе информацию в виде уникального ключа, полученного при выборе из базы данных типоразмера элемента. Поэтому при формировании спецификации в нее автоматически заносится информация о стандартных элементах.

После генерации стандартных элементов все необходимые сборочные связи между шпонками (кольцами) и пазами (канавками) на валу накладываются автоматически.

Также следует отметить продуманную систему позиционирования шпонок на валу. После выбора типоразмера из базы данных генерируется предварительное изображение шпоночного паза, которое пользователь далее может повернуть на любой угол относительно оси вала, а также задать требуемое расстояние от торца элемента вала до шпоночного паза.

Еще одной особенностью призматических шпоночных соединений является возможность их генерации на конических элементах вала. Располагаться такие соединения могут в двух вариантах: параллельно оси вала и параллельно поверхности конического элемента.

Конечно же, на этом возможности Rotation 3D не исчерпываются: генерация всевозможных канавок (треугольных, прямоугольных, под камень-вилку, торцевых выборок), пазов под стопорные многолапчатые шайбы, различных лысок, центровых и смазочных отверстий до максимума упрощает процесс формирования модели вала.

Безусловно, очень важным моментом при формировании тела вращения является генерация различных технологических элементов, таких как канавки для выхода шлифовального круга, резьбонарезного инструмента, галтели. При этом система предоставляет пользователю информацию о возможных размерах технологических элементов вала (втулки).

После генерации любой трехмерной модели (в том числе и тела вращения) необходимо полностью оформить чертеж детали в соответствии с ЕСКД. CADMECH DESKTOP прекрасно справляется с этой задачей. Простановка рамок и штампов, знаков шероховатости, отклонений формы и расположения поверхности, технических требований позволяет выполнить эту работу быстро и качественно. В Rotation 3D дополнительно введен ряд уникальных функций по оформлению чертежа модели: автоматическая генерация выносных видов технологических канавок, приведение диаметральных размеров на чертеже в соответствие с выбранной формой записи допуска и с полем допуска, если он был указан. При этом численные значения предельных отклонений добавляются автоматически.

В заключение хочется отметить следующее: несмотря на то что модуль Rotation как в 2D-, так и в 3D-исполнении используется на сотнях предприятий уже более десяти лет, он постоянно развивается и дополняется новыми возможностями. Так, в новой версии появились следующие функции: генерации смазочных отверстий в валах, генерации зубчатых колес косозубых и шевронных передач, автоматического преобразования двухмерных изображений деталей тел вращения, выполненных в Rotation 2D.

Последняя функция интересна в первую очередь тем, кто знаком с Rotation 2D (модулем расширения CADMECH 2D) и имеет наработки, сделанные в этой системе. Все действия конструктора в данном случае будут сводиться к выбору чертежа требуемой детали и ориентации будущей модели в пространстве. Система получает все данные по чертежу детали и автоматически генерирует 3D-модель с простановкой размеров профилей и наложением всех необходимых геометрических связей.

Интуитивно понятный интерфейс и логичная последовательность запросов помогут пользователю в максимально короткие сроки освоить программу и быстро выполнить работу любой сложности. Ну а тем, кто имеет опыт работы с Rotation 2D, будет легче перейти к Rotation 3D, так как интерфейсы обеих программ очень близки и по организации меню типовых элементов, и по вводу параметров элементов.

«САПР и графика» 3'2001