catia-v5.-przyklady-efektywnego-zastosowania-systemu-w-projektowaniu-mechanicznym full version.pdf

Spis treści

Rozdział 4.

Model bryłowy czy powierzchniowy? ....................................................265

Przykład 18. Butelka ...................................................................................................... 266

Przykład 19. Flakon ....................................................................................................... 286

Przykład 20. Piłka .......................................................................................................... 307

Zakończenie .......................................................................................337

Skorowidz ..........................................................................................339

Rozdział 3.

Technologiczność projektu

Co to jest technologiczność modelu

przestrzennego części?

Jednym z czynników decydujących o jakości projektu jest możliwość jego realizacji.

Konstruktor mechanik powinien więc nieustannie pamiętać o tym, że każdy projekt (ry-

sunek 2D lub model 3D) jest dopiero początkiem realizacji procesu produkcji nowego

wyrobu, a każdy proces produkcyjny ma swoje wymagania technologiczne. W związku

z tym wydaje się oczywiste, że każdy projekt powinien uwzględniać specyficzne wy-

magania wynikające z zastosowania określonego sposobu wytwarzania projektowanej

części lub wyrobu. I wcale nie chodzi tu o to, czy zaprojektowana część lub narzędzie

(forma, tłocznik, stempel itd.) będą wytwarzane na obrabiarce CNC, a program obróbki

będzie zdefiniowany na bazie przestrzennego modelu tej części. Myślę tu o takiej metodzie

projektowania, która uwzględnia spełnienie wszystkich wymagań konstrukcyjnych oraz

technologicznych. W literaturze takie podejście do projektowania nosi nazwę Design for

Manufacturing (DFM) , czyli Projektowanie Uwzględniające Wytwarzanie . Praktyczna

definicja metodyki DFM mogłaby być następująca:

DFM oznacza, że zaprojektowany wyrób jest możliwy do wytworzenia.

DFM oznacza zdefiniowanie takich relacji pomiędzy projektem wyrobu a procesem

jego wytwarzania, które ułatwią optymalizację technologiczności wyrobu.

DFM to taki proces rozwojowy nowego wyrobu, w którym zespoły konstrukcyjne

współpracują z zespołami technologicznymi w celu zapewnienia wysokiej

jakości wyrobu końcowego. Współpraca różnych zespołów inżynierów oznacza

też możliwość wykonywania wielu zadań równolegle, czyli zastosowanie

metodyki projektowania współbieżnego.

DFM to taka metoda projektowania, która zapewnia optymalne dopasowanie

projektowanego wyrobu do możliwości wytwórczych danej firmy.

DFM to takie zastosowanie systemów komputerowego wspomagania, w którym

zaprojektowany wyrób jest relatywnie łatwy do wytworzenia, wykonany

z minimalnej ilości materiału, odpowiedniej jakości i najtańszy z możliwych.

DFM to metoda, która pomaga zmniejszyć koszty wytwarzania i montażu już

w fazie projektowej, na przykład dzięki optymalizacji wykorzystania komponentów

typowych i standardowych.

214

Rozdział 3. Technologiczność projektu

Wdrożenie takiej metody pracy wymaga oczywiście pewnych zmian w strukturze firmy

i wdrożenia wspomagającego tą metodę systemu komputerowego. Zmiany organizacyjne

mogą polegać na utworzeniu interdyscyplinarnych zespołów projektowych, w których

już od fazy projektowania wstępnego będzie można poszukiwać nie tylko rozwiązania

spełniającego wszystkie wymagania zamawiającego, ale także takiego, które uwzględni

wszystkie ograniczenia konstrukcyjne, technologiczne czy montażowe. Tak rozumiane

zespoły projektowe mogą być definiowane jako wirtualne, jeśli tylko wdrożony w firmie

system CAx/PDM to umożliwia.

Dzisiejsze systemy CAD oferują pewne możliwości analizy technologiczności projek-

towanej części, na przykład analizę minimalnego promienia krzywizny obrabianej po-

wierzchni czy analizę pochyleń technologicznych ścian modelu przestrzennego. Jeśli

rysunki lub modele przestrzenne wyrobu posiadają specyficzne atrybuty, takie jak koszt,

waga, materiał, rodzaj obróbki powierzchniowej, nazwa dostawcy czy czas dostawy, to

łatwo można sobie wyobrazić optymalizację wytwarzania tego wyrobu jeszcze na etapie

jego konstruowania. Rozwiązywanie problemów tego typu może być wspomagane przez

systemy przygotowania produkcji lub systemy z grupy PDM ( P roduct D ata/ D ocument/

D evelopment M anagement ) powiązane z bazami danych modeli CAD. Cel takiej opty-

malizacji nie musi się ograniczać do aspektów technicznych projektu, bo nic nie stoi na

przeszkodzie, by optymalizować liczbę dostawców czy czas dostawy materiału surowe-

go lub komponentów standardowych. Optymalna (minimalna) liczba dostawców oznacza

możliwość negocjacji niższych cen, a czas dostawy jest zazwyczaj powiązany z ceną,

która jest wyższa dla krótszych terminów realizacji. Optymalizacja w tym zakresie oznacza

wybór takiego terminu realizacji dostawy, który zapewni płynność produkcji lub montażu.

W zakresie systemu CAD realizacja współpracy pomiędzy konstruktorem mechanikiem

a technologiem ogranicza się w zasadzie do spełnienia wymagań dotyczących technolo-

giczności. Dla konstruktora mechanika, ale też dla wszystkich innych uczestników pro-

cesu powstawania wyrobu końcowego, niezbędne staje się podejmowanie świadomych

decyzji. Świadomych, to znaczy takich, które uwzględniają skutki podjętej decyzji dla

kolejnych, następujących po etapie projektowania etapów procesu powstawania wyrobu.

Wybór materiału, sposobu obróbki części, rodzaju komponentu standardowego wpływa

przecież na czas i koszt produkcji czy montażu oraz na cenę i jakość wyrobu końcowego.

Poniżej chciałbym rozważyć kilka przykładów poświęconych projektowaniu części for-

mowanych, to znaczy odkuwek, odlewów i wyprasek. Poprawność technologiczną modeli

takich części uzyskujemy poprzez poprawną definicję powierzchni podziału, kierunku

otwarcia formy, pochylenia ścian oraz zaokrąglenia krawędzi. Jeżeli projektowanie części

formowanych wykonujemy w systemie wspomagającym modelowanie bryłowe, to warto

przestrzegać następującej procedury:

1. Przed rozpoczęciem projektowania:

a) W zależności od metody produkcji części oraz materiału części ustalić

minimalny kąt pochylenia ścian, zapewniający możliwość wyjęcia

wyprodukowanej części z formy,

b) Ustalić minimalną dopuszczalną wartość promienia zaokrąglenia krawędzi ( R min )

— ważne szczególnie tam, gdzie powierzchnie robocze form i matryc mają być

frezowane narzędziem z krawędzią tnącą zaokrągloną promieniem ( R frez ):

R min ≥ R frez ,

Co to jest technologiczność modelu przestrzennego części?

215

2. W czasie projektowania:

a) Zastanowić się nad strukturą modelu przestrzennego:

Jakie kontury?

Na jakich płaszczyznach?

Jakie elementy dodatkowe (punkty, kierunki, powierzchnie, itp.)?

b) Zdefiniować proste bryły podstawowe,

c) Jeżeli trzeba, zdefiniować elementy dodatkowe:

Żebra,

Gniazda mocujące itp.

d) Sprawdzić, które ze ścian modelu wymagają pochylenia, a potem zdefiniować

te pochylenia:

Sprawdzić, czy zdefiniowane są pochylenia technologiczne wszystkich

wymaganych powierzchni modelu przestrzennego,

e) Zaokrąglić krawędzie:

Sprawdzić poprawność (minimalny promień) zaokrągleń krawędzi.

Konstruktor-mechanik, którego zadaniem jest wykonanie modelu przestrzennego czę-

ści, powinien nie tylko uwzględnić aspekt technologiczności projektowanej części, ale

też sposób, w jaki następujący po nim w procesie powstawania wyrobu konstruktor-

narzędziowiec będzie mógł skorzystać z modelu konstrukcyjnego. Niestety, nie zawsze

model konstrukcyjny jest „przyjazny” dla narzędziowca. Większość systemów CAD

umożliwia definicję TYLKO jednej reprezentacji geometrycznej dla każdej projektowa-

nej części. Byłoby idealnie, gdyby dla tej samej części (ten sam model przestrzenny, ten

sam numer części w bazie danych itd.) mogły być zdefiniowane dwie, lub jeśli trzeba

więcej, reprezentacje geometryczne: konstrukcyjna i technologiczna.

PRZYKŁAD 1

Proces frezowania kieszeni z pochylonymi ścianami bocznymi może być zdefiniowany

szybciej, jeśli zastosowany zostanie frez kształtowy. Model geometryczny części obra-

bianej musi być w tym przypadku uproszczoną wersją modelu konstrukcyjnego, a wymagane

pochylenie ścian kieszeni będzie pochodną kształtu i położenia freza kształtowego.

PRZYKŁAD 2

Model konstrukcyjny części kutej zawiera opis geometryczny powierzchni kutych i fre-

zowanych. A to oznacza, że konstruktor matrycy musi zmodyfikować ten model tak, by

mógł wykonać jego „odcisk” w płycie matrycy. Model technologiczny odkuwki, który

konstruktor-narzędziowiec mógłby wykorzystać do definicji matrycy, musi być uprosz-

czoną wersją modelu konstrukcyjnego. Nie może on zawierać żadnych cech geometrycz-

nych, które są modelem obróbki skrawaniem.

Część z opisanych wyżej problemów stanowi treść kolejnych przykładów tego rozdziału.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: