1. Большинство изделий как общего назначения,а так же художественного и ювелирных изделий представляет собой совокупность элементарных поверхностей ( плоскостей, цилиндров,конусов, сфер, тор винтовых и т д). Информация о форме которых задается в чертежах на изделие с использованием линейных и угловых размеров, а так же допусков, формы и расположения поверхностей. Сечения этих элемент. поверхностей представляет собой отрезки линий и дуги окружностей. При конструировании фасонных изделий их форма определяется прежде всего функциональными требованиями. До недавнего времени такие известные методы фасонной обработки худ. изделий как плоскостное гравирование ( гравирование для вида), гравирование под чернь, обронное гравирование- (гравирование объемных поверхностей), обработка приспособлений и фасонного инструмента для следующего серийного изготовления, худ. изделий ,(гравюр,эстампов,аффорт,а так же клише для печати,ситцо-накатные валы,багетные фрезы,пресс-формы,матрицы) выполнялись мастером-художником вручную или с ограниченным применением средств механизации. В настоящее время наиболее прогрессивным методом образования сложных фасонных поверхностей явл. Метод обработки со снятием слоя материала с пов-ти заготовки с помощью спец, механич. оборудования или станков. Это позвю получение наиб. Четких и выразит. форм изделия, обеспечив высокую производительность процесса обработки, высокую точность размеров и форму и качество поверхности. К таким методам относятся: 1) механич. Обработки с использованием металлорежущих станков и специального режущего инструмента; 2) электроэрозионная обработка при помощи электроэрозионных станков. Оба метода легко поддаются автоматизации с использованием систем ЧПУ и компьютерной техники. На мировом рынке программных продуктов предлагается большое количество САПР (система автоматизированного проектирования), обеспечивающих автоматизацию проектно-конструкционных, технологических и инженерно-расчетных работ, CAD/ СAM/ CAE – это интегрированная среда, которая позволяет автоматизировать вест цикл производства изделия от рождения художественного образа.

CAD – computer assistant design ( позволяет строить достоверное описание проектируемого изделия – графическую модель.

CAM- это системо-функциональная среда, поддерживающая программные процессы обработки изделия на оборудовании с ЧПУ.

CAE – это ср-во инженерного анализа и расчета( направление расчета на прочность)

Гланвым критерием при выборе того или иного САПРа являтся его способность достаточно быстро решать типовые задачи: 1) конструирование изделия и создание рабочих чертежей. 2) технологическое проектирование 3) 3D – моделирование

4) подготовка программ для станков с ЧПУ. В наст, время наибольшее распространение САПР получило 3D моделирование, то есть построение пространственно- геометрических моделей (ПГМ), которые в зависимости от их типа задаются тремя способами: 1) каркасные или проволочные ПГМ задаются координатами вершин и соединяющими их ребрами они достаточно просты но с их помощью можно представить лишь огрениченный класс поверхностей в которых соприкасающиеся поверхности являются плоскостями 2) полигональные или поверхностные модели задаются поверхностями (элементарными: плоскостями поверхностями вращения и другие). С их помощью можно описать любую поверхность сложного объекта, что достигается аппроксимацией многогранников. 3) объемные и твердотелые ПГМ, которые формируются из элементарных объектов или базовых тел ( фичеров) при помощи операции белевой алгебры. Эти модели представляют объекты с обеспечением логической связанности информации. В частности благодаря введению о материале объекта и его физических констант можно построить не только его x-графическую модель, но и узнать его массово-инерцинные характеристики.

2. Геометрические методы образования фасонных поверхностей.

Образование фасонных поверхностей на любом твердом теле различными технологическими методами (отливкой, пластическим деформированием, обр-й резанием электрофизическими методами) имеет 1 общий для всех видов обработки нек-м приближением к соответствующей геометрией (воображаемой) идеальной поверхности. Т.О. технологический процесс получения реальной фасонной поверхности представляет собой по существу процесс образования соответствующей ей геометрической поверхности. Геометрической фасонной поверхностью называется след оставляемый одной производящей линией (образующей при ее движении по другой производящей геометрической линии ( направляющей). Следовательно это поверхность или непрерывное последовательное геометрическое множество геом. положений, движущейся образующей линией.. Производящие линии (образующая и направляющая) реальных поверхностей создаются при помощи вспомогательных элеметнов – материальных линий и точек. Движение вспомогательных элементов, в результате которых образуется геометрические производящие линии называются движениями формообразования, которые обозначаются буквой

Методы образования геометрических линий.

А)метод копирования – форма и протяженность вспомогательной линии 1 одинакова с формой и протяженностью образующей геометрической линии 3. Последняя как копия и зеркальное отображение материальных линий 1. В том случае образующая линия 3 происходит без движения формообразования.

Б)Метод обкатывания форма и протяженность материальной линии 1 неодинакова с формой и протяженностью линии 3. Образующая линия 3 получается как огибающая последовательных положений, заключенных вспомогательной линии 1 при обкатывании ее образующей линии 3.

В)Метод следа- образуемая линия представляет собой след от движения материальной точки 2

Г)метод касания – используется 2 вспомогательных элемента ( материальная точка 2 и материальная линия .Одно движение формообразования- это движение точки 2 для получения линии 4, а другое движение формообразования – это расположение этих линий касательно к проводящей линии.

Д) метод касания является развоновидностью метода касания при котором дополнительная геометрическая линия 4 образуется не методом следа, а методом катания. В этом случае необходимо три движения формообразования ( два движения для образующей дополнительных линий 4 и 5, и одно для их относительного расположения. Т.О. геометрию производящую линии можно получить 4 методами : копированием или одного движения формообразования; 2) обкатной – 1 движение формообразования 3)методом следа- 1 дв-е формообр-я 4) касание 2 и более движений формообразования.

Для получения заданной фасонной поверхности необходимо иметь образующую и направляющую соответсвующей формы и протяженности, которую можно получить одним из вышеперечисленных методов, количество возможных методов образования фасонных поверхностей значительно выше если учесть что некоторые поверхности могут быть образованы различными по форме образующими.

3. Геометрическая форма любого сложного изделия является наиболее характерной особенностью этого изделия, которой определяют технологическую схему формообразования. Часть фасонной поверхности с единым знаком геометрического формообразования ( алгоритм называется объемным элементом фасонной поверхности или фитчером), Определенная часть фасонных поверхностей может быть задана аналитически с помощью уравнения второго порядка вида: Ax²+By²+Cz² +Dxy+Eyz+Fzx+Gx+Hy+Kz+L=0 (*)

Ъ Это уравнение с помощью формулы преобразования координат может быть преобразовано в одно из уравнений, описывающих поверхность которые называются кононическими ( с их помощью описываются уравнения второго порядка.

Перечень поверхностей второго порядка, заданных аналитически при помощи канонических уравнений:

Определенная часть фасонных поверхностей изделия может быть задана простым, широко распространенным алгоритмом построения, например, поверхности типа винтовых спиралей, торсовые пов-ти. Особое место занимает класс фасонных поверхностей, которые задаются несимметрическими специальными методами основаны на прикладной геометрии или компьютерной графики.

Примеры типовых объемных элементов фасонных поверхностей, заданных не аналитическими методами ( без уравнений)

1. Цилиндройдная пов-ть образуется при движении прямой по двум направляющим, не лежащим в одной плоскости, при этом образующая 1 остается параллельной заданной плоскости.

2. Конусойдная поверхность образуется при движении образующей 1, движущейся по двум направляющим, не лежащим в одной плоскости, которая во всех направлениях пересекает заданную прямую.

3. Косая цилиндрическая поверхность- является частью непрерывной поверхности, заключенной между 2-я плоскостями и допускающая линейчатую аппроксимацию в поперечном направлении по отношению к контуру сечения.

4. Поверхность с пропорциональной разбивкой – образуется при движении прямой по 2-м произвольным направляющим, не лежащая в одной плоскости с соблюдением по концам образующей пропорционального соотношения по хордам или дугам сечения. Цилиндрическая поверхность с произовльным направление образуется движением образующей по криволинейной направляющей параллельно

самой себе.

5. Цилиндрическая поверхность с криволинейной направляющей образуется движением образующих 1 по направляющим 2 при этом параллель. сомой себе.

6. Коническая образуется путем перемещения конца образующей 1 вдоль произвольной направляющей 2 , причем 2 конец образующей находиться в полюсе, т. О