Сборочные чертежи

Наиболее надежным способом контроля размеров на чертеже является пробная сборка изделия из спроектированных деталей. Все "тяжёлые" и некоторые из "легких" систем позволяют ее выполнять. На сборочном чертеже, выполненном на ЭВМ, наглядно видны все ошибки. В лучших системах они выделяются другим цветом и сразу видно даже незначительное налезание одной детали на другую. Видна и величина натяга или зазора. Для проверки «собираемости» сборочной единицы можно просмотреть процесс сборки в динамике, т.е. можно последовательно перемещать деталь, пока она не встанет на свое место. Аналогично проверяется и работоспособность механизмов. Если выяснится, что сборка не возможна из-за «задевания» деталей, то можно весь объем занимаемый деталью в каждой из точек ее траектории представить в виде единого твердого тела, а затем скорректировать окружающие детали так, чтобы не было «задеваний» при сборке или при работе механизма. Это часто показывается на рекламных роликах.

Например, на одном из них показан процесс «убирания» шасси самолета с неправильно расположенным трубопроводом в нише. Колесо пересекает его в процессе уборки. Как только траектория колеса касается трубопровода, то оно из желтого становится ярко красным и превращается обратно в желтый, когда пересечение прекратится. Скорость перемещения можно регулировать. При включении специальной команды красным цветом высвечивается вся траектория колеса в виде твердого тела. Затем трубопровод перемещается так, чтобы он его не касался. Новое положение трубопровода фиксируется и повторяется демонстрация уборки шасси. При отсутствии других ошибок цвет колеса не изменяется на всей траектории и эта проверка надежно гарантирует отсутствие «задевания» деталей.

Аналогично демонстрируется процесс сборки самых различных деталей, но как правило выбираются детали с более сложной сборкой.

При автоматизированном создании сборочного чертежа необходимо учитывать специфику автоматизации. Всегда надо иметь ввиду, что файл детали считается присоединенным к сборке, если у него не осталось ни одной степени свободы, т.е. деталь должна иметь точно заданное местоположение в пространстве.

На деталь можно наложить следующие ограничения:

* выравнивание по плоскостям (указывается плоскость на детали помещаемой в сборку и плоскость, которая будет сопрягаться с ней на базовой детали, уже помещенной в сборку);

* выравнивание по осям (удобно для тел вращения);

* выравнивание по точкам (указываются две точки, которые должны быть совмещены);

* выравнивание по системам координат (задаются системы координат на двух деталях и после этого детали совмещаются по этим системам).

Ограничения можно задавать с определенным смещением, например, плоскости могут не сопрягаться, а быть параллельно разнесены на заданное расстояние. Это позволяет моделировать зазоры и натяги. В качестве присоединяемой детали может быть другая сборка, она называется «подсборкой».

На Рис. показан пример сборки ротора 1-ой ступени турбины.

Все вышеперечисленные функции (параметризация, ссылки и сборка) можно применить при проектировании ГТУ. Система, например, ADEM позволяет создать упоминавшиеся выше заготовки узлов, представляющие собой очень упрощенные трехмерные геометрические модели. После первых расчетов, проведенных, например, на системе DVIG, создаются контуры ГТУ, и вырисовывается его трактовая часть. Пользуясь системой ADEM, конструктор просто может собрать ГТУ из узлов или, что еще проще, выбрать нужную сборку в соответствии с типом ГТУ. Останется только проставить подходящие размеры. В данном случае это будут диаметральные и продольные размеры всех узлов. Причем, этот процесс можно частично автоматизировать. Для этого необходимо наложить зависимости на сопрягаемые размеры. Например, диаметр на входе в компрессор равен диаметру на выходе из входного устройства и т.д.

В этом случае проставлять значение, скажем, входного диаметра компрессора не нужно - система перестроит модель автоматически.

Примеры моделей заготовок узлов показаны на Рис..

Таким образом, на данном этапе конструктор почти мгновенно получает первичный трехмерный эскиз ГТУ. Если в результате последующих расчетов какие-либо размеры изменятся, их можно быстро поправить. При этом все завязанные с ними размеры соответственно изменятся.

Далее следуют расчеты основных узлов: компрессора, турбины и входного устройства по ступеням с выбором высот лопаток, хорд, углов установки и вычисляются ширина венцов и зазоры. Все узлы двигателя можно параметризовать и внести в базу данных.

На основании полученных данных и в соответствии с выбранными характеристиками узла, конструктор просто выбирает из базы нужную сборку и вставляет ее в первоначальную эскизную модель. Для того, чтобы модель, находящаяся в базе данных соответствовала проектируемому ГТУ, независимо от его модификации, необходимо ее унифицировать. Для этого при построении модели какой-либо детали прорисовываются только те компоненты, которые присутствуют на этой детали во всех модификациях.

Для диска, например, такими компонентами будут обод, полотно и ступица. На практике часто бывает, что хорошо зарекомендовавшую себя деталь переносят со старого двигателя на проектируемый. Модель такой детали можно поместить в сборку, изменив в соответствии с новыми параметрами необходимые размеры.

При создании моделей узлов в CAD -системе возможны два пути:

1. Заранее моделируются и помещаются в базу данных сборки узлов. Например, создаются сборки компрессора с двумя, тремя и т.д. ступенями. Все нужные геометрические размеры в них параметризуются и далее конструктор оперирует уже с моделями этой сборки.

2. В базу данных помещаются не сборки, а модели деталей. В этом случае конструктору приходится самому компоновать сборку того или иного узла, что увеличивает время моделирования, но при этом резко возрастает количество возможных вариантов компоновки узла.

После того как сборка узла создана, она присоединяется к уже имеющейся модели и проверяется соответствие размеров узлов с размерами проточной части. При необходимости нужные размеры корректируются. В результате конструктор получает эскизную модель ГТУ с поузловой проработкой. В этой модели все еще много упрощений. Так, например, рабочих лопаток как таковых нет, каждый лопаточный венец показан в виде диска.