Разработка трехмерных моделей инженерных деталей как перспективное направление развития машиностроения

В современном мире электронное трехмерное моделирование является основным средством реализации формы объекта, инженерных чертежей. Все актуальней становится создание 3D моделей при производстве машиностроительных деталей на предприятиях, так как конструкторы имеют возможность наглядно видеть результат своей работы уже в процессе проектирования.

Трехмерное моделирование позволяет увидеть предметы, которые на данный момент еще не существуют, или существуют, но нет возможности их увидеть «вживую». Если объект создавал настоящий мастер, то достигается эффект присутствия, эффект реальности. Используя созданную ранее модель похожего изделия (изделия-аналога), у конструктора в десятки раз сокращается общее время работы над проектом. При проектировании сборочных единиц имеется возможность проверять собираемость, выявлять ошибки и неточности на уровне моделей. Хорошая 3D картинка, которая дополнена чертежами, эскизами и технико-экономическими показателями, способна существенно повлиять на принятие решения покупки заказчиком детали или же начала проектирования и создания объекта.

Одним из направлений 3D моделирования является разработка деталей для машиностроения. Свобода в создании сложных геометрических форм и понимание того, что эти формы могут быть легко реализованы «в металле» с по- мощью интегрированных технологий, стимулируют творчество, повышают интерес к работе.

ОАО «Навлинский автоагрегатный завод» это предприятие Брянской области, которое занимается производством машиностроительных деталей. Основной продукцией являются коробки отбора мощности для большинства видов транспорта. На заводе также выпускают ступицы сцепления, карданные валы, коробки перемены передач, тяговосцепные устройства, шаровые пальцы рулевой тяги. До выпуска новых деталей сотрудники технического отдела разрабатывают трехмерные модели деталей. Для данного предприятия была создана 3D-модель детали «Пневмопоршень».

Разработка трехмерной модели пневмопоршня проводилась в программном продукте Компас 3D V14. Создание деталей производилось как с помощью операций панели инструментов и чертежей стандартных деталей ГОСТа, так и с помощью библиотеки программы, в которой закладывались размеры деталей. Каждой детали по завершению проектирования присвоено название и задан цвет.

Первоначально были спроектированы 9 отдельных деталей пневмопоршня.

Самой массивной и основной является деталь Цилиндр - часть изделия, в которую помещались более мелкие детали. Деталь создавалась как эскиз на двумерной плоскости с конкретными размерами, имеет несколько фасок и выре-

зов на краях и внутри цилиндра, выполненные операциями «Выдавливание», «Наращивание», «Вырезание выдавливанием», «Скругление», «Выдавливание вращением» (рис. 1).

Рис.1. Вырез внутренней части цилиндра

Ось-шток – ходовая деталь, которая находится внутри поршня. Ось имеет несколько фасок и «скруглений» на ребрах, вырез на грани детали, а также сквозное отверстие в оси (рис. 2).

Рис. 2. Спроектированная деталь «Ось-шток»

Пружина – деталь, которая должна «выталкивать» ось-шток обратно в цилиндр. Эта деталь проектировалась с помощью библиотеки, которая находится в программе: была выбрана необходимая пружина сжатия и настроены ее параметры (рис.3).

Гайка – деталь, которая накручивается на край цилиндра в месте нанесения условной резьбы. Работа основывалась на использовании эскиза с осевой линией на детали, выполнялось внутреннее отверстие, проставлялось несколько фасок на гранях и внутренняя условная резьба.

Рис. 3. Спроектированная пружина

Крышка пневмоцилиндра – деталь, которая закрепляется с широкой стороны самого цилиндра. Она проектировалась с помощью 2D-рисунка, который есть в архиве предприятия. С помощью панели инструментов, добавлялся чертеж детали и копировался новый слой уже в создание 3D-модели, далее выполнялась операция «Выдавливание вращением» (рис. 4).

Рис. 4. «Выдавливание вращением» контура детали

Стопорное кольцо помещается в разрез цилиндра и его крышки. Сначала в программе создавался чертеж в файле «Фрагмент», для этого использовались операции: «Создание окружности», «Осевая линия» и другие из раздела «Геометрия» на панели инструментов (рис. 5).

Следующие 3 детали – Кольцо, Шайба и Манжета. Первая располагается в разрезе крышки во внутренней части цилиндра, вторая помещается вовнутрь между пружиной и самим цилиндром. Манжета – резиновая деталь, которая находится на ось-штоке. Эти детали разрабатывались по эскизу с использованием операции «Выдавливание вращением».

Рис. 5. Деталь «Стопорное кольцо»

Рис. 7. Изделие в разрезе

Для каждой детали создавался отдельный файл в программе. Файлы спроектированных деталей были сохранены для последующего участия их в сборке, а также для возможности использования их конструкторами при создании других заводских деталей.

Рис. 6. Готовое изделие «Пневмопоршень»

Сборка построена с помощью операций «Сопряжения». По очереди к основной детали были добавлены все детали, которые в ней учувствуют. Трехмерная модель пневмопоршня построена с помощь файла сборки, куда входили все отдельные ее детали (рис. 6).

Для более наглядной иллюстрации расположения деталей выполнено сечение плоскостью (рис. 7).

Трехмерная деталь «Пневмопоршень» была полностью смоделирована по условиям технического задания. Кроме того, создана конструкторская документация на базе трехмерной модели с указанием основных размеров модели.

Работа была представлена руководству предприятия и одобрена. Разработанная модель используется для точного создания реальной сложной детали в сборке и дает возможность повысить качество выпускаемых изделий, снизить расходы на разработку, существенно экономит ресурсы предприятия.