Введение
Преддипломная практика была пройдена на предприятие ОАО «Пензадизельмаш». Практика является основной для сбора информации для выполнения и защиты дипломного проекта. Она проводится при прямом и косвенном участии в процессе производства двигателей внутреннего сгорания.
За время прохождения практики были поставлены задачи:
1. Изучить должностные и функциональные обязанности инженера-конструктора (инженера-исследователя);
2. Ознакомится с программными продуктами, используемыми в ОГК при конструкции ДВС;
3. Изучить основную руководящую документацию, связанную с обеспечение процесса разработки и конструирования дизельных ДВС;
4. В соответствии с темой ДП осуществить подбор потребителя энергии и определится с режимами и условиями его эксплуатации;
5.Провести информационно-патентный обзор технических решений;
6. Проверить и систематизировать материал конструкторского раздела пояснительной записки;
7. В соответствии с выбранной деталью или сборочным узлом подобрать материал для выполнения технического раздела ДП;
8. Ознакомится с методикой оценки технико-экономического эффекта используемого на предприятии приоценки эффективности;
9. Ознакомится с основными руководящими документами по обеспечению мер безопасности;
10. Подготовить презентацию по материалам преддипломной практики и доклад;
11. Представить 3D модели корпусных деталей проектируемого ДВС сопряженных с подвижными деталями КШМ (поршни, шатуны, коленчатый вал).
Должностные обязанности инженера-конструктора
Инженер-конструктор разрабатывает эскизные, технические и рабочие проекты особо сложных, сложных и средней сложности изделий, используя средства автоматизации проектирования, передовой опыт разработки конкурентоспособных изделий, обеспечивает при этом соответствие разрабатываемых конструкций техническим заданиям, стандартам, нормам охраны труда, требованиям наиболее экономичной технологии производства, а также использование в них стандартизованных и унифицированных деталей и сборочных единиц.
Проводит патентные исследования и определяет показатели технического уровня проектируемых изделий. Составляет кинематические схемы, общие компоновки и теоретические увязки отдельных элементов конструкций на основании принципиальных схем и эскизных проектов, проверяет рабочие проекты и осуществляет контроль чертежей по специальности или профилю работы, снимает эскизы сложных деталей с натуры и выполняет сложные деталировки.
Проводит технические расчеты по проектам, технико-экономический и функционально-стоимостной и анализ эффективности проектируемых конструкций, а также расчет рисков при разработке новых изделий, составляет инструкции по эксплуатации конструкций, пояснительные записки к ним, карты технического уровня, паспорта (в том числе патентные и лицензионные), программы испытаний, технические условия, извещения об изменениях в ранее разработанных чертежах и другую техническую документацию. Изучает и анализирует поступающую от других предприятий конструкторскую документацию в целях ее использования при проектировании и конструировании.
Согласовывает разрабатываемые проекты с другими подразделениями предприятия, представителями заказчиков и органов надзора, экономически обосновывает разрабатываемые конструкции. Участвует в монтаже, наладке, испытаниях и сдаче в эксплуатацию опытных образцов изделий, узлов, систем и деталей новых и модернизированных конструкций выпускаемой предприятием продукции, в составлении заявок на изобретения и промышленные образцы, а также в работах по совершенствованию, модернизации, унификации конструируемых изделий, их элементов и в разработке проектов стандартов и сертификатов.
Дает отзывы и заключения на проекты стандартов, рационализаторские предложения и изобретения, касающиеся отдельных элементов и сборочных единиц.
ПрограммыСАПР, используемые в ОГК при
Конструирование ДВС
САПР (CAD или CADD) — система автоматизированного проектирования. Программный пакет, который призван создавать конструкторскую и технологическую документацию,3-D модели и чертежи.
На ОАО «Пензадизельмаш» в качестве САПР используется Siemens NX 8.5
Siemens Unigraphics NX – это лидирующая CAD/CAM/CAE система, построенная на лучших технологиях, предназначенных для создания изделий любой сложности. Основная задача системы в конечном итоге состоит в сокращении стоимости создания изделия, улучшения его качества и сокращении сроков выхода на рынок.
Промышленный дизайн
Средства промышленного дизайна в NX предназначены для моделирования поверхностей свободной формы, анализа и редактирования поверхностей визуализации, автомобильного дизайна, решения задач обратной разработки, интеграции с конструкторскими САПР (CAD), средствами инженерного анализа (CAE) и технологическими САПР (CAM).
Разработка механических систем
NX позволяет выполнить моделирование деталей и сборок изделия,
провести анализ пересечений и расчет массы, подготовить 2D-документацию — чертежи или 3D-документацию с использованием PMI (размеры и аннотации наносятся на 3D-модель).
Разработка электромеханических систем
Средства создания электромеханики в NX дают возможность сочетать в изделии механические элементы, электрическую проводку и информацию о логическом подключении. NX RoutingHarness — средства для прокладки жгутов в изделиях. Система позволяет производить обмен кабельным журналом с ECAD-системами (например:E3.series, Electric, MentorGraphics и другими). Создавать 3D-представление жгута в изделии, выполнять проверки, создавать документацию и готовить информацию для производства.
Инженерный анализ (CAE)
Набор средств инженерного анализа в системе NX представляет из себя модуль NX AdvancedSimulation, состоящий из пре-/постпроцессора NX Advanced FEM и подключаемых к интерфейсу расчетных решателей[4][5]. Данная система может работать как независимо, так и под управлением Teamcenter[6].
В качестве расчетных (CAE) модулей выделяют NX Nastran для решения задач механики твердых деформируемых тел, NX Thermal для решения тепловых задач и NX Flow для решения задач гидрогазодинамики.
Программирование станков с ЧПУ (CAM)
NX CAM — модуль подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ[7]. Поддерживает различные виды обработки: токарную обработку, фрезерную обработку на 3-5 осевых станках с ЧПУ, токарно-фрезерную, электроэрозионную проволочную обработку. Система NX CAM поддерживает прогрессивные виды обработки и оборудование: высокоскоростное фрезерование, обработку на основе элементов, токарно-
фрезерные многофункциональные станки. Содержит встроенный модуль симуляции обработки на станке, работающий в кодах управляющей программы (G-кодах), который используется для анализа УП и обеспечивает контроль столкновений.
Так же на предприятие используется система автоматизированного проектирования «Компас».
«Ко́мпас» — семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД и СПДС.
Разрабатывается российской компанией «Аскон». Название линейки является акронимом от фразы «комплекс автоматизированных систем», в торговых марках используется написание заглавными буквами — «КОМПАС».
Программы данного семейства автоматически генерируют ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.
Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели. Имеется возможность связи трёхмерных моделей и чертежей со спецификациями, то есть при «надлежащем» проектировании спецификация может быть получена автоматически; кроме того, изменения в чертеже или модели будут передаваться в спецификацию, и наоборот.
Основные компоненты «Компас-3D» — собственно система трёхмерного твердотельного моделирования, универсальная система автоматизированного проектирования «Компас-График» и модуль проектирования спецификаций.
Система «Компас-3D» предназначена для создания трёхмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, содержащих как оригинальные, так и стандартизованные конструктивные элементы. Параметрическая технология позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Многочисленные сервисные функции облегчают решение вспомогательных задач проектирования и обслуживания производства.
MATLAB - это высокоуровневый язык и интерактивная среда для программирования, численных расчетов и визуализации результатов. С помощью MATLAB можно анализировать данные, разрабатывать алгоритмы, создавать модели и приложения.
Язык, инструментарий и встроенные математические функции позволяют вам исследовать различные подходы и получать решение быстрее, чем с использованием электронных таблиц или традиционных языков программирования, таких как C/C++ или Java.
MATLAB широко используется в таких областях, как:
- обработка сигналов и связь;
- обработка изображений и видео;
- системы управления;
- автоматизация тестирования и измерений;
- финансовый инжиниринг;
Более миллиона инженеров и ученых по всем миру используют MATLAB в качестве языка технических вычислений.
MATLAB по сравнению с традиционными языками программирования (C/C++, Java, Pascal, FORTRAN) позволяет на порядок сократить время решения типовых задач и значительно упрощает разработку новых алгоритмов.
MATLAB представляет собой основу всего семейства продуктов MathWorks и является главным инструментом для решения широкого спектра научных и прикладных задач, в таких областях как: моделирование объектов и разработка систем управления, проектирование коммуникационных систем, обработка сигналов и изображений, измерение сигналов и тестирование, финансовое моделирование, вычислительная биология и др.
Ядро MATLAB позволяет максимально просто работать с матрицами реальных, комплексных и аналитических типов данных и со структурами данных и таблицами поиска.
MATLAB cодержит встроенные функции линейной алгебры (LAPACK, BLAS), быстрого преобразования Фурье (FFTW), функции для работы с полиномами, функции базовой статистики и численного решения дифференциальных уравнений; расширенные математические библиотеки для Intel MKL.
Mathcad — система компьютерной алгебры из класса систем автоматизированного проектирования, ориентированная на подготовку интерактивных документов с вычислениями и визуальным сопровождением, отличается легкостью использования и применения для коллективной работы.
Mathcad был задуман и первоначально написан Алленом Раздовом из Массачусетского технологического института (MIT), соучредителем компании Mathsoft, которая с 2006 года является частью корпорации PTC(ParametricTechnologyCorporation).
Mathcad имеет интуитивный и простой для использования интерфейс пользователя. Для ввода формул и данных можно использовать как клавиатуру, так и специальные панели инструментов.
Mathcad содержит сотни операторов и встроенных функций для решения различных технических задач. Программа позволяет выполнять численные и символьные вычисления, производить операции со скалярными величинами, векторами и матрицами, автоматически переводить одни единицы измерения в другие.
Среди возможностей Mathcad можно выделить:
· Решение дифференциальных уравнений, в том числе и численными методами
· Построение двумерных и трёхмерных графиков функций (в разных системах координат, контурные, векторные и т. д.)
· Использование греческого алфавита как в уравнениях, так и в тексте
· Выполнение вычислений в символьном режиме
· Выполнение операций с векторами и матрицами
· Символьное решение систем уравнений
· Аппроксимация кривых
· Выполнение подпрограмм
· Поиск корней многочленов и функций
· Проведение статистических расчётов и работа с распределением вероятностей
· Поиск собственных чисел и векторов
· Вычисления с единицами измерения
· Интеграция с САПР-системами, использование результатов вычислений в качестве управляющих параметров
С помощью Mathcad инженеры могут документировать все вычисления в процессе их проведения.
Основная руководящая документация
Основной руководящей документацией на заводе ОАО «Пензадизельмаш» является Единая система конструкторской документации (ЕСКД) – комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила, требования и нормы по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании, разработке, изготовлении, контроле, приёмке, эксплуатации, ремонте, утилизации).
Основное назначение стандартов ЕСКД состоит в установлении единых оптимальных правил, требований и норм выполнения, оформления и обращения конструкторской документации, которые обеспечивают:
1. Применение современных методов и средств на всех стадиях жизненного
цикла изделия;
2. возможность взаимообмена конструкторской документацией без её переоформления;
3. оптимальную комплектность конструкторской документации;
4. механизацию и автоматизацию обработки конструкторских документов и содержащейся в них информации;
5. высокое качество изделий;
6. наличие в конструкторской документации требований, обеспечивающих безопасность использования изделий для жизни и здоровья потребителей, окружающей среды, а также предотвращение причинения вреда имуществу;
7. возможность расширения унификации и стандартизации при проектировании изделий и разработке конструкторской документации;
8. возможность проведения сертификации изделий;
9. сокращение сроков и снижение трудоёмкости подготовки производства;
10. правильную эксплуатацию изделий;
11. оперативную подготовку документации для быстрой переналадки действующего производства;
12. упрощение форм конструкторских документов и графических изображений;
13. возможность создания и ведения единой информационной базы;
14. возможность гармонизации стандартов ЕСКД с международными стандартами (ИСО, МЭК) в области конструкторской документации;
15. возможность информационного обеспечения поддержки жизненного цикла изделия.
Стандарты ЕСКД распространяются на изделия машиностроения и приборостроения. Область распространения отдельных стандартов расширена, что оговорено во введении к ним.
Поскольку ЕСКД представляет собой набор стандартов, в настоящее время её применение на территории РФ носит рекомендательный характер, то есть ЕСКД применяется на добровольной основе (если иное не предусмотрено договором, контрактом, отдельными законами, решением суда и т. п.).