Проектирование в машиностроении и электронике

Особенности использования современных CAD систем в ходе создания трехмерной модели детали по имеющейся физической модели

В.Н. Аксёнов,
декан ф-та “ТМ”, к.т.н., доц., vnaxenov@mail.ru,

А.В. Верченко,

студ.,

А.В. Сухостат,

студ.,

Н.О. Шевченко,

студ.,

ДГТУ, г. Ростов-на-Дону

В работе представлена методика и разработаны инструменты для создания трехмерной модели детали по её физической модели.

In this article the developed method and tools for building a workpiece 3D CAD model on the basis of the measured physical model are presented.

Значительная часть изделий авиастроения имеет сложную форму и изготавливается плазово-шаблонным методом. В настоящее время возникает острая потребность перехода с физической модели изделия (макета, плаза) на математические, пригодные для реализации технологических процессов формообразования на оборудовании с числовым программным управлением.

а) б)

рис. 1 Стойка ПЗУ. а) физическая модель; б) результаты снятия геометрической информации с физической модели

В ходе анализ результатов снятия геометрической информации с физической модели было выявлено, что значительное количество результатов является координатами дефектов модели или включают погрешности модели и погрешности измерения.

Построение математической модели основывалось на идентификации функциональной модели для каждого сечения после исключения выбросов.

а)

б)

в)

рис. 2 Пример моделирования сечения.

а) экспериментальные точки; б) эмпирическая модель для интервала -95.6<x<-15.68;

в) эмпирическая модель для интервала -15.68<x<1.03

В качестве аппроксимируемой модели выбиралась полиномиальная модель для каждого сечения Z=constant

(1)

Для сложных сечений модель идентифицировалась на нескольких интервалах и для каждого сечения Z=constant. В качестве критерия оценки точности идентифицированных моделей использовалась норма Гаусса.

В дальнейшем полученные модели подготавливались для сшивания – задавались уравнения касательных на граничных точках интервала аппроксимации.

Полученные модели использовались для создания 3-d моделей в различных CAD системах. Учитывая возможности различных CAD-систем, функциональные модели могут задаваться напрямую (параметрически) или через инструменты сплайновой геометрии.

а) б) в)

рис. 3 Пример создания 3-d модели фрагмента детали по двум сечениям.

а) геометрия сечений; б) формирование оболочки по сечениям; в) формирование твердотельной модели