Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Прикладные САПР ШУ разработаны и функционируют для ШУ с опорами качения в НПО ЭНИМС и МГТУ «Станкин», а САПР для ШУ с опорами сколыкения — в СКТБПО «Вектор» (г. Владимир). САПР ШУ предусматривает разные формы эксплуатации: 1) в соответствии с техническим заданием определяют компоновку и основные размеры одного или нескольких вариантов узла (как правило, с различными конструкциями шпиндельных опор) и для этих вариантов прогнозируют основные выходные характеристики полученных вариантов; по желанию заказчика корректируют варианты и повторно прогнозируют выходные характеристики; 2) для разработанного конструктором эскиза ШУ с помощью техники САВ/САМ оптимизируют выходные характеристики, а затем корректируют размеры узла (диаметры шеек, межопорное расстояние, вылет консоли, положение приводного элемента и др.) и прогнозируют выходные характеристики; 3) для разработанных конструктором эскизов нескольких вариантов ШУ рассчитывают выходные характеристики для численной оценки выходных характеристик вариантов и выбора лучшего из них.
В структуре САПР ШУ целесообразно иметь четыре уровня, выделенные по аналогии деления изделия на сборочные единицы и детали. , К уровню 1 САПР (блоки 1 — б на рис. 3.53) относятся собственно ШУ как законченные изделия, различающиеся по функциональному назначению, структуре и основным характеристикам, т. е.
имеющие определенный набор признаков. Выявление структуры ШУ на уровне 1 представляет собой автоматизированный поиск готовых структур, имеющихся в базе данных и удовлетворяющих максимальному числу требований, сформулированных в техническом задании на проектирование (блок 1). Задание на проектирование должно содержать сведения о типе станка и его классе точности; размерах станка, определяющих номер переднего конца шпинделя по существующим стандартам; типе переднего конца шпинделя; предпочтительных типе и конструкции опор; методе смазывания и виде смазочного материала; типе привода шпинделя и его предпочтительном расположении; режимах нагружения (могут быть заданы как в виде интервалов значений частот вращения, эффективной мощности, силы.
резания или крутящего момента, так и в виде законов распределения перечисленных величин). Кроме того, заказчик может задать дополнительно любые выходные характеристики и размеры ШУ. Данные технического задания кодируются (см. т. 1, и. 5.7.). При несоответствии выбранного варианта требованиям технического задания (блок 4) оценивают элементы компоновки и переходят на второй уровень САПР; Рис. 3.53.
Алгоритм функционирования САПР ШУ: 1 — ввод кода технического задания; 2 — синтез искодной компоновки; 8— банк исходных компоновок; 4 — анализ, согласование и утверждение технического задания; 6 в отображение элементов компоновки на экране дисплея; 6 в построение таблицы иерархии элементов компоновки; 7 †доработ компоновки, расчет параметров, оптимизация; 8 — анализ, согласование и утверждение технического проекта; У в набор подпрограмм («Виды», «Разрезы», «Спецификации» и т. д.]; 1Π— проверка соответствия элементов компоновки функциональному назначению; 11 — проверка комплектности конструкторской документации рабочего проекта; 12 — вывод на печать конструкторской до- кументации Уровень и (блоки 6 — 8) определяет все конструктивно обособлен° ные элементы У, набор которых позволяет получить обобщенную компоновку узла без искажения пространственного расположения составных частей и их взаимосвязи.
Поэтому в уровень П входят как основные узлы конструкции (передний конец шпинделя, шпиндельные опоры, межопорный участок, привод вращения шпинделя), так и обособленные детали, необходимые для получения завершенной компоновки на уровне 1 (штуцер, заглушка, кожух, цанга, втулка для крепления инструмента и др.). Форма и размеры переднего конца шпинделя зависят от типа станка, формы и размеров обрабатываемых деталей и приспособлений для зажима заготовки или инструмента. Передние 1концы шпинделей станков токарной, фрезерной и расточной групп стандартизованы, и данные о них составляют содержание соответствующего автоматизированного справочника ~Ц. Шпиндельные опоры представлены набором типовых конструкций, описание которых содержится в базе данных (блок 3).
В описание 170 входят основные размеры и характеристики опор (предельная частота вращения, нагрузочная способность, радиальная, осевая и угловая жесткость, коэффициент демпфирования, характеристики тепловыделения и др.). Справочный материал по опорам качения приведен в ~Ц. Уровень Ш (блок 9) позволяет спроектировать детали, из которых собирается ШУ, и некоторые самостоятельные детали, не вошедшие в уровень П.
Способ представления элементов на уровнях 11 и 111 контурно-табличный, причем контуры большинства деталей, составляющих ШУ, оформляются на уровне 11. Уровень 1Ч (блок 10) — элементный; в него включены все конструктивные элементы, которыми в соответствии с их функциональным назначением могут обогащаться предыдущие уровни структуры ШУ. К таким элементам относятся проточки, фаски, канавки, отверстия и т.
п. Основная проектная процедура (блоки 7 — 8) включает в себя расчет параметров шпинделя и опор, их оптимизацию, анализ результатов, доработку конструкции. Эта процедура предназначена для развития исходной компоновки до уровня полного соответствия техническому заданию и определения компоновок (конструкторских решений) основных составных частей ШУ. Выбор и развитие этой 'компоновки осуществляют на основе сочетания метода перебора имеюшихся в базе данных конструкторских решений с методом генерации конструкции. Расчет и оптимизацию параметров ШУ осуществляют по математическим моделям, описанным в п.
3.3 — 3.8. Одним из важнейших этапов автоматизированного проектирования ШУ является оптимизация его параметров. Математическая формулировка задачи оптимального проектирования ШУ требует выполнить определенную последовательность действий: определить основную систему переменных и выделить решающие расчетные параметры; сформулировать в виде неравенств или равенств все ограничения, налагаемые на расчет; сформировать математическую модель узла в виде системы необходимых выражений, связывающих различные переменные и описывающих поведение узла; выработать критерий качества, выражающий цель конструктора при проектировании узла и позволяющий определить область допустимых решений; выбрать метод поиска (оптимизации), наиболее пригодный для решаемой задачи и дающий возможность систематически и эффективно исследовать область допустимых решений для отыскания наилучших из них.
В условиях эксплуатации прикладной САПР ШУ важную роль играет автоматизированный выпуск конструкторской документации, большую часть которой составляют чертежи. Для этого применяютпакет прикладных программ обработки графической информации. Для ввода графической информации, а также обеспечения пользователю возможности оперировать ею применяют упрощенные геометрические модели графических элементов на основе контурно-табличного метода. При этом любой геометрический объект разбивается на ряд контуров, границами которых служат реальные или мнимые поверхности.
В САПР ШУ принято изображать обекты рассеченными вдоль оси без нанесения штриховки (рис. 3.54) и излишней детализации. Система координат расположена так, что ось Х проходит через ось объекта, а ось У отстоит от левого торца объекта на определенное расстояние х,. Объект разбивается на замкнутые или разомкнутые контуры 1 — 4, а также на линии О,— 1, и О,— 1, для упрощения разложения.
Всем точ- 171 Рис. 3.54. Изображение объекта проектирования (сту- пенчатого вала), полученное с помощью САПР ШУ кам излома (перегиба) контура присваивается номер начиная с нулевого. Координаты х и ц точек всех контуров хранятся в памяти или заносятся в таблицу (табл. 3.15). Классификацию элементов конструкции ШУ строят по типовому и порядковому принципам. В таблицах типовой классификации все элементы уровней П и 1П сгруппированы по конструкционным признакам 3.15. Пример записи координат точек контура объекта проектирования Координаты, мм Номер Ж. точки Номер Ю, к~оитура «О О „15 15 105 105 115 115 П р и м е ч а н и е. хо —— +100 мм. (валы, корпусы, заглушки и т.
д.). В таблицах порядковой классификации элементы уровней П и Ш расположены в порядке возрастания их номеров. Эти таблицы являются оглавлением банка данных элементов и позволяют дополнять их новыми элементами без нарушения принципа построения. С элементами базы данных можно проводить следующие операции: изменять масштаб изображения контура; идентифицировать номера контуров изображения (номер контура появляется на выносной линии); обозначать номера угловых точек любого выбранного контура; О 1 2 3 '4 5 6 7 8 9 «10 ,11 15 15 «О 60 60 ,'1 15 115 105 105 100 :100 0 5 5 10 10 ф5 '15 5 5 10 ~10 О временно изменять координаты любой точки любого контура общего изображения, при этом изображение на экране графического дисплея после соответствующей команды изменяется; временно выделять любой контур, входящий в общее изображение в любом масштабе в свободном поле экрана; обогащать структуры изображения любым количеством новых контуров с продолжением таблицы; удалять из исходного изображения любой контур или любой участок контура с соответствующей трансформацией таблицы изображения; изменять положение элемента в пространстве.
При выполнении проектных процедур пользователь имеет возможность на любой стадии вернуться как к началу, так и на любую промежуточную стадию разработки, что позволяет оперативно вести диалог с ЗВМ. Время проектирования одного ШУ средней сложности на ЛРМ 1.04 составляет 80 — 100 ч при уровне автоматизации 60%.
На рис. 3.55 представлен сборочный чертеж ШУ с опорами на газообраз- Рис. 3.55. Сборочный чертеж ШУ с газостатическими опорами, выполненный на план- шетном графопостроителе с помощью САПР ШУ ном смазочном материале и приводом от турбины, выполненный на планшетном графопостроителе. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ "' 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
