Gépipari alkatrészek geometriai modellezése

Az előadások a következő témára: "Gépipari alkatrészek geometriai modellezése"— Előadás másolata:

1 Gépipari alkatrészek geometriai modellezése
a) 2D-s modell (síkbeli modell)  alkatrészek kétdimenziós ábrázolása Ilyen pl.: - az alkatrész műhelyrajza - forgástestek tengelymetszeti kontúrja - lemez-alkatrészek geometriai modellje

2 b) 2 ½ D-s modell  ábrázolás XY fősíkkal párhuzamos munkasíkokban
Teraszolás: Folytonos ábrázolás a munkasíkokban, a harmadik (z) koordináta mentén diszkrét ábrázolás. Széles körben használt ATTR-ekben.

3 Szekrényes alkatrészek is leírhatók e módszerrel:
X’ Y’ Z’ = relatív koordinátarendszer

4 A munkasíkban a felület (csoport) helyzetét és síkmetszeti alakját Pl
A munkasíkban a felület (csoport) helyzetét és síkmetszeti alakját Pl.: furat esetén furat-középpontot zseb esetén a zsebet határoló kontúrt írja le a modell. c) 3D-s modell  térbeli modell, amely lehet: drótváz modell: az alkatrészre mintha dróthálót feszítenénk Nehézkes: az átmeneti felületek kezelése a méret- és tűrésadatok, egyéb jellemzők hozzá- rendelése a felületelemekhez ilyen modellből a technológiai egységet képező felületcsoportok kigyűjtése

5 felületmodell: az alkatrész-geometriát felület-primitívekből építi
síkfelület hengerfelület kúpfelület gömbfelület tóruszfelület transzlációs felület vonalfelület szoborfelület stb. volumetrikus (test) modell: testprimitívekből építkezik. Ilyen: a kocka, hasáb, kúp, csonkakúp, gömb, henger, stb. (testként kezelve) analitikus felületek szabad formájú felületek

6 d) Tipizált felületcsoportokra alapozott „feature” alapú modell
Rendkívül fontos a CAD és CAPP egységes gyártmány (alkatrész) –modell létrehozásához. Előnyök a konstruktőr és a technológus számára is. A felületcsoport funkciót valósít meg a felületcsoporthoz (pl.: nyomatékot visz át) hozzárendelhető „elemi megmunkálási sorrend” A felület és testmodellezés esetén a primitívekből való építkezés halmazműveletekkel (Boole-algebra) történik: összecsatolás, egyesítés, unió (U) kivonás (-) metszet képzés (∩)

7 A geometriai modellezés strukturális elemei (a definíciók APT nyelven):
pont (pl.: furatközpontok) gazdag definíciós választék jellemzi! Pi = POINT /x, y [,z]; P1 = POINT /LINE1, LINE2; P2 = POINT /C1, L1, XSMALL! YSMALL XLARGE! YLARGE P3 = POINT /C1, C2, XSMALL! YSMALL stb.

8 pontminta: pontok rendezett halmaz
(általában furatközéppontokat határoznak meg) PAT1 = PATERN/P1, YPAR, YL, d1, AT, 2 PAT2 = PATERN/P2, XPAR, XL, d2, AT, 2 PAT3 = PATERN/PARLEL, PAT1, d PAT4 = PATERN/PARLEL, PAT2, d PAT5 = PATERN/RANDOM, PAT1, PAT2, PAT3, PAT4

9 egyenes: geometriai segédelem, kontúr építőeleme
Li = LINE/P1, P2 XLARGE L1 = LINE/L0, PARLEL, d, XSMALL YLARGE YSMALL XL L2 = LINE/P1, C1, XS YS YL stb.

10 kör: - geometriai segédelem
(pl.: osztókörön elhelyezkedő furatok megadásához) - kontúr építőeleme C1 = CIRCLE/Pk, RADIUS, r XL C2 = CIRCLE/Ptanto, L1, XS, RADIUS, r YL YS C3 = CIRCLE/LEFT, L2, XS, TANTO, L1, RADIUS, r C4 = CIRCLE/IN, C1, OUT, C2, YL, RADIUS, r

11

12 analitikus görbék (parabola, ellipszise, stb.)
szabad formájú görbe: tartópontjaival adott simuló görbe (SPLINE). A támaszpontok nem feltétlenül görbepontok. Acélvonalzó! Érintők szerepe! Többféle módszer: általában közelítés harmadfokú polinommal

13 Síkkontúrok: egyenesekből és síkgörbékből állnak.
Zárt síkkontúr: Nyitott síkkontúr:

14 analitikus felület: (sík, gömb, henger, kúp, stb.)
felületek: analitikus felület: (sík, gömb, henger, kúp, stb.) szabad formájú felületek: transzlációs felület: adott két görbe. Egyik görbe (direktrix mentén adott szabály szerinti (pl.: önmagával párhuzamosan) elmozdítjuk a másikat (generátort). Generátor egy pontja rögzítve: kúp képzése

15 vonalfelület: a két direktrix két görbeszakasz, melyek megfelelő végpontjaira illesztjük az egyenes generátort, melyet elmozdítunk a két direktrix görbeszakaszon úgy, hogy az egyenes generátor azonos időben érkezzen a direktrix (ponttá zsugorodott) görbeszakaszok megfelelő végpontjaiba.

16 szobrorfelület: a spline-ok térbeli megfelelője (de nem spline-ok halmazai). Itt is a tartó- ill. támaszpontokat kell megadni, melyek nem feltétlenül lesznek részei a felületnek. A támaszpontokra símuló felület (és nem görbe sereg) illesztendő. Többféle megadási és feldolgozás-ábrázolási módszer ismert: Bezier, Coons, Renner, stb.

17 testprimitívek: kocka, tégla, henger, kúp, gömb, stb.
testmodellezéshez. Pl.: T = T1 U T2 T = T-H1 T = T-H2

18 Tipizált felületcsoportok (feature): konstrukciós és/vagy technológiai egységet képeznek.
Például: forgásszimmetrikus felületcsoportok: beszúrás, hosszirányú, keresztirányú alászúrás menetes felület bordás felület egyéb felületcsoportok: rögzítő furatok lépcsős és egytengelyű furatok hornyok síkok, sokszögek lépcsők felöntések zsebek, (üregek) esetleg szigetekkel

19

20

21

22 A felületek hierarchiája:
Hordozófelület vagy főelem Hordozott felület vagy mellékelem A geometriai modellezésnél lehet rendező elv. Technológiai tervezésnél a megmunkálási sorrendet befolyásolja (a hordozó elem megmunkálása megelőzi a hordottét).

23 A gyártmánymodell és szabványosítása
Részben geometriai modellezési probléma Másrészt tükröznie kell ilyeneket mint: méretezés, tűrések felületi érdesség anyag stb. azaz a műhelyrajz összes adatát. ISO fejlesztés: STEP (USA PDES-re alapozva) fejlesztés alatt. A korszerű CAD rendszerek (CATIA, Pro-Engineer stb.) a már elkészült változatot használják. A STEP célja: a gyártmány teljes életciklusához tartozó információk egységes rendszerben, modellben való ábrázolása. E modell a koncepcionális majd a konstrukciós tervezésen túl a technológiai tervezés eredményeit, a gyártmány szervizelésének végül megsemmisítésének összes előírását tartalmazni fogja. A létrejövő modellt a műszaki előkészítés irányítás valamennyi modellje használhatja inputként és bővítheti saját adataival.