Автоматизация этапов конструкторской подготовки производства узлов технологического оборудования на основе применения информационной системы поддержки проектирования : На примере шпиндельных узлов

• Автор: Щеглов, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание.
Введение

Глава 1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследования.

1.1. Состояние и тенденции развития шпиндельных узлов и их опор.

1.2. Требования, предъявляемые к шпиндельных узлам

1.3. Зависимость характеристик ШУ от внешних и внутренних факторов.

1.4. Особенности организации процесса проектирования технических систем

1.4.1. Основные принципы проектирования

1.4.2. Моделирование конструкции.

1.4.3. Требования, предъявляемые к процессу проектирования.

1.5. Автоматизированное проектирование шпиндельных узлов.
1.5.1. Основные принципы организации систем автоматизированного проектирования .
1.5.2. Общая структура систем автоматизированного проектирования.
1.5.3. Информационное обеспечение процесса проектирования
1.5.4. Использование современных систем автоматизированного проектирования при создании конструкций шпиндельных узлов.
1.6. Особенности организации информационной поддержки жизненного цикла изделия .
1.7. Цель и задачи исследования
Глава 2 Систематизация информации, используемой при проектировании шпиндельных узлов.
2.1. Трансформация процесса проектирования и современное его представление
2.1.1. Основные этапы процесса проектирования
2.1.2. Линейная схема процесса проектирования
2.1.3. Основная проектная процедура
2.1.4. Итерационная схема процесса проектирования
2.2. Особенности применения различных методов создания новых конструкций
2.2.1. Эвристические методы проектирования.
2.2.2. Алгоритмические методы проектирования.
2.3. Особенности учета экспертной информации.
2.4. Информационные массивы, используемые на различных этапах проектирования шпиндельных узлов
2.5. Процедурная модель организации информационной поддержки проектирования
СтЬфЖОям З
2.6. Выводы.
Глава 3 Разработка программно алгоритмического обеспечения информационной системы поддержки проектирования
3.1. Особенности моделирования структур баз данных
. Механизмы реализации реляционной модели.
3.2.1. Представление отношений.
3.2.2. Поддержание целостности данных
3.3. Архитектура разработанной информационной СИСТЕМЫ.
3.3.1. Концеспуальный уровень архитектуры разработанной системы
3.3.2. Составляющие элементы разработанной информационной системы
3.3.3. Особенности реализации архитектуры систем управления базами данных
3.4. Особенности использования разработанной информационной системы при
проведении расчетов конструкции.
3.4.1. Проведение расчетов с использованием математических моделей.
3.4.2. Выполнение процедур оптимизации конструкции.
3.5. Взаимодействие разработанной программы с другими системами.
3.6. Выводы
Глава 4 Применение разработанной системы информационной поддержки при проектировании шпиндельных узлов.
4.1. Общий алгоритм работы системы.
4.2. Проектирование шпиндельною узла токарного станка
4.2.1. Постановка задачи
4.2.2. Синтез конструкции.
4.2.3. Проведение комплекса математических расчетов.
4.3. Выводы.
Заключение.
Список литературы


Под нагрузочной способностью ШУ понимается допускаемый крутящий момент или мощность на шпинделе, который определяются в основном возможностями привода и нагрузочной способностью шпиндельных опор. В качестве показателя нагрузочной способности принято отношение . Для высокоскоростных отечественных элсктрошпиндслсй этот показатель составляет 0,,8 кВтмм, в ШУ токарных и фрезерных станков отношение обычно 0,2 кВтмм ,. Требования к жест кости ишныдельных узлов. Статическая и динамическая жесткость ШУ определяют величину упругих перемещений шпинделя при резании и зависят от многих факторов тина опор, способа создания и величины предварительного натяга, демпфирования в опорах, часто вращения, конструктивных размеров шпинделя и лр. Требования к жесткости ШУ отдельно не регламентированы. Требуемая жесткость ШУ может быть получена из общего баланса жесткости станка. Необходимость повышения жесткости ШУ вызвана возрастающими требованиями к динамическому качеству станков в условиях работы на тяжелых или скоростных режимах обработки и к точности обработки . Требования к жесткости ШУ могут быть обусловлены также задачей обеспечения нормальных условий работы его подшипников 8. Требовании к долговечности шпиндельных опор. Поскольку размеры шпинделей выбирают в основном по критерию жесткости, то расчетная долговечность опор по усталости многократно превышает допускаемую, поэтому расчет на долговечность имеет условный характер. Например, ресурс прецизионных подшипников качения обусловлен в большинстве случаев потерей точности вращения в связи с износом и разрезулировкой опор по данным фирмы 4 выход подшипников из строя изза усталостного разрушения наблюдается в случаев. Оценка долговечности подшипников качения по износу и методика их ускоренных испытаний в настоящее время не решенная научная проблема 9. В
значительной мере ресурс подшипников зависит от качества их изготовления и монтажа, однако и этот вопрос изучен недостаточно. В связи со сказанным, долговечность опор качения ШУ по критериям усталостных повреждений и по износу специальной регламентации не подвергается. Однако, в связи с увеличением быстроходности и, как следствие, значительным ростом инерционных нагрузок на тела качения в подшипниках соизмеримыми с нагрузками от резания в некоторых случаях обеспечение долговечности шпиндельных опор становится серьезной проблемой ,. К современному шпиндельному узлу помимо указанных выше предъявляется ряд требований, характеризующих эксплуатационные характеристики системы такие как надежность, сс общая стоимость, ремонтопригодность, технологичность изготовления и сборки н удобство в эксплуатации. Надежность. Надежность характеризует свойство шпиндельною узла сохранять требуемые показатели качества в течение всего периода эксплуатации . Основные термины и определения в области надежности ГОСТ . Надежность свойство объекта сохранять во времени свою работоспособность. Это сложное свойство, которое в зависимости от требований к длительности работы узла, условий его применения и эксплуатации характеризуется, в основном, безотказностью и долго вечностью. Безотказность свойство объекта непрерывно сохранять свою работоспособность в течение некоторого времени. В этом случае рассматривается такой период работы узла, когда не осуществляются мероприятия по поддержанию его работоспособности. Долговечность свойство узла сохранять свою работоспособность в течение всего периода эксплуатации до предельного состояния при установленной системе технического обслуживания н ремонта. При оценке долговечности учитываются тс перерывы в работе узла, которые осуществляются в соответствии с системой плановопредупреднтелыюго ремонта ППР или при осуществлении ремонта по состоянию. Основным показателем надежности является вероятность безотказной работы Р0 вероятность того, что в заданном интервале времени I Т или в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет. Допустимая величина Р1 характеризует степень опасности отказа, и поэтому, чем выше ее значение, тем, при прочих равных условиях, машина будет работать более надежно. Сопряженной характеристикой является вероятное, отказа Р1 1Р1.