Методы проектирования. Эврестические методы: интерации, декомпозиции, контрольных вопросов,мозговой атаки.
Стадии проектирования регламентированные стандартом.
Согласно ГОСТ 2.103-68 этапы проектно-конструкторской работы и стадии разработки конструкторской документации выполняются в последовательности, показанной на рис.1.
Рис.1
Рассмотрим вкратце содержание этапов и совокупность разрабатываемой конструкторской документации (КД) применительно к оптическим приборам (ОП).
Техническое задание (ТЗ) - документ, с которого начинается разработка любого ОП, устанавливающий его основное назначение, область применения, технические и технико-экономические показатели качества,
ТЗ составляется организацией-заказчиком при возможном участии и согласовании с организацией-исполнителем.
Техническое предложение - совокупность КД* , разрабатываемой с целью выявления возможных вариантов технических решений и уточнения ТЗ* , которая содержит, технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки документации ОП* на основе анализа ТЗ* и различных вариантов возможных решений; На этом этапе выполняются расчеты, подтверждающие работоспособность того или иного решения.
Эскизный проект - совокупность КД* , разрабатываемой с целью получения принципиальных конструктивных решений выбранного варианта ОП* . Он дает общее представление о принципе работы и устройстве прибора, его основных характеристиках
Технический проект - совокупность КД* , которая содержит окончательное техническое решение, дающее полное представление о конструкции ОП* . На этом этапе производится более подробная разработка конструкции всего прибора и его составных частей; разрабатываются принципиальные схемы, схемы соединений;
|
|
|
Выпускаемая КД* : чертежи общего вида и сборочных единиц, габаритный чертеж, чертежи всех схем, ведомость покупных изделий, патентный формуляр, пояснительная записка и др. Объем работ этого этапа в ГОСТ 2.120-73.
Рабочий проект - полный комплект КД* , достаточный для изготовления и эксплуатации ОП* . На этом этапе выполняют чертежи всех деталей конструкции прибора; разрабатывают требования и методику его сборки, юстировки и испытания; составляют техническое описание и инструкцию по эксплуатации прибора, его формуляр и технический паспорт
После подготовки и утверждения КД* переходят к этапу изготовления и испытания проектируемого прибора. В случае, когда планируется не единичное, а серийное его производство, изготавливается опытный образец или опытная партия приборов. Следует заметить, что не все из перечисленных этапов обязательны к выполнению как самостоятельные, например, может быть исключен эскизный проект, объединены технический и рабочий проекты. Более подробно перечень работ, выполняемый на различных этапах конструирования изложен в соответствующих ГОСТ и в литературе Процесс проектирования включает следующие основные процедуры:
|
|
|
анализ объекта, структурный и параметрический синтез,
оптимизацию и разработку графической и текстовой документации
Диакоптический анализ – это разделение, разбиение, декомпозиция
проектируемого объекта на составные части
Корреляционно-регрессионный анализ – это комплекс методов описания, упорядочения и оценки исходной информации об объекте
Спектральный анализ – комплекс методов оценки частотных свойств, присущих техническим объектам объекта.
Параметрический анализ - это комплекс методов определения фазовых переменных (усилий, скоростей, ускорений и др.)
Технико-экономический анализ – это комплекс методов для нахождения наиболее экономичных путей достижения требуемых параметров
Структурный синтез – это процесс формирования множества альтернативных структур проектируемого объекта.
Параметрический синтез – это выбор совокупности независимых и управляемых параметров и их значений в процессе проектирования объекта, его систем и отдельных элементов.
|
|
|
Оптимизация – это совокупность процедур поиска,
Геометрическое моделирование – это процесс отображения и воспроизведения геометрической структуры (модели) проектируемого объекта на основе исходных примитивов (базисных элементов, компонентов и др.).
3. Технологии быстрого прототипирования.
Создание любого нового изделия начинается с прототипирования. Цель создания качественного прототипа заключается в точном повторении геометрической формы, собираемости, внешнего вида детали и поиска материалов, максимально похожих на заданные. Очень удобны технологии быстрого прототипирования - послойного синтеза макета по компьютерной модели изделия. Такой прототип позволяет оценить внешний вид детали, проверить элементы конструкции, сделать необходимые испытания, получить мастер-модель для последующего литья. RP-технологии в прототипировании значительно сокращают сроки подготовки производства, разрешают отказаться от длительного и трудоемкого этапа изготовления опытных образцов вручную или на станках с ЧПУ.
Прототип строят, используя твердотельную модель из CAD-систем или модель с замкнутыми поверхностными контурами. При этом модель рассекают на тонкие слои в поперечном сечении, используя специальную программу. Каждый слой имеет толщину, равную разрешающей способности оборудования по z-координате. Обязательно оставляется припуск на механическую обработку. Так деталь послойно строят до получения физического прототипа.
|
|
|
Схема всех установок для изготовления прототипов примерно одинакова: тонкий слой материала наносят на рабочий стол, элеватор установки, который воспроизводит первое сечение изделия, далее элеватор смещается вниз на один шаг и наносится следующий слой. Так послойно строится модель нужной формы требуемого изделия.
Существует множество технологий прототипирования. Основным различием между ними является прототипирующий материал и способ его нанесения. Рассмотреть основные.
Стереолитография. Это самый первый и наиболее распространенный метод прототипирования. Он имеет достаточно низкую стоимость прототипа. Метод основан на послойном отверждении жидкого фотополимера лазерным лучом, направляемым сканирующей системой. Применяется твердый и хрупкий полупрозрачный материал. Он хорошо обрабатывается, склеивается, окрашивается, но подвержен короблению под влиянием атмосферной влаги. Поверхности имеют хорошее качество.
Технология SLS - лазерное спекание порошковых материалов. Она в качестве рабочего материала применяет порошковый пластик, металл или керамику. Сначала на поверхность наносится тонким слоем порошок, затем лазерным лучом его спекают. При этом формируется твердая масса, которая соответствует сечению модели и определяет геометрию детали. Полученные по этой технологии прототипы имеют хорошие механические свойства.
Технология FDM - послойное наложение расплавленной полимерной нити. Нити при этом берутся из АБС, поликарбоната или воска. Термопласт выдавливается через специальную головку с определенной температурой, переходя при этом в полужидкое состояние. Затем он наносится тонкими слоями на неподвижное основание с очень высокой точностью. Слои затвердевают и соединяются друг с другом. Технология используется, чтобы получить единичные образцы изделий
Технология струйного моделирования. Она имеет несколько разновидностей, которые отличаются своими особенностями, но работают по одному принципу. Головка, имеет от двух до 96 сопел. С ее помощью наносится модельный и поддерживающий материал на плоскость слоя. В качестве поддерживающего материала чаще применяется воск, в качестве модельного - материалы, близкие по свойствам к конструкционным термопластам. Этим методом можно получить прозрачные и окрашенные прототипы с различными механическими свойствами - как мягкими, резиноподобными, так и твердыми, похожими на пластики.
Технология склеивания порошков. В этой технологии применяется крахмально-целлюлозный порошок и жидкий клей на водяной основе. Жидкий клей поступает из струйной головки и склеивает порошок, образуя контур модели. Эта технология разрешает создавать и раскрашивать 3D-объекты произвольной формы.
Технология LOM. Для создания слоев прототипа используется ламинирование бумажного листа. Лазером вырезают контур слоя, а излишки материала измельчаются и легко удаляются. Структура такого прототипа аналогична древесной, боится влаги.
SGC - облучение УФ-лампой через фотомаску. Согласно этой технологии сначала на поверхность распыляют тонкий слой фоточуствительного пластика. После этого полученный слой облучают ультрафиолетом через фотомаску с изображением очередного сечения. Излишки материала удаляют вакуумом. Отвержденный материал еще раз облучают жестким ультрафиолетом. Пустые места заполняются воском для поддержания следующих слоев.
Точность изготовления прототипа по разным технологиям может быть разной. При уменьшении толщины слоя точность увеличивается, но уменьшается скорость изготовления. Это заставляет расти стоимость. Стоимость прототипа зависит также и от объема
Методы проектирования. Эврестические методы: интерации, декомпозиции, контрольных вопросов,мозговой атаки.
Для реализации принципов проектирования применяют различные методы.
1 Методы поиска идей, в т.ч. «мозговая атака», суть которой состоит в том, что с целью стимулирования отобранной группы лиц для генерации идей в рассматриваемой проблеме вводят правило, запрещающее критиковать любую идею, какой бы «дикой» она ни казалась, и доводится до сознания участников,
что приветствуются любые идеи, что необходимо получить много идей и что участники должны попытаться комбинировать или усовершенствовать идеи, предложенные другими. Все идеи фиксируются и оцениваются. Этот метод абсолютно универсален. С его помощью можно рассматривать любую проблему
(не обязательно техническую, это может быть экономическая, финансовая, социальная и т.д.), если она достаточно просто и ясно сформулирована. Этот метод можно использовать на любой стадии проектирования, как в начале, когда проблема еще окончательно не определена, так и позднее, когда уже выделены
сложные подпроблемы.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 215; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!