Проектирование изделия, как правило, проводится на базе прототипа. Кроме изучения технических характеристик и описания прототипа, проводится патентный поиск, изучение технической литературы. Это позволяет выявить новые решения, применение которых способствует повышению качества изделия. Патентный поиск, кроме того, нужен для оценки патентной чистоты новых решений и выявления предполагаемых изобретений. Поэтому, начиная работу над проектом, необходимо подобрать литературу по теме проекта, изучить ее и сделать обзор. Обстоятельная работа над обзором значительно расширяет кругозор и является залогом успешного выполнения проекта.
Проектирование — процесс создания прототипа или прообраза предполагаемого или возможного объекта. Проект — комплект конструкторской и другой технической документации, предназначенной для создания новых видов и образцов изделий. Конструирование — процесс разработки конструкторской документации.
В соответствии с Учебным планом специальности «Автоматизация технологических процессов и производств» студенты проходят производственную практику на предприятиях машиностроительных отраслей. Поэтому важно, чтобы в преддверии ее студенты имели возмож-ность дополнительно освежить информацию о стандартизации и унификации, как изделий, так и конструкторской и другой нормативно-технической документации. Кроме этого, учитывая тот фактор, что стандарты не являются застывшей догмой, а представляют собой непрерывно изменяющиеся системы в соответствии с развитием науки и техники, учебная литература не успевает отражать их изменения и корректировки. Информация, изложенная в данном учебном пособии, учитывает изменения в стандартах осуществленные за последние пять лет.
Общепринятую классификацию изделий регламентирует ГОСТ 2.101 и устанавливает следующие виды изделий:
Деталь — изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций
Сборочная единица — изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями: свинчиванием, сваркой и т. п.
Комплекс — два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций
Комплект — два и более изделия, несоединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например: комплект запасных частей, комплект инструмента и принадлежностей.
Покупные изделия — не изготавливают на данном предприятии, а получают их в готовом виде от смежных предприятий.
К конструкторским документам относят графические и текстовые документы, которые определяют состав, устройство изделия и содержат необходимые данные для его изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта. ГОСТ 2.102 подразделяет документы на виды:
Чертеж детали — документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля
Сборочный чертеж — документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки и контроля. К сборочным чертежам также относят чертежи, по которым выполняют гидромонтаж и пневмомонтаж
Чертеж общего вида — документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие его составных частей и поясняющий принцип работы изделия
Теоретический чертеж — документ, определяющий геометрическую форму изделия и координаты расположения составных частей
Габаритный чертеж — документ, содержащий упрощенное изображение изделия с габаритными, установочными и присоединительными размерами
Электромонтажный чертеж — документ, содержащий данные, необходимые для выполнения электрического монтажа изделия
Монтажный чертеж — документ, содержащий контурное изображение изделия, а также данные, необходимые для его монтажа на месте применения. К монтажным чертежам также относят чертежи фундаментов, специально разрабатываемых для установки изделия
Упаковочный чертеж — документ, содержащий данные, необходимые для выполнения упаковывания изделия.
Схема — документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними.
Спецификация — документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта.
Ведомость спецификаций — документ, содержащий перечень всех спецификаций составных частей изделия с указанием их количества.
Ведомость ссылочных документов - документ, содержащий перечень документов, на которые имеются ссылки в конструкторских документах изделия
Ведомость покупных изделий - документ, содержащий перечень покупных изделий, примененных в разрабатываемом изделии
Ведомость разрешения применения покупных изделий - документ, содержащий перечень покупных изделий, разрешенных к применению в соответствии с ГОСТ 2.124.
Ведомость держателей подлинников — документ, содержащий перечень предприятий на которых хранят подлинники документов, разработанных и примененных для данного изделия
Ведомость технического предложения — документ, содержащий перечень документов, вошедших в техническое предложение
Ведомость эскизного проекта — документ, содержащий перечень документов, вошедших в эскизный проект
Ведомость технического проекта — документ, содержащий перечень документов, вошедших в технический проект
Пояснительная записка — документ, содержащий описание устройства и принципа действия разрабатываемого изделия, а также обоснование принятых при его разработке технических и технико-экономических решений
Технические условия — документ, содержащий требования к техническим характеристикам изделия, его изготовлению, контролю, приемке и поставке, которые нецелесообразно указывать в других конструкторских документах
Программа и методика испытаний — документ, содержащий технические данные, подлежащие проверке при испытании изделий, а также порядок и методы их контроля
Таблица — документ, содержащий в зависимости от его назначения соответствующие данные, сведенные в таблицу
Расчет — документ, содержащий расчеты параметров и величин, например, расчет размерных цепей, расчет на прочность.
Эксплуатационные документы — документы, предназначенные для использования при эксплуатации, обслуживании и ремонте изделия в процессе эксплуатации
Ремонтные документы — документы, содержащие данные для проведения ремонтных работ на специализированных — предприятиях
Инструкция — документ, содержащий указания и правила, используемые при изготовле-нии изделия.
В зависимости от стадии разработки документы подразделяются на проектные (техничес-кое предложение, эскизный проект и технический проект) и рабочие (рабочая документация). Наименования конструкторских документов, в зависимости от способа их выполнения и характера использования, следующие:
Оригиналы — документы, выполненные на любом материале и предназначенные для изготовления по ним подлинников
Подлинники — документы, оформленные подлинными установленными подписями и выполненные на любом материале, позволяющем многократное воспроизведение с них копий.
Дубликаты — копии подлинников, обеспечивающие идентичность воспроизведения подлинника, выполненные на любом материале, позволяющем снятие с них копий
Копии — документы, выполненные способом, обеспечивающим их идентичность с под-лиником или дубликатом, предназначенные для непосредственного использования, в производ-стве, эксплуатации и ремонте изделий.
Документы, предназначенные для разового использования в производстве при изготовле-нии макетов или стендов для лабораторных испытаний, допускается выполнять в виде эскизных конструкторских документов. Наименования эскизных документов, в зависимости от способа выполнения и характера их использования, аналогичны наименованиям конструкторских документов, то есть оригиналы, подлинники и другие.
Эскиз — это быстро выполненный предварительный набросок, фиксирующий замысел сооружения, механизма или отдельной его детали.
4 Стадии разработки курсового проекта
Государственный стандарт, ГОСТ 2.103-2008, устанавливает следующие стадии разработки конструкторской документации изделий для всех отраслей промышленности:
Техническое предложение (литера П) — совокупность конструкторских документов, которые должны содержать технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки документации изделия на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возможных решений изделий, сравнительной оценки решений с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий и патентные исследования. Техническое предложение после согласования и утверждения в установленном порядке является основанием для разработки эскизного проекта.
Эскизный проект (литера Э) — совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия. Эскизный проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки технического проекта или рабочей конструкторской документации.
Технический проект(литера Т) — совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации. Технический проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки рабочей конструкторской документации.
Рабочая конструкторская документация — разработка конструкторской документации, предназначенной для изготовления и испытания опытного образца, осуществляется без присвоения литеры. Корректировка конструкторской документации по результатам изготовления и предварительных испытаний опытного образца с присвоением документам литеры "О". Приемочные испытания опытного образца. Корректировка конструкторской документации по результатам приемочных испытаний опытного образца с присвоением документам литеры "О1 Изготовление и испытание установочной серии по документации с литерой "О1". Корректировка конструкторской документации по результатам изготовления и испытания установочной серии, а также оснащения технологического процесса изготовления изделия, с присвоением конструктор-ским документам литеры "А". Обязательность выполнения стадий и этапов разработки конструк-торской документации устанавливается техническим заданием на разработку.
Невозможно рассчитывать те изделия, устройство и размеры которых не зафиксированы на бумажном или ином носителе информации. Поэтому, на первом этапе курсового проектирования, необходимо вначале разработать конструкторскую документацию на изделие, а только после этого рассчитывать прочностные и эксплуатационные характеристики узлов и деталей. Поэтому первой стадией работы над проектом, в соответствии с ГОСТ 2.103, является эскизное проектирование.
Прежде чем приступить работе над эскизами, необходимо собрать и обработать информацию по заданной теме и написать обзор. Затем, используя материалы обзора и задания на курсовой проект, выполнить эскизы узлов и деталей. Эскизы рекомендуется выполнять на «миллиметровой бумаге» — ГОСТ 334-91 «Бумага масштабно-координатная. Технические условия». Миллиметровка — общеупотребительное, жаргонное название масштабно-координатной чертежной бумаги, размеченной на клетки. Тонкими линиями клетки со стороной 1мм, более толстыми — со стороной 5мм, ещё более толстыми — со стороной 10 мм. Наиболее толстыми линиями обозначены клетки со стороной 50мм. Применяется для составления профилей и эскизных чертежей. Способствует значительному сокращению времени, затрачиваемого на проведение эскизных работ.
Приступать к работе над следующим этапом, то есть к расчетной части проекта, можно только после того как преподаватель — руководитель проекта утвердит эскизный проект. В процессе расчетов и по их результатам студент осуществляет корректировку размеров деталей, и, в случае необходимости — конструкции в целом. Завершенные расчеты в распечатанном на бумаге виде и скорректированные эскизы предъявляются преподавателю для проверки и последующего утверждения.
Таким образом, следующая стадия курсового проекта — выполнение пояснительной записки и рабочей конструкторской документации — базируется на утвержденных эскизных вариантах чертежей и Пояснительной записки. По ходу выполнения заключительного этапа уточняют элементы расчетов и вносят последние дополнения и корректировки в чертежи. После чего комплект Курсового проекта в составе утвержденных эскизов, Пояснительной записки и рабочей конструкторской документации, студент передает преподавателю для проверки, утверждения и получения допуска к защите Проекта.