1.2. Процесс проектирования кузнечно-штамповочного оборудования как объект автоматизации

Процесс проектирования кузнечно-штамповочного оборудования заключается в разработке конструкторской документации, необходимой для изготовления кузнечно-штамповочного оборудования. Современные системы автоматизированного проектирования предоставляют широкие возможности конструкторам и способны выявлять все особенности функционирования проектируемого изделия и в значительной степени позволяют упрощать технологию изготовления и процесс проектирования. К настоящему времени сформировались все необходимые предпосылки создания системы автоматизированного проектирования кузнечно-штамповочного оборудования. Уже известны и широко применяются решения для восьми уровней автоматизации процесса проектирования:

1) автоматизированный расчет;

2) машинное моделирование;

3) машинные испытания;

4) автоматизированное оптимальное проектирование;

5) машинная графика;

6) автоматизированное конструирование;

7) автоматизированное проектирование;

8) автоматическое проектирование.

Для того, чтобы ЭВМ могла самостоятельно принимать решения, необходимо иметь необходимый набор эвристических программ, перечень которых дан в таблице 1.

Таблица 1

Цель применения ЭВМ	Математическое обеспечение
Статический расчет	Численные методы решения алгебраических и трансцендентных уравнений
Динамический расчет	Методы решения дифференциальных уравнений
Расчет в условиях неопределенных параметров	Методы индетификации и планирования эксперимента, математическая статистика, теория массового обслуживания
Расчет оптимальных параметров	Методы параметрической оптимизации
Геометрические расчеты, выполнение чертежных работ	Аналитическая геометрия, векторная алгебра, дифференциальная геометрия, методы аппроксимации

Окончание таблицы 1

Цель применения ЭВМ	Математическое обеспечение
Компоновка конструкции	Теория графов, комбинаторика, дискретное программирование
Схемотехническое проектирование
Концептуальное проектирование	Эвристическое программирование
Любое автоматизированное проектирование и вычисление в настоящее время основывается на математической модели объекта проектирования, которая описывает изучаемое явление и позволяет предсказывать его развитие. С учетом процедур синтеза и анализа каждой перечисленной задаче будет соответствовать своя математическая модель объекта проектирования. Математическая модель в общем случае есть совокупность математических выражений, находящихся в некотором отношении. В соответствии с принятой математической моделью объекта проектирования процесс получения проектных решений при автоматизации инженерных расчетов может быть представлен схемой, приведенной на рис. 7. Инженерная методика расчета проектных параметров и проверочные расчеты закладываются в виде программы в память ЭВМ.		Рис. 7. Этапы подготовки задачи к решению на ЭВМ

Окончательное формирование составляющих математической модели происходит при ее реализации на ЭВМ, т.е. при построении машинной модели.

Этапы приведения математической модели к машинному виду показаны на рис. 8.

Рис. 8. Схема процесса автоматизированного расчета

Согласно ему сначала выбирается метод решения уравнений математической модели (этап 1), затем анализируется математическое обеспечение ЭВМ, т.е. пригодность прикладных программ для решения данной математической модели подобранными методами (этап II). Если имеющееся математическое обеспечение полностью не обеспечивает решение уравнений модели, то выбираются соответствующие методы ее решения.

Далее (этап III) математическая модель приводится к виду, удобному для решения на ЭВМ выбранными методами с учетом прикладных подпрограмм ЭВМ, если такие были подобраны. На этом этапе может выполняться аппроксимация функций и приведение уравнений математической модели к стандартному виду. На этапе IV составляется схема алгоритма решения, затем выбирается язык программирования (этап V), составляется программа (VI), вводится и отлаживается программа (VII).

Порядок работы с рассматриваемыми программными средствами заключается в следующем. Конструктор с помощью стандартных процедур вызова операционной системы, в которой он работает, открывает необходимую программу и вводит исходные данные, к которым в основном относятся значения некоторых параметров x1, значения показателя качества P0 и ограничений y0. Остальные сведения должны иметься в банке данных, представленном в виде таблиц и значений аналитический функций.

Далее вычисляются остальные проектные параметры, текущие значения показателей качества и ограничений. Если условия ограничений и заданные показатели качества выполняются, расчет заканчивается, в противном случае конструктор должен задать новые исходные данные. Необходимо так же иметь ввиду, что часто в роли ограничений используются значения показателей качества.

Общесистемными составляющими функции качества являются критерии точности, устойчивости и эффективности. При расчете деталей кузнечно-штамповочных машин показатели точности, устойчивости и эффективности.

При расчете деталей машин показатели точности и устойчивости в основном характеризуют их геометрию, т.е. сохранения формы под действием различных нагрузок (силовых, тепловых, изнашивающих). Эффективность выполнения деталями своих функций в станке обеспечивается их долговечностью.

В свою очередь эта характеристика определяется статической и усталостной прочностью детали.

В основном при расчете станочных деталей ограничения строятся на базе обеспечения заданной прочности и устойчивости, а показатели качества – на базе параметров, определяющих точность кузнечно-штамповочных машин.