Как повысить скорость и качество проектирования

Автор: Михаил Брод
Опубликовано: 09.12.2013
Источник: SoftKey.info

Чем более универсальной программой вы пользуетесь, тем больше у вас возможностей. Это с одной стороны. С другой - приходится выполнять больше действий для получения результата при решении какой-либо узкоспециализированной задачи. В качестве примера можно взять любую известную программу для обработки изображений и специализированную программу для удаления пятен и царапин на фотографии. Аналогичны различия между системами САПР и специализированными приложениями для проектирования отдельных деталей или узлов. О таких приложениях и пойдет сегодня речь.

Многим хорошо известна система автоматизированного проектирования "КОМПАС-3D". Но знаете ли вы, что для этой системы разработан целый ряд специализированных модулей, предназначенных для выполнения определенных задач? Например, модуль для проектирования пружин, библиотека расчета размерных цепей, двухмерная система проектирования тел вращения и другие. Еще интереснее и удобнее для разработчиков могут оказаться такие приложения к базовой системе, как "Металлоконструкции 3D", "Трубопроводы 3D", "Валы и механические передачи 3D".

Вышеперечисленные системы - это приложения, работающие под управлением базовой системы - "КОМПАС-3D". Каждая из них специализирована для автоматизации рутинных операций при проектировании конкретных узлов или механизмов. При этом проектирование ведется не в плоскости чертежа, а в объеме, что дает возможность видеть конечный результат и процесс его достижения.

Рассмотрим систему для разработки валов и механических передач. Система с таким же названием существует и для двухмерного проектирования (она работает в системе "КОМПАС-График"). "Плоская" система предназначена для параметрического проектирования деталей типа "тела вращения" - валов, втулок, цилиндрических и конических шестерен, червячных колес и червяков, шкивов ременных передач. В ней обеспечивается построение шлицевых, резьбовых и шпоночных участков на ступенях валов, ступеней квадратного и шестигранного сечений, центровых отверстий, канавок. Отсутствуют ограничения по сложности валов и количеству проектируемых ступеней. Что характерно, система позволяет автоматически генерировать 3D-модели на основе выполненных построений.

А вот трехмерная система проектирования тех же самых валов, ступиц, дисков и иных тел вращения, а также элементов механических передач всю работу выполняет в трехмерном пространстве. Запуск приложения выполняется через менеджер библиотек, где и находится приложение "Валы и механические передачи 3D".

Для большего удобства работы в приложении есть наборы типовых элементов - цилиндрические поверхности, канавки, проточки, шлицы, шестерни, - которые позволяют формировать требуемые поверхности путем задания основных размеров и параметров, необходимых для расчетов.

Например, вам необходимо спроектировать деталь "вал-шестерня". Для того чтобы проект был реальным, необходимо понимать назначение этой детали, ее место в сборочной единице, взаимодействие с другими деталями и сборками (подшипниками, кольцами и так далее). Когда такое понимание есть, проектирование заключается в поочередном вызове элементарных поверхностей и присвоении описывающим эту поверхность параметрам определенных значений. Так, для описания цилиндрической поверхности нужно будет указать ее длину и внешний диаметр.

Для построения элементов зубчатых соединений (шестерни, червячные валы и так далее) используется подсистема геометрического расчета, встроенная в систему, например GEARS. Введя исходные данные и выполнив расчет, получаем результат в виде таблицы параметров либо информацию об ошибках в исходных данных, если они там присутствуют. Кроме расчета геометрии можно выполнить и прочностные расчеты - учитывая марку материала, усилия зацепления и иные исходные данные. Завершаются эти расчеты построением зубчатого элемента на трехмерной модели.

В рассматриваемом приложении построение конической шестерни, включая цилиндрическую поверхность, отверстие, шпоночный паз, выполняется всего за шесть шагов, причем сама зубчатая поверхность рассчитывается за один шаг (для расчета используются те же способы, что и в двухмерном приложении), но только с пространственной визуализацией. Если проектировать шестерню без использования приложения, в базовой системе "КОМПАС-3D", то этот процесс потребует существенно больше усилий от инженера и большее количество шагов.

Встроенные программы расчетов, библиотеки материалов и стандартных элементов помогают инженеру создавать модели узлов и механизмов в кратчайшие сроки. Результаты проектировочных и прочностных расчетов автоматически формируются и сохраняются в любом удобном формате. А стандартные средства "КОМПАС-График" сокращают время на оформление конструкторской документации.

Что еще есть полезного в этом приложении? Оно позволяет проектировать детали не только в соответствии с отечественной нормативной базой (ГОСТ, ОСТ), но и по стандартам других стран (AGMA 201.02, ASA B6b, DIN 3972-52, ISO 53:1998, JIS B 1701-1973). А это важно, когда требуется подготовить чертежи деталей импортных узлов, необходимых для выполнения ремонта на местах.

Для решения аналогичных задач по упрощению процесса проектирования различных металлоконструкций было разработано и приложение "Металлоконструкции 3D". Оно ориентировано в первую очередь на машиностроительные предприятия, где изготавливают металлоконструкции, каркасы, рамы из профильного металлопроката.

В качестве основы для проектирования будущего изделия используются любые прямолинейные или ломаные сегменты, ребра твердых тел. Затем на эти сегменты "навешивается" сортамент - он выбирается вручную из библиотеки сортаментов. В процессе проектирования разработчику доступны различные варианты определения пространственной ориентации конструкции и различные способы обработки деталей.

С целью упрощения работы в приложении предусмотрена возможность копирования параметров и свойств готовых профилей в профили, находящиеся в процессе построения. Как вы понимаете, это избавляет от множества рутинных действий и приводит к существенному сокращению времени на проектирование.

Еще одно специализированное трехмерное приложение - "Трубопроводы 3D". Как видно из названия, с его помощью можно проектировать гидравлические и пневматические системы, инженерные коммуникации, обвязку оборудования.

Системы гидравлики и пневматики состоят, как правило, из типовых узлов и агрегатов. Первая задача, стоящая перед конструктором при проектировании таких систем, заключается в компоновке узлов, учитывая будущие соединения. Это решается в рамках базовой программы САПР. А вот после того, как компоновка будет подготовлена, и остается выполнить трассировку соединений, целесообразно использовать приложение "Трубопроводы 3D".

Основные задачи, которые решает это приложение, - это выполнение трассировки (прокладка трубопроводных коммуникаций), размещение деталей и арматуры трубопроводов (муфты, фланцы, запорная арматура, фильтры и так далее выбираются из библиотек), автоматическое построение трубопроводов с учетом всех элементов.

На основе созданной трехмерной модели выполняется подготовка проектной документации (чертежи, спецификации). Оформление ее производится с помощью системы "КОМПАС-График". Исходя из модели, приложение позволяет сформировать аксонометрическую схему системы, в которой трубопроводы, запорная арматура и остальные элементы отображаются в виде условных обозначений. Такая схема удобна при выполнении монтажных и эксплуатационных работ.

Приложения, о которых говорилось в этой статье, являются узкоспециализированными, предназначенными для решения специфических задач. Этот подход обеспечивает существенное упрощение проектирования, ускорение процесса и повышение качества проектов.