Transcript transzlációs felület

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
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 ATTRekben.
Szekrényes alkatrészek is leírhatók e módszerrel:
X’ Y’ Z’ = relatív koordinátarendszer
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 hozzárendelése a felületelemekhez
– ilyen modellből a technológiai egységet képező
felületcsoportok kigyűjtése
• felületmodell: az alkatrész-geometriát felület-primitívekből építi
fel:
– síkfelület
– hengerfelület
analitikus
– kúpfelület
felületek
– gömbfelület
– tóruszfelület
– transzlációs felület
szabad formájú
– vonalfelület
felületek
– szoborfelület
– stb.
• volumetrikus (test) modell: testprimitívekből építkezik. Ilyen: a
kocka, hasáb, kúp, csonkakúp, gömb, henger, stb.
(testként kezelve)
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
(pl.: nyomatékot visz át)
a felületcsoporthoz
hozzárendelhető „elemi
megmunkálási sorrend”
A felület és testmodellezés esetén a primitívekből való építkezés
halmazműveletekkel (Boole-algebra) történik:
 összecsatolás, egyesítés, unió (U)
 kivonás (-)
 metszet képzés (∩)
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
XLARGE! YLARGE
stb.
y
P3
C2
C1
x
•
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
PAT5
PAT3
PAT1
y P1
P2
PAT2
x
•
egyenes: geometriai segédelem, kontúr építőeleme
Li = LINE/P1, P2
L1 = LINE/L0, PARLEL, d,
XL
L2 = LINE/P1, C1, XS
YS
YL
stb.
XLARGE
XSMALL
YLARGE
YSMALL
y
d
L1
L0
x
y
L2
C1
P1
x
•
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
XL
C3 = CIRCLE/LEFT, L2,
XS, TANTO, L1, RADIUS, r
YL
YS
C4 = CIRCLE/IN, C1, OUT, C2, YL, RADIUS, r
L1
Ptanto
C2
RA
S,
U
DI
r
C3
L2
L1
C4
C1
C2
 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
P2
P3
P7
P4
P1
L1
P5 P6
P8
P9
L2
Rf
• Síkkontúrok: egyenesekből és síkgörbékből állnak.
CON1
Zárt síkkontúr:
C1
Rl
C2
CON2
Nyitott síkkontúr:
PK
PV
C1
C2
L1
 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
◘ 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.
generátor =
= görbeszakasz
2. direktrix =
= görbeszakasz
erá
gen
1. direktrix =
= görbeszakasz
tor
1. direktrix
2. direktrix
- 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.
- testprimitívek: kocka, tégla, henger, kúp, gömb, stb.
testmodellezéshez. Pl.:
T = T1 U T2
T = T-H1
T = T-H2
H1
H2
T1
T2
• Tipizált felületcsoportok (feature):
technológiai egységet képeznek.
konstrukciós
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
és/vagy
rögzítõfuratok
lépcsõs és
egytengelyû
furatok
hornyok
síkok, sokszögek
lépcsõk
felöntések
zsebek (üregek)
esetleg szigetekkel
A felületek hierarchiája:
Hordozófelület vagy főelem
Hordozott felület vagy mellékelem
Üreg (zseb) = fõelem (hordozza a furatot)
= ugyanakkor mellékelem, a sík hordozza
Hordozó sík (fõelem)
Beszúrás = mellékelem (a furat hordozza)
Furat = fõelem (hordozza a beszúrást)
= mellékelem (az üreg fenéksíkján)
A geometriai modellezésnél lehet rendező elv. Technológiai
tervezésnél a megmunkálási sorrendet befolyásolja (a
hordozó elem megmunkálása megelőzi a hordottét).
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.