Особенности проектирования деталей из листового металла
Современное производство металлических изделий основано на предварительной разработке 3D-макетов с применением специализированного ПО.
Оно позволяет создавать объемные геометрические модели с возможностью автоматизированного создания развертки. При этом учитывается специфика материала и особенности способа производства: штампование, гибка, вырубка или резка.
Кроме того, системы проектирования способны в автоматическом режиме рассчитать деформирование при сгибании, скручивании, прессовке, штамповании отверстий, создании высечек/выемок, ребер жесткости и дополнительных частей.
Что входит в проектирование детали
- Выбор материала.
- Выбор или внесение формулы для расчета длины среднего слоя прогибов в изделии с учетом используемого оборудования.
- Обозначение геометрических элементов с учетом характеристик и предельных величин деформации материала в автоматическом или полуавтоматическом режиме.
- Создание развертки.
- Изготовление трехмерного макета в масштабе 1 к 1 для проверки его совместимости с другими частями изделия.
Схема детали
Для удобства проектирования формируется логическая структура, состоящая из нескольких ветвей. Каждая из них соотносится с определенной частью изделия. Корневая ветвь соответствует основе, относительно которой осуществляется UV-преобразование (то есть развертка в трехмерной графике).
В зависимости от положения сравнительно с частями детали выделяют следующие группы:
- части, присоединенные по наружной кайме других элементов
- добавочные части, встраиваемые в имеющиеся элементы
- созданные пользователем части, которых нет в базовом перечне используемой системы моделирования
Способы представления деталей из листового металла
Приложения для профессионального моделирования позволяют задать один из следующих способов представления:
- простое отображение контурами, которое позволяет сформировать общее представление о проектируемом объекте и идентифицировать его элементы;
- представление в режиме «согнуть/разогнуть» для реалистичного восприятия изделия как в развернутом, так и в согнутом виде с реалистичным отображением текстур;
- частичная детализация (на трехмерной модели обозначены только ключевые элементы).
Для правильного представления моделей из листового материала необходимо учесть особенности их производства, в том числе скругление сгибов и наличие врезок/перфорации на стыках плоскостей.
3D-модели создаются с использованием процедур вырезания и деформирования исходной формы. При этом учитывают назначение изделия, чтобы правильно выбрать радиус скругления. Это избавит металл от внутреннего напряжения и позволит сохранить его расчетные характеристики.
Этапы создания 3D-модели
- черчение эскиза
- выдавливание из листа металла для формирования грани
- добавление новых граней (при необходимости) или отверстий/врезок
Конструкторское ПО (САПР) для моделирования изделий из листового металла
- Autocad. Продвинутая система автоматизированного проектирования и черчения, которая является одним из отраслевых стандартов в машиностроении, архитектуре и строительном деле.
- SolidWorks. Мощная система автоматизированного проектирования твердотельных деталей любой сложности.
- Inventor. Система параметрического проектирования твердотельных прототипов промышленных изделий (подходит для создания как 2D, так и 3D-моделей).
- KOMPAS 3D. Система автоматического проектирования от российских разработчиков, созданная с учетом местных стандартов.
- 3DS Max. Полнофункциональная программная система для создания и редактирования трехмерной графики. Отличается обширным инструментарием для создания разных по сложности трехмерных объектов и моделей.