Билет №14

1. Технологичность конструкции. Расчет ее показателей. Примеры деталей нестандартного оборудования, имеющих различную технологичность.

Создание новых конструкций изделий, обладающих высокими технико-экономическими характеристиками, является сложной комплексной задачей, для решения, которой прежде всего необходимо обеспечить максимально возможную для данных условий технологичность изделия.

Под технологичностью изделия понимается совокупность свойств его конструкции, характеризующих возможность оптимизации затрат труда, средств и времени на всех стадиях создания, производства и эксплуатации изделия. Технологичной можно считать только ту удовлетворяющую эксплуатационным требованиям конструкцию, освоение и выпуск которой в заданном объеме производства будут протекать с минимальными производственными издержками (в первую очередь с наименьшей трудоемкостью и материалоемкостью) и с кратчайшим производственным циклом.

Для обеспечения технологичности необходимо придать любому изделию такую форму и выбрать для него такие материалы, которые соответствовали бы требованиям производственной технологичности. К нетехнологичным следует относить конструкции, изготовление которых известными в данный момент средствами либо невозможно, либо вызывает существенные и неоправданные усложнения технологических операций и увеличение их трудоемкости, а также увеличение материалоемкости изделий.

Производственная технологичность конструкций характеризуется рядом показателей: материалоемкостью, трудоемкостью, себестоимостью, производственным циклом, а для некоторых изделий еще и трудоемкостью и циклом монтажа машины у потребителя. Показатели производственной технологичности могут быть абсолютными и относительными. К абсолютным показателям относятся масса изделия и его элементов, нормы расхода материалов, точность изготовления, шероховатость поверхностей, общее количество деталей, трудоемкость и др. Итоговым, обобщающим показателем производственной технологичности является себестоимость. К относительным показателям относятся в основном коэффициенты: унификации, стандартизации, преемственности, использования материала и др.

Материалоемкость изделия:

Gоб = Gчер + Gц + Gн

Gчер – расход материала на заготовки из черных металлов

Gц – расход материала на заготовки из цветных металлов

Gн – расход материала на заготовки из неметаллических материалов

Удельная материалоемкость изделия:

gуд = Gоб/Р

Р – определяющий эксплуатационный параметр изделия (производительность, мощность, масса и т.п.)

Коэффициент использования материала: kим = Gч/ Gоб

Gч – чистая масса изделия.

Трудоемкость изделия:

tо = tз + tм + tсб + tп

tз – трудоемкость заготовительных работ

tм – трудоемкость механической обработки

tсб – трудоемкость сборочных работ

tп – трудоемкость прочих работ

Удельная трудоемкость изделия: tуд = tо/Р

Удельная себестоимость: sуд =S/Р

Показатели технологичности во многих случаях могут оказать решающее влияние на окончательную комплексную оценку проектов новых изделий. Общие требования к технологичности в процессе конструкторской подготовки производства определяются ГОСтами. Так сборочная единица должна расчленяться на рациональное число составных частей с учетом принципа агрегатирования и ее конструкция должна обеспечивать возможность компоновки из стандартных и унифицированных частей. В конструкции базовой составной части необходимо предусматривать возможность использования конструкционных сборочных баз в качестве технологических и измерительных, причем метод сборки для данного объема выпуска и типа производства должен выбираться на основании расчета и анализа размерных цепей.

Работы по обеспечению технологичности конструкции сборочных единиц и деталей осуществляют в следующей последовательности: выявляют функции основных сборочных единиц и деталей; определяют возможности объединения функций и уменьшения их числа в конструкции изделия; выявляют возможность преемственности конструкций деталей, а также стандартизации и унификации конструкций; определяют технологическую рациональность конструкционных решений в части габаритных размеров, используемых материалов, метода получения заготовок, соединений с другими сопрягаемыми деталями изделия и др.

Еще к способам повышения технологичности относится упрощение конструкций путем уменьшения числа деталей, узлов и др., это объясняется тем, что в некоторых случаях используются не все функции изделия или имеет не оправданные параметры. Задача обеспечения технологичности изделия (сборки) должна решатся на ранних стадиях эскизного и технического проектирования. При решении вопроса о целесообразности применения однодетальной или многодетальной конструкции принимают во внимание также требования точности, взаимозаменяемости, транспортировки, объем выпуска и тип производства.

Критериями технологичности является сравнение технологических показателей (себестоимость, трудоемкость, металлоемкость, и т.д. удельными показателями.

2. Современные методы проектирования: Метод эвристических приемов. Постановка задачи и ее решение. Фонды эвристических приемов.

Современные методы проектирования.

К современным методам проектирования относятся следующие методы:

- метод мозговой атаки при проектировании технического объекта

- эвристические методы проектирования

- метод гирлянд ассоциаций и метафор

- нетрадиционные методы проектирования:

а) проектант как «черный ящик»

б) проектант как «прозрачный ящик»

в) проектант как самоорганизующаяся система

- морфологическое проектирование

Метод эвристических приемов.

Повышение эффективности поиска новых технических решений методом проб и ошибок обеспечивается применением эвристических приемов, таких как инверсия, аналогия, метод мозгового штурма и т.д. эвристические методы рождаются в результате анализа уже выполненных проектных разработок.

Известны различные методические средства решения задач поискового конструирования: принципы, правила, приемы, эвристики, методы, методики, эвроритмы, алгоритмы и т.д.

Под эвристическим методом понимается последовательность предписаний или процедур обработки информации, выполняемая с целью поиска более рациональных и новых конструктивных решений.

Эвристический метод целесообразен тогда когда другие математически обоснованные методы оказываются менее эффективными. Этот метод состоит из процедур, представляющие собой предписания, направленные на решение проблемных задач в условиях дефицита информации или времени. В таких предписаниях используются универсальные процедуры анализа целей и средств, способы правдоподобных рассуждений, основанные на прошлом опыте, интуиции, аналогии, индукции и др.

Классификация методов.

С точки зрения возможности использования компьютера в решении задач поискового конструирования можно выделить три группы методов.

1) Полностью формализованные алгоритмы, которые могут быть реализованы в виде программы. То есть здесь компьютер полностью самостоятельно занят поиском решений. Здесь к результатам относится и отсутствие решений.

2) Частично формализованные эвристические методы, в которых часть процедур обработки информации может быть описана в виде алгоритмов, а другая часть – реализуется человеком.

3) Полностью неформализованные эвристические методы, в которых процедура обработки информации полностью реализована человеком.

Метод эвристических приемов.

Эвристический прием представляет собой предписание или указание, как преобразовать имеющееся или аналогичное техническое решение или в каком направлении искать, чтобы получить искомое решение. Эвристические приемы имеют свойства, характерные для эвристических методов.

Подавляющее большинство эвристических приемов состоит из двух частей:

первая – описание пространства переменных, отвечает на вопрос «что изменять» в рассматриваемом ТР;

вторая – описание способа изменения переменных, отвечает на вопрос «как изменить». Например, пространство переменных – это «ориентация объекта в пространстве», способ изменения переменных – горизонтальное положение на вертикальное или наклонное.

Приемы могут состоять из нескольких процедур. Каждая процедура содержит только одно пространство переменных и один способ их изменения. У многих конструкторов в процессе профессиональной деятельности накапливается и расширяется свой опыт – индивидуальный фонд эвристических приемов.

Характеристика межотраслевого фонда эвристических приемов.

Номер группы	Наименование группы	Число
		приемов	Поисковых процедур
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	Количественные изменения Преобразование формы объектов или его элементов Преобразования в пространстве Преобразования во времени Преобразование движения Преобразование материла Преобразования исключением Преобразования добавлением Преобразования заменой Дифференциация Интеграция Использование профилактических мер Использование резервов Преобразования по аналогии Комбинирование и комплексный синтез Всего	15 15 22 13 18 19 16 15 24 22 16 17 14 11 21 258	30 40 50 32 43 55 30 43 64 45 30 32 33 30 43 600

3. Код ISO7bit – структура, основные символы.

Рабочая прграма для роботов – это совокупность команд записанные на языке программирования (код ISO) представляющий собой алгоритм функционирования станка. Рабочая программа состоит из кадров, кадр – это часть программ которая вводится с программоносителя в систему и отрабатывает система как единое целое.

N007 G01 X+00275 Z-05830 F10030 M03

M03 – включение шпинделя по часовой стрелки, но это не значит, что он включится в последнюю очередь, все это отрабатывается одновременно. Кадр состоит из слов, слово состоит из адреса и кодового числа. Кодовое число – это количественная величина команды.

Структура кадра.

N3 G2 X±5(4,6) Z±5(4,6) I+5(4,6) γ+5(4,6) …F7 S3 T3 M2

N3 – номер кадра

G – подготовительная функция, функция управления самой системы ЧПУ, существует 3 группы подготовительных функций: 1 – система интерполяции, 2 – круговая интерполяция по часовой стрелки, 3 – круговая интерполяция против часовой стрелки

G26 и G27 – система координат программирования (перемещение, абсолютная система координат)

Одинаковые функции не должны повторятся в одном кадре:

N001 G26……

N002 G01……

И есть третья группа которая выполняется только в том кадре в котором она записана:

G25 – отправить инструмент в исходное положение.

Программирование линейных перемещений в приращениях

N001 %

N002 G26

N003 G01 X±00000 Z-01200

% - начало программы (спец. символ). При программировании линейных перемещений в приращениях указывается подготовительная функция G26 и G01. Величины перемещения по осям X и Z адресом и кодовым числом, представляющим собой величину приращения координаты рассматриваемых участках в дискретах со знаком + или - .

Fx-xxxx

x – диапазон подач

хххх – величина подачи

S – скорость, есть таблица где зашифрованы скорости (условные обозначения)

S125=500 об/мин

1 – контроль (если шпиндель вращается, то дается добро на выполнение команды)

25 – условное обозначение

Т – инструмент (задание инструмента)

Т101, 1 – контроль, 01 – номер инструмента

М03 – вращение шпинделя по часовой стрелке

М04 – против часовой стрелки

М05 – выключение охлаждения

М08 – включение охлаждения

Программирование линейных перемещений в абсолютных системах координат.

Программирование перемещений в абсолютных координатах задается подготовительными функциями G27 и G01, адресами Х, Z, и кодовым числом, представляющим собой координату конечной точки рассматриваемого участка со знаком +, - , этот знак зависит от того в каком квадрате находится конечная точка.

Программирование круговых перемещений

При программировании круговых перемещений осуществляется только в приращениях, (а не в абсолютных системах координат) задается функция G02 и G03, координатами Х, Z, и кодовыми числами представляющими собой приращения координат на рассматриваемом участке. А также функциями Ј, Y, К и кодовым числом, которые представляют собой координаты начальной точки рассматриваемого участка относительно центра дуги.