 |
Особенности проектирования машин в условиях функционирования САПР
|
|
|
|
КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Конструкторско-технологическая разработка – определяющий этап создания новой машины – делится на стадии, имеющие свое самостоятельное значение. В соответствии с этими стадиями разрабатывается технологическая документация и оснастка (рис. 2.1).
 |
Рис. 2.1. Последовательность и стадии разработки конструкторско-технологической документации
2.1. Понятия “проектирование” и “конструирование”
Целью и результатом разработки новых изделий является само изделие. Изделие относится к сфере материальных объектов и служит для удовлетворения требований производства и потребностей человека. Сама разработка нового изделия это особый этап, относящийся к сфере научной деятельности.
Разработка новых изделий осуществляется инженерно-техническим персоналом путем проектирования и конструирования. Проектирование и конструирование являются процессами взаимосвязанными, дополняющими друг друга. Конструктивная форма объекта уточняется применением методов проектирования: произведением расчетов, оптимизации и др. В свою очередь проектирование возможно только при предварительно принятых вариантах конструктивного исполнения. Часто два этих процесса не различают, т.к. они выполняются, как правило, специалистами одной профессии – инженерами-конструкторами.
Проектирование предшествует конструированию и представляет собой поиск научно-обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений. Результатом проектирования является проект разрабатываемого объекта. Проектирование – это выбор некоторого способа действия, в частном случае это создание системы как логической основы действия, способной решать при определенных условиях и ограничениях поставленную задачу.
|
|
|
Конструированием создается конкретная, однозначная конструкция изделия. Конструкция - это устройство, взаимное расположение частей и элементов какого-либо предмета, машины, прибора, определяющегося его назначением. Конструкция предусматривает способ соединения, взаимодействие частей, а также материал, из которого отдельные части (элементы) должны быть изготовлены.
Две составные части конструкции:
1) изображение;
2) комплекс размеров с допускаемыми отклонениями.
В процессе конструирования создается изображение и виды изделия, рассчитывается комплекс размеров с допускаемыми отклонениями, выбирается соответствующий материал, устанавливаются требования к шероховатости поверхностей, технические требования к изделию и его частям, создается техническая документация. Конструирование опирается на результаты проектирования и уточняет все инженерные решения, принятые при проектировании. Создаваемая в процессе конструирования техническая документация должна обеспечить перенос всей конструкторской информации на изготавливаемое изделие и его рациональную эксплуатацию.
Проектирование и конструирование служат одной цели: разработке нового изделия, которое не существует или существует в другой форме и имеет другие размеры. Проектирование и конструирование – виды умственной деятельности, когда в уме разработчика создается конкретный мысленный образ. Этот образ подвергается мысленным экспериментам, включающим перестановку составных частей или замену их другими элементами. Одновременно оценивается эффект внесенных изменений, определяется, как эти изменения могли подействовать на окончательный результат. Мысленный образ создается в соответствии с общими правилами проектирования и конструирования и впоследствии принимает окончательный, технически обоснованный вид.
|
|
|
Особенности проектирования машин в условиях функционирования САПР
С использованием ЭВМ наиболее органично и полно решается задача перехода к системному проектированию, качественно изменяется процесс разработки новых изделий.
Вопросы выбора конструктивных решений и параметров решаются конструктором в процессе диалога с ЭВМ.
Необходимо подчеркнуть, что только создание систем автоматизированного проектирования (САПР) объекта в целом позволяет увеличить эффективность его применения и эффективность процесса проектирования (за счет сокращения сроков, уменьшения трудоемкости, повышения качества проектной документации).
САПР – это сложная организационно-техническая система, представляющая собой комплекс технических средств автоматизации проектирования (средства методического, технического, информационного и организационного обеспечения).
Объектами проектирования САПР могут быть машина в целом, ее отдельные агрегаты или узлы и детали, то есть системы, подсистемы и элементы.
Типовые математические модели и алгоритмы проектирования разрабатываются на основе иерархической системы математического моделирования, отработанной, в частности, на производстве летательных аппаратов.
По степени абстрагирования модели разделяют на теоретико-множественные (теория множеств и теория графов); логические (математическая логика); количественные (математический аппарат отраслевой науки).
Без создания достаточно развитой математической основы – моделей описания количественных свойств и отношений – создание САПР невозможно. Поэтому началом в любой отрасли является разработка пакетов прикладных программ для расчета структуры процессов нагружения и проверочные расчеты.
В действующих отечественных САПР наибольшего развития достигли компоненты и подсистемы, обеспечивающие расчет и оптимизацию проектных решений технических конструкций (деталей, сборочных единиц). Математическое описание сложных систем и алгоритмы оптимизации их параметров проработаны значительно хуже.
Выделяются три группы задач конструирования:
|
|
|
1) задача выбора принципа действия объекта проектирования из множества приемлемых физических эффектов;
2) задача выбора технических решений объекта проектирования, включая структурную и конструктивную схемы, конструктивные формы и так далее из множества известных технических решений;
3) задача оптимизации конструктивных данных для заданной конструкции.
Хорошо решаются методами расчетно-оптимального проектирования только задачи третьей группы. Большинство задач первой и второй групп решаются на основе опыта и интуиции проектировщика.
В работах по описанию проектирующих систем чаще выделяются показатели положительного эффекта их применения. Например, если сокращается время конструирования и доводки самолетов и ракет в 2 - 3 раза, то подготовка производства ускоряется в 3 – 5 раз. Новая модель автомобиля создается за 8 – 12 месяцев - стоимость разработки снижается на 30 %, численность проектировщиков уменьшается на 60 %. Однако известно, что на создание САПР в проектной организации 20 - 50 специалистов высокой квалификации в среднем затрачивают от 5 до 10 лет.
Практика свидетельствует о высокой эффективности создания и применения небольших САПР на базе малых и средних ЭВМ, если такие системы могут быть широко применены в проектных организациях.
|
|
|
