Автоматизированное проектирование станочной оснастки

Министерство образования Российской
Федерации

Новосибирский государственный технический университет

БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

ТЕМА :

Автоматизированное проектирование станочной оснастки.

Факультет : ЛА

Группа : С-72

Студент : Варфоломеева М.О.

Руководитель : Нарышева Г. Г.

Новосибирск , 2001 г .

Содержание :

1. Введение……………………………………………………………..3

1. Станочные приспособления - классификация,виды…3

2. CAD/CAM системы – что это ?………………………..6

2. Методология проектирования станочной оснастки :

2.1. Традиционное проектирование………………………8

2. Автоматизированное проектирование………………14

3. Основные функции САПР и изготовления технологической оснастки…………………………...16

2. Основные характеристики некоторых существующих CAD/CAM систем

…………………………………………………22

3.1. bCAD……………………………………………………25

3.2. ГеММА 3D при производстве технологической оснастки на оборудовании с ЧПУ…………………….34

3.3. ADEM CAD/CAM……………………………………...37

4. Графика-81 …………………………………………….41

5. Базис 3.5. ………………………………………………45

6. Solid Edge ……………………………………………...56

4. Создание стандартных деталей в системе SolidEdge……………65

1. Палец установочный цилиндрический постоянный...65

2. Прихват предвижной фасонный……………………...67

5. Заключение………………………………………………………….67

6. Литература………………………………………………………….68

7. Приложения………………………………………………………...70

1. Введение .

1. СТАНОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ . КЛАССИФИКАЦИЯ , ВИДЫ .

1.1.1. Станочные приспособления .

Основную группу технологической оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства к технологическому оборудованию, используемые при выполнении операций обработки, сборки и контроля.
Применение приспособлений позволяет:
- устранить разметку заготовок перед обработкой, повысить ее точность;
- увеличить производительность труда на операции;
- снизить себестоимость продукции;
- облегчить условия работы и обеспечить ее безопасность;
- расширить технологические возможности оборудования;
- организовать многостаночное обслуживание;
- применить технически обоснованные нормы времени и сократить число рабочих, необходимых для выпуска продукции.

Частая смена объектов производства, связанная с нарастанием темпов технического прогресса, требует создания конструкций приспособлений, методов их расчета, проектирования и изготовления, обеспечивающих неуклонное сокращение сроков подготовки производства.

Затраты на изготовление технологической оснастки составляют 15... 20 % от затрат на оборудование для технологического процесса обработки деталей машин или 10-24 % от стоимости машины. Станочные приспособления занимают наибольший удельный вес по стоимости и трудоемкости изготовления в общем количестве различных типов технологической оснастки.

2.1.1. Классификация приспособлений .
Классификацию приспособлений проводят по следующим признакам:
1. По целевому назначению приспособления делят на пять групп:

- станочные приспособления для установки и закрепления обрабатываемых заготовок на станках. В зависимости от вида обработки различают токарные, фрезерные, сверлильные, расточные, шлифовальные и другие приспособления;

- приспособления для крепления режущего инструмента. Они характеризуются большим числом нормализованных деталей и конструкций, что объясняется нормализацией и стандартизацией самих режущих инструментов;

- сборочные приспособления используют при выполнении сборочных операций, требующих большой точности сборки и приложения больших усилий;

- контрольно-измерительные приспособления применяют для контроля заготовок, промежуточного и окончательного контроля, а также для проверки собранных узлов и машин. Контрольные приспособления служат для установки мерительного инструмента;

- приспособления для захвата, перемещения и перевертывания обрабатываемых заготовок, а также отдельных деталей и узлов при сборке.

2. По степени специализации приспособления делят на универсальные, специализированные и специальные.

Универсальные приспособления (УП) используют для расширения технологических возможностей металлорежущих станков. К ним относятся универсальные, поворотные, делительные столы; самоцентрирующие патроны.

Универсальные безналадочные приспособления (УБП) применяются для базирования и закрепления однотипных заготовок в условиях единичного и мелкосерийного производства. К этому типу принадлежат универсальные патроны с неразъемными кулачками, универсальные фрезерные и слесарные тиски.

Универсально-наладочные приспособления (УНП) используют для базирования и закрепления заготовок в условиях многономенклатурного производства. К ним относятся универсальные патроны со сменными кулачками, универсальные тиски, скальчатые кондукторы.

Специализированные безналадочные приспособления (СБП) используют для базирования и закрепления заготовок, близких по конструктивным признакам и требующих одинаковой обработки. К таким приспособлениям принадлежат приспособления для обработки ступенчатых валиков, втулок, фланцев, дисков, корпусных деталей и др.

Специализированные наладочные приспособления (СНП) применяют для базирования и закрепления заготовок, близких по конструктивно- технологическим признакам и требующих для их обработки выполнения однотипных операций и специальных наладок.

Универсально-сборные приспособления (УСП) применяют для базирования и закрепления конкретной детали. Из комплекта УСП собирают специальное приспособление, которое затем разбирают, а элементы УСП многократно используют для сборки других приспособлений.

Специальные приспособления (СП) используют для выполнения определенной операции и при обработке конкретной детали. Такие приспособления называются одноцелевыми. Их применяют в крупносерийном и массовом производстве.

3. По функциональному назначению элементы приспособлений делят на установочные, зажимные, силовые приводы, элементы для направления режущего инструмента, вспомогательные механизмы, а также вспомогательные и крепежные детали (рукоятки, сухари, шпонки). Все эти элементы соединяются корпусными деталями.

4. По степени механизации и автоматизации приспособления подразделяют на ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические.

Современные приспособления - это большой класс технологических объектов, отличающихся многообразием конструкций, многокомпонентностью и иерархичностью структуры, сложной геометрией составляющих и широким диапазоном изменения размеров, различной степенью универсальности и типовности.

Для авиапроизводства характерным является то, что среди большого объёма создавамых конструкций удельный вес типовых приспособлений весьма невысок.
Поэтому проектирование невозможно свести только к размерным и некоторым другим расчётам. В принципе, это цельный комплекс серьёзных проблем и задач, к решению которых необходимо привлекать современные методы и средства автоматизации.

2. CAD/CAM СИСТЕМЫ – ЧТО ЭТО?

CAD/CAM системами на западе называют то, что в странах бывшего СССР принято было называть аббре-виатурой САПР, то есть Системы
Автоматизированного ПРоектирования. Впервые термин СAD прозвучал в конце
50-х гг прошлого века в Массачусетском технологическом институте в США.
Распространение эта аббревиатура получила уже в 70-х гг как между-народное обозначение технологии конструкторских работ. С началом примения вычислительной техники под словом CAD подразумевалась обработка данных средствами машинной графики. Однако этот один термин не отражает всего того, что им иногда называют. Например,САПР могут предназначаться для: черчения,для прочерчивания (эскизирования) или и для того, и для другого сразу. Сама же аббревиату-ра CAD может расшифровываться так: Computer Aided Design,или Computer Aided Drafting
(проектирование и конструирование с помощью ЭВМ или черчение с помощью
ЭВМ).Понятия «конструирование» и «черчение с помощью ЭВМ» - всего лишь малая часть функций, выполняемых САПР. Многие из систем выполняют су- щественно больше функций, чем просто черчение и конструирование. И существует их более точное обозначение :

САЕ - Computer Aided Engineering (инженерные расчёты с помощью ЭВМ, исключая автоматизирование чертёжных работ).Иногда этот термин использовался как понятие более высокого уровня– для обозначения всех видов деятельности, которую инженер может выполнять с помощью компьютера.

CAM - Computer Aided Manufacturing. Программирование устройств ЧПУ станков с помощью CAD-систем отождествляют с понятием CAM (так называемые
CAD/CAM системы).В иных случаях под САМ понимают применение ЭВМ в управлении производством и движением материалов.

CAQ - Computer Aided Quality Assurance.Определяет поддерживаемое компьютером обеспечение качества, прежде всего программирование измерительных машин.

САР - Computer Aided Planning – автономное проектирование технологических процессов, например, при подготовке производства.

CIM - Computer Integrated Manufacturing – взаимадействие всех названных отдельных сфер деятельности производственного предприятия, поддерживаемого
ЭВМ.

При традиционном проектировании оснастки трудоём-кость работ составляет от 50 нормо-часов до нес- кольких тысяч, а в общем – несколько миллионов. Испольование систем автоматизированного проекти-рования и изготовления оснастки позволяет не только снизить трудоёмкость, временные и денежные затраты, но освободить человека от большого коли-чества однообразной работы, например, от оформле- ния большей части документопотока.
СAD/CAM-системы находят применение в широком ди-апазоне инженерной деятельности,начиная с решения сравнительно простых задач проектирования и изго-товления конструкторско-технологической докумен-тации и, кончая, задачами объёмного геометричес-кого моделирования, ведением проекта, управления распределенным процессом проектирования и т.п. Современные изделия можно создать только с ис-пользованием CAD/CAM-систем на всех стадиях про-ектирования, изготовления и эксплуатации.
Разработка и создание CAD/CAM-систем является достаточно сложным и длительным процессом, тре-бует значительных затрат материальных и людских ресурсов. К сожалению, за последние годы государ-ственная политика по отношению к коллективам, создающим CAD/CAM-системы, резко изменилась. Из
-за отсутствия централизованного финансирования практически прекращены новые разработки в этой области. Значительное количество коллективов
–разработчиков распалось. В результате, например, среди отечественных машиностроительных CAD-систем поставляемых на рынок, продавалось не более пяти 2D-систем и не более одной-двух 3D-систем. Пол-ностью отсутствовали системы для проектирования в радиоэлектронике, строительстве и архитектуре.
В то же время значительные средства расходуются организациями на закупку дорогостоящих зарубежных CAD/CAM-систем.Пользователи на местах оказываются неподготовленными к применению этих систем,и иногда случается,что в одной организации скапли-ваются несколько типов дублирующих друг друга систем,порой практически неэксплуатируемых.

Развитие отечественных CAD/CAM-систем и их широ-кое использование в промышленности позволит су-щественно сократить затраты на закупку таких сис- тем за рубежом и тем самым поддержать собственные научные разработки в этой области.

2. Методология проектирования станочной оснастки .

2.1. ТРАДИЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ .

1. Исходные данные .
Разработка конструкции приспособления заключается в постепенном построении эскиза, выражающего идею приспособления, по контуру обрабатываемой детали. При конструировании приспособлений тщательному изучению и анализу подвергают обрабатываемую деталь, станок, на котором планируется оснащаемая операция, способ подвода режущего инструмента и охлаждающей жидкости, средства обеспечения установки детали, удаления стружки и др. Учитывают положение станочника относительно проектируемого приспособления и оборудования, размер партии деталей и планируемую производительность обработки, структуру технологической операции и режимы резания, вес заготовки,способ её загрузки и выгрузки.

В процессе анализа обрабатываемой детали выделяют поверхности, подлежащие обработке в проектируемом приспособлении, поверхности, назаначенные технологическими базами и под зажимы. Изучают геометрическую форму, размеры, координаты взаимного расположения поверхностей, а также требования точности обработки.

2. Порядок проектирования .

Конструирование функциональных элементов приспо-собления создаётся постепенно по мере аналитичес-кого рассмотрения функциональных поверхностей обрабатываемой детали. При этом на стадии констру- ирования каждой очередной фукциональной группы элементов осуществляется их увязка с решениями, полученными на более ранних стадиях.

Наиболее общие методические указания по конструи-рованию приспособлений приведены в следующих пунктах:

1. Конструирование установочных элементов.
При анализе технологических баз (установочной, направляющей, опорной) принимают решения о типах, размерах, пространственном положении и точностном исполнении установочных элементов станочного приспособления. Эти решения фиксирут на чертеже, содержащем изоборажение обрабатываемой детали. Конструкция установочных элементов приспособления зависит от формы, размеров, расположения и точности баз обрабатываемой детали.

2. Конструирование направляющих элементов.
В результате изучения обрабатываемых поверхностей детали принимают решения о конструкции элементов приспособления для направления режущего инструмен- та (кондукторных втулок в сверильных приспособле-ниях, установов в приспособлених для фрезерования и др.)

3. Конструирование зажимных элементов.
Конструкцию зажимных элементов и устройств приспособления определяют при проектировании после анализа формы и размеров поверхностей обрабатыва-емой детали, назначенных технологом под зажим. При этом учитывают силовые факторы, имеющие место в процессе обработки в приспособлении, а также требования производительности и экономичности конструкции.

4. Конструирование корпуса.
Осуществляют на завершающем этапе разработки приспособления. Конструкция корпуса в целом должна объединять все функциональные сборочные единицы и детали, иметь достаточную жёсткость, предотвращающую потери точности обработки детали.

3. Расчёты .
К основным расчётам можно отнести расчёты зажимных усилий прихватов и различных зажимных устройств, расчётры пальцев на срез, погрешности базирования и экономические расчёты.
Примеры : а) Расчёт пальцев. Нередки случаи, когда в качестве технологической базы детали использую-тся цилиндрические отверстия (два или одно).

? b ?

Рис. 1.
При установке детали на один установочный палец, последний снабжается двусторонним срезом (см. рис.1.), что позволяет компенсировать допустимые отклонения размеров между осью отверстия и базовой плоскостью детали и между осью установочного пальца и той же плоскостью.Ширина направляющего пояска b: b=(D??min-S^2)/S (2.1) где D – номинальный диаметр пальца;
?min – минимальный радиальный зазор между направляющим пояском и стенкой отверстия;
S=?+?’ – величина возможного смещения отверстия относительно установочного пальца;
? – допуск на размер от базовой плоскости до оси отверстия детали;
?’ – допуск на размер от базовой плоскости до оси срезанного пальца.

При установке на два пальца один из них выполняется срезанным.В этом случае компенсируются допустимые отклонения размеров между осями отверстий детали и осями установочных пальцев приспособления. Ширина направляющего пояска b тогда будет определяться так: b=(D??min-(S-?’min)^2)/S-?’min где S=?+?’ – величина возможного смещения отверстий относительно установочных пальцев за счёт допусков на межцентровые расстояния(на детали ? и в приспособлении ?’);
?’min – минимальный радиальный зазор между стенкой отверстия и цилиндрическим пальцем, выбираемый в зависимости от требуемой точности установки и технологических факторов и обеспечивающий лёгкость посадки.

Наибольший перекос детали вследствие имеющихся зазоров между установочными пальцами и отверстиями определяются по формуле:

Sin ? =( ?o+?n+2?min +?’o+?’n+2?’min)/2L (2.2)

Где ?o , ?’o – допуски на отверстия соответсвенно под срезанный и цилиндрический пальцы;
?n , ?’n – допуски на пальцы (срезанный и цилиндрический).

В направлении линии центров погрешности установки составляют:

С’= ?’o+?’n+2?’min

С = С’+2?
Приведённые выше зависимости показывают, что точность установки можно повысить путём замены цилиндрического жёсткого пальца самоцентрирующимся разжимным.При этом получим:

С’= 0

С = 2?

Sin ?= (?o+?n+2?min)/2L
Для ещё большего увеличения точности установки детали целесообразно иногда делать самоцентри-рующимися оба пальца.

б)Эконмические расчёты.Точная проверка экономи-ческой целесообразности выбора того или иного типа приспособлений сопяжена с известными трудностями. Обычно прибегают к приближённым методам расчёта.

Критерием для определения целесообразости использования приспособления является себесто-имость его эксплуатации, которую можно выразить упрощённой формулой:

А 1 q

C = — • - + ——— (2.3) n i 100

где А – стоимость приспособления в руб; n – годовая программа производства деталей в шт; i – срок службы приспособления в годах; q – процент расходов на ремонт приспособления и уход за ним.

Как видно из формулы, при малой производственной программе использование дорогостоящих специальных приспособлений может оказаться нецелесообразным.
В таких случаях следует применять высокопроизводи-тельные универсальные приспособления, а также приспособления, собираемые из готовых взаимозаме- няемых деталей. Время демонтажа и сборки их настолько мало, что приспособлений, используемых для первых операций, могут участвовать в приспо-соблениях, применяемых для последующих операций.

Снижение расходов на ремонт и уход за приспособ-лениями достигается путём высококачественного выполнения самого приспособления, повышенной изно- состойкости установочных и направляющих элементов, удешевления ремонта и т. д.

В самолётотроении,в отличие от остальных отраслей машиностроения, большую долю расчётов при проектировании станочных приспособлении занимают расчёты специальных приспособлений. Особенностью проектирования таких приспособлений является то, что кроме необходимости учитывать конкретные производственные условия и применительно к ним решать задачи о точности и производительности приспособления (требования: точность приспособления должна обеспечивать заданную точность обработки деталей; производительность приспособления должна обеспечивать наибольшую производительность труда ), необоходимо также учитывать, что на данное проектирование отводиться сравнительно малое время, так как издержки проектирования падают на конструкцию, изготовляемую в одном или нескольких экземплярах.

Следствием этого является значительно меньшее, чем при разработке серийных конструкций, обоснование расчётами (прочность, жёсткость, износ, экономичность) принимаемых конструктивных решений. Также, при разработке чертежей ориентиру-ются на широкое применение в процессе изготовления приспособления различных методов пригонки деталей и узлов.

4. Оформление результатов .
В общем случае поток документов при проектирова-нии оснастки можно разделить на 5 частей:
1) Заказ оснастки.
2) Ведомость заказов.
3) Сборочный чертёж, рабочие чертежи.
4) Деталировка.
5) Спецификации.

2.2. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ .

Между парарметрами оснащаемой детали и формиру-емой технологической оснасткой существует инфор-мационно-функциональная взаимосвязь. Аналогичные взаимосвязи существуют также между технологичес-кими решениями по производству детали и информа-ционными моделями этой детали. Всё это создаёт предпосылки для комплексной автоматизации: деталь– технологический процесс изготовления детали – проектирование и изготовление технологической оснастки – изготовление детали. В связи с этим при автоматизации проектирования приспособлений и был определён метод построения технологичекого оснащения на базе информационной модели, получившей название синтеза конструкций.

В основу этого метода положены следующие принципы:
1. Информация, описывающая конструкцию приспособления, является результатом переработки сведений об оснащаемой детали и технологических операциях её изготовления.

2. Для конструкции любого приспособления существует возможность её декомпозиции на определённое число составляющих – конструктивных элементов.

3. Конструкция всякого приспособления может быть синтезирована из определённого числа конструктивных элементов.

4. Конструктивные элементы отличаются свойствами и характеристиками, которые можно представлять в ЭВМ.

5. Между элементами в конструкции существуют некоторое количество моделированных отклонений, общих для всех приспособлений.

6. В каждом конструктивном элементе как разновидности твёрдого тела можно зафиксировать его положение для определения значений позиционных отношений между элементами.

2.2.1. Порядок проектирования.
В компьютер вводиться описание обрабатываемой детали и оснащаемой станочной операции, на основе чего автоматически строится цифровое информацион-ное описание проектируемого приспособления в виде соответствующих цифровых массивов. Управление передаётся блоку составления спецификаций, результаты работы которого выдаются на печатающее устройство в форме документа, определённого стандартами ЕСКД.
Затем выполняются работы по формированию прог-рамм вычерчивания при получении сборочного и деталировочного чертежей конструкции.

Процесс завершается технологической подготовкой производства приспособления и составлением программ для станков с ЧПУ.

Более подробно методология автоматизированного проектирования рассматривается в следующем разделе.

2.3. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАН-НОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛО-

ГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ.

Своевременное оснащение технологических процессов изготовления ЛА необходимыми приспособлениями представляет важнейшую задачу подготовки производства. Поэтому вопросы совершенствования процессов проектирования и изготовления технологической оснастки на базе использования математических методов, вычисли-тельной техники и прграммно-управляемого оборудо-вания преобрели первостепенное значение. Появле-ние идеи создания систем автоматизации комплексно решает задачи синтеза конструкций, их документи- рования, технологической подготовки производства и обеспечения процессов их изготовления на оборудовании с ЧПУ.

Современной системе проектирования и изготов-ления целесообразно выполнение следующих функций:
1.Анализ оснащаемого объекта, его изготовления, моделирование этого объекта и процесса изготовле-ния.

2.Синтез конструкций из конструктвных элементов с выполнением точностного, геометрического и силового анализов, оптимизацией по соответсвующим критериям полного информационного описания синтезируемой конструкции.

3. Отображение пространственного описания конструкций на плоскости проекций (построение графика сборочного чертежа).

4. Поэлементный анализ конструкции с отображени-ем описаний оригинальных деталей на плоскости проекций, получением деталировочных чертежей и сопоставлением спецификаций.

5. Технологический анализ конструкции, решение технологических задач и получение управляющей ин-формации для изготовления на оборудовании с ЧПУ.

6. Технико-эконмическая оценка конструкции и определение её качественных показателей.

7. Разработка необходимой технологической и технико-экономической документации.

Укрупнённая схема системы проектирования и изготовления технологической оснастки показана на рис.2.

Информация об оснащаемой детали и схеме её обработки создаётся (в случае отсутсвия её в базе данных) также средствами системы. Это сведения о размерах, геометрии, физических характеристиках, точности оснащаемой детали и отдельных её поверх-ностях, данные о схеме базирования, закрепления, об обрабатываемых элементах, информация об оснащаемом оборудовании, требуемой производитель-ности обработки, количестве одновременно устанав-ливаемых заготовок, режимах и усилиях резания.
Каждая из перечисленных функций с решением задач различного уровня и степени сложности.

После анализа и приведения исходной информации к каноническому виду начинается реализация комплек-са программ синтеза конструкций, в результате чего генерируется информационное описание конструкции приспособления. Далее составляется спецификация, формируется сборочный и рабочие чертежи деталей конструкции.

Рис. 2.
Прцесс завершается работой подсистемы технологи-ческого проеутрирования и пдготовкой программ для станков с ЧПУ, формируются сведения для АСУП.

Выполнение функций САПР включает в себя поиск типовых изображений для графического моделирова-ния конструктивных элементов приспособлений, компоновку сборочного чертежа из типовых изобра-жений и формирование его описания, определение сборочного чертежа и его масштаба, распознавание видимости линий на чертеже из условий видимости и принятого масштаба,идентификацию структурных единиц конструкции на чертеже.
Посделовательность работ при решении задач синтеза конструкций приспособлений следующая:
Сначала создаётся общая компоновка конструкции. Решение этой глобальной задачи связано с анализом информации об оснащаемой детали в целом и далее локальные задачи, связанные с отдельными поверх-ностями детали.

Для их решения рассматриваются и моделируются локальные проектные ситуации, которые могут возникать в связи с одной какой-либо поверхностью детали.Локальную проектную ситуацию характеризуют форма, размеры, технологическое назначение поверхности обрабатываемой детали, конфигурация, количество и пространственное расположение функ-циональных элементов приспособления, контакти-рующих с данной поверхностью.

Примером глобальной задачи является синтез корпуса приспособления на основе данных об осна-щаемой детали и конструктивных элементах, которые он объединяет в единую жёсткую систему. Локальной задачей могут быть определение количетсва и рас-становка пластинчатых опор под базовой плос- костью, ограниченной контуром.

Процесс синтеза – это накопление информации, отображающее изменения пространственного образа конструкции во времени. То есть это многоэтапный процесс, который начинается в момент завершения формирования модели обрабатываемой детали, а за-канчивается формированием полного описания требу-емой конструкции приспособлений. Этапы синтеза – это части процесса, соответсвующие построению определённых групп элементов приспособлений уста- новочных, направляющих, зажимных, фиксаций и т.д.

Для большинства этапов процесс синтеза протекает в три стадии. Например, при синтезе установочных элементов на первой стадии из описания обрабаты- ваемой детали выделяется для анализа информация, характеризующая схему базирования этой детали.

На второй стадии происходит выбор схемы установ- ки, которая представляет собой перечень наиме-нований классов установочных элементов, реализующих выбранную схему (установка на цилин-дрический палец и штыри, установка с помощью двух призм и пластинчатых опор и т.д.)

На третьей стадии осуществляется воплощение выбранной схемы установки в виде конструктивно завершённой функциональной группы установочных элементов приспособления.

Аналогичные стадии проводятся также на этапах синтеза функциональных групп зажимных, направля-ющих, делительных корпусных и других элементов.

Важным вопросом является получение рациональной конструкции. Трудности решения задач оптимизации заключаются в их многокритериальности и многопа- раметричности. Рациональные решения могут быть получены только на отдельных стадиях проектиро-вания,например, на стадии выбора схемы установки.
Конструкция должна быть работоспособной, пригод-ной для обработки оснащаемой детали и обеспечива-ющей требуемые параметры точности.
Пригодность конструкции определяется рядом технических, тех-нологических, эстетических, экономических и других показателей (точности, жёсткости, дис- баланса, быстродействия, простоты и технологич-ности, удобства и безопасности, эстетичности внешнего вида и др.)

Последовательность процессов синтеза приспособ-лений строится на аналогии с практикой традици-онного конструирования. Например, для сверильных приспособлений процесс синтеза конструкций сводиться к выполнению последовательно решаемых задач, как определение типа кондукторных втулок, нахождение толщины кундукторной плиты, определе-ние габаритов поля, занятого кондукторными втулками, нахождение высот кондукторных втулок, распознование установочно-зажимной схемы приспо-соблений, проектирование установочных элементов и элементов зажима.

Завершающими этапами являются синтез несущих специальных конструктивных элементов типа кондук-торных плит и корпусов, а также проектирование вспомогатльных и нижних (подкладных) плит.

Все работы, проводимые при синтезе конструкции приспособлений можно разбить на две группы. К первой относятся работы по компоновке конструк- ций, ко второй – проектирование специальных конструктивных эелементов.

При формализации процессов компоновки конструк-ций из конструктивных элементов решаются следующие задачи:

1. Выбор определённых значений из базы по задан-ным условиям.
2. Геометрического анализа.
3. Непосредственного проектирования: определения количества и положения функциональных кон-структивных элементов, выделении параметров, от которых зависит возможность использования элементов по ГОСТ (СТП), проверка возможности применения ГОСТ (СТП).
4. Расчётного типа.
5. Построения результирующих данных по заданным требованиям.

К основным задачам проектирования специальных элементов можно отнести следующие:

1. Выбор типа элементов.
2. Расчёт конструктивных размеров.
3. Определение материала для изготовления.
4. Синтез формы конструктивных элементов.

Известно, что в базу конструктивных элементов включается отличные по форме конструктивные элементы, которые нецелесообразно членить на составляющие. В ряде случаев трудно предусмотреть необходимую форму специального элемента; она окончательно вырисовывается в процессе проектиро-вания приспособления.
Поэтому в базу конструктив-ных элементов включаются также и элементы формы, с помощью которых в процессе синтеза дорабатыва-ются базовые конструктивные элементы.

Система предусматривает хорошо организованную базу данных, состоящую прежде всего из конструк- тивных элементов.

Конструктивные элементы – это объекты со своими свойствами (форма, структура, функции, материал, и др.), колиественными праметрами (размеры, вес, допуски, состав, и др.). То есть это часть конструкции, обладающая информационной самостоя-тельностью.

В принципе, каждый конструктивный элемент обладает неисчерпаемой информацией. Поэтому отбор и классификация информации о конструктивном элементе должны осуществлятьтся с учётом необхо-димости и достаточности.Информация о конструктив- ном элементе, по смыслу содержащихся в ней сведе-ний можно разделить на метрическую (размерные ха- рактеристики), технологическую (материал, термо- обработка, точность, шероховатость), спецификаци- онную (наименования, обозначения), графическую
(изображение конструктивных элементов на черте-жах, экране и т.д.). К конструктивным элементам относятся стандартные детали с постоянной геометрической формой.

3. Основные характеристики некоторых существующих CAD/CAM систем .

Одной из основных задач, вставшей с появлением ЭВМ и оборудования с ЧПУ является сокращение времени подготовки управляющей информации и уменьшение вероятности ошибок.

Впервые задача автоматизированного программиро-вания для изготовления деталей на станках с ЧПУ была поставлена и решена Ассоциацией авиакосми- ческой промышленности США в сотрудничестве с Мас-сачусетским технологическим институтом в 1959-1961 гг. Был разработан специальный проблемно – ориентированный язык программирования АРТ (Auto-matic
Programming Tools) и основанная на нём система программного обеспечения.
Эта система рассчитана на применение достаточно мощной для того времени ЭВМ
(IBM 360/370) и охватывает практически все возможные операции от 2-х до многокоординатной обработки.
По опыту использо-вания этой системы в производстве получено снижение трудоёмкости программирования практичес-ки в 10 раз. На базе этой системы, а также по аналогии стали появляться во всех во всех странах бесконечное количество различного рода систем. Достаточно назвать некоторые из них: АРТ-
1,АРТ-2, АРТ-3, и т.д.; ЕХАРТ-1,2,3; ADAPT, AUTOPRESS, CLAM, COCOMAT и т.д.
Многие из них используются до сих пор с некоторыми доработками, с учётом развития вычислительной техники и адаптации этих систем к современным
ЭВМ.Система АП, как правило, состоит из языка описания геометрии детали, её технологии, предпроцессора, процессора и постпроцессора.

Но разработки всё новых и новых систем автомати-зированного проектирования не прекратились. Современные САПР можно условно разделить на «лёгкие» и
«тяжёлые».Их различают по объёму возможностей, а значит,и по требованиям к
ЭВМ, на котором предполагается их использование.Раличия могут выражаться в особенностях возможностей 2D (плоского) и 3D (объёмного) проектирования, наличия возможности твёрдотельного моделирования, возможности вывода полученных данных на печать, станок с ЧПУ и т.п.
Рассмотрим некоторые из CAD систем.

Успех AutoCAD.
AutoCAD – безусловно, самая широко известная, занимающее одно из ведущих мест в среде CAD/CAM система.

Компания Autodesk, которой мы обязаны этой разработкой, была основана в апреле 1982 года группой из 15 программистов. А уже осенью того же года на проходившей в Лас-Вегасе выставке Comdex компания объявила о создании новой программы, получившей название AutoCAD . Новый продукт начал продаваться на рынке в начале 1983 года, и с того момента фактически стал одним из стандар-тов в области автоматизированного проектирования.
Успех системы AutoCAD в России,по-видимому,можно объяснить отчасти тем, что она предоставила инструментарий САПР пользователям ПК. Прежде лю-бое упоминание об автоматизированном проектирова-нии обычно связывалось с более мощными платформа-ми, к примеру VAX-станциями производства Digital.

Естественно, AutoCAD была относительно недорогой системой, хотя её функциональные возможности по сравнению с "настоящими" большими САПР оказались существенно ниже. Однако эти возможности постоян-но нарастали по мере увеличения мощности ПК, а одновременно шел процесс освоения технологии САПР инженерами и конструкторами.

Распространению AutoCAD в России содействовала и маркетинговая политика компании. В то время как все известные САПР "разговаривали" только по- английски, компания Autodesk рискнула выпустить русскую версию своего продукта. Причем несмотря на то (а может быть, как раз благодаря тому), что среди отечественных пользователей ходило немало нелегальных копий продукта.

В России Autodesk начала работать с 1986 года. В августе следующего года
ЦНИИ промзданий при Госстрое был признан первым официальным центром подготовки специалистов по AutoCAD.

В октябре 1988 года появилась первая коммерческая версия AutoCAD 10 на русском языке.

Вернуться