3. 9 Генерация чертежей
После того, как конструктор создал твёрдотельную модель детали или сборки, он может автоматически получить рабочие чертежи с изображениями всех основных видов, проекций, сечений и разрезов, а также с проставленными размерами. SolidWorks поддерживает двунаправленную ассоциативную связь между чертежами и твердотельными моделями, так что при изменении размера на чертеже автоматически перестраиваются все связанные с этим размером конструктивные элементы в трехмерной модели. И наоборот, любое изменение, внесенное в твердотельную модель, повлечет за собой автоматическую модификацию соответствующих двумерных чертежей.
В SolidWorks 97 поддерживается выпуск чертежей в соответствии со стандартами ANSI, ISO, JIS и рядом других. Для оформления чертёжно-конструкторской документации в полном соответствии с ЕСКД рекомендуется использование применение SolidWorks совместно с мощным чертёжно-графическим редактором КОМПАС 5 для Windows.
3. 10 Поддержка технологии OLE
Как уже говорилось выше, в SolidWorks 97 полностью поддерживается технология компании Microsoft, известная как OLE (связывание и встраивание объектов). Эта программная технология позволяет связывать твёрдотельные модели, сборки или чертежи, созданные с помощью SolidWorks 97, с файлами других приложений, что значительно расширяет возможности автоматизации процесса проектирования. С помощью технологии OLE можно использовать информацию, полученную в других приложениях Windows, для управления моделями и чертежами SolidWorks. Например, размеры модели могут быть рассчитаны в специальных математических приложениях и переданы в SolidWorks. Можно управлять размерами деталей с помощью таблиц Microsoft Excel, задавая различные по конфигурации и габаритам варианты (то есть формировать таблицы стандартизованных изделий). Электронные таблицы также могут быть использованы для составления спецификации на сборочную единицу.
3. 11 Импорт и экспорт данных
Моделирование и получение чертёжно-конструкторской документации - это лишь один из этапов на пути от принятия решения о проектирования изделия до выпуска готовой продукции. Поэтому необходимо обеспечить доступ других приложений CAD/CAM к созданной в SolidWorks твёрдотельной модели.
Система поддерживает обмен информацией через следующие стандартные форматы: IGES, наиболее распространенный формат обмена между системами объёмного моделирования;
X_T, формат для обмена с системами объёмного моделирования, использующими геометрическое ядро Parasolid;
SAT, формат для обмена с системами объёмного моделирования, использующими геометрическое ядро ACIS;
STL, формат для обмена с системами быстрого прототипирования (стереолитографическими системами);
DXF для обмена данными с различными чертёжно-графическими системами; DWG для обмена данными с AutoCAD;
VRML для обмена данными проектирования через Internet.
3. 12 Приложения к SolidWorks
SolidWorks Corporation тесно сотрудничает с другими компаниями, чьи продукты дополняют SolidWorks 97. Продукты третьих фирм дают пользователю возможность, например, рассчитать прочностные характеристики будущей детали с помощью метода конечных элементов или же подготовить управляющую программу для оборудования с ЧПУ, не покидая привычную для него среду SolidWorks.
К числу партнёров SolidWorks Corporation относятся такие известные компании разработчики CAD/CAM/CAE решений, как ANSYS, Delcam plc. , Surfware Incorporated, Structural Research & Analysis Corporation, The Mac-Neal-Schwendler Corporation и многие другие. Например, для анализа прочностных характеристик конструкции с помощью метода конечных элементов может быть использована специальная версия системы COSMOS - COSMOS/Works для SolidWorks. При этом нет необходимости импортировать геометрию детали в это расчётное приложение, так как оно использует ту же математическую модель, что и сам SolidWorks 97.
Аналогичным образом (то есть без конвертирования данных) может выполняться подготовка управляющих программ для обработки созданных в SolidWorks моделей на оборудовании с ЧПУ.
4. Специализированные инженерные приложения.
Autodesk Mechanical Desktop.
Программный продукт, объединяющий в себе средства конструирования деталей, узлов и моделирования поверхностей.
В пакет Autodesk Mechanical Desktop входят практически все необходимые инженеру - конструктору средства моделирования геометрических объектов. Он объединяет в себе возможности новейших версий известных программных продуктов копании Autodesk:
Autocad Designer 2 для конструирования деталей и сборочных узлов. AutoSurf 3 для моделирования сложных трехмерных поверхностей с использованием NURBS - геометрии.
Автокад в качестве общепризнанной графической среды САПР.
IGES Translator для обмена файлами с другими системами САПР. Плюс новый способ организации взаимодействия Autodesk Mechanical Desktop с другими машиностроительными приложениями - система меню MCAD. Дополнительные возможности Autodesk Mechanical Desktop
Параметрическое моделирование твердых тел на основе конструктивных элементов.
Конструктивные элементы
Произвольные конструктивные элементы можно моделировать путем выдавливания, вращения и сдвига плоского эскизного контура, а также путем отсечения фрагментов от твердотельных объектов произвольными поверхностями. В конструкцию можно включать стандартные элементы: сопряжения (галтели), фаски и отверстия (в том числе с зенковкой, разверткой и резьбовые). Параметрические возможности
Любой размер может быть переменным.
Переменные могут использоваться в математических формулах
Переменными можно управлять глобально при помощи таблиц параметров. Моделирование поверхностей произвольной формы
Моделирование примитивных поверхностей (конус, шар, цилиндр) и сложных поверхностей произвольной формы
Моделирование трубчатых поверхностей, поверхностей натяжения, изгиба, перехода; плавное сопряжение произвольных поверхностей.
Расчет площади поверхности и объема.
Расчет масс-инерционных характеристик и анализ взаимодействия моделей Расчет площади, поверхности, массы и объема деталей и сборочных узлов. Расчет моментов инерции.
Анализ взаимодействия деталей в сборочных узлах.
Геометрические зависимости
Предусмотрены следующие типы зависимостей между элементами: горизонтальность, вертикальность, параллельность, перпендикулярность, коллинеарность, концентричность, проекция, касание, равенство радиусов и координат Х и Y. Наглядное обозначение наложенных зависимостей специальными символами. Средства работы с эскизами
Построение и редактирование набросков стандартными средствами Автокада. Копирование эскизов на другие грани и модели.
Выполнение рабочих чертежей
Двунаправленная ассоциативная связь между моделью и ее чертежом. Автоматическое удаление штриховых и невидимых линий.
Соответствие стандартам ANSI, ISO, DIN, JIS и ЕСКД.
Ассоциативное нанесение размеров и выносок.
Конструирование сборочных узлов
Сборка деталей в узлы
Графическое и логическое представление иерархической структуры сборочного узла.
Организация деталей и подузлов в виде внешних ссылок.
Наложение зависимостей на компоненты узлов
Задание расположения деталей относительно друг друга по их ребрам, осям или граням.
Возможность свободно-координатного расположения деталей.
Графическая индикация степеней свободы компонентов.
Выполнение сборочных чертежей
Выполнение схем сборки-разборки.
Проставление номеров позиций на сборочных чертежах и автоматический выпуск спецификаций.
4. 1 Основные приемы работы в среде Autodesk Mechanical Desktop. Составляющие AMD и их отличительные особенности
Приложения для Autodesk Mechanical desktop, разработанные в рамках Mechanical Application Iniciative
AutoCAD Designer R2. 1
AutoSurf R3. 1 и транслятор IGES R13. 1
Совместное использование Designer и AutoSurf в AMD
Интерфейс и функциональные модули AMD
Параметрическое моделирование трехмерных твердотельных объектов в AutoCAD Designer R2. 1 (модуль PARTS) o Создание профилей формообразующих элементов o Способы задания и построения конструкторско-технологических элементов o Редактирование трехмерных моделей
Сервисно-информационные возможности и обмен данными в AutoCAD Designer R2. 1 Расчет массово-инерционных характеристик и визуализация трехмерных моделей Генерация рабочих чертежей параметрических моделей в AutoCAD Designer R2. 1 (модуль DRAWINGS)
Двунаправленная ассоциативная связь “модель-чертеж”
Создание проекционных видов
Редактирование проекционных видов
Введение справочных размеров, аннотаций и осевых линий
Поддержка международных стандартов
Преобразование чертежа модели в двухмерный чертеж
Работа в среде Autodesk Mechanical Desktop R2. 1 (далее AMD), предназначенного для автоматизации проектных, конструкторских и технологических работ в подразделениях машиностроительного комплекса. Учитывая, что данный продукт ориентирован на моделирование параметрических твердотельных сборок деталей, узлов, агрегатов, изделий, автоматизированный выпуск конструкторской документации (КД), массово-инерционный анализ готового изделия, он без сомнения привлечет внимание всех специалистов, желающих увеличить эффективность своего труда.
Реальный процесс проектирования основан на двух подходах: при проектировании “сверху вниз” работа начинается от наброска изделия в целом до наброска деталей, составляющих исходное изделие; при проектировании “снизу вверх” вначале делается набросок деталей, а затем на основе спроектированных деталей моделируется изделие. В AMD принят второй подход, а весь процесс конструирования разбит на несколько этапов, включающих:
создание наброска базового элемента (этап эскизного проектирования); наложение геометрических и размерных зависимостей;
построение базовой детали;
редактирование детали с использованием конструкторско-технологических элементов;
получение деталировочных чертежей смоделированных деталей;
создание сборок агрегатов, узлов, изделий;
модификация сборок (при необходимости);
получение конструкторской документации;
анализ массово-инерционных характеристик (при необходимости); экспорт деталей и сборок в программы анализа и обработки.
4. 2 Составляющие AMD и их отличительные особенности
Autodesk Mechanical Desktop - интегрированный пакет, работающий в среде AutoCAD R13, и включающий прикладные программы AutoCAD Designer R2. 1, AutoSurf R3. 1, а также транслятор IGES R13. 1.
4. 2. 1 AutoCAD Designer R2. 1
AutoCAD Designer, будучи специализированной программой, предназначена для пользователей, работающих в основном в машиностроении и смежных отраслях, и призвана автоматизировать процесс создания КД деталей и сборочных единиц. У пользователей может возникнуть законный вопрос, нужно ли вообще заниматься параметрическим трехмерным твердотельным моделированием, если КД представляет собой набор двухмерных чертежей, и нужно ли платить дополнительно за Designer, если в AutoCAD R13 есть встроенные функции генерации сложных трехмерных твердых тел? Однако для повышения производительности труда инженеров, получения надежного, гибкого и простого в применении средства для оптимизации процесса проектирования механических деталей и сборочных единиц и, наконец, объединения задач CAD/CAM в одной среде трехмерное моделирование просто необходимо. Оптимизация процесса проектирования достигается за счет создания оптимальной среды на всех этапах конструирования: от эскизного проектирования до готовой КД изделия. Каким образом достигнута такая оптимальность? Во-первых, оригинальным подходом к построению твердых тел в AutoCAD Designer, позволяющим проектировать модели на основе конструкторско-технологических элементов, оперируя привычными для конструкторов терминами (сопряжение, фаска, отверстие и т. д. ), тогда как в традиционных программах трехмерного моделирования их приходилось подменять специфическими геометрическими понятиями (дуга, линия, окружность и пр. ). Во-вторых, параметрическими свойствами проектируемых в AutoCAD Designer моделей и сборочных единиц, обеспечивающими возможность их корректировки практически на любой стадии проектирования, в чем заключается основное преимущество перед традиционными трехмерными моделями, как правило статичными и с трудом поддающихся редактированию (например, твердые тела, созданные стандартными средствами AutoCAD). При этом трехмерные модели деталей проектируются как бы в два этапа: сначала создается характерный профиль детали на плоскостном эскизе, а затем добавляется третье измерение. Будучи трехмерным, моделирование тем не менее проходит на плоском экране монитора; такой подход выгодно отличается от традиционных методов, где пользователю предлагается спроектировать трехмерный объект одной командой, контролируя одновременно все три пространственные координаты. Далее моделирование сборочной единицы также максимально приближено к реальности и практически полностью автоматизировано - пользователю нужно задать только параметрические связи между существующими объектами, ограничивающими количество степеней их свободы. И, наконец, возможностью контроля процесса проектирования моделей и сборок по их проекционным видам, генерирующимся автоматически. При этом постоянная действующая двунаправленная ассоциативная связь “модель-чертеж” в сочетании с параметрическими свойствами дает возможность вносить коррективы как в самой модели, так и в ее проекционных видах путем простого изменения существующих размеров, а встроенные функции анализа взаимопересечения деталей в сборочных единицах полностью гарантируют пользователя от ошибок, неизбежно возникающих при создании независимых проекций сложных сборочных единиц средствами двухмерной графики. Таким образом, параметрические свойства, двунаправленная ассоциативная связь “модель-чертеж”, а также моделирование на основе конструкторско-технологических элементов, позволят пользователям проектировать трехмерные объекты и сборки концептуально, не привязываясь изначально к конкретным размерам деталей и составу сборок и оптимизируя модели по мере их создания, что в полной мере адекватно реальному процессу проектирования в мировой конструкторской практике. 4. 2. 2 AutoSurf R3. 1 и транслятор IGES R13. 1
AutoSurf R3. 1 - специализированная прикладная программа, предназначенная для трехмерного моделирования абсолютно гладких поверхностей произвольной сверхсложной формы, что особенно актуально в авиа-, автомобиле-, и судостроении. Для изделий (например, фюзеляжей самолетов, корпусов кораблей и автомобилей) этих отраслей типичны чрезвычайно сложные поверхностные формы, для анализа которых, как правило, недостаточно проекционных видов и сечений, а требуется построение трехмерных моделей. Действительно, моделируя сложные поверхности на плоских чертежах, конструктор задает граничные контуры поверхности, ее характерные линии, направляющие и образующие, сечения поверхности на дискретных интервалах и т. д. , но при этом не видит саму поверхность! Естественно, в этом случае спор о преимуществах двухмерного или трехмерного моделирования просто неуместен.
Полностью интегрированная с AutoCAD R13 программа AutoSurf R3. 1 предоставляет высокоэффективные и в то же время простые в применении средства моделирования поверхностей на основе использования неоднородных рациональных B-сплайновых численных методов (NURBS). Ее расширенные возможности построения и редактирования геометрических форм органично дополняют встроенные функции среды AutoCAD по моделированию трехмерных объектов. Благодаря этой мощной комбинации пользователи могут конструировать и моделировать - начиная от пресс-форм и крепежных элементов турбин и заканчивая любыми компонентами изделий автомобильной и аэрокосмической отраслей, а также компонент для потребительских товаров и медицинского оборудования.
Поставляемый с пакетом AutoSurf R3. 1 транслятор IGES (AutoCAD IGES Translator R13. 1) предназначен для корректного и полного обмена информацией с высокоуровневыми программами САПР, что дает возможность использовать в работе с AutoSurf форматы других прикладных программ, применяемых вашей компанией либо вашими партнерами. Причем, поскольку поверхности в AutoSurf описываются численными методами NURBS в рамках базы данных AutoCAD ( формат . DWG), полученные модели объектов могут корректно передаваться между прикладными программами САПР высокого уровня, затем обрабатываться в AutoSurf и далее передаваться в аналитические прикладные программы или в средства генерации управляющих программ для станков с ЧПУ, замыкая разорванную в настоящее время цепочку задач CAD/CAM.
4. 3 Совместное использование Designer и AutoSurf в AMD
Cпециализированные программы, как правило, не отвечают конкретным запросам пользователей в смежных областях. В частности, программы AutoCAD Designer и AutoSurf имеют свои ограничения в использовании. С одной стороны, Designer предоставляет высокоэффективное средство для моделирования трехмерных объектов, формообразующие элементы которых отличаются сравнительной простотой. Однако, в действительности даже в изделиях общего машиностроения многие детали имеют в своем составе поверхности произвольной формы. С другой стороны, AutoSurf позволяет строить поверхности произвольной формы, а также пространственные объекты любой степени сложности, однако максимальная эффективность при применении AutoSurf достигается только в случаях, когда моделируемое изделие имеет достаточно много поверхностей произвольной формы, как, например, в авиа или автомобилестроении. Но и в этих отраслях существует широкий спектр изделий, которые чрезвычайно просто и быстро можно смоделировать средствами AutoCAD Designer, в то время как в AutoSurf построение поверхностных оболочек подобных объектов может оказаться более трудоемким. В свете вышесказанного становится очевидным, что наилучший результат в трехмерном моделировании реальных конструкций может быть достигнут при совместном использовании обеих этих программ. С помощью Autodesk Mechanical Desktop можно вводить поверхности произвольной формы в качестве формообразующих элементов параметрических моделей и применять в дальнейшем полученные модели для конструирования сборочных единиц.
4. 4 Интерфейс и функциональные модули AMD
