3 - 2004

Листовой металл в T-FLEX CAD 8.0Листовой металл в T-FLEX CAD 8.0

Надежда Баукова

Общие параметры листовых операций

Исходная заготовка

Гибка

Получение развертки и повторная гибка листовой детали

Выштамповка

Заключение

В нашем журнале уже не раз публиковались описания новой версии популярной САПР T-FLEX CAD 8.0, разработанной российской компанией «Топ Системы». Данная статья представляет собой подробный рассказ о возможностях новой версии T-FLEX CAD применительно к моделированию изделий, изготавливаемых из листового металла.

Новая функциональность T-FLEX CAD позволила значительно упростить моделирование тонкостенных деталей. Теперь, работая в T-FLEX CAD, пользователь может быстро создать листовую заготовку детали, а затем применить к ней различные формоизменяющие операции: согнуть ее относительно выбранной линии, прикрепить к ней дополнительные кромки, сделать вырезы. По завершении моделирования деталь можно разогнуть, получив ее развертку, создать необходимые чертежи, а затем вернуться к прежнему виду детали. Кроме разных видов гибочных операций, теперь можно быстро и просто создавать часто встречающиеся элементы штамповки: разного рода буртики, канавки, загибы, люверы, карманы.

Для удобства работы команды объединены в одну группу в текстовом меню. Создана новая инструментальная панель «Листовой металл» (рис. 1), облегчающая пользователю вызов команд данной группы, все команды широко используют новые возможности интерфейса версии 8.0, в том числе графические манипуляторы, позволяющие менять геометрические параметры операции прямо в 3D-сцене, диалог свойств, работающий в прозрачном режиме.

Для работы с листовым металлом в T-FLEX CAD 8.0 появились следующие команды (рис. 2):

• «Создание листовой заготовки»;

• «Создание различных видов гибки»;

• «Разгибание» (получение развертки листовой детали);

• «Повторная гибка разогнутой детали»;

• «Создание типовых элементов листовой штамповки».

Общие параметры листовых операций

Перед началом работы с листовым материалом пользователь имеет возможность задать общие параметры листовых операций, например толщину листа металла и радиус гибки (рис. 3), используемые по умолчанию во всех командах данной группы. Однократно задав эти параметры для данной модели, в дальнейшем можно использовать настройки по умолчанию, ничего не меняя.

В начало В начало

Исходная заготовка

Моделирование обычно начинается с простой модели, которая затем изменяется и дорабатывается. В качестве заготовки при работе с листовыми операциями может использоваться твердое тело практически любой конфигурации — главное, чтобы оно имело две плоские параллельные противолежащие грани и было небольшой толщины (как и положено листовой детали). В принципе, такое тело можно изготовить с помощью операций общего назначения, например выталкиванием прямоугольного контура. Однако в T-FLEX CAD 8.0 введена специализированная команда для создания листовой заготовки. Пользователю достаточно указать исходный контур заготовки, а система автоматически вытолкнет по нормали его на заданную толщину и в заданном направлении (рис. 4). Применение специализированной операции вместо операции выталкивания или другой операции общего назначения позволяет упростить создание заготовки, сведя к минимуму число задаваемых параметров и настроек.

В начало В начало

Гибка

Все варианты гибки листового тела выполняются посредством одной операции T-FLEX CAD. Универсальная команда позволяет изогнуть все листовое тело вдоль заданной линии, согнуть отдельный его выступ, надрезать и отогнуть какую-нибудь внутреннюю часть, приклеить к телу прямоугольную кромку заданного размера и тут же отогнуть ее на произвольный угол. Применять гибку можно практически к любому телу, но все-таки рекомендуется работать с заготовкой, созданной с помощью упомянутой выше специализированной команды.

Результат применения операции гибки прежде всего зависит от выбранного режима гибки, которых три (рис. 5):

• «Сгибание» — наиболее простой вид гибки. Исходное тело целиком сгибается на заданный угол вдоль прямой, проходящей через заданную линию сгиба;

• «Отгибание» — надрезка и отгиб полосы материала исходного тела вдоль заданной линии сгиба до краев тела. Отгибаемый участок ограничивается шириной линии сгиба;

• «Приклеивание» — добавление прямоугольной кромки произвольной высоты к исходному телу вдоль заданной линии (например, к одному из боковых ребер) с одновременным отгибом кромки. При приклеивании кромки внутри заготовки материал заготовки под приклеиваемым «язычком» удаляется, причем система предлагает два варианта удаления: материал удаляется до края заготовки либо только на длину приклеиваемого «язычка».

Все режимы имеют общий набор параметров и работают аналогично. Изменить используемый режим и его параметры пользователь может на любой стадии создания или редактирования операции.

При гибке учитывается коэффициент нейтрального слоя (КНС) материала, поскольку правильный его подбор имеет первостепенное значение при моделировании гибки и при последующем получении разверток спроектированных деталей. Большинство пользователей применяют собственные таблицы зависимости КНС от толщины заготовки и радиуса гибки, поэтому данный параметр можно задавать самостоятельно для каждой операции гибки, позволять системе определять его автоматически на основе внутренней таблицы или задавать собственную таблицу, на основе которой также автоматически будет подбираться КНС (рис. 6).

Алгоритм гибки прост и нагляден, а система буквально предугадывает все желания пользователя, чтобы от него требовалось как можно меньше действий. Для создания гибки пользователь указывает линию сгиба, лежащую на одной из граней заготовки (обычно это ребро тела или 3D-профиля либо две точки, задающие края линии), а далее система самостоятельно подбирает трансформируемую грань и отгибаемую часть заготовки и предлагает режим гибки. При необходимости пользователь может легко и быстро изменить выбор системы.

Задание и редактирование параметров гибки выполняется прямо в 3D-сцене с помощью специальных графических объектов (манипуляторов — рис. 7) или в новом диалоге параметров операции. Все изменения, сделанные как с помощью манипуляторов, так и через диалог параметров, сразу же отображаются в окне модели. Пользователь может задать смещение сгиба от выбранной линии сгиба, назначить отступы от краев линии (тем самым уменьшив ширину отгибаемой кромки), изменить угол и радиус сгиба, назначенные по умолчанию.

Одним из технологических требований к деталям, изготовляемым с помощью гибки, является введение специальных пазов для снятия напряжений в металле, которые расположены по углам сгиба и предотвращают образование трещин в этих местах. Операция гибки в T-FLEX CAD 8.0 позволяет создавать подобные пазы-ослабления автоматически при выполнении отгибания и приклеивания (рис. 8).

Параметрами таких пазов являются тип (скругленный или прямоугольный), ширина и глубина. Задавая различные режимы и значения параметров гибки, пользователь теперь может получить различные варианты гибки: от простого отгиба кромки на 90° до получения завитка или сгиба детали сложной формы, содержащей отверстия, выемки и другие сгибы. Примеры деталей, полученные с помощью гибки, изображены на рис. 9 и 10.

Кроме операций гибки, для получения формы листового объекта можно пользоваться и операциями общего назначения: выталкиванием, вращением, булевыми операциями и т.д. В частности, вырубка может производиться при помощи выталкивания и булевой операции вычитания.

В начало В начало

Получение развертки и повторная гибка листовой детали

Созданную с помощью гибки листовую деталь можно разогнуть посредством специальной команды и получить в итоге развертку детали. Точные алгоритмы расчета, применяемые в T-FLEX CAD 8.0, позволяют получить корректные развертки даже сложных тел, созданных при использовании гибки и других операций. Например, контуры отверстия, проделанного в листовом теле в зоне сгиба после создания гибки, при разгибании также деформируются (рис. 11).

При необходимости развертку затем можно доработать (например, проделать отверстия), оформить для нее чертежи, а потом вновь согнуть и получить чертежи самой детали в окончательном варианте.

Разгибаемые элементы детали выбираются указанием цилиндрических граней. При этом можно выбирать грани, созданные в результате как при помощи специализированной листовой операции гибки, так и посредством операций общего назначения (например, вращения или выталкивания), а также при импорте внешних моделей. При создании полной развертки пользователь может доверить право выбора всех разгибаемых граней самой системе, с чем она превосходно справится (рис. 12). При разгибании учитывается коэффициент нейтрального слоя, использованный при создании детали.

Топология модели, полученная ранее при создании сгибов, полностью сохраняется при разгибании. В результате, когда возникает необходимость вновь согнуть деталь (например, для получения окончательного чертежа после доработки на стадии развертки), пользователь будет избавлен от необходимости заново создавать все гибки. Специальная команда повторной гибки способна выделить на детали разогнутые сгибы и быстро вернуть их в первоначальное состояние (рис. 13).

Несколько отклоняясь от темы, хочется добавить, что задача получения разверток различных поверхностей решается в T-FLEX CAD 8.0 не только средствами команд листовой штамповки — довольно широкие возможности по созданию разверток поверхностей различного типа (конических, цилиндрических, линейчатых, набора поверхностей) теперь появились в команде создания 3D-профилей (рис. 14).

В начало В начало

Выштамповка

Для создания элементов деталей в тех случаях, когда невозможны операции гибки, разработана специальная библиотека типовых элементов штамповки: канавок, буртиков, карманов и т.п. При создании библиотеки использована новая технология геометрически определяемых конструкционных элементов. Элементы библиотеки, созданные с использованием новой технологии, с одной стороны, представляют собой обычные параметрические модели T-FLEX CAD, а с другой — организованы таким образом, что их форма будет определяться сборкой. Это позволяет в дальнейшем быстро пополнять набор элементов силами как разработчиков системы, так и самих пользователей (рис. 15).

Для работы с библиотекой предусмотрена специальная команда выштамповки, в диалоге свойств которой отражаются список присутствующих здесь элементов и их параметры. Чтобы создать элемент, пользователь должен выбрать нужный тип элемента, задать его параметры (для простоты это делается прямо на схематичном изображении элемента) и выбрать лежащий на одной из граней заготовки 3D-профиль, форма которого задает вид создаваемого элемента. При этом система контролирует действия пользователя и выдает предупреждения и советы, если, например, выбран профиль неподходящего типа или заданы недопустимые параметры элемента. Пример элемента показан на рис. 16.

В начало В начало

Заключение

К сожалению, небольшой объем журнальной статьи не позволяет подробно описать возможности T-FLEX CAD 8.0 по листовой штамповке. Впрочем, как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Только личное знакомство с новой версией популярной САПР может полностью раскрыть все достоинства листовых команд T-FLEX CAD, их гибкость, функциональность и удобство в использовании. Хочется надеяться, что пользователи не останутся равнодушными к этим возможностям и по достоинству оценят труд разработчиков системы.

В начало В начало

«САПР и графика» 3'2004