ЛЕКЦИЯ 14. Конструктивный электронный макет деталей и СЕ ЛА. Моделирование и особенности разработки

Конструктивный электронный макет (КЭМ) – электронное представление детали, сборочной единицы или агрегата в состоянии их окончательной установки на изделие, определяющий внешний облик и геометрические параметры деталей, сборочных единиц основного изделия, их взаимное расположение в сборке агрегата. КЭМ деталей и СЕ предназначен для решения позиционных, технологических и других задач, возникающих при проектировании и производстве ЛА.

КЭМ совместно с математической геометрической моделью ЛА являются основой для разработки технологического электронного макета (ТхЭМ) детали, ТхЭМ СЕ и т.д. ТхЭМ детали отражает условия её поставки на сборку (стыковочные и стыковые поверхности и отверстия БО, СО, припуски на подгонки, допуски и т.д.). ТхЭМы, как правило, разрабатываются конструкторами технологической оснастки. Аналогично разрабатываются ТхЭМы заготовок деталей, отливок, поковок, штамповок и др.

ТхЭМ СЕ отражает принцип технологического членения СЕ или ЛА для удобства и сокращения цикла сборки и может не соответствовать своему КЭМ. Главное назначение ТхЭМ СЕ и ТхЭМ деталей – проектирование технологической оснастки, подготовка программ для оборудования с ЧПУ при механическом и заготовительно-штамповочном производствах деталей СЕ и ЛА, а также рабочих программ ЧПУ для выполнения базовых и рабочих элементов сборочных приспособлений.

На предприятиях авиационной промышленности разрабатывается инструкция по созданию соответствующих КЭМ и ТхЭМ в системе Unigraphics, требования которой являются обязательными к выполнению для всех создателей и пользователей КЭМ. Ее основные положения:

· При создании КЭМ детали в файле создается твердотельная трехмерная модель, которая является носителем всей геометрической информации, заложенной в ТЧ. Все геометрические размеры КЭМ должны соответствовать детали, которая может быть изготовлена по ТЧ;

· При моделировании КЭМ выполняется так, чтобы он был редактируемым, и операции были параметризованные. Необходимо стремится к минимальному размеру файлов КЭМ;

· При создании КЭМ деталей необходимо сохранять все построения, используемые при моделировании. КЭМ деталей и сборочных единиц выполняются в привязке к абсолютной системе координат, совпадающей с системой координат фюзеляжа самолета, задаваемой ТЭМ. КЭМ изделия и агрегата выполняется в правой системе координат независимо от расположения координатных осей, заданных в теоретическом чертеже.

При моделировании стыков агрегатов и подсборок (типа ухо-вилка, стыковые гребенки и так далее) КЭМ обязательно отстыковываются между собой при наличии в КЭМ всех стыкующихся элементов разъема.

Разработка КЭМ ведется в строгом соответствии с действующей конструкторской документацией по номиналам заданных размеров, включая размеры, имеющие допуска по квалитетам точности. Точность выполнения макетирования, включая размеры с допусками, определяется по таблицам ОСТ 1. 00022-80, а величины допусков для моделирования берутся на порядок меньше значений, указанных в данных таблицах.

Создание трехмерного виртуального макета требует затрат труда инженеров-конструкторов. Практические работы по созданию ряда макетов агрегатов показывают, что затраты времени на их создание примерно в 1,9 раза выше, чем на выпуск чертежей. Но это и понятно, ведь компьютерный макет ЛА несет на порядок больше информации, чем чертеж.

Трехмерный конструктивный электронный макет позволяет добиться результатов, в принципе невозможных при использовании плазово-шаблон-ного метода и частично достигаемых при использовании дорогостоящих объемных плазов. К основным преимуществам использования виртуального макета следует отнести возможности:

· Увязки в пространстве сложных сборок с высокой точностью, увидить и исправить неувязки до выпуска чертежей и изготовления первого изделия;

· Компьютерного моделирования технологических процессов изготовления деталей;

· Инженерного анализа созданной сборки: выполнение проверки на прочность, кинематики движения рабочих органов;

· Применение специальных методов контроля на основе координатно-измерительных машин и других методов объективного контроля;

· Избавится от дополнительных затрат на изготовление увязочной оснастки, такой как плаз, макет поверхности, эталон.

При создании трехмерного виртуального макета изделия чертежа ЛА играют роль документации второго порядка. Обязательное условие в этом случае – полная ассоциативность чертежа и макетов. Нарушение данного принципа приводит к неувязкам и браку в производстве и сводит на нет все преимущества конструкторского электронного макета. Практически это достигается выпуском чертежей в той же программной среде, где создается макет. Современные системы автоматизированного проектирования (САПР) высшего и среднего уровня позволяют выполнять выпуск чертежей автоматически с трехмерного макета. Конструктору остается для завершения оформления чертежа задать допуски и технические условия для изготовления деталей.

Для определения основных параметров КЭМ детали или СЕ необходим иерархический, организованный, в соответствии с конструкторской документацией на изделие список его компонентов, отображающий их вхождение в соответствующие СЕ с указанием для каждого из них конструктивных характеристик.

Этот список, называемый ссылочным набором, определяет конструктивный состав изделия и представляет собой инновационный набор объектов из числа входящих в КЭМ СЕ и деталей, на который можно ссылаться и сборки более высокого уровня.

Для создания КЭМ необходимы следующие основные базовые данные:

1. Действующая конструкторская документация с геометрической увязкой деталей в СЕ и СЕ в изделии, являющаяся первичным носителем информации по изделию.

2. Теоретические электронные макеты (ТЭМ), помещенные в базу данных.

При разработке КЭМ теоретические электронные макеты являются основным источником теоретической информации: поверхностей изделия; элементов конструктивно-силовой схемы (базовые плоскости, оси, точки, поверхности стрингеров), кривых, задающих границы обшивок; элементов кинематических схем и т.д.

При создании КЭМ детали и СЕ, детали которой выходят на теоретический контур, последний создаётся только на основе ТЭМ.

3. Данные измерений, полученные с помощью координатно-измерительных машин (КИМ). При этом измерения деталей, полученные с помощью КИМ, используются при необходимости создания КЭМ на основе существующих эталонных поверхностей или технологических образцов деталей..

4. Допускается использование в качестве справочной информации утвержденные для использования в производстве компьютерные теоретические и конструктивные плазы. При этом производится сверка с имеющимися плазовыми источниками, конструктивно-силовой схемой проектируемого агрегата и выходными данными выполнения проектного силового расчета конструкции и расчета на прочность элементов конструкции.