1.4. Система автоматизированного производства

Усложнение конструкций изделий с целью повышения механизации и автоматизации, выполняемых ими работ, увеличение их разнообразия вызывают резкое возрастание объёма проектно-конструкторских работ (ПКР). Увеличивается число вариантов проектов, которые необходимо анализировать, становится всё труднее оценивать конкретный вариант проекта. Рутинные работы по поиску информации о стандартных элементах, материалах, ранее спроектированных конструкциях, а также работы по вычерчиванию типовых деталей стали доминирующими. Всё это привело к тому, что время проектирования возросло настолько, что в ряде случаев оно стало превосходить сроки эксплуатации изделий. Автоматизированное проектирование (АП) изменило и упорядочило технологию проектирования. В этом случае конструктор ставит задачу для ЭВМ и принимает окончательное решение, а машина обрабатывает весь объём информации и делает первичный отбор.

Для такого общения человека с ЭВМ создана и создаются системы автоматизированного проектирования (САПР).

Объектами проектирования в САПР являются изделия (детали, узлы, комплексы), технологические процессы и организационно-технические системы.

Целями создания САПР являются: повышение технико-экономического уровня проектирования объектов, сокращения сроков, уменьшение стоимости и трудоёмкости проектирования.

1.5. Взаимозаменяемость и стандартизация

Взаимозаменяемостью называется такой принцип конструирования и производства деталей, который обеспечивает возможность правильной сборки независимо изготовленных деталей и узлов без предварительного подбора или подгонки по месту.

Различают полную и неполную взаимозаменяемость. Полная взаимозаменяемость предполагает правильное соединение сопрягаемых деталей, поступивших на сборку. Для её обеспечения требуется высокая точность изготовления деталей. Неполная взаимозаменяемость обеспечивает правильное соединение деталей, изготовленных с меньшей точностью, однако при этом подобранные детали собираются так, что неточности их взаимно компенсируются, и при этом обеспечивается требуемый характер сопряжения.

Взаимозаменяемость способствует увеличению производительности труда и снижению себестоимости выпускаемой продукции, облегчает условия ремонта машин и механизмов путём замены вышедших из строя деталей и узлов запасными. Взаимозаменяемость является основой прогрессивного массового выпуска изделий.

Базой для осуществления взаимозаменяемости является стандартизация. Стандартизация – регламентирование конструкций и типоразмеров широко применяемых деталей, узлов и агрегатов. Стандартизация ускоряет проектирование, облегчает изготовление, эксплуатацию и ремонт машин и способствует увеличению надёжности изделий. Преимущества стандартизации реализуются в полной мере при централизованном изготовлении стандартных изделий на специализированных заводах. Это разгружает машиностроительные заводы от трудоёмкой работы изготовления стандартных изделий и упрощает снабжение ремонтных предприятий запасными частями. Под стандартными понимают детали, формы, и размеры которых предусмотрены стандартом. Наряду с государственными стандартами (ГОСТ), существуют стандарты отдельных отраслей (ОСТ) и предприятий (СТП).

Основой стандартизации являются ряды чисел, подчиняющиеся определённым закономерностям. ГОСТ устанавливает пять основных рядов предпочтительных чисел: Р5, Р10, Р20, Р40, Р80 со знаменателем , где n = 5, 10, 20, 40, 80. Примеры основных рядов предпочтительных чисел в интервале 1…10.

Р5: 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10;

Р10: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3 8; 10;

Численные значения членов всех рядов округлены с погрешностью не более ± 1%. Каждый более низкий ряд (например, Р5) получается изъятием членов через один из ближайшего более высокого ряда (Р10).

На базе основных рядов разработаны ряды нормальных линейных размеров с несколько большим округлением чисел по сравнению с остальными. В отличие от основных рядов ряды нормальных размеров обозначают с добавлением индекса а:

Ра5: полностью совпадает с Р5;

Ра10:1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10.

Стандарт охватывает размеры в интервале 0,001…20000 мм. Применение стандартных линейных размеров целесообразно для поверхностей, подвергаемых точной механической обработке, особенно для посадочных поверхностей, что способствует стандартизации режущего, контрольного и мерительного инструмента и облегчает настройку станков. Применять стандартные ряды для осевых размеров и для необрабатываемых поверхностей (литьё, штамповка) нерационально. В этих случаях применение стандартных рядов только усложняет процесс проектирования и изготовление деталей.