nanoCAD Механика PRO: принципы параметрического моделирования

nanoCAD Механика PRO – российская система автоматизированного проектирования (САПР) для машиностроения. Она разработана на основе отечественного ядра 3D-моделирования и, в отличие от ранее созданных компонентов Платформы nanoCAD – «3D» и «Механика», представляет собой отдельное решение [1].

Традиционные методы 2D-проектирования или использование базовых 3D-модулей в машиностроении сопряжены с рядом критических проблем:

• отсутствие параметрической точности: модели,созданные без полных геометрических и размерных зависимостей,остаются недоопределенными, что приводит к непредсказуемым изменениям геометрии при модификации;
• неэффективное управление данными: использование единого формата файла (*.dwg) для деталей и сборок усложняет параллельную разработку, поскольку в нем сохраняется лишь местоположение исходного файла (внешняя ссылка);
• высокая трудоемкость оформления конструкторской документации (КД): ручное создание чертежей и спецификаций, а также проверка соответствия элементов отраслевым стандартам (ГОСТ, ОСТ, ЕСКД) требует значительных временных затрат.

Проблема решается внедрением специализированной отечественной САПР, которая обеспечивает всестороннее параметрическое управление и автоматизацию рутинных процессов.

Общий вид интерфейса nanoCAD Механика PRO

Интерфейс nanoCAD Механика PRO удобен и хорошо знаком пользователю [2]. Программа, построенная на Платформе nanoCAD, объединяет базовые инструменты классического 2D-проектирования и 3D-моделирования.

Ключевые технические особенности, повышающие эффективность:

• структурированное хранение данных: используются индивидуальные типы файлов: *.dwp для параметрических деталей и *.dwa для сборок. Разделение форматов способствует оптимизации командной работы и упрощает управление версиями;
• дисциплина проектирования (эскиз): в режиме «2D-эскиз» реализована функция определенности эскизной геометрии. Геометрия полностью определенного эскиза, отображаемая черным цветом, гарантирует точность и устойчивость конструкции;
• параметрическое управление: доступны широкие возможности работы с параметрами модели. Пользователь может управлять полями допусков и назначать отклонения выбором из таблицы допусков;
• ассоциативность модели и чертежа: чертежи полностью ассоциативны с моделями. При изменении модели чертеж, включая разрывы и местные вырезы, автоматически обновляется.

Программа продолжает активно развиваться. В версии 2.0 реализованы следующие возможности:

Работа с растровыми изображениями
Появилась отдельная вкладка Растр, позволяющая загружать, редактировать и обрабатывать растровые подложки без обращения к стороннему ПО.
Доступны инструменты регулировки яркости, контрастности, прозрачности, обрезка изображения, а также полуавтоматическая векторизация линий.
Функционал особенно востребован при оцифровке бумажных чертежей и архивных материалов.

3D-проектирование трубопроводов
Добавлен специализированный модуль, выполненный в формате Мастера, который обеспечивает автоматическую прокладку трасс и расстановку арматуры.
Поддерживаются основные типы трубопроводов: сварные, конические, резьбовые, а также варианты с развальцовкой.

Проектирование сосудов и аппаратов
Реализован отдельный инструмент для трехмерного моделирования сосудов и аппаратов.
В рамках одного диалога собраны все ключевые элементы: обечайки, днища, штуцеры, люки, фланцы и опоры, что позволяет быстро формировать целостную модель.

Болтовые соединения
Появился новый инструмент для создания стандартных крепежных узлов. Он формирует как одиночные болтовые соединения, так и массивы болтов, винтов, шпилек по ГОСТ и ISO.
Система автоматически подбирает длину крепежа, создает отверстия и формирует полный комплект элементов: гайки, шайбы и т.д. [3].

Пример полностью определенного и неопределенного 2D-эскиза

nanoCAD Механика PRO позволяет конструкторам работать по отраслевым стандартам: ГОСТ и ОСТ:

• машиностроительное проектирование (3D): поддерживается разработка деталей и сложных сборок с использованием четырех режимов 3D-проектирования: «Параметрическая деталь», «Листовая деталь», «Сборка» и «Модель свободной формы»;
• создание библиотек компонентов ТИМ: продукт систематизирует знания, поддерживая создание библиотек параметрических компонентов;
• инструменты КД: программа включает обширную базу стандартных элементов в соответствии с ГОСТ, ОСТ, DIN и ISO [2].

Обеспечение эффективности:

• автоматизация массивов: использование команд 3D-прямоугольный массив и 3D-круговой массив эффективно для экономии времени при работе с повторяющимися элементами [3];
• импорт/экспорт: для обмена 3D-данными поддерживаются форматы STEP (*.step; *.stp), C3D (*.c3D), JT (*.jt), IGES, Parasolid, ACIS, STL, Autodesk Inventor (*.ipt, *iam), SOLIDWORKS (*.sldprt, *.sldasm), NX (*.prt, *.asm).

Продемонстрируем практическую пользу применения программы на примере автоматизации создания резьбового отверстия и сборки крепежа.

1) Создание параметрического элемента «Отверстие» (повышение точности).

Для создания резьбового отверстия используется команда Отверстие [2]  (табл. 1).

Таблица 1

Диалоговое окно 3D Отверстие с выбранными параметрами

2) Установка крепежного элемента с помощью зависимости Вставка (экономия времени).

Применение зависимости Вставка позволяет быстро разместить стандартное изделие (табл. 2).

Таблица 2

Панель База элементов с результатами поиска по ОСТ 31102-80

Ограничения:

• фиксация компонентов: рекомендуется фиксировать только один базовый компонент (например, «Основание») с помощью команды Фиксация. Не следует фиксировать более одного тела или подсборки в сборке [6];
• непараметрический импорт: при работе с импортированными файлами (например, *.step, *.IGES) тело, как правило, является непараметрическим и не имеет истории построений. Редактирование возможно только путем создания новых параметрических элементов и выбора подходящего шаблона импорта (Параметрическая деталь или Сборка).
• целостность ссылок: при переносе проектов необходимо использовать функцию Сформировать архив, предварительно проверив, что все ссылки на внешние файлы настроены с использованием относительных путей в Диспетчере внешних ссылок.

Коротко подытожим.

nanoCAD Механика PRO – специализированная отечественная САПР для машиностроения, основанная на ядре C3D и Платформе nanoCAD [7].

Что сделано: реализовано структурированное проектирование с использованием раздельных форматов файлов для деталей (*.dwp) и сборок (*.dwa). Осуществляется полноценное параметрическое моделирование с контролем определенности эскиза и автоматизированными инструментами оформления КД по ГОСТ и ЕСКД.

Чем полезно: обеспечиваются повышение точности и экономия времени (благодаря автоматизации создания сложных элементов и упрощению наложения сборочных зависимостей).

Где применять: программу рекомендуется задействовать при проектировании сложных механических узлов и формировании библиотек интеллектуальных компонентов для отечественных ТИМ-систем [8].

Сборка изделия «Тиски»

Источники

1. nanoCAD Механика PRO. Источник: https://nanocad.ru/products/nanocad-mekhanika-pro/.
2. nanoCAD Механика PRO 2.0 – российская 3D САПР для машиностроения. Источник: https://nanocad.ru/products/nanocad-mekhanika-pro/.
3. nanoCAD Механика PRO: ключевые возможности. Источник: https://nanocad.ru/products/nanocad-mekhanika-pro/.
4. Руководство «Быстрый старт nanoCAD Механика PRO 1.1».
5. Курс «nanoCAD Механика PRO 1.0: Основные принципы 3D-проектирования и моделирования».
6. Н. Васильева. Изучаем nanoCAD Механика. Источник: www.cadmaster.ru/magazin/articles/cm_84_12.html.
7. Новый уровень проектирования в nanoCAD Механика PRO 2.0 – меньше кликов, больше контроля. Источник:  https://habr.com/ru/companies/nanosoft/articles/970494/.
8. Е. Шуршилин. Применение nanoCAD Механика PRO для разработки библиотек компонентов отечественных ТИМ-решений. Источник: https://www.cadmaster.ru/magazin/articles/cm_105_06.html