Начало – ввод исходных данных (геометрическая модель) – выбор задачи (упругая, тепловая, пластическая деформация) – библиотека кэ – препроцессор (сетка кэ) – решатель – постпроцессор – конец

Начало – ввод исходных данных (геометрическая модель) – выбор задачи (упругая, тепловая, пластическая деформация) – библиотека КЭ – препроцессор (сетка КЭ) – решатель – постпроцессор – конец

Решение задач: тепловых (распределение температурного поля, термических напряжений, анализ режимов нагрева); при горячей обработке - изменение температуры заготовки и инструмента по сечению и во времени, влияние режимов деформации на процесс; деформационные задачи (распределение напряжений в инструменте, оборудовании, определение условий разрушения, характера пластической деформации, поля скоростей, напряжений).

- конструкторское проектирование – CAD -системы: дизайн и конструкция, графическое проектирование

1) двухмерное проектирование – чертежи, конструкторская документация

2) трехмерное – проектирования 3D-моделей

CAD бывают:

- нижний уровень («легкие» системы типа AutoCAD)

- тяжелый уровень – твердотельные или поверхностные моделирования в 3D

- технологическое проектирование – CAM -системы

Разработка технологических процессов, расчет деформационных переходов, заготовок с учетом допусков, припусков и тд, проектирование и расчет инструмента, выбор оборудования, расчет технологических параметров, технологических карт, проектирование управляющих программ для оборудования с ЧПУ. Эти системы стыкуются с автоматизированными системами технологической подготовки производства.

2) АСУ – автоматизированные системы управления:

- АСУ предприятия (АСУП) – управление от предприятия до цеха

- АСУ тех.процессом (АСУТП) – от цеха до технологической линии

- АСУ и САУ – управление от оборудования и ниже – регулирование оборудования и его параметров. САР – системы автоматического регулирования.

Способы проектирования технологии и инструмента для ОМД в проектных организациях, компьютерные технологии при проектировании.

Задание на проектирование – первичное описание объекта проектирования. Представляет в специальной форме и содержит сведения о назначении объекта, о его параметрах, о способах функционирования и т.д.

Эти сведения регламентированы.

Проектное решение – описание объекта проектирования, необходимое и достаточное для определения дальнейшего направления проектирования или окончания проектирования.

Проектные процедуры в совокупности есть проектное решение.

Результат проектирования – это совокупность проектных решений, удовлетворяющих заданным требованиям для создания объекта проектирования.

Проектный документ – это документ, выполненный по заданной форме, в котором представлено проектное решение.

Проект – совокупность проектных документов.

 

Способы проектирования:

- автоматизированное (человек+машина)

- автоматическое (машина)

- ручное (человек)

Компьютерные системы, используемы на этапах проектирования:

1) CAE/CAD/CAM-системы – основаны на системе управления проектами, включает в себя управление документами. Это функциональное координирование системами управления данными.

2) АС ТПП – автоматизированная система подготовки производства, основана на САМ-системе. Проектирование технологии оснастки. В процессе подготовки производства необходимо установить связи с поставщиками материалов и комплектующих. Цепочки управления поставками построены на АСУ поставок.

3) АСУП, АСУТП, АСУ оборудования. ERP – системы планирования производства. Взаимоотношения с заказчиками – реализация и сбыт – на АСУ сбыта. Полная их интеграция на основе систем коммерции (E-comm системы).

Стадии и этапы проектирования, используемые компьютерные системы.

ЭТАПЫ:

1. Этап научно-исследовательской работы (НИР) – стадии 1, 2, часть3

2. Этап опытно-конструкторских работ (ОКР) – часть3, 4, 5

3. Этап рабочего проектирования – стадия 6

4. Этап опытного произ-ва, ввод в действие – стадии 7, 8

СТАДИИ:

1) Предпроектное исследование (оценка и исследования новых материалов/технологий/схем)

2) Техническое задание (первичное описание объекта проектирования в заданной форме/по ГОСТ – назначение, примерное конструктивное описание, параметры)

3) Техническое предложение (2-3 возможных варианта получения данного объекта, технология и конструктивные решения, экономическая эффективность)

4) Эскизный проект (подробная проработка 1-2 вариантов технического предложения)

5) Технический проект (полная проработка 1 принятого оптимального варианта – чертежи, расчеты, техническая записка, сборочные чертежи и виды узлов)

6) Стадия рабочего проектирования (рабочие чертежи детали, по которым можно реально изготовить деталь: геометрия, сечения, разрезы, размеры, допуски на поверхности, посадки, чистота поверхностей, уклоны и отклонения, материал, характеристика термообоработки)

7) Изготовление опытного образца (корректировка проектирования и производства, исправление неточностей)

8) Отладка, испытания, ввод в действие

Уровни проектирования для процессов ОМД. Восходящее и нисходящее проектирование: достоинства и недостатки.

Горизонтальные уровни предусматривают разбивку объекта проектирования на иерархические уровни (точное описание – низший уровень, высший – объект в целом).

Нисходящее проектирование – сверху вниз. Сначала объект в целом, потом детализация (оборудование>машинf>комплексы>узлы>сборочные единицы>детали). Разработка изделия начинается с создания его компоновки и определения структуры, на основе которых затем моделируются входящие в изделие детали и узлы.

Плюс: применение нисходящего метода эффективно в случае, когда нужно контролировать изменения взаимосвязанных параметров в компонентах сборки, а также при необходимости заранее определять их параметры.

Восходящее проектирование – от низшего к высшему (особенно в радиоэлектронике, где много деталей). Сначала разрабатывают (моделируют) независимо друг от друга детали, а затем из них, как из кубиков, создают сборочную конструкцию, на основе которой впоследствии формируется спецификация. Применение этого способа проектирования оправданно в тех случаях, когда оно осуществляется по уже имеющимся чертежам и схемам.

Минус: если параметры моделей зависят друг от друга, но их взаимосвязи не заданы, внесение изменений в конструкцию становится трудоемким и занимает много времени. Новое из стандартных объектов не подходит для уникальных объектов.

Вертикальные уровни выделяют также по характеру учитываемых свойств объекта:

- функциональное, или системное проектирование: системы, подсистемы и тд. Связь функции, параметров.

- конструкторское программирование

- технологический аспект (технология изготовления)

- аспекты безопасности

- экологические аспекты

- экономическое проектирование

Структура технических средств САПР.

Техническое обеспечение включает устройства:

- устройства подготовки и ввода данных (клавиатура, мышь, графический планшет, сканер, световое перо, сенсорные экраны)

- устройства программной обработки данных (внутренние устр-ва компьютера: процессор, оперативная память)

- устройства передачи данных (сетевые устройства)

- устройства отображения данных (виртуальные: монитор; твердые копии: принтер, плоттер)

- устройства накопления и архивации данных (жесткий диск, внешние диски)

Основные понятия о CALS – технологиях.

Это технологии комплексной компьютеризации сфер промышленного производства на основе стандартизированных спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла. Используются для унификации системы передачи данных между компьютерными системами.

Основные спецификации на этапах жизненного цикла:

- проектная

- технологическая

- производственная

- маркетинговая

- эксплуатационная

CALS-технология позволяет:

- сократить объемы и время проектирования работ за счет единого информационного пространства

- повысить степень адаптации систем к условиям эксплуатации

- использовать виртуальное пространство при проектировании, технологическом обеспечении произ-ва и тд.

- использовать WEB-технологии (сетевые)

- обеспечивает единообразие описания и интеграцию данных

Основное – т.н. STEP-стандарты - стандарты по обмену данных о промышленных изделиях.

13. Компьютерные системы, используемые при проектировании, подготовке производства и при производстве изделий.

CAE/CAD/CAM-системы. См. вопрос 1.

Уровни автоматизации САПР.

При внедрении САПР целесообразно использовать концепцию последовательной автоматизации:

- на первых этапах осуществляется внедрение САПР с низким уровнем автоматизации, параллельно формируются БД по данному предприятию

- настройка на технологию особого предприятия осуществляется параллельно с эксплуатацией САПР

Уровни:

1) автоматизация оформления технологической документации (технологические и маршрутные карты. Но монитор выводится бланк подготовленного документа и технолог в диалоговом режиме его заполняет. параллельно заполняется БД, необходимая для работы данной системы)

2) автоматизация поиска и расчетных задач (БД частично сформирована и можно использовать поисковые и расчетные модули. Условия поиска задает технолог в диалоговом режиме)

3) автоматизация принятия сложных логических решений (БД и БЗ заполнены и используется автоматизированная система принятия сложных логических решений)

Использование автоматизации ТП позволяет:

- осуществлять быстрое внедрение САПР ТП в технологию подготовки производства

- выполнять параллельные адаптации САПР ТП к условиям предприятия за счет формирования БД

- последовательно повышать уровень автоматизации проектирования ТП

- по мере повышения уровня автоматизации понижается трудоемкость создания параметрических моделей за счет интеграции САПР конструкторской и технологической (при их объединении создается конвертер, который преобразует графическую модель детали в параметрическую модель, которая используется в САПР ТП).

Решение задач оптимизации.

Для получения детали могут применяться процессы, как высадки, так и выдавливания. Выбор того или иного процесса определяется с учетом оптимального выбора. Как и любая задача оптимизации, данная задача предусматривает минимизацию целевой функции при принятых ограничениях. Целевая функция является критерием оптимизации в качестве критерия принимают величину удельного усилия на инструмент. Выбор такого критерия оправдан тем что, чем больше усилие на инструмент, тем обеспечивается высокая стойкость инструмента, а соответственно и качество продукции и производительность процессов.

В качестве целевой функции при оптимизации принимается Р_выд; Р_выс → минимум, учитывая что два процесса, решим какой будет определяющая. Из двух значений сил выбираем меньшее и минимизируем при следующих ограничениях:

силовые ограничения

геометрические ограничения

 

Таблица возможных технологий в САПР ТП стержневых деталей.

Стратегия принятия решения при выборе рационального процесса основана на соответствующих анализах процесс принятия решения, при выборе рационального маршрута, базируется на анализе кода завершения вычислительных операции. Если операция не может быть выполнена, то принимается код равный нулю, если операция техническая, с учетом принятых ограничений. Реально может выполнятся, то код завершения операции принимается равный единице.

k_z = │0:1│=> мы вводим логическую переменную k_z, которая может иметь значения либо нет 0, либо да это 1.

Начало – ввод исходных данных (геометрическая модель) – выбор задачи (упругая, тепловая, пластическая деформация) – библиотека КЭ – препроцессор (сетка КЭ) – решатель – постпроцессор – конец

Решение задач: тепловых (распределение температурного поля, термических напряжений, анализ режимов нагрева); при горячей обработке - изменение температуры заготовки и инструмента по сечению и во времени, влияние режимов деформации на процесс; деформационные задачи (распределение напряжений в инструменте, оборудовании, определение условий разрушения, характера пластической деформации, поля скоростей, напряжений).

- конструкторское проектирование – CAD -системы: дизайн и конструкция, графическое проектирование

1) двухмерное проектирование – чертежи, конструкторская документация

2) трехмерное – проектирования 3D-моделей

CAD бывают:

- нижний уровень («легкие» системы типа AutoCAD)

- тяжелый уровень – твердотельные или поверхностные моделирования в 3D

- технологическое проектирование – CAM -системы

Разработка технологических процессов, расчет деформационных переходов, заготовок с учетом допусков, припусков и тд, проектирование и расчет инструмента, выбор оборудования, расчет технологических параметров, технологических карт, проектирование управляющих программ для оборудования с ЧПУ. Эти системы стыкуются с автоматизированными системами технологической подготовки производства.

2) АСУ – автоматизированные системы управления:

- АСУ предприятия (АСУП) – управление от предприятия до цеха

- АСУ тех.процессом (АСУТП) – от цеха до технологической линии

- АСУ и САУ – управление от оборудования и ниже – регулирование оборудования и его параметров. САР – системы автоматического регулирования.