1.2. Порядок составления и утверждения задания на конструкторско-технологическую часть дипломного проекта

Следует принять во внимание, что при разработке вопросов конструирования, консультант по конструкторско-технологической части оценивает предложения, даваемые дипломником и консультирует по частным технологическим вопросам и конструкторским расчетам.

С типовыми конструкциями и приемами конструирования для класса аппаратуры, к которому принадлежит разрабатываемое в ДП изделие, дипломника должен ознакомить руководитель ДП, на котором лежит ответственность за правильную ориентацию дипломника в этих вопросах. Разделы конструкторско-технологической части целесообразно выполнить в той последовательности, в которой они приведены в настоящих указаниях.

Устанавливается следующий порядок составления и утверждения задания на конструкторско-технологическую часть ДП:

• дипломник с помощью руководителя ДП выбирает один из вариантов конструкторско-технологической части, в наибольшей степени соответствующий задаче конкретного ДП;

• из задач, перечисленных для выбранного варианта, составляется задание на конструкторско-технологическое проектирование на основе конкретных задач, наиболее целесообразных для решения из числа рассматриваемых в разделах 2.1, 2.2, 3.1 методических указаний;

• свои предложения дипломник формулирует консультанту по конструкторско-технологической части ДП, аргументируя их ссылкой на предъявленное задание на ДП;

• задание по конструкторско-технологической части, согласованное с консультантом вносится в задание на ДП и подписывается им;

• вопросы задания подлежат анализу, уточнению и обоснованию во вводном разделе конструкторско-технологической части пояснительной записки;

• черновые тексты отдельных разделов пояснительной записки и чертежно-графические материалы (или весь материал конструкторско-технологической части) сдаются на проверку консультанту и после исправления его замечаний – переписываются;

• фамилия консультанта вносится в соответствующую строку титульного листа пояснительной записки и при полной готовности текста и графического материала конструкторско-технологической части дипломник получает подпись консультанта на титульном листе;

• конструкторские и технологические чертежи, включенные в задание на конструкторско-технологическую часть ДП, также контролируются и подписываются консультантом (в графе «Т. контроль» штампа чертежа).

2. Методические указания к выполнению разработки конструкции при дипломном проектировании

2.1. Разработка общего компоновочного решения (облика конструкции)

Разработка конструкции базируется на исходных данных технического задания на ДП, на данных, полученных при разработке технических требований, технического предложения и результатах системного проектирования изделия.

Основная цель раздела - дать конструкторские решения, которые бы определяли принцип построения и вид конструкции, позволяющий решать наилучшим образом функциональные, технологические и эксплуатационные задачи. Качество конструирования во многом зависит от полноты и правильности формирования исходных требований и ограничений.

Всю совокупность требований, которые должны быть реализованы при разработке конструкции изделия, разбивают на следующие группы:

а) конструкторские:

- назначение, размещение прибора (стационарная, переносная, возимая, носимая, бортовая и т. д.);

- условия окружающей среды;

- конструктивная обособленность (прибор, комплекс, стенд, блок, субблок, узел, совокупность отдельных модулей);

- условия сопряжения (для блоков, субблоков, узлов) с конструкцией верхнего иерархического уровня - рамой, стойкой, шкафом, блоком; обеспечение механического (фиксация, крепление блоков, узлов) и электрического (электрические соединителя, жгутовые соединения и т.д.) соединения;

- требования к несущей конструкции и данные о базовой несущей конструкции, применяемой для изделий данного типа;

- массогабаритные ограничения;

- структурное членение изделия (число блоков в комплексе, стенде, стойке; модулей в приборе, блоке и др.), применяемое в аналогичных конструкциях;

- методы и конструктивные приемы обеспечения нормальных режимов прибора;

б) эксплуатационные:

- наличие органов управления и регулировки, установленных при разработке схемы изделия и необходимых для использования изделия по назначению;

- необходимость в элементах контроля состояния, диагностики и фиксации отказов изделия или его модулей, месторасположение этих элементов в соответствии с уровнем требований ремонтопригодности;

- определение требований к к принципам устранения отказов и их последствий;

- принятие решения по резервированию для повышения надежности прибора;

- обеспечение безопасности эксплуатации и необходимых условий обслуживания изделия;

в) технологические:

- максимальная взаимозаменяемость элементов конструкции при изготовлении и ремонте изделия;

- необходимость в разработке специальных конструкций деталей, узлов, необходимость в предварительной сортировке, подборе элементов, регулировке, настройке при сборке и др.;

- установление необходимых значений точностных характеристик изготовления деталей, класса точности изготовления печатных плат, допусков на сборку и др.;

- установление требований к обеспечению приспособленности конструкции к заданному виду производства (массовое, серийное, мелкосерийное, единичное);

г) экономические:

- экономические требования в зависимости от предполагаемой серийности производства;

- экономические требования конкурентоспособности.

Таким образом, разработке конструкции должен предшествовать детальный анализ исходных данных и установление требований на ее разработку.

Непосредственно разработка конструкции изделия может быть выполнена в три этапа:

• разработка общего компоновочного решения;

• проектирование элементов конструкции, выполнение расчетов, необходимость в которых обоснована в предыдущем разделе;

• формирование надежности изделия, ее обеспечение и поддержание, разработка технических условий (ТУ) и разработка конструкторской документации.

На этапе разработки общего компоновочного решения для конструкции изделия рассматривают следующие вопросы: анализ базовых несущих конструкций (БНК); выбор и обоснование варианта БНК или аргументированное обоснование оригинального конструкторского решения; выбор варианта компоновки изделия; выбор типа электрического монтажа; выбор способов защиты от дестабилизирующих факторов; предварительный выбор способа обеспечения нормального теплового режима; выбор конструкторских решений, обеспечивающих удобство эксплуатации и ремонта; принятие решений по обеспечению базовых требований стандартизации, унификации и технологичности конструкции.

Выбор варианта компоновки проектируемого изделия выполняют на основе разбиения электрической принципиальной схемы на функционально и конструктивно самостоятельные (законченные) части и предварительное закрепление за каждой определенного типоразмера модуля выбранной системы БНК. Затем решается вопрос о взаимном пространственном расположении полученного количества конструкций функциональных модулей. Выбирается способ электрического соединения модулей между собой и с входными и выходными элементами объекта, ориентировочно выбираются расстояния между конструктивными модулями и расстояния до элементов конструкции, обеспечивающих жесткость и внешнюю защиту (корпуса, кожуха и т.п.). Далее решается задача предварительного размещения органов управления, индикации, внешней коммутации и т.п. Полученная предварительная общая компоновка изделия является исходной для выполнения детальных разработок, определительных и проверочных расчетов.

Выбор типа электрического монтажа производят исходя из современных видов монтажа и предполагаемой серийности изготовления объекта проектирования. Помимо вида монтажа компонентов на монтажных основаниях электронных и электрических модулей, окончательно устанавливают способы межмодульного, внутриблочного и межблочного электрического монтажа, способы ввода в изделие внешних электрических цепей.

Выбор способов защиты от дестабилизирующих факторов выполняется предварительно, так как требует проверочных расчетов. В основном эти мероприятия касаются способов защиты от внешних воздействий. Определяют необходимость и вид защиты как для всего изделия в целом, так и для отдельных его блоков, модулей и наиболее ответственных сборочных единиц и деталей от климатических, механических воздействий, помехонесущих полей и др. Здесь выбирается только принципиальный вид защит без детальной конструкторско-технологической проработки и расчетов. Это касается и способа обеспечения нормального теплового режима. Например, выбирается (с обоснованием) вариант естественного воздушного охлаждения изделия, что в дальнейшем подлежит проверке расчетами.

При выборе конструкторских решений, обеспечивающих удобство эксплуатации и ремонта определяются: возможность и доступность замены модулей, отдельных элементов и деталей с ограниченной наработкой; доступность к электрическим соединителям; возможность демонтажа (перепайки) компонентов, если это допустимо по техническим условиям; доступность в проведении контроля параметров без разборки при штатных проверках и при поиске неисправностей; обеспечение эргономических и органолептических требований по размещению органов управления, контроля и защиты.

Для обеспечения требований стандартизации, унификации и технологичности конструкции принимают решения по необходимому уровню базовых показателей, которые должны быть достигнуты в ходе проектирования, номенклатуре применяемых комплектующих изделий, материалов, крепежных деталей и технологических процессов. Если намеченная к использованию система БНК еще недостаточно обоснована, выполняется детальное обоснование предпочтительности ее применения с анализом обеспечения ранее рассмотренных конструкторских решений.