МУ по выполнению ПЗ № 4 ОП. Методические указания по выполнению практического занятия 4 по теме Требования нормативных документов
 Скачать 8.02 Mb.
|
|
СТП Ку6ГТУ 4.2.8. Текстовой документ — пояснительная записка ВКР содержит следующие структурные элементы - титульный лист- задание напр о е к тирован и ере ф ера т ; - реферат (на иностранном языке - лист с основной надписью - содержание- нормативные ссылки - термины и определения - обозначения и сокращения - введение- основную часть- заключение- список использованных источников - приложения. Обязательные структурные элементы выделены полужирным шрифтом. Графическая (иллюстративная) часть ВКР может включать как графические документы, не вошедшие в пояснительную записку, таки плакаты с графиками, таблицами результатов экспериментов, схемами алгоритмов, диаграмм и прочие графические документы, продублированные в пояснительной записке и необходимые для показа и пояснения в процессе защиты проекта. К графическим документам иллюстративной части, как правило, относятся - чертежи общих видов, сборочные и ремонтные чертежи - чертежи деталей и карты эскизов - чертежи зданий, сооружений, строительных конструкций и изделий - чертежи планов цехов и компоновки оборудования 39 - генеральные планы промышленных предприятий - схемы (технологические и электрические) и др. Иллюстративная часть может также исключительно содержать или быть дополнена материалом, демонстрирующим результаты выполненной работы диафильмами, слайдами, мультимедийными материалами, макетами, действующими экспериментальными образцами и т.д. 4.1.6 Автоматизированные системы разработки конструкторской и технологической документации 4.1.6.1 Общие положения о системах автоматизированного проектирования (САПР) При разработке различных видов изделий большая часть времени и труда уходит на выполнение расчетов и графических работ. Расчетные работы были значительно облегчены и ускорены с появлением различных вычислительных электронных машин (калькуляторов. Разработка и оформление чертежей долгое время выполнялись традиционными способами вручную даже с применением средств механизации чертежно-графических работ — процесс достаточно медленный и трудоемкий, иногда связанный с выполнением рутинной, нетворческой работы. Ускоряют графические операции различные чертежные инструменты, приспособления и приборы линейка, треугольник, рейсшина, транспортир, эллипсограф, кульман и другие. Ускоряет процесс черчения и применение трафаретов — тонких прозрачных пластин с отверстиями различной конфигурации, например окружностей и дуг, эллипсов, шестиугольников для вычерчивания гаек, параллелограммов и прямоугольников для разметки надписей, условных знаков для электрических схем и т.д. Однако производительность труда конструкторов-чертежников в части чертежно-графических работ за последние 100 лет увеличилась всего лишь в полтора раза, тогда как в металлообрабатывающей промышленности зато же время она повысилась почтив раз. Большой объем работ по созданию новых видов техники и технологической оснастки требует значительного увеличения производительности труда при выполнении чертежно-графических операций. Творческий подход к созданию и чтению технической документации сопровождается анализом технологичности формы проектируемого изделия, поиском оптимальной заготовки и наилучшего варианта последовательности всех технологических операций, необходимых для превращения заготовки в готовую деталь. В более полной мере это стало возможным с применением ЭВМ, основываясь на знаниях, приобретенных при создании конструкторской и технологической документации в режиме диалога с ЭВМ [37]. Использование систем автоматизированного проектирования стало доступными эффективным благодаря появившимся в е годы персональным ЭВМ. По ГОСТ 23501.101-87 Системы автоматизированного проектирования. Основные положения [38] системы автоматизированного проектирования (САП Р ) — это организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования. Система автоматизированного проектирования состоит из двух подсистем проектирующих и обслуживающих. Проектирующие подсистемы реализуют определенную стадию или этап проектирования (подсистема эскизного проектирования, подсистема проектирования технологических процессов механической обработки, подсистема проектирования корпусных деталей и т.д.). Обслуживающие системы обеспечивают поддержку функционирующих проектирующих подсистем оформление, передачу и выдачу полученных в них результатов (подсистема графического ввода/вывода, автоматизированный банк данных, подсистема документирования. Современный уровень программного обеспечения и технических средств электронной вычислительной техники позволяет перейти от традиционных ручных методов конструирования и проектирования к новым информационным технологиям с использованием ЭВМ, а также создавать системы автоматизации разработки и выполнения конструкторской документации, удовлетворяющие стандартам ЕСКД как по качеству исполнения документов, таки по соблюдению требований стандартов. В диалоге с ЭВМ могут быть созданы чертежи и схемы с использованием таких графических элементов, как точка, отрезок, окружность, а также отдельных фрагментов ранее созданных чертежей, графических изображений стандартных крепежных деталей, типовых и унифицированных конструкций, их частей и т.п. При этом могут быть сформированы библиотеки групповых чертежей деталей, изображения которых заданы параметрически. Меняя значение геометрического параметра, можно изменить форму и размеры модели детали, обеспечивая тем самым многовариантность ее изображения. Другая форма автоматизации деятельности конструктора заключается в создании трехмерных геометрических моделей проектируемых изделий. Используя такие модели, конструктор проводит прочностные и кинематические расчеты, прорабатывает вопросы компоновки и сборки изделий, технологические аспекты изготовления деталей и т.д. Современные предприятия не смогут выжить во всемирной конкуренции, если не будут выпускать новые продукты лучшего качества, более низкой стоимости и за меньшее время. Поэтому они стремятся использовать огромные возможности памяти компьютеров, их высокое быстродействие и возможности удобного графического интерфейса для того, чтобы автоматизировать и связать друг с другом задачи проектирования и производства, которые раньше были весьма утомительными и совершенно несвязанными друг с другом. Таким образом, сокращается время и стоимость разработки и выпуска продукта. Для этой цели используются технологии автоматизированного проектирования, автоматизированного производства САМ) и автоматизированной разработки или конструирования САЕ). По-русски все эти системы вместе называются системами автоматизированного проектирования САПР [39]. Чтобы понять значение систем САD/САМ/САЕ, необходимо рассмотреть различные задачи и операции, которые приходится решать и выполнять в процессе разработки и производства продукта. Все эти задачи, взятые вместе, называются жизненным циклом продукта. Пример жизненного цикла продукта приведен на рисунке 1 [39]. Рисунок 1 – Жизненный цикл продукта и роль автоматизированных систем САD/САМ/САЕ на различных этапах цикла Прямоугольники, нарисованные сплошными линиями, представляют два главных процесса, составляющих жизненный цикл продукта процесс разработки и процесс производства. Процесс разработки начинается с запросов потребителей и заканчивается разработкой рабочей конструкторской документации продукта. Процесс производства начинается с технических условий на изделие и заканчивается поставкой готовых изделий. Операции, относящиеся к процессу разработки и постановки изделия на производство, устанавливаются стандартами систем СРПП и ЕСКД и были рассмотрены на практическом занятии № 1. Процесс производства начинается с планирования, которое выполняется на основании чертежей, полученных на этапе проектирования, а заканчивается готовым продуктом (рисунок 1). Технологическая подготовка производства — это операция, устанавливающая список технологических процессов по изготовления изделий и задающая их параметры. Одновременно выбирается оборудование, на котором будут производиться технологические операции, такие как получение детали нужной формы из заготовки. В результате подготовки производства составляются план выпуска, списки материалов и программы для оборудования. Подготовка занимает в процессе производства важное место, требуя значительного человеческого опыта и принятия качественных решений. Такая характеристика подразумевает сложности компьютеризации данного этапа. После завершения технологической подготовки начинается выпуск готового продукта и его проверка на соответствие требованиям. Детали, успешно проходящие контроль качества, собираются вместе, проходят тестирование функциональности, упаковываются, маркируются и отгружаются заказчикам. 4.1.6.2 Определения систем CAD, CAM и CAE Автоматизированное проектирование) представляет собой технологию, состоящую в использовании компьютерных систем для облегчения создания, изменения, анализа и оптимизации проектов [39]. Самая основная функция CAD — определение геометрии конструкции (детали механизма, архитектурные элементы, электронные схемы, планы зданий и т.п.), поскольку геометрия определяет все последующие этапы жизненного цикла продукта. Системы автоматизированной разработки рабочих чертежей и системы геометрического моделирования являются наиболее важными компонентами автоматизированного проектирования. Автоматизированное производство САМ) — это технология, состоящая в использовании компьютерных систем для планирования, управления и контроля операций производства через прямой или косвенный интерфейс с производственными ресурсами предприятия [39]. Одним из наиболее зрелых подходов к автоматизации производства является числовое программное управление (ЧПУ, которое заключается в использовании запрограммированных команд для управления станком, который может резать, фрезеровать, штамповать, шлифовать, изгибать и иными способами превращать заготовки в готовые детали. В наше время компьютеры способны генерировать большие программы для станков с ЧПУ на основании геометрических параметров изделий из базы данных CAD и дополнительных сведений, предоставляемых оператором. Еще одна важная функция систем автоматизированного производства — программирование роботов, которые могут работать на гибких автоматизированных участках, выбирая и устанавливая инструменты и обрабатываемые детали на станках с ЧПУ. Роботы могут также выполнять свои собственные задачи, например заниматься сваркой, сборкой и переносом оборудования и деталей по цеху. Автоматизированное конструирование САЕ) — это технология, состоящая в использовании компьютерных систем для анализа геометрии CAD, моделирования и изучения поведения продукта для усовершенствования и оптимизации его конструкции [39]. Средства САЕ могут осуществлять множество различных вариантов анализа. Программы для кинематических расчетов, например способны определять траектории движения и скорости звеньев в механизмах. Таким образом, технологии САD, САМ и САЕ заключаются в автоматизации и повышении эффективности конкретных стадий жизненного цикла продукта. Развиваясь независимо, эти системы еще не до конца реализовали потенциал интеграции проектирования и производства. 4.1.6.3 Компоненты САПР Для реализации компьютерно-ориентированного подхода к проектированию и производству нужно специальное аппаратное и программное обеспечение, которые относятся к числу основных компонентов, составляющих системы САD/САМ/САЕ [39]. Графические устройства и периферийные устройства ввода-вывода вместе с обычным вычислительным модулем составляют аппаратное обеспечение систем САD/САМ/САЕ (рисунок 2) [39]. Рисунок 2 – Компоненты системы САD/САМ/САЕ Графическое устройство состоит из дисплейного процессора, устройства отображения, или дисплейного устройства (называемого монитором, и одного или нескольких устройств ввода. Дисплей (монитор) представляет собой экран, на который выводится графическое изображение. В состав графического устройства обычно входит одно или несколько устройств ввода. Помимо клавиатуры к ним относятся мышь, спейсбол и цифровой планшет с пером и роликом (рисунок 3) [39]. Рисунок 3 – Примеры устройств ввода а — мышь б — цифровой планшет с пером и роликом в — спейсбол Эти устройства ввода призваны способствовать интерактивному манипулированию формами, давая пользователю возможность вводить графические данные непосредственно в компьютер. Каждое графическое устройство обычно подключается к устройствам вывода, например к плоттеру или цветному лазерному принтеру (рисунок 4) [39]. Рисунок 4 – Примеры устройств вывода а — плоттер б — цветной лазерный принтер Эти устройства могут использоваться несколькими графическими устройствами совместно. Устройства вывода позволяют вывести любое изображение на бумагу. Компоненты графического устройства представлены на рисунке 5 [39]. Рисунок 5 – Компоненты графического устройства На рисунке 6 [37] показана схема типичной системы автоматизированного проектирования. Рисунок 6 – Схема типичной системы автоматизированного проектирования Составными частями технического обеспечения любой САПР являются сервер, несколько персональных компьютеров (ПК) и периферийные устройства. 4.1.6.4 Общие положения проектирования в системе КОМПАС КОМПАС (КОМПлекс Автоматизированных Систем) — современная САD/САМ система, в которую входят более 30 программных продуктов, функционирует под управлением операционной системы Windows 95/98/2000/XP. Основа комплекса — графическая система КОМПАС предназначена для разработки и оформления конструкторской документации. Система позволяет создавать трехмерные параметрические модели отдельных деталей и сборочные единицы. Параметризация позволяет быстро получить модель типовых моделей однажды спроектированного прототипа. По созданным моделям разрабатывается конструкторская и технологическая документация, ведется расчет геометрических и массо- центровочных характеристик, появляется возможность передачи геометрии изделия в расчетные пакеты, в пакеты разработки управляющих программ для обрабатывающего оборудования с ЧПУ. Система КОМПАС включает в себя четыре основных компонентов - чертежно-графический редактор КОМПС-ГРАФИК для автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении, приборостроении, строительстве и архитектуре, то есть там, где необходимо быстро разработать и выпустить графические и текстовые документы эскизные чертежи проработок, сборочные чертежи и чертежи деталей, планы и схемы и т.д.; - систему создания спецификаций для сборочных чертежей - систему твердотельного моделирования КОМПАС для создания трехмерных моделей деталей - систему твердотельного моделирования для создания трехмерных сборочных единиц [40]. Встроенный в систему чертежно-графический редактор КОМПАС-ГРАФИК ориентированна быстрое и удобное выполнение чертежей любой сложности в полном соответствии со стандартами ЕСКД. В КОМПАС модели твердых тел создаются общепринятыми последовательными булевыми операциями (сложения и вычитания) над объемными примитивами (сферами, призмами, цилиндрами, конусами и т.д.). Объемные примитивы образуются путем перемещения плоской фигуры (эскиза) в пространстве по определенной траектории. Эскиз изображается средствами чертежно-графического редактора КОМПАС-ГРАФИК. После создания полной трехмерной модели можно выполнить чертеж данного изделия в ортогональных проекциях с полуавтоматическим нанесением размеров. Система КОМПАС включает следующие системы-приложения: - проектирование тел вращения (валов и осей) — КОМПАС SHAFT Р - проектирование пружин различных видов — КОМПАС SPRING; - проектирование штамповой оснастки - систему объемной обработки на станках с ЧПУ — КОМПАС - САПР ФРЕЗ - ведение типовых проектов и проектирование металлоконструкций. На рисунке 7 изображен рабочий чертеж вала, на рисунке 8 — сборочный чертеж червячного редуктора в КОМПАС-ГРАФИК [37]. В среде КОМПАС используются специализированные библиотеки по общему машиностроению (крепеж, подшипники, пружины, тела вращения, материалы, электродвигатели и т.д.), для создания собственных библиотек пользователя имеются средства разработки приложений КОМПАС-МАСТЕР. Также имеются библиотеки архитектурных элементов, планов зданий сооружений и др, в зависимости от специфики проектных разработок [40]. Рисунок 7 – Рабочий чертеж вала в КОМПАС-ГРАФИК Технологическая подготовка производства на основе ранее созданных чертежей может осуществляться в КОМПАС-АВТОПРОЕКТ для проектирования сквозных технологий, включающих одновременно операции механообработки, штамповки, термообработки, сварки, получения покрытий [40]. Система КОМПАС имеет шесть режимов работы [40]: - режим создания чертежа - режим создания фрагмента - режим создания спецификаций - режим создания текстового документа - режим создания детали (3D); - режим создания сборки (3D). Рисунок 8 – Сборочный чертеж червячного редуктора КОМПАС-ГРАФИК Режим создания чертежа это режим создания двумерных видов и сборок, оформленных в соответствии со всеми стандартами ЕСКД для изготовления в производстве [40]. Режим создания фрагмента это режим эскизной проработки отдельных видов и сборок в масштабе 1:1, без элементов оформления и без ограничения размера формата [40]. Режим создания спецификаций это режим, при котором создаются спецификации сборочного чертежа [40]. Режим создания текстового документа это режим, позволяющий выпустить любые текстовые документы технические условия (ТУ, инструкции по эксплуатации, расчетно-пояснительные записки. При работе в редакторе доступны все основные возможности для современных текстовых редакторов выбор параметров шрифта и абзаца, ввод специальных символов, дробей, индексов, вставка рисунков (графических файлов КОМПАС, разработка таблиц и т.д. [40]. 4.1.6.5 Виртуальная инженерия Стремительно меняющийся и диверсифицированный рынок требует сокращения жизненного цикла для многих технических объектов. Быстрота разработки продукта является ключевым фактором для удовлетворения этих требований рынка. Прогресс автоматизированной разработки также привнес новую струю в проектирование. Системы геометрического моделирования настолько продвинулись вперед за последние десятилетия, что современные САD–системы способны обрабатывать модели деталей и агрегатов самой сложной геометрии и конструкции. Агрегат можно не только отображать, но и оценивать и модифицировать как единое целое, а его движение можно имитировать также, как это делается с физическим прототипом. Эти тенденции в инженерной науке сходятся в новом понятии — виртуальная инженерия. В своей сущности виртуальная инженерия — это разработка технических объектов на основе имитации. Прогресс современной имитационной технологии сделал возможным решение таких задач, как численное моделирование большинства механических свойств системы и обнаружение столкновений между геометрическими объектами в реальном времени [39]. Виртуальная инженерия может охватывать весь цикл разработки и производства технического объекта. После того как смоделирована модель технического объекта, имитируется ее машинная обработка и сборка. Затем, также с помощью имитации, собранный прототип тестируется, ив его конструкцию вносятся необходимые изменения. Когда прототип одобрен, имитируется производственная система и ее функционирование. Прогнозируются также себестоимость и график поставок. В результате этих имитаций получается оптимизированный конечный прототип и производственные процедуры, на основе которых затем реализуется физическая система. Использование имитации устраняет необходимость в дорогостоящих физических прототипах и физических экспериментах. Время разработки коренным образом сокращается, появляется возможность проверять большее количество альтернативных вариантов конструкции технического объекта, что повышает качество конечного продукта проектирования. Виртуальная инженерия обеспечивает возможность заказчику заранее увидеть трехмерную модель продукта проектирования и запросить конструктивные изменения. Можно также построить прототип технического объекта, который недоступен, слишком опасен или слишком дорог для того, чтобы создавать его в реальности. |