ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕСССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧСЕКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»
САПР ТП
Рабочая программа и задания для контрольных работ для студентов заочного факультета направления 15.03.05
«Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»
Ростов-на-Дону
2008
Составители: проф., д. т.н. Е.
доц., к. т.н. А.
САПР ТП: Рабочая программа и задания для контрольных работ для студентов заочного факультета направления 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». Излагается рабочая программа и содержание контрольных работ для студентов заочного факультета специальности «Технология машиностроения» по дисциплине САПР ТП.
Пояснительная записка.
Цель преподавания дисциплины – дать представление о содержании и задачах автоматизации технологической подготовки машиностроительного производства, методах автоматизированного проектирования технологических процессов и средств технологического оснащения.
Задачи изучения дисциплины:
1. Усвоить понятия о структуре и видах обеспечения САПР ТП.
2. Дать навыки формализации и алгоритмизации задач технологического проектирования.
3. Получить навыки работы с учебными системами автоматизации технологического проектирования.
4. Получить представление о промышленных САПР ТП.
Для усвоения данной дисциплины необходимы знания разделов курсов:
- «Информатика»,
- «Информационные инженерные технологии»,
- «Математическое моделирование технологических процессов»,
- «Научные основы технологии машиностроения».
Курс служит непосредственной подготовкой для использования средств вычислительной техники в дипломном проектировании и последующей инженерной практике.
Содержание курса.
1. Введение. Автоматизация проектных, конструкторских и организационных работ в промышленности – важная народно-хозяйственная задача. Цели и задачи курса САПР.[1, 2, 12, 14].
2. Научно-техническая революция и проблемы автоматизации инженерного труда. Научно-техническая революция – качественный скачок в познании природы и использовании человечеством ее законов. Автоматизация инженерного труда – основное направление повышения эффективности и качества проектирования машин и технологических процессов их изготовления. Значение и связь проблемы создания автоматизированных систем управления (АСУ) с требованиями научно-технической революции. Характеристика и состав автоматизированной системы управления производством (АСУП). [4, 5, 7, 12, 17].
3. Системы автоматизированного проектирования в машиностроении (САПР). Современное состояние автоматизации проектирования. Характеристика и состав системы автоматизированного проектирования. Задачи, решаемые САПР. Связь между подсистемами САПР. Основные задачи проектирования автоматизированных систем. Конструкторское, технологическое, математическое, организационное и информационное обеспечение. Требования к конструкторско-технологической документации в соот ветствии со стандартами ЕСКД и ЕСТД. Автоматизация процесса выпуска документации в САПР. [1, 2, 4, 5, 9, 10, 17].
4. Классификация и кодирование конструкторской и технологической информации. Принципы и системы классификации и кодирования информации. Классификация и кодирование машин и деталей по общесоюзному классификатору промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП), классы 40,50. Классификация и кодирование машин по технологическому классификатору деталей машиностроения и приборостроения. Классификация и кодирование технологических операций по классификатору технологических операций в машиностроении и приборостроении. Классификация и кодирование станочного оборудования, технологической оснастки, рабочего, вспомогательного и измерительного инструмента. Подсистема кодирования технологической документации. Подсистема кодирования информации и структура формального языка кодирования в САПР. Механизация и автоматизация процесса кодирования. [5, 7, 14, 15, 17].
5. Формализованное описание конструкторской и технологической информации. Способы формализованного описания информации. Классификация элементарных поверхностей деталей и их особенностей. Формализованное описание конструкции деталей в виде графа и матрицы связи. Формализованное описание размерных связей в деталях и сборочных единицах в виде графа и составление матрицы связей. Формализованное описание технологических переходов и операций. [5, 9, 14].
6. Алгоритмизация решений задач. Формальная модель принятия решения. Понятие алгоритма и его свойства. Способы представления алгоритма. Выбор рационального алгоритма. Выражение алгоритмов в виде блок-схем алгоритмов, нормативная документация. Построение простейших блок-схем алгоритмов. [3, 8, 16, 18].
7. Автоматизированная система конструкторской подготовки производства (АСКПП). Характеристика автоматизированной системы конструкторской подготовки производства. Основные этапы и особенности решения задач автоматизированного проектирования изделий и сборочных единиц. Связь с другими автоматизированными системами и подсистемами. Разработка алгоритма определения методов обеспечения точности замыкающего звена размерной цепи изделия. [1, 10, 17].
8. Автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП). Характеристика и состав автоматизированной системы технологической подготовки. Нормативная документация, регламентирующая содержание и последовательность работ по проектированию и внедрению АСТПП. Общая характеристика работ по проектированию АСТПП. Основные требования к системе, ее связь с конструкторской подготовкой производства, с автоматизированной системой управления технологическими процессами, с АСУП. [2, 4, 5, 7, 9, 14, 17].
9. Методика разработки и внедрения АСТПП. Подготовительные работы перед разработкой системы. Ознакомление с состоянием вопроса. Изучение объекта автоматизации и его анализ. Разработка технического задания. Основание и цель разработки, основные требования к подсистеме. Состав и структура подсистемы. Состав и содержание входной и выходной документации. Развитие подсистемы. [7, 14].
10. Автоматизированная система организации и управления технологической подготовкой производства (АСОУТПП). Сущность организации и управления технологической подготовкой производства. Модели организации и управления ТПП. Принципы построения и структура автоматизированной системы организации и управления ТПП. Примеры разработки алгоритмов организации и управления ТПП [7].
11. Система автоматизированного проектирования технологических процессов изготовления заготовок, деталей и сборки изделий (САПР ТП). Характеристика, состав и структура САПР ТП. Постановка задачи и общие принципы автоматизации проектирования технологических процессов. Принципы построения математической модели технологического процесса. Автоматизация проектирования типовых технологических процессов. Методы автоматизированной классификации типовых деталей и автоматизированного выбора типовых технологических процессов. Автоматизация проектирования групповых технологических процессов. Классификация и группирование деталей. Автоматизированная адресация деталей к групповым технологическим процессам. Автоматизация проектирования индивидуальных технологических процессов. Принципы разработки элементарных технологических маршрутов. Проектирование технологических переходов и операций. Автоматизированный выбор для переходов и операций соответствующего оборудования, оснастки и инструмента. Разработка алгоритмов проектирования технологических процессов. Автоматизация проектирования технологических процессов изготовления деталей на станках с ЧПУ и разработка управляющих программ [2, 4, 5, 6, 9, 10].
12. Автоматизация проектирования и конструирование технологической оснастки и инструмента. Унификация и стандартизация технологической оснастки и инструмента – основа и автоматизированного проектирования. Автоматизированный выбор оптимального варианта конструкции. Принципы проектирования технологической оснастки при групповом методе обработки Информационно-нормативная база проектирования оснастки. Методы и алгоритмы проектирования технологической оснастки и инструмента. [19].
13. Автоматизация технологических расчетов. Подготовка табличного материала. Апроксимация зависимостей, заданных таблично. Автоматизация расчета припусков и межоперационных размеров, нормативная база, математическая модель, структура алгоритма. Автоматизация расчета режимов резания и норм времени, нормативная база, математическая модель, структура алгоритма. Автоматизация статистической обработки точностных параметров технологических процессов, математическая модель, структура алгоритма. Автоматизация расчета технологической оснастки, математические модели, структура алгоритмов.[3, 8, 11].
14. Информационно-поисковая подсистема АСТПП (ИППС). Назначение информационно-поисковой подсистемы и задачи, решаемые ею. Оперативная и условно-постоянная информация. Основные требования к информационному блоку. Структура ИППС. Основные требования к ИППС. Функционирование ИППС и АСТПП. Техническое и математическое обеспечение ИППС. Информационные модели. Методы занесения, поиска, расширения и замены информации. [4, 5, 7, 14].
15. Организационно-экономические вопросы АСТПП. Организационная структура АСТПП. Организация диалогового режима. Автоматизированное рабочее место конструктора и технолога. Организация библиотек подпрограмм. Стыковка подсистемы. Основные требования, предъявляемые к стыковке. Методы стыковки подсистем. Стыковка подсистем через подсистему кодирования и через подсистему сбора и формирования информации. Технико-экономическая эффективность разработки подсистем АСТПП. Основные направления повышения эффективности АСТПП. Оптимизация технологических решений. [7, 14].
Контрольные вопросы по дисциплине «САПР ТП».
1. Содержание и функции технологической подготовки производства.
2. Пути ускорения технологической подготовки производства.
3. Основные направления совершенствования технологической подготовки производства. Предпосылки автоматизации инженерного труда.
4. САПР как составная часть интегрированных производственных систем.
5. Структура и назначение автоматизированных систем технологической подготовки производства (АС ТПП).
6. Виды обеспечения АС ТПП и САПР.
7. На какие группы по выполняемым функциям подразделяются технические средства САПР.
8. Стадии разработки и внедрения АС ТПП и САПР.
9. Процесс проектирования как объект автоматизации.
10. Диалоговые средства САПР.
11. Информационной обеспечение САПР ТП.
12. Лингвистическое обеспечение САПР ТП.
13. Перечислите виды информации, необходимой для разработки технологических процессов.
14. Системы кодирования и описания деталей в САПР ТП.
15. Какие существуют уровни детализации при описании деталей.
16. Системы баз данных САПР ТП. Что такое база данных и банк данных.
17. Структура базы данных. Виды представления базы данных.
18. Какие основные задачи необходимо решать при создании систем автоматизированного проектирования технологических процессов.
19. Методы получения проектных решений.
20. Перечислите основные этапы подготовки задач для решения на ЭВМ.
21. Принципы формализации процесса проектирования. Для чего требуется формализация технологического проектирования?
22. Типовые структурно-логические математические модели технологического проектирования.
23. Табличные структурно-логические математические модели технологического проектирования.
24. Сетевые структурно-логические математические модели технологического проектирования.
25. Перестановочные структурно-логические математические модели технологического проектирования.
26. Эвристические метолы принятия решений в САПР ТП.
27. Охарактеризуйте понятий «множество типовых решений», «комплекс условий применяемости», «комплекс параметров применяемости».
28. Использование таблиц принятия решений в САПР ТП.
29. Функциональные модели и методы оптимизации проектных решений.
30. Какие критерии оптимальности используются в математических моделях оптимизации процессов обработки?
31. Сущность структурной и параметрической оптимизации технологических процессов.
32. Разработка алгоритмов технологического проектирования. Форм представления алгоритмов.
33. Последовательность разработки и способы описания алгоритмов решения задач технологического проектирования.
34. Методы автоматизации проектирования технологических процессов.
35. Системы механизированной разработки технологических процессов с помощью оргавтоматов.
36. Автоматизация проектирования технологических процессов на основе унификации.
37. Автоматизация проектирования технологических процессов методом адресации.
38. Сущность алгоритма адресации детали к унифицированной (комплексной) детали.
39. Структурный синтез унифицированных технологических процессов при создании САПР ТП.
40. Что представляет собой обобщенный маршрут изготовления группы деталей? Как его получить?
41. На чем основан выбор типовых технологических процессов из обобщенного маршрута?
42. Состав и последовательность работ при проектировании единичных техпроцессов методом синтеза.
43. Формализация процесса проектирования единичных технологических процессов методом синтеза.
44. Синтез принципиальной схемы технологического процесса обработки детали.
45. Каким образом разрабатываются планы обработки в САПР ТП?
46. Проектирование технологического маршрута обработки детали методом синтеза.
47. Задачи, решаемые при проектировании технологического маршрута методом синтеза.
48. Проектирование технологических операций механической обработки методом синтеза.
49. Какие основные этапы можно выделить при проектировании технологических операций методом синтеза?
50. Что такое САП. Характеристика и виды САП.
51. Структура и основные блоки САП.
52. Что такое процессор САП, из каких блоков он состоит и какие функции выполняет?
53. Что такое постпроцессор САП и какие функции он выполняет?
54. Для чего используется промежуточный язык «процессор-постпроцессор»?
55. Содержание задач автоматизации проектирования технологических процессов сборки.
56. Алгоритмизация процесса проектирования технологии сборки.
57. Методы формирования и проектирования сборочных операций.
58. Классификация задач конструкторского проектирования.
59. Автоматизация проектирования режущих инструментов и инструментальных наладок.
60. Какие задачи решают при проектировании режущего инструмента на ЭВМ.
61. В чем заключается принцип поэлементного конструирования специального инструмента.
62. Автоматизация проектирования станочных приспособлений. Опишите структуру САПР приспособлений.
63. Какие функции выполняют современные САПР приспособлений.
64. Как построена информационная база САПР приспособлений.
65. Какие задачи решаются при синтезе приспособлений.
66. С какой целью создается библиотека типовых изображений. На какие группы подразделяются типовые изображения.
67. Какие основные факторы определяют экономическую эффективность автоматизации проектных работ.
68. Какие капитальные затраты требует создание и внедрение САПР.
Методические указания по выполнению контрольной работы
Вариант задания для выполнения контрольной работы выбирается по данным методическим указаниям в соответствии с номером студента в списке группы.
Контрольную работу оформлять на листах формата А4 в соответствии с ГОСТ 2.105-95. Согласно ГОСТ 2.105-95 основная надпись на первом листе содержания выполняется по форма 5, на последующих листах – основная надпись по форме 6. Чертежи должны быть выполнены в соответствии с требованиями ЕСКД.
Содержание контрольных работ.
Контрольная работа №1
1. Получить у преподавателя задание для выполнения контрольной работы индивидуально. Согласовать с преподавателем с использованием каких программных средств будет выполняться работа.
2. Дать краткую характеристику выбранного программного средства.
3. Выполнить 3–D модель заданной детали.
4. Перевести 3-D модель в 2-D модель (чертеж). Проставить размеры с учетом того, что модель будет использоваться для автоматизированной разработки программы для станка с ЧПУ.
5. Выполнить схему дерева построения моделей и дать пояснения к нему в виде текста.
Контрольная работа №2
1. Выбрать теоретический вопрос из списка по номеру в списке группы и ответить на него.
Теоретические вопросы к контрольной работе № 2.
1. Характеристика и состав автоматизированной системы управления производством (АСУП).
2. Классификация и кодирование конструкторской и технологической информации.
3. Формализованное описание конструкторской и технологической информации. Способы формализованного описания информации.
4. Алгоритмизация решений задач.
5. Сущность организации и управления технологической подготовкой производства. Модели организации и управления ТПП.
6. Автоматизированная система конструкторской подготовки производства (АСКПП).
7. Автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП).
8. Методика разработки и внедрения АСТПП.
9. Автоматизированная система организации и управления технологической подготовкой производства (АСОУТПП).
10. Характеристика и состав системы автоматизированного проектирования. Задачи, решаемые САПР. Основные задачи проектирования автоматизированных систем.
Список основной и дополнительной литературы
Основная литература
1. П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. – 360с.
2. М. CASE – технологии – современные методы и средства проектирования информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1998
3. А. Теория систем. – М.: Высш. шк., 1997
4. В. и др. Структурный анализ систем: IDEF – технологии. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 208с.
5. С. Применение средств машинной графики при решении задач технологического и конструкторского проектирования. – М.: «СТАНКИН», 1995.
Дополнительная литература
6. Г. Система инженерных и научных расчетов Matlab. В 2т. 1999
7. К. Matlab 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие. – СПб: КОРОНАпринт,2001.-400 с.
8. К. Визуальное моделирование в среде Matlab. – СПб: КОРОНАпринт, 2000
9.САПР. Системы автоматизированного проектирования. В 9-ти книгах. Под ред. И. П. Норенкова. – Минск: Высшая школа, 1987.
10.Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов. Учебник/ С. Н. Корчак, А. А. Кошин и др. Под общей ред. С. Н. Корчака. – М.: Машиностроение, 1988. – 352с.
11.Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9-ти книгах. Кн.8. Основы построения систем автоматизированного производства. Под. ред. И. М. Макарова. – М.: Высшая школа, 1986. –175с.
12. Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). – М: 1996
13. Автоматизированная система проектирования технологических процессов механосборочного производства/ под ред. М. – М. : Машиностроение, 1979. – 247с.
14. Справочник технолога-машиностроения. В 2-х томах. Под ред. А. С. Косиловой, Р. К. Мещерякова. Т.1 – М., 1986
15. Системы автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов в машиностроении. Под ред. Р. А. Аллика. Л.: Машиностроение, 1986. – 319 с.
16. Технологическая подготовка гибких производственных систем. / С. П. Мирофанов и др. - Л.: Машиностроение, 1987. – 352 с.
17. Е. Основы САПР технологических процессов: Конспект лекций / РИСХМ, Ростов н/Д, 1986. – 54 с.
18. С. Разработка алгоритмов технологических задач. Метод. указания. ДГТУ, Ростов н/Д, 1995. – 24 с.
19. Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. П. Н. Норенкова. М.: Высшая школа, 1986.
Основные порталы (построено редакторами)