Описание основных объектов и терминов

NX.

Лабораторная работа №1.

NX7.5.

NX - это интерактивная система, предназначенная для автоматизированного проектиро­вания, изготовления и расчетов изделий. NX является системой трехмерного моделирования, в которой инженер может создавать изделия любой степени сложности. Для обозначения си­стем такого класса используется аббревиатура CAD/CAM/CAE.

Подсистема CAD (Computer-Aided Design) — проектирование с помощью компьютера. Предназначена для разработки проектно-конструкторской документации (моделирование деталей и сборок, чертежи, анализ, оптимизация конструкции и т.д.).

Подсистема САМ (Computer-aided manufacturing) — изготовление с помощью компьютера. Она предназначена для автоматизированной подготовки управляющих программ для стан­ков с ЧПУ на основе математической модели детали, созданной в CAD-подсистеме.

Подсистема САЕ (Computer-aided engineering) — инженерный анализ. Эта подсистема по­зволяет при помощи расчетных методов (метод конечных элементов, метод конечных разно­стей, метод конечных объемов) оценить, как поведет себя цифровая модель изделия в реаль­ных условиях эксплуатации. Она обеспечивает симуляцию процессов и проверку работоспо­собности изделия без больших затрат времени и средств.

NX относится к так называемым системам высокого уровня автоматизированного проектирова­ния и обладает широким набором инструментальных средств. NX широко распространена во всем мире и используется для разработки продукции ведущими мировыми производителями в наукоем­ких отраслях промышленности. Основная задача системы в конечном итоге состоит в сокраще­нии стоимости создания изделия, улучшении его качества и сокращении сроков выхода на рынок.

Инженер-конструктор мыслит трехмерными образами деталей, узлов, готовых изделий. Для того чтобы перенести эти мысли на бумагу, было придумано проекционное (плоское) чер­чение, где при помощи специальных геометрических методов создавались плоские чертежи будущих изделий. Чертежи являются, в конечном счете, условными изображениями трехмер­ных деталей и изделий. Затем изготовители по этим чертежам воссоздают снова трехмерную деталь. Имеется еще метод для представления трехмерных изделий - макетирование, т.е. соз­дается вручную макет изделия, а затем его переводят в чертежи.

С развитием информационных технологий и персональных компьютеров получили распро­странение системы трехмерного моделирования, к которым относится NX. Эти системы по­зволяют сразу создавать трехмерные объекты, а уже по ним - плоские чертежи. Таким обра­зом, процесс разработки плоского чертежа в настоящее время практически полностью авто­матизирован. В некоторых случаях стадия разработки чертежа вообще опускается, а при по­мощи САМ-программ производится генерация машинных кодов для станков с ЧПУ, на кото­рых изготавливается конечное изделие. При таком способе проектирования инженер сразу видит будущее изделие, имеет возможность оценить его и т.д. Объединив детали в сборку, ин­женер может провести ее анализ на предмет пересечений деталей, определения зазоров и работоспособности всего механизма в целом еще до его изготовления.

Проектирование в NX осуществляется следующим образом: сначала создаются трехмерные модели всех деталей изделия, затем они объединяются в сборки, и таким образом получается трехмерная модель любого изделия - от самолета или космического корабля до игрушки. Поcле этого производится расчет основных деталей и узлов методом конечных элементов, уточня­ются размеры деталей, материал, из которого они должны быть изготовлены, возможна оптими­зация различных параметров будущего изделия. Затем выполняется кинематический и динами­ческий анализ всего механизма и его узлов с целью проверки работоспособности машины. По­сле этого из трехмерных моделей создаются рабочие чертежи всех деталей и узлов механизма.

Современные CAD/CAM/CAE-системы проектирования, к которым относится и NX, пе­реводят процесс проектирования, конструирования и изготовления изделий на новый каче­ственный уровень. Сегодня разработка нового изделия происходит в следующей последова­тельности: сначала разрабатывается трехмерная модель изделия, затем производится ее все­сторонний анализ, вносятся необходимые изменения, при необходимости проводится опти­мизация конструкции, выпускается проектно-конструкторская документация и разрабатыва­ются технологические процессы изготовления деталей.

NX имеет модульную структуру, которая разделена на приложения и общие функции. Каждое приложение NX может быть вызвано из управляющего модуля, который носит название «Базовый модуль». Все данные, которые созданы в NX, могут использоваться в любом его приложении.

В NX используется концепция ассоциативности, которая позволяет связать между собой от­дельные части информации об изделии для автоматизации процесса разработки и изготовле­ния продукции. Например, в NX все объекты чертежа являются ассоциативными, т.е. при изме­нении геометрии модели все виды на чертеже, созданные на основе этой модели, обновляются автоматически. Модели, созданные в NX, являются полностью параметрическими, например, имеется возможность управлять всеми размерами созданной детали. Кроме этого с геометри­ческими объектами можно связать и любую другую информацию, которая описывает данное изделие. Эта информация заносится в атрибуты модели.

Все инструменты NX сгруппированы в приложениях (модулях), в которых можно выполнять раз­личные действия, такие как создание геометрии детали или сборки, чертежа, расчет модели и т.д.

Базовый модуль NX. Этот модуль открывается при первом запуске системы. Этот модуль является основным в системе. В нем не производится никаких геометрических построений или операций над моделями. Его главной функцией является обеспечение связи между всеми модулями NX, а также просмотр существующих моделей. Внешний вид окна модуля представ­лен на рис. 1.1. Здесь можно производить следующие действия: создать новый файл, открыть существующий файл или запустить одно из приложений NX.

Базовый модуль позволяет просматривать и анализировать существующие детали (а также выполнять динамические сечения, проводить измерения и т.д.).

Моделирование. Этот модуль предназначен для создания трехмерной модели детали. Он обладает широким набором инструментальных средств, при помощи которых можно постро­ить геометрию любой сложности. Модуль содержит такие основные функции, как создание базовых и ассоциативных кривых, построение эскизов и твердотельных примитивов. В моду­ле имеются базовые операции над твердыми телами, такие как построение тел вращения, вытягивания заметаемых тел, булевы операции, работа с листовым металлом, моделирование поверхностей и ряд других. Окно модуля представлено на рис. 1.2.

Сборки. Этот модуль предназначен для конструирования сборочных единиц (узлов), моде­лирования отдельных деталей в контексте сборки (рис. 1.3).

Черчение. В этом модуле осуществляется построение различных видов чертежей деталей и сборок, сгенерированных из моделей, созданных в приложениях Моделирование и Сборки. Чертежи, созданные в модуле Черчение, полностью ассоциативны модели, на основе которой они построены. Пример чертежа показан на рис. 1.4.

Технические условия. Технические условия - это набор инструментальных средств созда­ния надписей, которые можно использовать для описания изделий в трехмерных средах. Это позволяет задавать технологическую информацию на модели, которая затем может быть об­работана различным инструментарием, например, провести анализ допусков и размерных цепочек, использовать информацию при разработке программ для ЧПУ и т.д. Также при соз­дании чертежей данная информация может наследоваться с модели на чертежные виды. Всё это даёт возможность документировать модель на ранних стадиях разработки и вовлекать в процесс разработки других участников - технологов и расчётчиков, не дожидаясь пока мо­дель будет полностью готова и будет оформлен чертеж.

Студия дизайнера. Это приложение предназначено для конструкторов-дизайнеров и вклю­чает в себя следующие базовые операции: концептуальное проектирование и визуализация будущего изделия, широкий набор функций для работы с поверхностями. Кроме того, в этом приложении доступны все функции модуля Моделирование.

Маршрутизация NX. Приложение Маршрутизация NX предназначено для проектирования деталей с сечением (электрические сечения, такие как провод, кабель, экран, или механиче­ские сечения, такие как труба, изоляция). Компоненты соединений (электрические компонен­ты, такие как соединители, устройства, или механические компоненты, такие как насосы, ре­зервуары, клапаны). В стандартном приложении Маршрутизация NX доступны приложения Электрическая маршрутизация NX и Механическая маршрутизация NX.

Листовой металл NX. Приложение Листовой металл NX обеспечивает среду для разра­ботки деталей из листового металла с последующей возможностью получения полной или частичной развертки детали.

Расширенная симуляция. Этот модуль предназначен для проверочных расчетов деталей и сборок на динамику и прочность, устойчивость, модального анализа, нелинейных расчетов, расчетов усталости/выносливости конструкции и тепловых нагрузок. В качестве решателя здесь используется NX Nastran, MSC Nastran, Abaqus, ANSYS, LS-Dyna.

Симуляция движения. В этом приложении можно провести кинематический и динамический анализ механизма. Модули Расширенная симуляция и Симуляция движения связаны меж­ду собой. Динамические нагрузки, возникающие в узлах механизма, можно передавать для расчета отдельных деталей на прочность и устойчивость. В качестве решателя здесь исполь­зуется RecurDyn или Adams.

Обработка. Это приложение состоит из нескольких модулей. Модуль токарной обработки предназначен для черновой и чистовой обработки цилиндрических деталей, нарезания резьбы.

Плоское фрезерование применяется к деталям с вертикальными стенками и плоскими островами. Набор средств получения траекторий для 3-осевой фрезерной обработки. Элек­троэрозионная обработка деталей проволокой в режиме 2-х и 4-х осей. Наблюдение за ин­струментом во время его движения, проверка правильности удаления материала заготовки. Преобразование исходной программы обработки в программу станка и использование пост­процессора. Симуляция работы станка.

В NX, кроме того, есть еще ряд специализированных приложений. Следует отметить, что для использования того или иного приложения NX требуется лицензия.

Описание основных объектов и терминов

Для эффективной работы в NX сначала необходимо познако­миться с основными терминами и определениями, которые исполь­зуются в этой системе.

Как уже отмечалось, NX является полностью трехмерной систе­мой проектирования. Работа ведется в трехмерном декартовом про­странстве. В NX принята правая декартовая система координат, за начало координат принята точка пересечения осей координат (Х=0, Y=0, 2=0).

Триада вида,отображается в нижнем левом углу всех видов, представляет ориентацию абсолютной системы координат моде­ли относительно вида или ориентации модели в пространстве. Для триады вида и для системы координат цвета векторов одинаковые: ось X - красная, ось Y - зеленая и ось Z - синяя.

Абсолютная система координат - это система координат, кото­рая используется при создании новой модели. Эта система координат задает пространство модели и фиксирована в заданном положении.

Рабочая система координат (РСК, рисунок слева) - это любое количество других систем координат, чтобы создать геометрию. Однако только одна система координат в данный момент может использоваться для построения. Эту систему координат называют рабочей системой ко­ординат. Абсолютная система координат (является рабо­чей по умолчанию, если иное условие не задано в шаблоне) может также быть рабочей системой координат.

Для определения ориентации системы координат исполь­зуется правило правой руки. Единицами измерения длины принимаются миллиметры или дюймы. Единицы измерения углов - градусы или доли градуса. Положительные углы отсчитываются от оси X или Y против ча­совой стрелки, отрицательные значения углов отсчитываются по часовой стрелке.

Теперь рассмотрим виды объектов, которые можно созда­вать в NX.

Непараметрические модели характеризуются тем, что создаются в режиме History free (без истории). В данном способе создания модели используется весь функционал модуля моделирования, но с тем условием, что все выполняемые операции по­строения не сохраняются в хронологическом дереве модели.

Параметрические модели - это такие модели, геометрические параметры которых за­даются в процессе построения модели, эти параметры можно изменять при редактировании. При построении таких моделей можно использовать только один простой примитив, а затем модифицировать его при помощи различ­ных элементов построения (отверстие, бобышка, карман и т.д.). Здесь при построении зада­ющего контура используют эскизы, которые полностью параметризованы и определены гео­метрически. Эта модель имеет существенные преимущества перед параметризованной мо­делью, т.к. позволяет инженеру управлять геометрическими размерами детали, получать на основе одной детали-шаблона семейство деталей и т.д.

Гибридные модели - сочетают между собой свойства параметрических и непараметри­ческих моделей.

Тело - класс объектов, который состоит из твердых тел, имеющих объем, и листовых тел, имеющих площадь.

Твердое тело - тело, состоящее из граней и ребер, которые вместе полностью замыка­ют объем.

Листовое тело - тело нулевой толщины, состоящее из граней и ребер, которые вместе не замыкают объема.

Грань - часть внешней поверхности тела, окруженная ребрами.

Ребро - кривая, которая образуется при пересечении граней тела.

Элемент - общий термин, которым называются все команды построения примитивов (ко­нус, цилиндр), типовых элементов на теле (отверстия, пазы, карманы и т.д.), дополнительных операций построений (скругление, фаска, тонкостенное тело и т.д.) и булевы операции на твердом теле.

Кривые. Кривые строятся в трехмерном пространстве. Кривые в NX бывают двух ти­пов - непараметрические и параметрические. К непараметрическим кривым относятся базо­вые кривые, такие как линия, дуга, окружность, сплайн. К параметрическим кривым относят­ся прямая, дуга, окружность, эллипс, спираль, сплайн-студии.

Эскизы. Эскизом называется именованный набор плоских кривых, лежащих в заданной плоскости. В эскизе можно наложить геометрические и размерные ограничения, которые ис­пользуются для задания формы кривых. Эскиз может затем многократно применяться для опе­раций построения твердого тела, где в качестве исходных данных для построения использу­ются кривые. Эскиз является параметрическим объектом NX.

Ссылочные элементы. К этому типу объектов относятся координатные плоскости, оси и ссылочные системы координат, которые используются для вспомогательных построений и для привязки и позиционирования объектов NX.

Элементы проектирования. Эти объекты используются для создания твердотельной ге­ометрии. К ним относятся операции вытягивания, вращения, заметания, простые примитивы (блок, цилиндр, конус, шар), отверстие, карман, проточка и т.д.

Операции с элементами. Это средство моделирования NX, которое позволяет добавлять различные детали к существующей геометрии. При помощи этих операций можно добавлять фаски, скругления, осуществлять наклон граней, обрезку и разделение тела и др.

Сборка - совокупность деталей и подсборок, из которых состоит цифровая модель изделия.

Компонент - это часть, входящая в сборку, с заданными расположением и ориентацией. Компонентом может быть подсборка, состоящая из других компонентов более низкого уровня.

Чертеж - полностью ассоциативный с моделью объект. Чертежи в NX строятся на основе трехмерных моделей деталей или сборок.

Интерфейс NX7.5

Для запуска NX в Windows необходимо выбрать Пуск > Программы > UGS NX7.5 > NX7.5.Здесь (рис. 1) можно вы­полнить только три действия: создать новый файл детали, открыть существующий файл или выбрать ранее открытые детали. Также NX можно запустить, сделав двойной щелчок кнопки мыши на файле с расширением .prt.Создание нового документа осуществляется нажатием кнопки Новыйна панели инструментов или командой Файл – Новый из меню NX. В появившемся диалоговом окне вводится имя документа, его место в файловой системе и единицы измерения для нового документа (по умолчанию установлены дюймы, Вам следует далее всегда устанавливать миллиметры).

Новый файл детали можно создать двумя способами: выбрать один из существующих ша­блонов или выбрать пустой для того, чтобы новый файл был создан без использования стан­дартного шаблона.

В этом диалоговом окне имеются закладки, в которых объединены шаблоны в зависимости от их назначения.

В закладке «Модель» имеются шаблоны для создания детали, сборки, студии дизайнера, детали из листового металла, детали из авиационного листового металла, логических трубо­проводов, механических трубопроводов, электрической маршрутизации. В зависимости от выбора шаблона NX запустит соответствующее приложение.

В закладке «Чертеж» находятся шаблоны для создания чертежа детали или сборки.

В закладках «Симуляция» и «Обработка» собраны соответствующие шаблоны для выпол­нения численного анализа и обработки.

Здесь же можно выбрать единицы измерения (миллиметры или дюймы). Следует заметить, что в зависимости от выбора единиц измерения NX показывает доступные шаблоны. При вы­боре «Все» система покажет все шаблоны.

Кроме шаблонов, которые поставляются вместе с NX, имеется возможность создания собственных шаблонов, соответствующих стандартам вашего предприятия. Каждый шаблон бу­дет обращаться к файлу, в котором хранятся цвет, тип и толщина линий и т.д. Подробнее о создании и настройках шаблонов мы расскажем в главе 9.

Рис. 1. Окно NX 7.5

Рис. 2. Окно создания нового файла детали

Поиск по сайту: