CC BY
32
Механика и машиностроение
4. Гаер М.А., Журавлев Д.А., Яценко О.В. Конфигурацион- университета. 2011. №4. С.24-26.
ные пространства поверхностей деталей и сборок // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2011. № 10. С.32-36.
5. Журавлёв Д.А., Гаер М.А. О возможности моделирования деталей и сборок с учетом допустимых 3D отклонений в САПР // Вестник Иркутского государственного технического
6. Шабалин А.В. Конфигурационные пространства для оценки собираемости изделий машиностроения с пространственными допустимыми отклонениями: дис....канд. техн. наук: 05.02.08 / Шабалин Антон Владимирович. Иркутск, 2011. 170 с.
УДК 621 . 757
ЭЛЕКТРОННАЯ МАСТЕР-МОДЕЛЬ С ТРЕХМЕРНЫМИ ДОПУСТИМЫМИ ОТКЛОНЕНИЯМИ
© М.А. Гаер1, О.В. Яценко2
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассматриваются возможности электронной трехмерной мастер-модели, оснащенной пространственными допусками, как основы независимого метода обеспечения взаимозаменяемости узлов и агрегатов. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: пространственные допуски деталей и сборок; сборка с учетом трехмерных отклонений; анализ сборок с учётом допусков; трехмерная мастер-модель.
ELECTRONIC MASTER MODEL WITH THREE-DIMENSIONAL PERMISSIBLETOLERANCES M.A. Gaer, O.V. Yatsenko
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The articles deals with the possibilities of the electronic three-dimensional master model equipped with spatial tolerances. It is treated as the basis of the independent method ensuring interchangeability of components and assemblies. 4 sources.
Key words: spatial tolerances of parts and assemblies; assembly works considering three-dimensional deviations; analysis of assemblies considering tolerances; three-dimensional master model.
В течение последнего десятка лет информационные технологии в своем развитии проделали путь, на который в областях промышленного производства потребовались столетия. Появление «тяжелых» интегрированных систем САй/САМ/САЕ позволяет инженерам авиационной техники выполнять электронное описание объекта производства с точностью 1-3 микрона с применением принципа трехмерной параметризации.
Одной из возможностей перехода на использование электронного описания объекта является метод электронных плазов. Данный способ подготовки производства изделий приводит к сокращению времени на выполнение прочерчивания и контроля работ на экране ЭВМ с использованием широких возможностей программного обеспечения. Этот метод позволяет сократить номенклатуру шаблонов при изготовлении методами ЧПУ и контролем на КИМ. Метод электронных плазов обеспечивает легкость передачи и точного повторения плазовой информации, возможность применения файлов плазов для проектирования комплекта оснастки на базе ЭВМ. При использовании метода электронных плазов не требуются складские помеще-
ния для хранения габаритных физических плазов. Кроме того, имеется реальная возможность без больших затрат выполнить объемную увязку плазов, что очень трудоемко при плазово-шаблонном методе.
Кроме того, метод электронных плазов не требует изменения менталитета мышления конструктора-плазовика и является своеобразным этапом перехода к постановке изделий на основе электронного описания. Однако применяемый в настоящее время в производстве плазово-шаблонный метод основан на принципе последовательного выполнения этапов подготовки производства, что наряду с невысокой точностью является одним из его главных недостатков.
Используемая схема проектирования изделий чертеж - конструктивный плаз - шаблон - эталон -оснастка приводит к затягиванию сроков подготовки их производства на десятки месяцев.
В ведущих зарубежных производствах для ускорения выхода продукции на рынок используется принцип параллельного инжиниринга на основе метода трехмерной мастер-модели.
В основе принципа мастер-модели лежит использование трехмерного электронного макета детали и
1Гаер Максим Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии машиностроения, тел.: 89021709580, e-mail: [email protected]
Gaer Maxim, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Mechanical Engineering Technology, tel.: 89021709580, e-mail: [email protected]
2Яценко Ольга Валерьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии машиностроения.
Yatsenko Olga, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Mechanical Engineering Technology.
Механика и машиностроение
сборки, в результате электронная модель дает возможность параллельного выполнения работ всеми участниками подготовки производства изделия, причем эти участники могут быть разделены тысячами километров. Сегодня передовые зарубежные фирмы открыто демонстрируют разработку сложных технических изделий конструкторами фирм, находящихся в разных частях света: Германии, Голландии и Японии -с использованием интернет-каналов. Такие процессы и получили название параллельного инжиниринга. Именно параллельное выполнение работ служб сокращает сроки подготовки производства изделий в 2-3 раза по сравнению с традиционными методами [4].
Итак, трехмерная мастер-модель - это в совокупности трехмерный электронный макет детали, прошедший увязку в окружении сборки, которая является единым носителем геометрии и топологии конструкции для всех последующих разработок.
Методы использования мастер-модели позволяют отказаться от увязочной оснастки, плоских и объемных плазов, шаблонов. Эти методы используются для ускорения проектирования и изготовления специальной технологической оснастки, при контроле изготовленных деталей и элементов оснастки, отработке технологических процессов, проверке конструкции на прочность, проверке конструкции на кинематику и др.
Однако в этом перечне отсутствует самое главное - проверка конструкции на собираемость с учетом допустимых отклонений и не рассмотрено использование трехмерных допустимых отклонений, хотя современные системы автоматизированного проектирования позволяют производить выпуск чертежей автоматически с трехмерного макета, конструктору остается для завершения оформления чертежа задать допуски и технические условия для изготовления деталей.
Таким образом, совершенно логичным становится включить в понятие трехмерной мастер-модели допуски, а точнее пространственные допустимые отклонения. Тогда пункты применения и использования мастер-модели, о которых мы говорили выше, обогатятся учетом 3D-допусков, а также появятся и другие возможности использования. При проектировании технологии сборки решается много различных задач, в которых необходимо непосредственное участие такой системы, как ГеПАРД [1-3], а в некоторых случаях и полная замена решения. Это обеспечивается математическими методами, подходами и уникальными алгоритмами, лежащими в основе этой системы геометрического проектирования, анализа и расчета простран-
ственных допусков.
Так, например, при выборе метода сборки и разработке схем базирования система сможет производить расчет ожидаемой точности. При сборке в приспособлении она сможет включать учет допусков приспособления. При проектировании технологической схемы сборки система сама сформирует граф сборки с допусками при назначении сопрягаемых поверхностей. При построении комплекта технологических баз программа будет строить системы реперов поверхностей, деталей, подсборок, сборок. При разработке вариантов последовательности выполнения операций сборки система выявит места, в которых возможны нестыковки - не выдержаны допуски. При оформлении технологического процесса система будет производить автоматический выпуск чертежей с заданными допусками.
Таким образом, можно утверждать, что трехмерная мастер-модель с 3D-допусками - основа независимого метода обеспечения взаимозаменяемости узлов и агрегатов.
Разрабатываемая кафедрой технологии машиностроения ИрГТУ система ГеПАРД оснащает трехмерную мастер-модель 3D-допусками, и тогда она становится трехмерной мастер-моделью с ЗР-допусками.
Все этапы технической подготовки производства завязаны непосредственно на технологию сборки, а значит, главную роль играет проектирование технологии сборки. Во всех этих процессах правой рукой становится трехмерная мастер-модель с 3D-допусками, которая уже сейчас способна гармонично влиться в существующие методики (автоматизированного) проектирования технологического процесса сборки изделий (см. рисунок).
Библиографический список
1. Гаер М.А., Плонский П.Л. Топологическое представление сборок и их анализ с учетом допусков // Известия МГТУ "МАМИ". 2008. № 2(6). С.361-367.
2. Гаер М.А., Шабалин А.В. Представление допустимых отклонений при параметрическом проектировании изделий // Сборник материалов научно-технического семинара "Прогрессивные технологии и оборудование механосборочного производства". М.: МГТУ "МАМИ", 2009. С.103-107.
3. Журавлёв Д.А., Гаер М.А. О возможности моделирования деталей и сборок с учетом допустимых 30 отклонений в САПР // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2011. №4. С.24-26.
4. Современные технологии агрегатно-сборочного производства самолетов / А.И. Пекарш, Ю.М. Тарасов, Г.А. Кривов [и др.] М.: Аграф-пресс, 2006. 304 с.
