Материал: САПР в машиностроении (CAD CAM CAE-системы). лабораторный практикум. Смоленцев Е.В

Для сохранения уп:

1. Выберите команду «Сохранить управляющую программу как…» из меню «Файл».

2. Введите имя управляющей программы в поле Имя файла.

3. Выберите диск и каталог.

4. Нажмите кнопку OK.

Моделирование обработки. После расчета траектории движения инструмента (команда «Процессор») можно динамически смоделировать процесс обработки. Выбираем один из следующих типов моделирования: полное моделирование, пошаговое моделирование, отображение траектории движения инструмента.

Для объемного отображения траектории движения инструмента и моделирования обработки используется модуль ADEM Verify. Конечным результатом моделирования обработки будет твердотельная тонированная модель

Команда Полное моделирование используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат текущего положения инструмента и параметров инструмента (подача, скорость вращения шпинделя, СОЖ).

Команда Моделирование используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат инструмента в конечной точке текущего элемента CLDATA и параметров инструмента.

Команда Пошаговое моделирование используется для моделирования обработки с отображением в строке состояния координат текущего положения инструмента и параметров инструмента (подача, скорость вращения шпинделя, СОЖ). При этом инструмент останавливается в каждой конечной точке текущего элемента CLDATA. Для продолжения моделирования нажмите любую клавишу на клавиатуре или левую кнопку мыши.

Для моделирования обработки в модуле adem Verify:

1. Нажмите кнопку «Объемное моделирование» на панели «Моделирование". Появится окно модуля ADEM Verify. Текущий файл CLDATA автоматически передается в модуль ADEM Verify.

2. Нажмите кнопку Режим моделирования на панели Моделирование.

3. Нажмите кнопку Старт на панели Моделирование.

Задание на лабораторную работу №3

1. Изучить методическое указание по разработке УП с применением программы ADEM.

2. Запустить программу ADEM.

3. В модуле CAD создать чертеж детали по своему варианту (без размеров), добавить контуры заготовки (достаточно одной половины – верхней), задать начало отсчета (ось вращения – торец готовой детали).

4. Сформировать маршрут обработки (подрезка торца, обработка области, резьба резцом, отрезка).

5. Сгенерировать управляющею программу и записать под именем G2xx_x, 2xx – номер группы, x – номер варианта.

6. Управляющую программу сохранить в рабочую папку.

7. Оформить отчет по лабораторной работе.

Вариант 1

Материал Ст45

Пруток 20

Вариант 2

Материал Ст45

Шестигранник S27

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

4. Лабораторная работа №4.

ПРОВЕДЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ РАСЧЕТОВ В ИНТЕГРИРОВАННЫХ CAE- МОДУЛЯХ САПР

Одним из самых распространенных интегрированных СAE-модулей является COSMOSXpress, входящий в состав САПР SolidWorks. COSMOSXpress обладает достаточно ограниченным набором возможностей, однако их вполне может хватить для большинства конструкторов и технологов.

После создания проекта в SolidWorks, возможно, потребуется ответить на некоторые вопросы, например:

Может ли деталь сломаться?

Каким образом она будет деформирована?

Можно ли использовать меньший объем материала без ущерба эксплуатационным характеристикам?

В отсутствие инструментов анализа на эти вопросы можно ответить, только пройдя все дорогостоящие и занимающие массу времени циклы разработки изделия. Цикл разработки изделия обычно включает следующие этапы:

• построение модели в системе автоматизированного проектирования SolidWorks;

• создание опытного образца проекта;

• производственные испытания опытного образца;

• оценка результатов производственных испытаний;

• изменение проекта на основе результатов производственных испытаний.

Этот процесс продолжается до получения удовлетворительного решения. С помощью анализа можно выполнить следующие задачи:

• снизить затраты, выполнив тестирование модели на компьютере, а не в процессе дорогостоящих производственных испытаний;

• сократить время, необходимое для представления продуктов на рынок, путем уменьшения количества циклов разработки изделия;

• оптимизировать проект, быстро смоделировав нескольких концепций и сценариев перед принятием окончательного решения и отведя большее время на обдумывание новых проектов.

Последовательность этапов инженерного анализа:

1. Создание анализа определенного типа и определение его настроек. Последние могут быть изменены в любой момент перед выполнением рас­чета.

2. Заполнение, если необходимо, таблицы параметров, определяющей набор величин, которые могут изменяться (конкретно для которых могут на­значаться списки значений) в ходе расчета.

3. Подготовка исходных данных внутри заданного анализа:

- назначение материала детали или деталям;

- назначение кинематических граничныхусловий;

- назначение статических граничныхусловий;

- создание сетки.

4. Связывание, в случае необходимости, параметров из таблицы параметров с соответствующими анализами.

5 Выполнение расчета.

6. Обработка результатов:

- создание необходимых диаграмм;

- анализ диаграмм;

- экспорт результатов.

Цели этой лабораторной работы следующие:

• Показать примеры выполнения анализа с помощью COSMOSXpress.

• Описать цель анализа.

• Наметить последовательность выполнения анализа для каждого примера.

Часть 1. Деталь «Анкерная плита»

Деталь анкерная плита (рис. 4.1) изготовлена из полиамида. Тведотельная модель узла (рис. 4.2) находится в папке <каталог_установки>\samples\tutorial\cosmosxpress с примерами программы SolidWorks, название файла aw_anchor_plate.sldprt.

Рис. 4.1

Рис. 4.2

Плита крепится с помощью четырех отверстий. Усилие на анкерную плиту передается от компонента пластины. Необходимо определить максимальное усилие, которое может выдержать анкерная плита, предусмотрев запас прочности, равный 3,0.

Для определению максимального усилия:

1. Укажите Полиамид 6/10 из базы данных материалов solidworks, выбрав его в разделе Пластмасса.

2. Ограничьте четыре отверстия плиты. Используйте один набор ограничений, который содержит четыре грани.

Рис. 4.3

Используйте переднюю плоскость в качестве справочной плоскости при определении силы.

Используйте Отобразить символы, чтобы проверить направление нагрузки.

Используйте Изменить направление, чтобы изменить направление силы.

3. Приложите усилие, равное 350 фунтам, к грани, соприкасающейся с компонентом пластины. Вместо 350 фунтов можно указать любое необходимое значение. Обозначим приложенную силу буквой F.

Рис. 4.4

Поскольку в анализе проекта используются приближенные методы, подразумевающие значительные числовые вычисления, использование слишком маленьких или слишком больших значений нагрузки может привести к потере точности из-за точности машинных вычислений.

Проанализируйте деталь, используя значения по умолчанию.

После выполнения анализа COSMOSXpress отображает минимальный запас прочности. Допустим, что это значение - m. Это означает, что анкерная плита начнет деформироваться при изменении величины силы с F до mxF.

С учетом запаса прочности 3.0 максимальное усилие, которое способна выдержать анкерная плита, составляет mxF/3.0.

На рисунке ниже показано распределение напряжения в анкерной плите при нагрузке в 350 фунтов.

При нормальных рабочих условиях на анкерную плиту действует сила, приложенная к рукоятке. С практической точки зрения более важен вопрос, какую максимальную силу, не вызывающую деформаций, можно приложить к рукоятке. COSMOSXpress не может правильно ответить на этот вопрос, так как не поддерживает анализ сборок. Когда деталь анализируется вне сборки, трудно описать нагрузку и соответствующие условия опор. COSMOSWorks поддерживает анализ сборок, а, следовательно, позволяет проанализировать всю сборку, приложив силу к рукоятке.

Рис. 4.5

Часть 2. Деталь «Крестовина»

Показанная на рис. 4.6 крестовина сделана из легированной стали.

Рис. 4.6

Чтобы открыть файл aw_spider.sldprt перейдите к нему <каталог_установки>\samples\tutorial\cosmosxpress\aw_spider.sldprt).

Усилие прикладывается к грани центрального отверстия. Обычно деталь может иметь несколько ограничивающих сценариев. С учетом запаса прочности 2.0 необходимо узнать максимальное усилие, которое способна выдержать крестовина, если: а) все внешние отверстия зафиксированы, б) два внешних отверстия зафиксированы и в) только одно внешнее отверстие зафиксировано.

Ниже приводится описание того, как ответить на этот вопрос:

Укажите Легированная сталь из базы данных материалов Solidworks, выбрав ее в разделе Сталь.

Ограничьте 3 внешних отверстия (рис. 4.7). Можно включить 3 грани в один набор ограничений или определить отдельный набор для каждой грани.

Рис. 4.7

Приложите осевое усилие 500 фунтов. Обозначим приложенную силу буквой F. Направление оси в этом случае указывается путем выбора Плоскости 1 в качестве справочной плоскости. Используйте Плоскость1 в качестве справочной плоскости при определении силы. Используйте Изменить направление, чтобы изменить направление силы.

Рис. 4.8

Обычно, если не существует справочной плоскости, перпендикулярной направлению приложения силы, необходимо создать новую справочную плоскость.

Выполните анализ детали с помощью параметров по умолчанию.

После выполнения анализа COSMOSXpress отображает минимальный запас прочности. Допустим, что это значение - m.

С учетом запаса прочности 2.0 максимальное усилие, которое способна выдержать деталь, составляет mxF/2.0.

Вернитесь к шагу Ограничения и удалите одно из ограничений. Обратите внимание на восклицательный знак на вкладках Анализ и Результаты. Они означают, что текущие результаты не относятся к текущей модели, и необходимо заново проанализировать модель.

Нажмите Обновить.

Рассчитайте максимальную силу для этого случая.

Выполните те же самые операции для вычисления максимального усилия, которое способна выдержать крестовина, когда зафиксировано только одно внешнее отверстие.

Распределение напряжений в этих трех случаях показано ниже: