Создание базы данных для систем автоматизированного проектирования универсальных сборочных приспособлений средствами Autodesk Inventor

Анализ существующих систем автоматизированного проектирования. Преимущества и недостатки универсальных сборочных приспособлений, их конструирование и сборка, современное информационное обеспечение. Создание базы данных для САПР сборочных приспособлений.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

Современное машиностроение ориентируется на автоматизацию производства с широким использованием ЭВМ и роботов, внедрение гибкой технологии, позволяющей быстро и эффективно перестраивать технологические процессы на изготовление новых изделий.

Автоматизация проектирования и технология управления производственными процессами - один из основных путей интенсификации производства, повышения его эффективности и качества продукции.

Характерный признак развития современной техники - частая сменяемость изделий производства. Однако при этом требования к производительности не только не уменьшаются, но и значительно возрастают.

Технический прогресс в машиностроении связан, главным образом, с техническим перевооружением. Одно из направлений технического перевооружения связано с внедрением станков с числовым программным управлением, многоцелевых станков с оперативными системами управления от ЭВМ (с системами CNC и DNC), обладающими высокой универсальностью и малыми сроками переналадки и с использованием гибких производственных систем (ГПС).

Разрыв между интенсификацией производства и темпами его технологической подготовки сдерживает производственные темпы и значительно снижает эффективность мер по усовершенствованию производства.

Современные требования к организации машиностроительного производства поставило перед технологическими службами предприятия задачи автоматизации проектных работ в области технологической подготовки производства (ТПП) с широким охватом как ранее решенных, так и новых алгоритмов проектирования технологических процессов, инструментов, приспособлений, станков, роботов и автоматизированных система управления ими.

В технологии машиностроения решаются задачи по всем технологическим процессам - от получения заготовки до приемки готовых изделий, но особое внимание уделяется этапам механической обработки заготовок и сборки машин, поскольку эти процессы наиболее трудоемки (на них приходится 60 - 80 % всей трудоемкости изготовления изделий) и являются определяющими во всем цикле производства изделия.

Разрабатываемые технологические процессы должны обеспечивать наибольшую производительность и наименьшие затраты. Сложность технологических процессов, многовариантность возможных технологических решений, необходимость выбора оптимального процесса и ответственность принимаемых решений обуславливает целесообразность применения методов и средств САПР. Без автоматизации проектирования технологии не может эффективно работать ни автоматизированный участок, ни тем более гибкая производственная система. Автоматизация технологической подготовки производства и важнейшей его части - проектирования механической обработки и сборки - являются необходимым условием комплексной автоматизации производства и его эффективного функционирования.

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.

Разработка и широкомасштабное использование САПР позволяет снизить затраты на создание и эксплуатацию проектируемых изделий, повысить производительность труда проектировщиков, конструкторов и технологов, снизить объем проектной документации

САПР приспособлений обеспечивает создание (синтез) конструкций, их документирование, технологическую подготовку производства, разработку программ для оборудования с ЧПУ.

Главной особенностью современных САПР приспособлений является их построение из инвариантных компонентов, которые присущи всем системам независимо от условий их функционирования. Инвариантный подход к построению САПР позволяет значительно сократить сроки и стоимость разработки проектирующих систем для конкретных видов приспособлений и видов производства.

Одной из подзадач является анализ исходных данных при помощи ЭВМ, что позволит технологу-проектировщику более эффективно и точно выполнять схему компоновки универсальных сборочных приспособлений (УСП), которые и являются основными приспособлениями при обработке на станках с ЧПУ.

1. Основные понятия системы автоматизированного проектирования (САПР)

САПР - это организационно-техническая система, входящая в структуру создаваемых в проектных, конструкторских и технологических организациях, предприятиях различных отраслей промышленности систем автоматизации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП).

Основная функция САПР состоит в выполнении автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей.

1.1 Основные принципы создания САПР

При создании САПР и их составных частей руководствуются следующими основными принципами:

системного единства;

совместимости;

типизации;

развития.

Принцип системного единства обеспечивает целостность системы и системную связность проектирования отдельных элементов и всего объекта проектирования в целом (иерархичность проектирования).

Принцип совместимости обеспечивает совместное функционирование составных частей САПР и сохраняет систему в целом.

Принцип типизации заключается в ориентировании на преимущественное создание и использование типовых и унифицированных элементов САПР. Типизации подлежат элементы, имеющие перспективу многократного применения. Типовые и унифицированные элементы периодически оцениваются на соответствие современным требованиям САПР и модифицируется при необходимости.

Создание САПР с учетом принципа типизации предусматривает:

разработку базового варианта КСАП и (или) его компонентов;

создание модификации КСАП и (или) его компонентов на основе базового варианта.

Принцип развития обеспечивает пополнение, совершенствование и обновление составных частей САПР, а также взаимодействие и расширение взаимосвязи с автоматизированными системами различного уровня и функционального назначения.

1.2 Особенности САПР УСП

Своевременное оснащение технологических процессов изготовления изделий машиностроения необходимыми приспособлениями представляет важнейшую задачу подготовки производства. Поэтому вопросы совершенствования процессов проектирования и изготовления технологической оснастки на базе использования математических методов, вычислительной техники и программно-управляемого оборудования приобрели первостепенное значение.

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 единичного, мелкосерийного, серийного производства характерным является то, что среди большого объема создаваемых конструкций удельный вес типовых приспособлений весьма невысок. В принципе, это цельный комплекс серьезных проблем и задач, к решению которых необходимо привлекать современные методы и средства автоматизации.

Проектирование элементов технологического оснащения является задачей решаемой для подготовки различных производственных процессов. Причем для различных классов технологической оснастки состав задач проектирования и методы их решения могут отличаться. Однако при укрупненном рассмотрении можно выделить задачи, общие для различных классов оснастки, в том числе УСП:

Задачи структурного проектирования: выбор состава элементов оснастки; выбор взаимосвязи элементов оснастки; выбор типов и типоразмеров конструктивных элементов (формирование спецификаций).

Задачи геометрического проектирования: выбор базовых осей; определение размерных характеристик; синтез размерных цепей; компоновка элементов в пространстве; вычерчивание эскизов и чертежей.

Расчетные задачи: расчет оснастки на жесткость, прочность, точность и т. д.; расчет экономических показателей.

При решении задач проектирования приспособлений УСП необходимо учитывать ряд требований, предъявляемых к оснастке в целом и к ее отдельным элементам. Эти требования регламентируются техническими, эргономическими и экономическими показателями, а также показателями стандартизации и нормализации универсальных элементов оснастки.

К основным требованиям, предъявляемым к оснастке, относятся: обеспечение заданной точности, производительности, удобства и безопасности работы, экономической эффективности и так далее.

Использование САПР при создании приспособлений развито более слабо, чем проектирование технологических процессов. В тоже время использование УСП значительно облегчает создание САПР приспособлений, поскольку они состоят из стандартизированных элементов.

В настоящ...