Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современные проблемы дизайн-проектирования стрелкового оружия
1.1. Методологический уровень дизайн-проектирования сгре.іковою оружия 12
1.2. Анализ современного уровня методики дизайн-проектирования промышленных 16
1.3. Влияние конструкционною маїериала и технологии на дшайн оружия 23
1.4. Влияние материала на конструкцию и дшайн системообразуо-щих элеменюв стрелкового оружия 29
1.5. Выводы, цель и постановка задачи 36
ГЛАВА 2. Конструктивные особенности системообразующих элементов стрелкового оружия из литьевых пластмасс
2.1. Конструктивные схемы системообразующих элеменюв стрелкового оружия 38
2.2. Обеспечение прочности и жесткости системообразующих элементов 44
2.3. Принципы проектирования сие гемообра тощих элементов стрелкового оружия излшьевыч пластмасс 48
2.4. Вывод 56
ГЛАВА 3. Обеспечение эргономических требовании при дизайн-проектировании системообразующих элементов стрелкового оружия
3.1. Современное состояние эргономическою проектирования стрелкового оружия 57
3.2. Эргономическое моделирование в вирпальном просгранегве 62
3.3. Построение антропометрической модели кисти руки и предплечье
3.3.1. Учет анатомии кисти человека при проектированиирукояіки сиете\юобраз)Ющи\ элементов стрегковою opужия 65
3.3.2. Антропометрическая модель р\ки 71
3.3.3. Алгоритм построения элементов удержания стрелкового оружия 80
3.4.Эрюномичеекое проектирование элементов \держания 84
стрелкового оружия па основе эО-ю перценгиля
3.5. Вывод 87
ГЛАВА 4. Методика дизайн-проектирования системообразующих элементов стрелкового оружия
4.1. Современные методы обработки информации п особенности проектирования системообразующих элеменюв оружия в среде 3-D 88
4.2. Технология построения ЗО-модели системообрашощич элементов сгрелкового оружия 4.3. Пример реализации методики дінайн-проекшрования системообразующих элементов сірелковою оружия
4.3.1.Разработка дизайн-проекта карабина мр-161 к на базе
плас г массовог о системообразующего элемента 99
4.4. Вывод 112
Заключение и выводы 113
Литература
- Анализ современного уровня методики дизайн-проектирования промышленных
- Обеспечение прочности и жесткости системообразующих элементов
- Построение антропометрической модели кисти руки и предплечье
- Технология построения ЗО-модели системообрашощич элементов сгрелкового оружия
Введение к работе
Актуальность работы. Гражданское и служебное оружие - на сегодняшний день единственный сегмент оружейного рынка, характеризующийся относительной устойчивостью, на который, в отличие от военного, не влияют конъюнктурно-политические факторы. В связи с этим наиболее благоприятные возможности для развития оружейной промышленности создаются в сфере гражданского оружия.
Рынок гражданского оружия характеризуется высоким уровнем
предложения, что определяет, соответственно, высокий уровень конкуренции.
Конкурентоспособность обуславливается: во-первых, высокими
потребительскими качествами, во-вторых, приемлемой ценой.
Одним из важных средств достижения этой цели является использование новых высокотехнологичных материалов - литьевых термопластмасс, что уже в полной мере осознается производителями оружия. Применение новых материалов обуславливает необходимость совершенствования технологий проектирования, а также использование подходов и методов дизайна, связывающего воедино эстетическо-гуманитарный аспект с конструкционно-технологическим аспектом.
Соответственно, возникает необходимость в комплексном подходе к проектированию стрелкового оружия, при котором учитываются: дизайн как социальный эстетический аспект; эргономика как эксплуатационный аспект; и технология производства.
Целью диссертационного исследования является совершенствование процесса дизайн-проектирования стрелкового оружия с использованием литьевых термопластмасс, направленное на повышение боевой эффективности и конкурентоспособности образцов за счет обеспечения высокого уровня эргономической проработки и соответствия эстетическим критериям при отработке конструкции, начиная с ранних этапов проектирования.
Задачи исследования. Актуальными задачами, решение которых должно привести к созданию методики дизайн-проектирования стрелкового оружия с учетом особенностей пластмассы как конструкционного материала и современных компьютерных технологий, являются:
разработка рекомендаций по дизайн-проектированию системообразующих элементов (СОЭ) из литьевых термопластмасс, учитывающих технологические особенности и декоративно-эстетические свойства материала;
разработка модели руки стрелка, учитывающей разброс антропометрических параметров, что позволит моделировать различные варианты удержания стрелкового оружия с целью повышения эффективности прицеливания;
разработка технологии трехмерного моделирования элементов удержания, являющейся основой для формообразования, и позволяющей рационально использовать возможности литьевой пластмассы с учетом конструкции стрелкового оружия;
апробация методики на примерах разработки реальных проектов.
Методы исследования, использованные в диссертационной работе, базируются на категориях и подходах теории дизайна, а также методах математической статистики и аналитической геометрии. Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждены результатами предварительных и приемочных испытаний, проведенных в соответствии с действующими государственными и отраслевыми стандартами.
Научную новизну диссертации составляют:
1) методика дизайн-проектирования стрелкового оружия с
системообразующими элементами из литьевых термопластмасс, включающая:
общие рекомендации по дизайн-проектированию системообразующих элементов из литьевых термопластмасс, предоставляющие возможность использования литьевых термопластмасс в качестве конструкционного материала СОЭ;
универсальную антропометрическую модель руки стрелка в матрично-векторной форме, реализованную для прикладов матчевого типа с возможностью ее адаптации к различным классам стрелкового оружия;
«технологию трехмерного моделирования элементов удержания, основанную на процедурах перевода двумерного эскиза в трехмерное пространство;
2) обоснованы конструктивные решения, позволяющие решать задачи
выбора принципиальной конструктивной схемы и эргономического
проектирования системообразующих элементов на основе 50-го перцентиля с
учетом конструкционного материала на ранних этапах проектирования, на одно
из которых получено положительное решение на выдачу патента об
изобретении, а также получен патент на промышленный образец.
Практическая полезность заключается в том, что разработанная методика дизайн-проектирования системообразующих элементов стрелкового оружия на базе антропометрических моделей и трехмерного моделирования в виртуальном пространстве позволяет повысить качество проработки эргономических и эстетических параметров изделия, что в конечном итоге повышает эффективность прицеливания и обеспечивает комфорт при стрельбе.
Результаты работы реализованы в дизайн-проектах образцов стрелкового и спортивно-охотничьего оружия, разработанных в рамках НИОКР, проводившихся на ФГУП «Ижевский механический завод» в 2002-2006 гг.: охотничий самозарядный карабин МР-161К, пневматическая винтовка МР-512 (находится на стадии подготовки к постановке на производство), крупнокалиберный карабин МР-142 (концептуальный дизайн-проект), служебный пистолет МР-443 (рабочий дизайн-проект, построен виртуальный прототип в среде 3-D, создан рабочий образец), рестайлинг самозарядного охотничьего ружья МР-153 (концептуальный дизайн-проект, изготовлен макет).
Художественно-конструкторские решения дизайн-проекта самозарядного малокалиберного карабина доведены до практической реализации в конструкции карабина МР-161К, поставленного на серийное производство в 2006 году.
Основные положения диссертационной работы докладывались и
обсуждались на международной конференции «Информационные технологии в
инновационных проектах» (Ижевск, ИжГТУ, 2003 г.), на IX Всероссийской
научно-технической конференции по специальности «Технологии
промышленной и художественной обработки материалов» (Ижевск, ИжГТУ, 2006 г.).
Разработанные автором дизайн-проекты, реализованные в опытных и серийных образцах оружия ФГУП «Ижевский механический завод», демонстрировались в 2003 - 2006 гг. на международных оружейных выставках IWA (Германия, Нюрнберг), «Оружие и охота» (Москва), на выставке спортивно-охотничьего оружия и аксессуаров «РОСТ» (Ижевск) в тот же период и получили высокую оценку специалистов.
Диссертация неоднократно докладывалась и обсуждалась на кафедре «Дизайн промышленных изделий» Удмуртского государственного университета и на кафедре «Стрелковое оружие» Ижевского государственного технического университета.
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, приложения, списка использованной литературы в количестве 45 наименований, содержит 92 рисунка и 8 таблиц. Окончание первой главы резюмируется выводами и ставится задача диссертационного исследования.
Анализ современного уровня методики дизайн-проектирования промышленных
Закономерное і и композиции проявляются многообразно, в различных изделиях и формах по-разному. Композиция непоередсівенно связана с используемым консгр\кциопным маїериалом. Іісли классическое охотничье ружье, в ко юром доминантой внешнею вида яіпяюіся деревянные "элементы \ держания - приклад и цевье, действительно можно проекіироваїь, опираясь на классические закономерности композиции (чю по существу и предпринималось в [40]), і о кої да в констр\кции используется такой высоко і ехнолої ичный маїерпал, как литьевая термопластмасса, появчяеіся совсем другой харакіер объемов, их соединении, технолотческих и конструктивных разъемов. іреб\іощиіі новых комно знционных приемов.
Несмотря на всю очевидность важности материала, как элемеша процесса формообразования (с точки зрения практическою применения) и теоретических трудах по дизайну материалу уделяю і крайне мало внимания. Конечно, материал многими дизайнерами-теореіиками признаеіся как важная составляющая общего процесса проектирования, но основной \нор во всех учебных пособиях сделан на композиционные аспекты предмети. При этом пускается из внимания тезис - каков маїериал, такова и композиция, поэтому рассуждения о форме предмета ведися как об абстрактной субстанции, лишенной материальности.
«Замена материала приводит к существенным изменениям формы в рамках одною стиля», - казывает А.А. Ьаріашевпч в кнше «Основы художественною конструирования» [6J. Этот же автор совершенно верно пишет: «Знание закономерностей развития формы позволит ... планировать с помощью методов проектного прої позирования развитие формы в желаемом направлении и избежать возможных разрывов между ней, функцией, конструкцией изделия и іемюлоіией ею производства» [()].
Например, И.Т. Волкотруб верно пишет о соответствии и необходимости композиции в форме предмеїа, но когда заходи і речь о соотвеїсівии материала форме предмета, автор оіраничивается єдине і венной фразой: «Следует максимально использовать свойства маїериала, из котрою выполняется модель» [11]. То же самое имеет мест и в кпшах друїих авторов [7, 27, 29, 35, 36, 38, 39]. «Массовое серийное производство предъявляет к проектируемым изделиям требования, обусловленные ею производственными возможностями. Большое значение имеют, с одной стороны, используемые производством материалы, а с др\юй стороны -способы обработки и превращения этих материалов в копсір\кции» [25].
Практический опьи показывает, то делать какие-либо композиционные пропюзы без \чета свойств материала, из которою планируется производиІІІ предмет, бессмысленно. Верно, 410 композиция есть производная от «...основных свойств изделия - струкі\рі.і, формы материала, размеров, поверхности» [33]. Учесть все нюансы, не зная основных особенностей материала, одними композиционными средствами IS невозможно. Ьолее тою, некоторые композиционные приемы просто сіарели, и не учишваюі свойства современных конструкционных материалов и іехнолоіий. Современные маїериальї, в часпюсш литьевые пласі массы, позволяют использовать целый ряд композиционных приемов. совершенно не подходящих для других материалов.
О применении полимерных материалов, пластмасс, в промышленном дизайне автор киши «Конструирование в академическом дизайне» II. В. Новиков юворш так: «...Важнейшим конструкционным маїерпалом современной техники стали пласімассьі. ...Блаїодари своим свойствам, в ряде случаев они оказались не заменителями, а незаменимыми» [26J. Также автор правильно указывает, чю «...изделия из пластмасс не нуждаются в ашикоррозионной защите, необходимость ко юрой столь характерна для мноіих современных промышленных изделий, изютовленных из металла» [26]. Гідиисівенное, что автор написал о свойствах проектирования изделий из пластмасс это ю, что «...следует избеїагь разъема форм по наклонным и смуиенчатым плоскостям, осложняющею изюговление преесформ. ...Для облеічения выемки модели из формы поверхносіям, перпендикулярным к плоское і и разъема, придаю і формовочные (лшейные) уклоны» [26]. Іаких указаний к проектированию явно недостаточно.
Наиболее профессиональный подход к дизайн-проем нрованню изделий из полимерных маїериалов демонстрирует Л. С. Квасов [17] в кшне «Художесівенное консір ирование изделий из пластмасс». «...Учшыьая свойства пласі Уіасс, обусловленные их структурой и ХИМИЧЄСКИУІИ особенносіями, необходимо вьіявляїь эстетическую красоп этих маїериалов». Квасов правильно указывает на ю, чю с развитиеуі химии предмеїьі бьпа все чаще изюгавлпваются из полиуіеров. из Уіаіериалов, которые совершенно не похожи на прежние маїериальї, как по техпичеекиуі данным, іак и но технолоіпи обработки. Вытесняя дерево, керамику, стекло, металл, новые пластмассы диктуюі форму изделий. Более юто. «...подобные изменения формы нередко приводят к более простому и непосредствепноуіу выражению самой фуікции предмета» [17]. Автор оімечаеі разни і ие тенденции в мировом дизайне в стремлении объединип ранее разрозненные _ лементы изделий, заменив различные де шли единым целым.
В своей ранней кпше «Художественное копегруїроваиие промышленных изделий» К). С. Сомов посвятил целый раздел соогвеїсівию маїериала форме при процессе проектирования, в котором он совершенно правильно замечает «...немало ошибок допуцено в проектировании...только нотом , чго...материал заставляли рабоїаіь іак, как ем\ совершенно не свойственно» [34]. Однако есть у Сомова и сомнительные моменты. Например, автор пишеї об оіраничениях в конструктивных возможностях и средствах при проектировании изделий, выполненных из одного маїерплча. Это тверждепие }же давно потеряло свою актуальность, іак как современные материалы обладают целым рядом свойств, по которым не \ступают, например, меіаллу. Кроме тою, очевидно, под промышленным дизайном автор понимает констр\ктивпо сложные объекты, содержащие оіромное количество видов материалов - авюмобилп. станки и гак далее. 11о ведь и современное оружие, корп\еные деташ котрою выполнены из пластмассы, и поглощают практически все "железо", тоже являются объектом промышленного дизайна. И пластмасса там вьісіуіаеі композиционной доминапюй, когоруо видш потребшель. Ііолее іоіо, 1С самые копе фиктивные оіраничения в дизайне изделий, о коюрых шшіеі Сомов, являются основой креативного іворчества проектировщика, и которые заставляют д\магь.
Обеспечение прочности и жесткости системообразующих элементов
Преимуществом первой схемы является высокая жест кос і ь конструкции, поскольку ее образуем замкн\іьіе конт)ры. По при лом вн\ірениие полости образуюіся в пресеформе исключительно с помощью выдвижных маков, что ограничивает возможности формообразования. В мировой практике производсіва сірелковою оружия данный меюд компоновки имеет преимущество, так как являемся менее затрашым, с точки зрения производства, чем компоновка корпуса изделия из дв\х половин. Связано это с тем, что в формировании СОЭ изделия по первой схеме использ)еіся оптимально-минимальное количество преесформ. При использовании второй схемы количесіво преесформ увеличиваемся как правило вдвое, с чем и связано \дорожание процесса производсіва. Кроме тою, проектирование СОЭ СО из двух симметричных половин іребчег определенных навыков и знаний, что также сказывается в пользу первой схемы.
Существенным мин) сом первой схемы является невозможность добиіься оптимальной эрюномики в сочетании с инновационным внешним видом. Иначе юворя,те\нолоіическими ограничения всегда преоб іадали над эрюномическим аспекюм изделия. Эю свойство хорошо видно па примере короткоствольною оружия - ііисіолеіов. Из констр\кционных п технолоіических соображений пластиковая рамка служебных и армейских писіолеіов выполняется всеїда одной деталью, что придает изделию необходим)ю жеечкость и прочность (рис.27,а).
Для ул\ чтения эрюномики при іаком способе компоновки, производители прибегаю! к всевозможным накладкам в тыльной часі и пистолетной р)коятки (рис.27,6). Таким образом, радикально эрюномичсскии аспект, и тем более дизайн, угупшпь не удаемся. По сравнению с образцами пистолеюв 30-лсшей давности современные образцы, как по дизайну, іак и но эрюномике на порядок выше. Однако С)щесмвенные изменения в дизайне п эксплуатационном аспекте возможны лишь при )словии выполнения элементов удержании из дв\х половин, что
Карабин "Beretta Storm Сх4" имеет оригинальное, стилистически и композиционно инновационное формообразование, выгодно отличающее данный образец из множества других, не менее интересных по дизайну образцов современного стрелкового оружия. Реализация такого смелого стилистического образа оказалось возможным только при условии изготовления элементов удержания из двух симметричных половин.
На примере рис.27 и рис.28 видно как выбор компоновочной схемы корпусных деталей, и соответственно способа их производства, отражаются на внешнем облике и эргономике изделия.
Оба образца стрелкового оружия проектировались одной дизайнерской группой под началом знаменитого итальянского дизайнера Дж. Джуджаро и являются продуктом одной дизайн-программы. Не смотря на это, существенная стилистическая разница между двумя образцами, возникшая ввиду применения раз шчныч методов производсіва. om іима довольно сильно. Архаичное литье пластиковых деталей по первой вышеуказанной схеме оказывает сущее і венное влияние на процесс формообразования, результатом чет является упрощение формы и элементов пистолета. Карабин, наоборої, отличается сложной формой в сочетании с превосходной эрюпомикой и высокой технологичностью ИЗІ0І0ВЛЄПИЯ.
При втором подходе, как становится ясным, возможности формообразования значительно шире, но невысокая жесткость оболочки. представляющей собой полую «скорлуп)», требуеі специальных констр)К1ивпых мер по увеличению жесткости и прочности.
Кроме ЮІо, после оіливки, во время осіьіваиия, в детали происходи! процесс полимеризации и )садки, что может привес і и к иоявтению так называемых «)іяжек» на внешней поверхноеіи и, в худшем случае, к короблению детали. Поэтом) применение способа и л отопления системообразующих элементов из дв)х половин іреоуег наличия большою опьпа и знаний в области технологии производсіва изделий из лшьевых пласі масс.
Line одним принципиальным отличием между двумя схемами компоновки пластмассовых системообразующих элементов стрелкового оружия является способ соединения (крепления) деталей корпусных элементов друг с другом. Пели в первом сл)чае, когда детали корпуса выполнены в виде целых деталей, осуществив сборк) можно б)квалыю одним винтом (а в сл)чаях с пистолетом - вишы и вовсе не НУЖНЫ (рис.29)). 1о во втором - корпусные детали из дв)\ половин нуждаются в прочном краевом сопряжении др)і с друюм, которое ос)ществляеіся при помощи винтов, саморезов и др)іими подобными крепежными злсуіентаупі (рис.30).
Места крепления (углубления, куда вставляется крепежный элемент) находятся на внешней поверхности корпуса, это свойство необходимо учитывать при проектировании. Следует, во-первых, правильно разместить элементы крепления по поверхности детали, равномерно распределив нагрузку и обеспечив необходимую прочность и жесткость корпуса оружия. Число и местоположение креплений при этом определяется формой и размерами самой детали. Во-вторых, эти технологически и конструктивно важные элементы необходимо обыграть композиционно, по возможности выделив местоположением, и тем самым, подчеркнув тектонику изделия.
С точки зрения технологии сборочного процесса и последующего технического обслуживания необходимо обеспечить легкий доступ к крепежным элементам. Довольно часто случается, когда для сборки-разборки изделия приходится использовать нестандартный инструмент, ввиду нелогичного расположения крепежных винтов в изделии, или их недоступности. Свойство это характерно в основном для отечественной продукции.
Оптимальным является, если дизайнеру удается в одном изделии сочетать оба типа компоновки. В этом случае затраты на изготовление прессформ для симметричных деталей будут экономически оправданными.
В итоге, при дизайн-проектировании СОЭ СО дизайнеру постоянно приходится сталкиваться с противоречием, возникающим при использовании компоновочной счемы первого либо второю типа, коюрое заключается в следующем:
Для обеспечения треб\емой жесі кости и прочное і и кори\спых де і алей обоих видов, а также для \странения «\тяжек» на внешней поверчности, ви\іренние полости снабжаются ребрами жесікосги. Такие ыемешы вп)гренней констр кции практически не увеличиваю! вес изделия, оно остается по-нрежнем) леї ким. При лом соблюдаеіся основное принципиальное требование к изготовлению деталей из полимеров - наличие равноіолщиниосіи элементов. Па ір доемкость изготовления пластмассовых деіалей наличие ребер жест кости существенною влияния не оказывают.
Построение антропометрической модели кисти руки и предплечье
Приступая к проектированию изделий из пласі масс, следу є і всеїда помниіь, чю успешное решение поставленной задачи в первую очередь зависш от юго, насколько точно и полно будут учтены характерные для )тих маїериалов различные свойсіва и методы иерерабоїки. Реализм используемою материала является ключом к успеху в построении формы объекла.
Необходимость тщательного конструирования изделии из пласі масс подчеркивается тем, чю производство пластмассовых деталей гребує/ больших затрат на ипструмені и технолої ическую оснастку.
Ранее появлялись обращы оружия, у которых пластиковые детали, заменяющие деревянные, ими і провали последние вплоть до іекстурьі, нанесенной методом фактурною рисунка (например, на пневматических винтовках фирмы "Сгоыпап", США).
Следуем также отмеїить эстетическую сторону вопроса имшации дерева пластиком. Например, нелоіично краси і ь деревянную конструкцию серебристой краской, нмширующей ста-іь, с целью защшы от разрушения или чисто из декоративных соображений. Прочнее она от этого не станет, а у потребителя такое решение повлечет только сомнения в данной конструкции. В оружии все выглядит точно так же: имитация древесной фактуры на пластмассе никакой функциональной основы не несет - пластмасса всегда останется пластмассой, и этот материал должен обладать своей, присущей только ему, эстетикой внешней поверхности.
Нет необходимости скрывать преимущества современного материала. Ложа спортивной винтовки ИЖМАШ «Record» (рис.38, а), выполненная из дерева имеет хорошую эргономику и оригинальный внешний вид. Но деревянная ложа боится падений и ударов. Распространенная причина поломки для данного типа лож - скалывание пополам в рукоятке. Связано это с тем, что дерево - анизотропный материал, обладающий невысокой сопротивляемостью к скалыванию, что требует учета направления волокон и ограничивает возможности формообразования. У пластмассы этой проблемы нет. Примером служит винтовка SAKO TRG22 (рис.38, б) с ложей из пластмассы, выполненная по канонам, сложившимся в данном виде оружия (как и винтовка ИЖМАШ «Record»), но со своеобразной эстетикой, показывающей, что заимствование внешней формы в пластиковом исполнении необязательно. Выполненные из литьевой пластмассы детали, оснащаются внутренними силовыми элементами - ребрами жесткости и представляют собой довольно прочную конструкцию
Корпусные детали из литьевых пластмасс нуждаются в совершенно иных способах крепления к остальным деталям оружия, чем деревянные элементы удержания. В частности исключен такой прием соединения, как плотная загонка посадочного выступа приклада в ствольную коробку. Не следует забывать о физических возможностях пластмассы. Все литьевые пластмассы, используемые в изготовлении элементов удержания стрелкового оружия (как правило, это полиамиды), имеют свойство усадки во время остывания (в среднем 1 %) и коробления [5, 9, 16, 44]. Соответственно появляется необходимость в жестком закреплении детали из пластмассы.
Ввиду того, что изделие из полимера получается внутри полым, дизайнеру предоставляется возможность разместить внутри этого свободного пространства различных дополнительных устройств и механизмов, которые облегчат пользование изделием, улучшат эксплуатационные характеристики, и будут потребителю просто приятны. Это всевозможные механизмы регулирования, например:
1. Механизм регулирования высоты гребня приклада, крайне необходимый при использовании съемных прицельных приспособлений (рис.39); Рис.39. Механизм , Рис.40. Механизм Рис.41. Приклад винтовки увеличения высоты увеличения длины "Walther G22 с гребня приклада приклада карабина дополнительным ружья"ВепеШ "Beretta Storm Сх4" магазином в задней части. Tactical" 2. Механизм изменения расстояния от затылка приклада до спускового крючка, увеличивающий охват сегмента потребителей - от самых юных, до самых габаритных (рис.40); 3. Размещение дополнительного магазина внутри приклада ложи (рис.41) Благодаря полой, но прочной конструкции, внутрь пластиковых элементов удержания, возможно разместить современные демпфирующие устройства (рис.42).
Все пластмассы очень чувствительны к нагрузкам и пространственным напряжениям [17]. Это свойство особенно необходимо учитывать при проектировании СОЭ стрелкового оружия, потому как при выстреле возникают значительные механические нагрузки; нагружение имеет к тому же динамический характер. Именно поэтому непрочность корпусных деталей в данном случае недопустима. Избежание резких переходов формы и перепадов толщины, совместно с отсутствием острых углов потенциально обеспечат крепость формы изделия.
Стенки изделия из пластмасс это еще один важный элемент конструкции изделия. Они соединяют воедино все элементы и детали образца, принимая на себя основную часть эксплуатационных нагрузок. Их толщина должна обеспечить необходимую прочность изделия, не нарушая при этом технологических требований. Рекомендуемая толщина стенок корпусных элементов стрелкового оружия составляет 2,5 - 3 мм. Больше 3 мм стенки не рекомендуется делать ввиду возможности появления деформации (утяжек, коробления) корпусных деталей, что приведет к браку детали. А меньше 2,5 мм не следует потому, как нарушится прочность корпусных деіалей - цементов удержания стрелковою оружия - чю іакже педоп) сіймо.
К ограничениям креативных возможное і ей дизайнера можно оінесги обязательное прис)тствие в изделии тсхнолої ических ) клонов, необходимых для вынимания заготовки из преесформы.
За редким исключением дается спроекіировать изделие с учетом проеюіо формирования деіали смыканием двух половин иолумаїрип. Как правило, в формировании заютовки необходимо использован» дополнительные литьевые детали - «знаки», коюрые несколько УСЛОЖІІЯЮІ процесс литья. В случае неграмотного нроекіировапия изделия вынимание знаков из полуматриц будет невозможно, что сведем работу дшайнера пл «ноль». Для более опьпного проекіировшика «знак» буде і своеобразным инсірумепгом формообразования изделия, подобно сіеку скульптора.
Особое внимание необходимо уделить разъемам корпусных деталей изделия. Ввиду особенностей технолоіии литья из полимеров, лог -элемент, важный как в конструктивном аспекіе, так и в зеїеіическом, зачастую полуїаеіся неаккуратным, что негативно сказывается на общем впечатлении об изделии, даже если все оаальные элеметы выполнены безупречно. Как правило, разъем имееі неравномерное смыкание меж ДВУХ половин корп)сных деталей, и возникающая в этих местах щель обезображивает изделие. Избежать такого дефекта можно в случае акцентирования внимания на разъеме, сделав его важной и неотъемлемой частью общей композиции оружия. В случае невозможности выполнения разъема смыкания корпусных деіалей, с равной толщиной щели, например 0,5 мм, необходимо увеличить щель разъема до 1 или даже до 1,5 мм. В оружии гаком выраженным разъем (1,5 мм) будет более логичен, чем миниатюрным, гак как ноказьпзаеі текюническую прочность изделия, а наличие радиуса на краевых деталях позволит избежать высг папие облоя наружу (рис.44). Блик, образованным радиусом, в свою очередь, еще раз вырази і УІЄСІО разъема.
Технология построения ЗО-модели системообрашощич элементов сгрелкового оружия
Сегодня в области виртуальною дизайна применяются две основные технолоіии: реверс-инжиниринг (reverse engineering) и свободное дизайн-моделирование (free-form modeling).
Технология реверс-ннжинириша («обратное» проектирование) базируемся на виртуальном моделировании либо па редакшровапнн вирі)аіьньіх моделей па. основе фишчсскою проюшпа. Эга техпо.юіия, основана на способности компьютерной іехники методом сканирования превраіип. физические данные образца (размер, форм)) в цифровой вид, помесіив и\ в соотвеіств)Юіцую вирі альную среду Такой способ обработки данных характерен для авюмобилестроения, и мало применяеіся в оружейной промышленности ввиду высокой стоимости специальною оборуювания. Кроме тою, до недавнею времени боїаісгвом формы стрелковое оружие не отличалось, и применять сканирование поверхиосіи, когда с ществ)еі реальная возможное і ь выполнить серию замеров врушуо, было нелоіично. Однако полезно воспользоваться дайной технолоіней, например, для определения оптимальною jpiono\ni4ecKoio решения, посредством сканирования поисковых макетов злемешов удержании.
Свободное дизайн-моделирование — самая прогрессивная и перспективная на сегодняшний день технология воплощения дизайнерских идей непосредственно в среде ЗО-моделирования. При такой іехнологин нет необходимости в традиционном физическом макетировании, и все поиски стилевою решения происходят в виртхалыюм окружении. Конечным продуктом такого проектирования служи і не макет, а прототип буїлшею {)2 изделия. Особенностью зюй технологии является то, чю диминер должен обладать высокой квалификацией в области компьютерною с і аилиш а.
Процесс проектирования в современных 3-D проіраммах, например ICEM Surf (базирующейся на ядре Pro/ENGINl:ER), может начина і ься с эскиза, наброска или чертежа, отражающею концепцию б\ душей формы. В качееіве вспомогательной геометрии, необходимой для нос і роения внешних поверхностей, используются ЗО-модели элементов несущих конструкций или агрегатов (ударно-стековой механизм, ствол и гак далее), разрабоїанньїе в 3-D системах конструкторского или компоновочного назначения.
Творчество дизайнера при использовании меюда свободною моделирования максимально сконцентрировано на поиске ошимальной формы и ничем не ограничивается. В качестве источника, позволяющею находится в желаемых габаршах и выдерживагь правильные пропорции, может использоваться эскиз или набросок, представленный в растровом формаїе либо внутренняя геометрия изделия. Построение по ирипцип\ «01 плоскостной геометрии к пространственной» заключается в юм, что на начальном лапе, опираясь на одну из проекций, выстраивают плоскостные кривые. Затем их по контрольным (управляющим) ючкам вьпяіивлюї в одном направлении (перпендикулярном к плоскости, в которой лежа і), при этом используется соответствующий эскиз другой проекции. Построенные таким образом кривые служа і границами для создаваемых поверхностей. Набор таких инженерных функций, как протягивание профилей, округление, смещение, обрезание, окаймление, создание секторов и і ел вращения, является мощным инструментом, определяющим эффективность свободною дизайн-моделирования в 1СІІМ Surf.
Существенным минусом использования растровою скетча в качестве подложки для построения является сложность ею масштабирования относительно теомеїрин в трехмерной среде. В программу Pro ENGINHHR рис иок помещается не в том масштабе, в котором выполнялся ранее, ю есть неї жесткой пропорциональной сия ні межд\ эскизом (как правило, сил} зшо-абрисным или в виде рисунка) и сечениями.
Обычно первые шаги к автомаїизапии дизайна не начинаются сразу со свободного дизайн-моделирования. Как показываем мировая пракшка, в подавляющем большинстве случаев освоение высоких іечнолот ии сіайлиніа плавно переходи і о і реверс-инжиниринга к свободном) дизайн-моделированию. Эффективность работ в обласні стайлинга определяется сбалансированным сочетанием сильных сторон обеих іехнолошй. Программная среда Pro/ENGINEER использ\ется дизайнерами ;пя нос і роения внешних поверхности изделия с помощью «Surlace»-моделирования. Песмоіря на то обстоятельемво, что процесс посіроения модели в Рго/Е методом «8иг1асе»-моделирования довольно сложный, и всецело зависит or опытности пользователя, основное преимушеемво заключается в использовании одного и тою же программною продукта инженером и дизайнером. Соответственно, вносить какие либо коррективы в изделие на стадии проектирования оба специалиста моїут одновременно, делая это на расстоянии друг от друга при помощи электронной выделенной линии, проведенной между ними.
Современные версии Pro/ENGINFER содержат мполесіво досштныч и упрощенных операций для построения поверчности, кчнорые в ранее отс тствовали. Положительным моментом при использовании Pro/Е является то, что этот профаммный продукт параметриюван, а это означает что изменения, коюрые б\д)т вносится на этапач построения изделия, прой;тут без разрешения самой трехмерной модели. Зі о происчоднт за счет ф}нкцни авюмаїической реіеперации «дерева» (истории) построения модели.
