Системы автоматизированного проектирования

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по  дисциплине "Системы автоматизированного  проектирования"

ФТАУМ

Специальность: 1201

Шифр: 12-0221

Студентка VI курса (заочн.)

Краснова Т.С.

Преподаватель: Клевцов В.А.

 

 

 

 

РЫБНИЦА, 2007

 

Вступление

Проектирование - информационный процесс, в ходе которого перерабатывается информация, и принимаются решения, описывающие объект проектирования. Исследования данной работы призваны раскрыть и описать содержание понятия «как объект проектирования». Конкретизируя понятие «объект производства», скажем, что будет идти речь о последнем звене структурного членения любой машины, прибора - детали.

Созданная в ходе исследования и описанная в конструкторском документе информационная модель отражает взгляд на объект конструктора. Ее будем в дальнейшем называть «технической системой деталь» (ТСД). Это сложное образование, разноплановый анализ которого, составляет важный этап проектирования ТП изготовления детали.

Такая система позволяет  раскрыть ёмкое содержание понятия  «ТП как объект проектирования», без чего невозможно выявить и  описать закономерности и методику проектирования рациональных ТП изготовления деталей.

Рассмотрение  и описание конструкции детали

В основе проведения этого  исследования лежит представление  детали сложной технической системой, описание которой предполагает её моделирование. Зрительная модель системы в конструкторском  чертеже удобна только для восприятия её человеком (рис. 1, 2). Для целей же раскрытия сущности понятия ТП как объекта проектирования, содержания самого процесса проектирования целесообразны символьные, математические модели. Общая структурная модель рассматриваемой системы описывается выражением:

ТСД = Эj,                                   где Э - символ элементов системы;

                                                              j = i

                                                             n - индекс элемента.

При проведении анализа и описания его результатов будем использовать различные виды. Среди них, выделим зрительные геометрические модели (рис. 1).

Описать состав системы  значит, в конечном итоге, перечислить  входящие в него элементы. Сложность системы предопределяет необходимость использования при её анализе принципа постепенной многоуровневой декомпозиции, выделяя на каждом уровне анализа некоторую их совокупность по общности признаков классификации. Этим подчеркивается относительность понятия «элемент системы». Примем для деталей класса тел вращения в качестве исходного элемента конфигурации (геометрического примитива, элемента I уровня) цилиндрическое тело.

Объединение таких тел  образует осесимметричное тело любой  детали класса. Всякие другие элементы вращения, соосные с исходными (фаски, канавки и т.д.), отнесены к элементам II уровня, ибо «вписаны» в соответствующие тела первых.

Конструктивная и технологическая  обоснованность такого структурирования, именуемая как «признак отношений  технологической совместности», отражает необходимость использования при изготовлении элементов станков токарной группы. Остальные элементы, отличные от первых двух, отнесем к элементам более высокого уровня (III и т.д.).

При дальнейшем анализе  первой совокупности выделим совокупности элементов наружной Э^НАР и внутренней Э^ВН конфигурации. На данном уровне анализа в роли «элемента системы» выступает цилиндрическое тело вращения.

На следующем"- шаге анализа рассмотрим и опишем поверхностную  конфигурацию, понимая под «элементом системы» отдельную поверхность (некоторую совокупность поверхностей). В составе поверхностей конфигурации выделим совокупность поверхностей вращения Э^ВР и плоскостей Э^ПЛ наружных и внутренних'. Для распознания каждого элемента проиндексируем их на эскизе детали (рис. 3).

Индекс элемента I уровня (Э), представляет собой число, полученное умножением на 10 порядкового номера каждого элемента в конфигурации слева направо отдельно для выделяемых совокупностей элементов вращения и плоскостных наружной и внутренней конфигурации и прибавлением к нему числа 2000 для элементов внутренней конфигурации и буквы «R» для элементов вращения. Такая структура индекса позволяет не только формально распознать положение каждого из них в конфигурации детали, но и их разновидность. Для рассматриваемого примера состав детали описывается упорядоченными множествами:

Э^ВР = (Э 10R, Э 20R, Э 30R, Э 40R, Э 2010R, Э 2020R, Э 2030R)

и

Э^ПЛ = (Э 10, Э 20, Э 30, Э 40, Э 50, Э 2020, Э2030)

Для зрительного восприятия выявленного состава элементов, их поименной индексации и распознания, при исследовании будем использовать символьное изображение эл. в сочетании с эскизными моделями исследуемого объекта (рис.3). Набор символов с учетом многообразия элементов ▼;▲; О  и   ∆; ; O;  о позволяет однозначно записать образующие поверхности и оси наружной (левой, правой сторон) и - внутренней конфигураций и тем самым графически смоделировать элементы рассматриваемого класса деталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Требования  к состоянию элементов системы

Информация о микрогеометрической характеристике - шероховатость, физико-механических свойствах - твердость, напряжение и виде покрытия элементов системы занесена в Формы 1 и 1 а, 2 и 2а.

Форма 1

Массив информации об элементах вращения I уровня ТСД - I и III, мм

Массив ТМ 2

№ п/п	Индексы Реквизиты	Э10R	Э20R	Э3ОR	Э40R	Э2010R	Э2020R	Э2030R
1	Параметр, мм	145	105	85	70	97	75	60
2	Точность, квалитет	h14	h12	h12	h 14	Н12	Н12	Н14
3	Верхнее отклонение, Мм	0	0	0	0	+ 0.35	+ 0.30	+ 0.74
4	Нижнее отклонение, мм	-1.0	-0.35	-0.35	-0.74	0	0	0
5	Допуск IT, мм	1.0	0.35	0.35	0.74	0.35	0.30	0.74
6	Шероховатость, мкм	6.3	3.2	3.2	12.5	3.2	3.2	6.3
7	Физико-механические свойства	НRC 56 – 62; σв ≥ 85;  σт ≥ 63.
8	Покрытие	оксидирование

Форма 1а

Массив информации об элементах вращения I уровня ТСД - II и IV, мм

 

№ п/п	Индексы Реквизиты	Э10R	Э20R	Э3ОR	Э40R	Э2010R	Э2020R	Э2030R
1	Параметр, мм	145	105	85	70	97	75	60
2	Точность, квалитет	h14	h12	h7	h 14	Н7	Н12	Н14
3	Верхнее отклонение, Мм	0	0	0	0	+ 0.035	+ 0.30	+ 0.74
4	Нижнее отклонение, мм	-1.0	-0.35	-0.035	-0.74	0	0	0
5	Допуск IT, мм	1.0	0.35	0.035	0.74	0.035	0.30	0.74
6	Шероховатость, мкм	3.2	3.2	1.6	12.5	1.6	3.2	6.3
7	Физико-механические свойства	НRC 56 – 62; σв ≥ 85;  σт ≥ 63.
8	Покрытие	оксидирование

 

Форма 2

Массив информации о плоскостных элементах I уровня ТСД - I и III

Массив ТМ 3

№ п/п	Индексы   Реквизиты	Э10	Э20	Э30	Э40	Э50	Э2020	Э2030
1	Шероховатость, мкм	6,3	3,2	3,2	6,3	6,3	3,2	6,3
2	Физико-механические свойства	НRC 56 – 62; σв ≥ 85;  σт ≥ 63.
3	Покрытие	оксидирование

Форма 2а

Массив информации о плоскостных элементах I уровня ТСД - II и IV

 

№ п/п	Индексы   Реквизиты	Э10	Э20	Э30	Э40	Э50	Э2020	Э2030
1	Шероховатость, мкм	6,3	3,2	1,6	6,3	6,3	1,6	6,3
2	Физико-механические свойства	НRC 56 – 62; σв ≥ 85;  σт ≥ 63.
3	Покрытие	оксидирование

 

Описание геометрических связей между элементами детали

С позиции реализуемого здесь системного подхода понятие «связь» характеризует «ограничения» во взаимодействии объектов. Многогранность процесса взаимодействия предопределяет разнообразие содержания относительного по своему смыслу понятия «ограничение». Применительно к такой разновидности связи как геометрическая, речь идет об ограничении (устранении) неопределенности взаимного положения элементов детали внутри занимаемого ею пространства, выделяемые связи будем обозначать символом «К».

В детали встречаются все разновидности  геометрических связей: пересечение -между выделенными совокупностями Э^НАР и Э^ВН, между

Э^ВР и Э^ПЛ ; и положение - между элементами внутри этих совокупностей и сопряжение - между элементами внутри этих совокупностей..

В составе геометрических связей положения  выделим два множества связей К^ВР и К^ПЛ , мощности которых однозначно определяются числом соответствующих элементов Э^ВР и Э^ПЛ .

Но для характеристики системы важны не столько состав связей, сколько их структуры, отличающиеся большим разнообразием. Число гипотетически  возможных вариантов для рассматриваемого типа оценивается выражением;

 

 

 

Vr = n ^n-2         где Vr - число вариантов,

                       n - число элементов в структуре взаимосвязанного множества.

Величина показывает специфику и сложность синтеза  структуры связей элементов при конструировании детали, предполагающего выбор из множества с мощностью Vr возможных решений одного, принятого в качестве решения задачи синтеза структуры связей. При этом не каждая структура связей из числа возможных отвечает требованиям рациональной технологии изготовления детали, поэтому оценка технологичности конструкции последней обязательно включает соответствующую оценку структуры связей.

Для моделирования структур используют графы (G), вершины которых моделируют соответствующие элементы, а дуги (ребра) - связи между ними.

Согласно математической теории графов элементы, связи между  которыми выявляются и описываются, моделируются и изображаются точками, называемыми вершинами, а связи между линиями (произвольной конфигурации), называются ребрами. Множество вершин V, связи между которыми определены множеством ребер Е, и называют графом и обозначают G (V, Е). Из всех возможностей разновидностей графов для исследуемого объекта характерно использование определенного вида, называют граф-деревом. Это объясняется однозначным соответствием между мощностями множеств вершин | V | и ребер

| Е |, описываемым выражением:

| V | = | E |  +1

или в терминах исследуемого объекта

| Э | = | К | + 1

где | Э | - число в моделируемой структуре;

      | К |  - число геометрических связей между ними.

 

 

 

 

 

 

Форма 3

Массив информации о геометрических связях

элементов I уровня ТСД - I и III                Массив ТМ 4

№ п/п	Индексы  Реквизиты		К1	К2	КЗ	К4	К5	Кб
1	Код вида и Разновидность		10	10	10	10	10	10
2	Индексы связанных элементов	Э'	10	10	10	2020	30	40
3		Э"	20	50	2020	2030	40	50
4	Параметр связи, мм		15	80	5	40	15	15
5	Точность, квалитет		14	14	12	11	12	14
6	Верхнее отклонение, мм		0	0	+ 0,05	+ 0,08	+ 0,1	+ 0,1
7	Нижнее отклонение, мм		-0,43	-0,74	- 0,05	-0,08	- 0,1	- 0,1
8	Допуск IT, мм		0,43	0,74	0,10	0,16	0,2	0,2
9	Признак связи		2	2	1	1	1	1