Экзаменационный билет № 10

1. Геометрическая точность изделий.

Точность большинства изделий приборостроения является важнейшей характеристикой их качества. Современные мощные и высокоскоростные машины и приборы не могут функционировать при недостаточной точности их изготовления в связи с возникновением дополнительных динамических нагрузок и вибраций, нарушающих нормальную работу изделий и вызывающих разрушение. Повышение точности изготовления деталей и сборки узлов увеличивает долговечность и надежность эксплуатации механизмов и приборов. Этим объясняется непрерывное ужесточение требований к точности изготовления деталей и приборов в целом. Если недавно в приборостроении под точным понимались детали, изготовленные в пределах допусков в несколько сотых долей миллиметра, то в настоящее время для некоторых точных изделий требуются детали с допусками на размеры в несколько микрометров или даже десятых долей микрометра. Большое значение имеет повышение точности и для процесса производства изделий. Повышение точности исходных заготовок снижает трудоемкость механической обработки, уменьшает размеры припусков на обработку заготовок и приводит к экономии металла. Получение точных и однородных заготовок на всех операциях технологического процесса является одним из непременных условий автоматизации обработки и сборки. Повышение точности механической обработки устраняет пригоночные работы на сборке, позволяет осуществить принцип взаимозаменяемости деталей и узлов и ввести поточную сборку, что не только сокращает трудоемкость последней, но также облегчает и удешевляет проведение ремонта изделий в условиях их эксплуатации. При решении проблемы точности в приборостроении технолог должен обеспечить: требуемую конструктором точность изготовления деталей и сборки прибора при одновременном достижении высокой производительности и экономичности их изготовления; необходимые средства измерения и контроля фактической точности обработки и сборки; установку допусков технологических межоперационных размеров и размеров исходных заготовок и их выполнение в ходе технологического процесса. Кроме того, технолог должен исследовать фактическую точность установленных технологических процессов и проанализировать причины возникновения погрешностей обработки и сборки. Под точностью деталей понимается их соответствие требованиям чертежа: по размерам, геометрической форме и взаимному расположению поверхностей.

Точность геометрических параметров в стандартах и других нормативных документах, а также на рабочих чертежах характеризуется минимальным Xmin и максимальным Xmax предельными размерами, нижним δxinf и верхним δxsup предельными отклонениями от номинального Xnom значения, допуском Δx и отклонением δxc середины поля допуска xc от номинального xnom значения параметра x. Половина допуска δx = Δx/2 является предельным отклонением параметра x от середины поля допуска xc.

Поле допуска формы – область в пространстве или на плоскости, внутри которой должны находиться все точки реально рассматриваемого профиля/поверхности.

Поле допуска расположения характеризуется областью в пространстве или заданной плоскости, внутри которой должен находиться прилегающий элемент или ось центр, плоскость симметрии в пределах нормируемого участка.

Квалитет – характеристика точности изготовления изделия (детали), совокупность допусков всех номинальных размеров одинаковой степени точности. 01 0 1 ... 17 – всего 19 квалитетов.

Заданную точность обработки заготовки можно достигнуть одним из двух принципиально отличных методов: пробных ходов и промеров или методом автоматического получения размеров на настроенных станках.

2. Общая характеристика системы CATIA. Структура и состав системы.

Система CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) - одна из самых распространенных САПР высокого уровня. Это комплексная система автоматизированного проектирования (CAD), технологической подготовки производства (CAM) и инженерного анализа (САЕ), включающая в себя передовой инструментарий трёхмерного моделирования, подсистемы программной имитации сложных технологических процессов, развитые средства анализа и единую базу данных текстовой и графической информации. Система позволяет эффективно решать все задачи технической подготовки производства - от внешнего (концептуального) проектирования до выпуска чертежей, спецификаций, монтажных схем и управляющих программ для станков с ЧПУ.

В настоящее время в самых различных отраслях промышленности в мире и, в частности, в России, всё большее распространение получает комплексный подход к проектированию и изготовлению машиностроительных изделий. Традиционно применяемые САПР дополняются PDM-решениями, позволяющими управлять данными и документами об изделии. Такой подход получил название «Поддержка/управление жизненным циклом изделия» (CALS-технологии, PLM-решения).

Система автоматизированного проектирования CATIA является комплексной системой CAD/CAM/CAE и широко применяется уже несколько десятилетий. Линейка PLM продуктов от компаний IBM и Dasault Systemes представлена следующими системами:ENOVIA, SmarTeam, DELMIA, CATIA. Данная PLM-система представляют собой комплексное решение по поддержке жизненного цикла изделия. Системы SmarTeam и ENOVIA относятся к классу систем PDM и обеспечивают поддержку работы с конструкторскими и производственными данными. Система DELMIA поддерживает моделирование технологических процессов. СATIA – комплексная CAD/CAM/CAE система. Функциональные возможности системы, о которых будет расказано на семинаре, позволяют решать самые разные конструкторские и технологические задачи.

3. SLS- технологии.

При SLS-технологии (Selective Laser Sintering - лазерное спекание порошковых материалов) 3D объект создаётся из порошкообразных материалов. Частицы порошка, диаметром 50-100 мкм, находящиеся в емкости, расплавляется под воздействием лазерного излучения. Лазерный луч, попадая на тонкий слой порошка, спекает порошковые частицы, которые затвердевают при охлаждении, формируя твёрдый слой. Подвижная платформа опускается. Сверху при помощи ролика наносится порошок, и процесс повторяется до полного изготовления прототипа. На рис. 7.10 представлена схема изготовления моделей методом лазерного спекания порошковых материалов.

В данной технологии строящаяся модель не нуждается в подпорках (как, например, при стереолитографии), так как нерасплавленный порошковый материал остается лежать в камере, тем самым, обеспечивая необходимую подпорку.

После построения, модель полностью окружена неиспользованным материалом. Порошок очень осторожно удаляется только после полного застывания модели, которое, в зависимости от материала, может длиться несколько часов (рис. 7.10). После очистки модель может быть подвергнута дальнейшей обработке.

Преимущество этого метода заключается в том, что наряду с пластмассами, можно изготавливать прототипы из всех материалов, которые под воздействием тепла расплавляются, а затем при охлаждении вновь отверждаются.