22. Мастера проектирования: назначения и преимущества их использования

Создание изделий и их деталей предполагает итерационный процесс их геометрическое моделирования и анализа.

Анализ предполагает получение ответов относительно поведения конструкции изготовленной из определенных материалов в заданных условиях. Автоматизированные системы анализа (CAE) выделились в самостоятельный класс систем и используются в процессах проектирования для поиска лучших решений. При этом геометрические модели, разработанные в САПР, передаются в системы анализа для получения ответов на интересующие конструктора вопросы относительно поведения конструкций. Используя результаты анализа, конструктор изменяет геометрическую форму, материалы и технологию изготовления деталей и изделия так, чтобы поведение конструкции в условиях ее эксплуатации соответствовало заданным требованиям.

Для улучшения и ускорения процесса проектирования производители многих САПР стали включать в состав САПР автоматизированные модули анализа, используемые в той предметной области, на которую ориентирована САПР. Так, в конструкторские САПР обычно включаются средства прочностного анализа, основанные на методе конечноэлементного анализа поведения тел. Результаты работы этих средств используются при неформальном принятии решений конструктором.

Решение многих типовых задач предметных областей формализованы или поддаются формализации. При этом пользователю следует задать данные относительно используемых материалов, геометрической модели конструкции и условий ее эксплуатации, а также ответить на вопросы, направленные на выбор единственного решения из множества допустимых. Автоматизированная процедура САПР (мастер проектирования, команда, функция) по полностью количественно и качественно определенным требованиям, используя справочные данные, выполнит необходимые расчеты и сделает необходимые изменения и дополнения в геометрической модели изделия. С помощью мастера проектирования можно автоматически создавать корректные, с точки зрения механики, компоненты путем задания простых или сложных механических свойств.

Использование мастера проектирования ускоряет процесс проектирования и изменения, повышает качество проектирования, не требует использования физических прототипов. Примерами мастеров проектирования (специальных автоматизированных процедур в САПР) могут служить процедуры генерации конструктивных элементов, болтовых и шпоночных соединений, валов, пружин, ременных и зубчатых передач, конструкций из листового материала.

23. 3D-модель и чертеж: их отношения

Трехмерная геометрическая модель изделия несет в себе всю геометрическую информацию, являющуюся базой для исследования и изготовления изделия. Современные САПР развиваются в направлении генерации и использования не только геометрической информации, но и информации о материалах, поставщиках, технических характеристиках используемых узлов и подсистем. Они могут быть связаны с внешними источниками данных различного типа, использовать их для полного описания продукта и процессов проектирования, технологической подготовки и изготовления. В них встраиваются средства параллельного проектирования и автоматизации технологических работ (подготовки технологических программ для станков с ЧПУ, автоматизации раскроя листового материала, создания технологической документации). Таким образом, в современных САПР создаются модели, содержащие всю необходимую информацию о продукте, достаточную для автоматизированного или автоматического генерирования разных документов.

Конкурентоспособные концепции создания продукции предполагают создание, распространение и использование документов проекта в цифровой форме, (не используя бумажный носитель). Это подразумевает уменьшение количества и уход от «плоских» чертежей, переход к «3D-чертежам» (трехмерным образмеренным деталям) и размещению технических требований, необходимых пояснений непосредственно в трехмерных моделях. В 3D-модель закладывается вся информация, необходимая для производства изделия, его контроля и заказа материалов.

Но давние традиции на многих предприятий еще крепки, а переход к использованию новых информационных технологий инерционен. Поэтому практически все используемые САПР предусматривают возможность автоматизированного формирования и выпуска бумажной графической документации (в том числе, чертежей и схем).

Традиционное документирование процессов конструкторского и технологического проектирования предполагает выпуск нормированных (соответствующих установленным нормам, стандартам) бумажных текстовых и графических документов. При этом к текстовым документам относятся такие документы как расчетно-пояснительные записки, описание технологических процессов, руководства, инструкции, а к графическим – чертежи и схемы, технологические карты. Каскадным выпуском документации занималось и еще продолжает заниматься огромное количество инженерно-технических работников предприятий. Чертежи традиционно несут в себе информацию о геометрической форме детали или конструкции, представленной в виде совокупности плоских видов, разрезов и сечений – проекций трехмерной модели на плоскость. Кроме этого на чертежах присутствует информация о размерах и их допустимых отклонениях, (допуски и посадки, степень непараллельности, несоосности и пр.), технологические условные обозначения (чистота поверхности, тип сварного шва и пр.), различного рода текстовые пояснения и обязательные (основные) надписи, характеризующие авторов документов и закрепляющие их ответственность за выполненную разработку. Чертежами традиционно пользуются конструкторы, технологи, станочники, пользователи изделий при их техническом обслуживании, ремонте и модернизации.

Чертежи используются исполнителями в производственных системах с неавтоматизированной технологической подготовкой производства, а также при изготовлении деталей на универсальных станках, управляемых людьми. Чертежи хранятся как архивные документы.