3.1.2 Проектирование операционных заготовок методом добавляемых тел

При проектировании деталей, получаемых традиционными способами механообработки, на основе CAD-моделей создаются операционные заготовки, которые содержат, помимо общей геометрической и конструкторской информации, геометрические и технологические данные о пооперационных преобразованиях заготовки в деталь - это могут быть элементы (примитивы), описывающие удаляемый материал, символы баз, технологические размеры, допуски формы и расположения поверхностей, параметры шероховатости. Таким образом, можно ввести понятие конструкторско-технологической модели детали (КТМД) - это разработанная конструктором модель (КМ), содержащая технологические данные (ТД):

.

Методика проектирования операционных заготовок, разработанная на кафедре технологии приборостроения СПбГУ ИТМО, основана на обратном преобразовании моделей операционных заготовок, при котором преобразование T начинается от модели детали (D) и заканчивается получением модели исходной заготовки (Z₀): T: D Z₀. В свою очередь, для каждой i-ой операции необходимо выполнить преобразование T_i модели Z_i^вых выходной заготовки в модель Z_i^вх входной операционной заготовки: T_i: Z_i^вых Z_i^вх. Преобразование T_i заключается в преобразовании формы и размеров выходной заготовки путем наращивания припусков на поверхностях выходной ТМОЗ (технологической модели операционной заготовки).

Так как входная заготовка Z_i^вх для i-ой операции является выходной заготовкой Z_i-1^вых для i-1 операции, то имеет место преобразование: T_i: Z_i^вх Z_i-1^вых. Для этого преобразования возможны две ситуации. Если необходимо получить твердотельную модель Z_i-1^вых выходной заготовки для предшествующей операции, то Z_i-1^вых = Z_i^вх, где Z_i^вх твердотельная модель входной заготовки для i-ой операции. Если необходимо получить операционный эскиз, то сначала получают эскиз выходной заготовки Z_i-1^эвых путем проецирования твердотельной модели Z_i^вх на плоскости проекций чертежа. Далее Z_i-1^эвых дорабатывается до операционного эскиза. Доработка заключается в простановке баз и операционных размеров (ОР), выдерживаемых на i-1 операции, а также в указании качества обрабатываемых поверхностей (шероховатость, твердость, покрытие и т. д.). Таким образом, на основе ТМОЗ для выходных заготовок создается карта с операционным эскизом.

При проектировании КМОЗ необходимо, как минимум, следовать нижеприведенным условиям:

1. КМОЗ должна быть информативна, т.е. включать в себя максимум технологических данных о детали: базы, технологические размеры и припуски, параметры шероховатости и т.д.

2. КМОЗ должна быть ассоциативна с исходной моделью детали, т.е. изменения в модели детали должны отражаться и в моделях всех заготовок.

3. ТМОЗ и модель детали должны содержаться в едином файле, чтобы не загромождать файловую систему и не нарушать структуры файлов в папке со сборкой изделия.

Общую схему проектирования ОЗ методом добавляемых тел можно выразить так, как показано на рис. 2.4:

На этом рисунке:

MD - твердотельная модель исходной детали;

MZ_i^вых - твердотельная модель выходной заготовки для i-той операции;

Рис. 3.1 Общая схема проектирования ОЗ методом добавляемых тел

MZ_i^вх - твердотельная модель входной заготовки для i-той операции;

MDT_i - добавляемые тела для i-той операции;

ПЭ_i - предварительный операционный эскиз для i-той операции;

Э_i - окончательный операционный эскиз для i-той операции.

Как видно из рисунка, имеет место двухпроходная схема проектирования ОЗ. На первом проходе проектируются операционные заготовки и создаются предварительные операционные эскизы. В этих эскизах проставлены технологические базы и показана простановка операционных размеров.

На втором проходе выполняется расчет операционных размеров, который заключается в определении их номинала и точности.