6.2. Классификация задач конструкторского

проектирования

Виды конструкторского проектирования приведены на рис. 35.

Геометрический синтез включает решение задач двух групп. Первая группа задач (синтез геометрических объектов) – задачи формирования (компоновки) сложных геометрических объектов из элементарных (точка, прямая, окружность, плоскость, кривая второго порядка, цилиндр, шар, пространственная кривая, отдельные детали и т.д.), объектов заданной структуры, возникающих, например, при оформлении деталировочного чертежа. Основным критерием геометрического синтеза сложных объектов является точность их воспроизведения. Вторая группа задач (синтез формы) обеспечивает получение рациональной или оптимальной формы (облика деталей), узлов или агрегатов, влияющей на качество функционирования. Данные задачи возникают на первоначальной стадии проектирования.

К типовым позиционным задачам относят: определение инцидентности точки плоской области, ограниченной замкнутыми контурами; определение координат точки пересечения прямой с криволинейным контуром или поверхностью; установление пересечения контуров и вычисление координат их точек пересечения; определение взаимного расположения плоских и пространственных областей. На основе типовых позиционных задач решаются следующие конструкторские задачи: определение факта касания или столкновения движущихся деталей, наложения деталей, проверка гарантированных зазоров между деталями, оценка погрешности обработки контуров и поверхностей деталей на станках.

Рис. 35. Классификация задач конструкторского проектирования

К метрическим задачам относят, например, вычисление длины, площади, периметра, центра масс, моментов инерции.

Р ешение задачи компоновки конструктивных элементов высшего иерархического уровня из элементов низшего иерархического уровня в большинстве случаев наиболее трудоемкая часть конструкторского проектирования, и иногда под компоновкой понимают собственно процесс конструирования. задача компоновки машиностроительных узлов обычно состоит из двух частей: эскизной и рабочей. При решении эскизной части по функциональной схеме разрабатывают общую конструкцию узла. Затем на ее основе составляют компоновку с более детальной проработкой конструкции.

Задача покрытия заключается в преобразовании функциональной схемы соединений логических элементов узла в схему соединений типовых конструктивных элементов (модулей).

В результате решения задачи разбиения осуществляется разделение на конструктивно обособленные части (узлы) схемы соединений конструктивных элементов на некотором иерархическом уровне.

Задачей размещения является определение оптимального пространственного расположения элементов конструкции.

Задача трассировки заключается в определении геометрии соединений конструктивных элементов (например, минимальная суммарная длина соединений (или максимальная длина проводов), минимальные наводки в цепях связи элементов и т.д.

6.3. Подходы к конструированию

Можно выделить два подхода к конструированию на основе компьютерных технологий.

Первый подход базируется на двумерной геометрической модели - ГИ и использовании компьютера как электронного кульмана, позволяющего значительно ускорить процесс конструирования и улучшить качество оформления КД. Центральное место в этом подходе к конструированию занимает чер­теж, который служит средством представления изделия, содержащего информацию для решения графических задач, а также для изготовления изделия. При таком подходе получение графического изображения за компью­тером будет рациональным и достаточно эффективным, если созданное ГИ используется многократно.

В основе второго подхода лежит пространственная геометрическая модель (ПГМ) изделия, которая является более наглядным спо­собом представления оригинала и более мощным и удобным инструмен­том для решения геометрических задач. Чертеж в этих условиях играет вспомогательную роль, а способы его создания основаны на методах компьютерной графики, методах отобра­жения пространственной модели.

При первом подходе (традиционный процесс конструирования) обмен информацией осуществляется на основе конструкторской, нормативно-справочной и технологической документации; при втором - на основе внутри машинного представления ГО, общей базы данных, что способ­ствует эффективному функционированию программного обеспечения САПР конкретного изделия.