47

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

___________________________________________________________

ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Санкт-Петербург

2007

Составители: В.П. Ларин, Д.К. Шелест

Рецензент докт. техн. наук, проф. А.П. Ястребов

Рассмотрены варианты заданий на конструкторско-технологическую часть выпускных квалификационных работ (дипломных проектов и дипломных работ) специалистов, задачи, подлежащие решению при выполнении задания по каждому из вариантов, изложены вопросы организации получения задания, требования к выполнению задания, порядок отчетности. Приведены методические и справочные материалы по решению конструкторско-технологических задач.

Предназначены для дипломников специальностей 160903 (1310), 200202 (1312), 140601 (1801), 160402 (1812), 200102 (1902), 200103 (1903), 210106 (2004), 160905 (2013), 220402 (2103), 230101 (2201), 230104 (2203) всех форм обучения. Могут быть полезны для выполнения отдельных задач дипломного проектирования для дипломников специальностей кафедры - 200107 (1910), 210201 (2008), 210202 (2205).

Подготовлены кафедрой технологии аэрокосмического приборостроения и рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.

Редактор

Компьютерная верстка

С Санкт-Петербургский

государственный университет

аэрокосмического приборостроения,

2007

__________________________________________________________________________________

Сдано в набор . Подписано в печать . Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная. Усл.-печ.л. Уч.-изд.л. Тираж экз. Заказ №

__________________________________________________________________________________

Редакционно-издательский отдел

Отдел электронных публикаций и библиографии библиотеки

Отдел оперативной полиграфии

СПбГУАП

190000, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 67

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский

государственный университет

аэрокосмического приборостроения», 2007

Перечень принятых сокращений

ДП - дипломное проектирование

БНК - базовая несущая конструкция

ИМС - интегральная микросхема

НК - несущая конструкция

ОП – объект проектирования

ПП - печатная плата

ТП - технологический процесс

ТТ - технические требования

ТУ - технические условия

ЭРИ - электрорадиоизделия

Введение

Настоящие методические указания предназначены для дипломников специальностей 1310, 1801, 1812, 1902, 1903, 2201, 3302, выполняющих выпускную квалификационную работу специалиста и используются при разработке материального объекта (изделия), что является объектом проектирования в соответствии с образовательными стандартами данных специальностей. В случаях выдачи задания на разработку программного продукта, выпускающая кафедра самостоятельно решает вопрос содержания конструкторско-технологической части таких выпускных квалификационных работ.

Конструкторско-технологическая часть выпускной работы специалиста (дипломного проекта, дипломной работы) включает в себя разработку конструкции объекта и выполнение технологического проектирования. Задание по конструкторско-технологической части выдается дипломнику консультантом кафедры «Технология аэрокосмического приборостроения» (каф. № 14) сразу после выдачи задания руководителем дипломного проектирования.

В связи с тем, что в качестве выпускной работы специалиста в основном выполняются дипломные проекты, в данных методических указаниях используется аббревиатура ДП (дипломный проект) и содержание процесса - дипломное проектирование. Объект проектирования, определенный заданием на ДП (устройство, установка, блок, модуль и т.п.) в методических указаниях условно назван изделием.

Рассмотренные типовые задачи конструкторско-технологического проектирования изделия не исчерпывают возможных вариантов состава задания, определяемого спецификой темы и назначением проектируемого изделия.

При оформлении разделов конструкторско-технологической части в пояснительной записке следует пользоваться стандартами ГОСТ 2.105-95 «ЕСКД. Общие требования к текстовым документам» и ГОСТ 2.106-96 «ЕСКД. Текстовые документы». Можно воспользоваться изданием: «Методические указания дипломникам, выполняющим дипломное проектирование по кафедре «Технология аэрокосмического приборостроения».

Авторы предупреждают, что текст и иллюстрации настоящих методических указаний выполнены по издательским стандартам, отличным от ЕСКД.

1. Общие положения по выполнению конструкторско-технологической части выпускной работы специалиста

1.1. Рекомендации по выбору направления задания на конструкторско-технологическую часть выпускной работы

Современная трактовка процесса разработки вопросов конструирования и технологии заключается в совместном их выполнении, начиная с ранних этапов проектирования изделия. В нормативной документации этот принцип определен комплексом государственных стандартов «Технологическое обеспечение создания продукции» (ГОСТ Р 50995-96). Исходя из этого, каждая из отдельных задач, рассматриваемых в данных методических указаниях, является частной задачей единого цикла конструкторско-технологического проектирования. Разделение этого цикла на «конструирование» и «технологическое проектирование» является условным и проведено для удобства изложения частных задач.

Конструирование, как вид инженерной деятельности выпускника, есть многостадийный процесс выбора и отражения в конструкторской документации следующих результатов: структуры, размеров, формы изделия в целом и его частей; функциональных связей между частями и их взаимного расположения; используемых материалов и комплектующих изделий; указания на технологию изготовления и др.

Конечная цель конструирования – получение высоких значений показателей качества при обеспечении наименьшей трудоемкости изготовления.

Поиск решений при конструировании основан на логико-математическом выборе устойчивых компромиссов для удовлетворения требований задания на проектирование изделия по функциональному назначению и надежности при использовании технологий, материалов и комплектующих изделий, номенклатура и свойства которых ограничены требованиями технического задания. Поиск проводится применительно к условиям промышленного производства, проявляющим себя в ограничениях технологического и экономического характера.

Задание на дипломное проектирование должно предусматривать создание конструкции изделия на современном уровне, т.е. изделия малогабаритного, высокоэффективного и надежного, производство и эксплуатация которого потребует ограниченного расхода трудовых, энергетических и материальных ресурсов.

Технологическое проектирование является также процессом многостадийным. В зависимости от специфики темы проекта, принципов проектирования изделия и этапа проектной стадии, технология определяется принятым конструкторским решением, или наоборот, технология, установленная заданием, определяет выбор варианта конструкторского решения. В основном при дипломном проектировании технологические решения принимаются на основе результатов конструирования, т.е. на основе выбранных материалов, требований разработанных конструкторских документов и установленных объемов производства проектируемого изделия производится выбор метода технологического преобразования, разрабатывается технологический процесс, выполняется расчет технологических режимов и, при необходимости, проектируется технологическая оснастка. Все это отражается в технологической документации.

В соответствии с различными уровнями конструкторско-технологических требований образовательных стандартов специальностей, круг решаемых задач может быть отнесен к одной из стадий жизненного цикла изделия (проектирование, производство, эксплуатация) или к одному из этапов проектной стадии: НИОКР (аванпроект), техническое предложение, эскизный проект, технический проект. Объем и глубина разработки, а также состав конструкторской документации определяются требованиями нормативно-технической документации по установленной заданием стадии жизненного цикла объекта разработки.

Уровень разработки конструкции, вопросов технологии и число задач, решение которых может быть включено в задание по конструкторско-технологической части дипломного проекта по конкретной специальности, зависит от содержания квалификационных требований образовательного стандарта специальности по конструированию и технологии.

В качестве рекомендации рассмотрим различные варианты задания по конструкторско-технологической части дипломного проекта с учетом вышеприведенного подхода.

Вариант 1. Определение общих требований к конструкции изделия по его функциональному назначению и надежности. Вариант рекомендуется для проектов системного и системно-структурного уровней разработки. Определяемая группа технических требований устанавливает первичную задачу разработки, формулируется в виде ограничений или норм и может содержать следующее:

• определение связей и зависимостей между функциональными параметрами и конструктивным решением, выбор числа структурных уровней конструкции;

• выбор класса объекта установки, климатического исполнения и категории размещения изделия на объекте;

• задание массогабаритных характеристик и определение способов их обеспечения;

• определение вида закрепления изделия на объекте;

• формулировка общих требований по надежности, выбор показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности, требующих оценки и обеспечения;

• установление требований эргономики и безопасности;

• технологический анализ изделия, выбор базовых технологий для реализации конструктивных решений.

Вариант 2. Разработка конструкторско-технологических требований на выбор варианта конструкции.

Данный вариант задания по конструкторско-технологической части рекомендуется для проектов, содержащих структурно-функциональную разработку изделия с формированием функциональных модулей (узлов). Для выбора варианта конструкции изделия или его функционального модуля необходимо обоснованно установить требования на:

• технологичность конструкции;

• унификацию базовой несущей конструкции определенного структурного уровня;

• выбор базовых технологий для реализации конструктивных решений, разработка технологических требований по изготовлению изделия;

• элементную базу и тип ее конструктивного исполнения;

• устойчивость к механическим и климатическим воздействиям;

• ремонтопригодность и контролепригодность;

• обеспечение теплового режима;

• обеспечение помехоустойчивости и помехозащищенности;

• материалы и покрытия;

• эргономику и техническую эстетику.

Вариант 3. Обоснование выбора варианта конструкции изделия.

На основе разработанных требований и установленных структурных уровней производится выбор варианта конструкторского решения. Для его обоснования и оценки необходимо определить номенклатуру показателей качества, произвести подбор аналогов на основе патентного поиска и выбрать базовое изделие, удовлетворяющее современному уровню требований и имеющее высокие показатели качества конструкции. Данный вариант задания рекомендуется для дипломных проектов большинства инженерных специальностей, в образовательных стандартах которых имеются соответствующие требования к уровню конструкторско-технологической подготовки специалиста и в зависимости от содержания этих требований можно рекомендовать следующие формулировки вопросов этого варианта задания:

• анализ современного уровня требований к конструкции изделия;

• направления реализации требований по надежности;

• выбор и обоснование направления схемно-конструктивного построения;

• формирование требований по устойчивости конструкции к внешним воздействиям;

• выбор мероприятий по достижению требуемой надежности;

• разработка варианта конструкции выбранного структурного уровня изделия с обеспечением устойчивости конструкции к внешним воздействиям;

• технологическое проектирование - выбор и обоснование типовых технологических решений;

• сквозная конструкторская разработка функционального модуля изделия с выбором методов и средств технологической реализации;

• разработка мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту изделия и технологического обеспечения подлежащих выполнению работ.

Вариант 4. Разработка конструкции изделия и его конструктивных элементов. Данный вариант задания рекомендуется для дипломных проектов конструкторско-технологической направленности или для проектов, в которых предусматривается детальная разработка части (элемента) конструкции изделия.

К числу решаемых задач конструкторско-технологического проектирования в этом случае можно отнести:

• анализ современного уровня требований к конструкции изделия;

• выбор и обоснование направления схемно-конструктивного построения на базе типовых модулей или функционально-узловой синтез конструкции;

• разработка структурных уровней конструкции изделия;

• выполнение компоновочных разработок (на плоскости и (или) в пространстве);

• направления реализации требований по надежности и выбор мероприятий по достижению требуемой надежности;

• расчет показателей надежности;

• формирование требований по устойчивости конструкции к внешним воздействиям;

• расчеты устойчивости конструкции к механическим воздействиям;

• расчет теплового режима конструкции и разработка (выбор) системы охлаждения;

• анализ технологичности конструкции, разработка мероприятий по обеспечению высокого уровня технологичности, расчет показателей;

• разработка технологических процессов изготовления или технического обслуживания при эксплуатации;

• выбор технологического оборудования и проектирование технологической оснастки;

• обеспечение электромагнитной совместимости устройств;

• оценка уровня качества конструкции и эффективности ее использования;

• разработка технических условий на изделие.