S metodikou práce při vývoji a technologické přípravě nových výrobků pomocí integrovaného CAD/CAM/CAE/PDM systému Catia V5 seznamujeme čtenáře pravidelně již od roku 2000. Dnešní příspěvek orientovaný na přípravu výroby vstřikovací formy jsme navrhli poněkud méně tradičně. Představujeme vám komentovanou sérii snímků, které vidí na monitoru konstruktér vstřikovací formy v jednotlivých etapách tvořivé práce.
Catia V5 je moderním vývojovým nástrojem s bohatými možnostmi vizualizace, manipulace a editace geometrických modelů a se širokým portfoliem aplikačních modulů. Vyspělé technologie a přehlednost i poměrně složitých modelů velkých strojírenských sestav jsou zárukou minimalizace chyb a nedostatků konstrukčního řešení.
- Základem návrhu formy je model výlisku. V tomto případě jde o regulační klapku větracího systému automobilu. Hrubá geometrie výlisku bez technologických úprav vznikla při vývoji automobilu, konstruktér provede kontrolu výlisku a upraví některé geometrické detaily zajišťující vhodné technologické vlastnosti.
- Následně se provede návrh dělicí tvarové plochy. Ta musí zajistit vyjmutí výlisku z tvarové dutiny. Na ploše výlisku podél hrany dělicí plochy obvykle vznikne vzhledová stopa. Konstruktér musí proto vést dělicí rovinu tak, aby zachoval dokonalý vzhled výlisku na plochách, kde se vzhledové vady nepřipouštějí.
- Topologickými operacemi mezi modelem výlisku a dělicí plochou vzniknou modely obou (případně i více) částí tvarové dutiny formy. Ty se vhodným způsobem zapustí do prizmatických polotovarů, a tím vznikne sestava tvarových vložek, nejdůležitější část formy. Její geometrická a technologická funkčnost podstatně ovlivňuje kvalitu výlisku a spolehlivost funkce celé formy.
- Nyní si konstruktér rozdělí pro přehlednost formu na několik logických podsestav, které začne postupně vytvářet. První podsestavou je strana trysky. Tu část sestavy tvarových vložek, která je umístěna na straně trysky, doplní dalšími stavebními komponenty, jako jsou desky, sloupky, vedení, spojovací díly a podobně. Konstruktér využívá knihoven standardních komponentů, případné nestandardní díly si modeluje pomocí objemového modeláře.
- Další logickou podsestavou je strana vyhazovačů. Při konstruování sestav využívá konstruktér možnosti definice vazeb v sestavě. Vazbami mohou být například kontakt, shodnost, vůle, úhel apod. Tyto vazby sestava dodržuje i při geometrických úpravách jednotlivých součástí. Konstrukci v takto definovaném provázaném systému nazýváme práce v kontextu sestavy.
- Poslední logickou podsestavou je svazek vyhazovačů. V případě složitějších systémů otevírání formy a vyrážení výlisku může konstruktér využít nástrojů pro kinematickou analýzu a simulaci. Pomůže mu to ověřit, zda při funkci jednotlivých mechanismů nedojde ke střetům a kolizím, případně zda výlisek nebude při vyražení z dutiny poškozen některou z částí formy.
- Celková sestava formy vznikne spojením logických podsestav. Pro dobrou orientaci ve složitějších sestavách disponuje CATIA V5 těmi nejmodernějšími prostředky. Nástroje pro rozmanité formy vizualizace jednotlivých dílů s plynule nastavitelnou transparentností dávají výborný přehled o geometrických poměrech uvnitř sestavy. Chladicí systém formy tvořený soustavou propojených otvorů v deskách a vložkách je možno navrhnout bez nebezpečí kolize s vyhazovači a spojovacími součástmi.
- Po kontrole sestavy formy například metodou dynamicky vedených řezů zahájí konstruktér tvorbu výkresové dokumentace. Projektuje model sestavy do pohledů výkresu, přičemž definuje požadované parametry výkresu, jako viditelnost skrytých hran, roviny řezů apod. Výkres sestavy může doplnit axonometrickými pohledy na výlisek i na celou sestavu. Výkres doplní dalšími informacemi, jako jsou pozice, popisy, razítko, rozpiska atd.
- Výkresy jednotlivých součástí formy se vytvářejí obdobně jako výkres sestavy, tj. projektováním modelu. U prizmatických geometrických detailů, které se budou vyrábět konvenčními technologiemi, se kontury výkresových pohledů opatří kótami. Kótovat je možno jak automaticky, tak i manuálně, podle rozhodnutí a zvyku konstruktéra. Při definici jednotlivých dílů v sestavě udržuje systém soubor informací o materiálu nebo grafických atributech projekce dílu do výkresu, takže například styl šrafování řezů vytvoří systém automaticky podle použitého materiálu dílu.
- Vzhledem k tomu, že systém Catia V5 definuje a uchovává přesnou geometrickou reprezentaci všech dílů formy, je možno tuto geometrii využít také pro vlastní výrobu dílů numericky řízeným obráběním. Tady přebírá práci od konstruktéra technolog programátor. Tvarové části formy se již detailně nekótují a NC frézovací programy se generují přímo na geometrii modelů. Systém může programovat frézky, soustruhy i drátové erodovací stroje. Asociativita systému provázaná jednotným geometrickým modelem zajišťuje řízený změnový proces v průběhu celého cyklu vývoje formy.
Dodavatelem komplexního řešení na bázi systému Catia V5 je společnost Technodat, CAE-systémy, s. r. o., Zlín.