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.