Порядок выполнения работы

1. На основании эскиза выделить в конструкции изделия элементы структуры и обозначить их на эскизе выносками с обозначениями–идентификаторами (могут быть использованы материалы лабораторной работы № 1).

2. Составить граф размерно-геометрических связей конструктивных элементов изделия для трех различных вариантов простановки размеров (рис. 2, 3, 4).

3. На основании графа составить матрицу размерно-геометрических связей элементов.

4. Составить подграфы и подматрицы баз изделия.

5. * Исследовать возможности композиции элементов изделия в комплексы.

6. * Предложить алгоритмы рассмотренных задач анализа матриц.

Примечание: Пункты, помеченные звездочкой, предусмотрены для исследовательского уровня выполнения лабораторной работы.

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры изделий, граф (матрица) размерно-геометрических связей элементов которого включает подграфы (подматрицы) 1-го, 2-го порядка?

2. Следует ли рассматривать парные центровые отверстия на оси вала как массив, либо как два элемента; почему?

3. Приведите пример, как влияют различные варианты простановки размеров для одного и того же изделия на структуру графов и матриц размерно-геометрических связей элементов?

4. Приведите пример, как влияют различные варианты простановки размеров для одного и того же изделия на состав графов и матриц размерно-геометрических связей элементов?

5. Приведите пример, как влияют различные варианты простановки размеров для одного и того же изделия на содержание графов и матриц размерно-геометрических связей элементов?

6. Как проверить, является ли размер собственным размером конструктивного элемента, а не размерно–геометрической связью элементов между собой?

7. На примере Вашего варианта выполнения лабораторной работы продемонстрируйте композицию и декомпозицию конструктивных элементов?

8. Является ли допуск непараллельности двух плоскостей параметром размерно-геометрической связи?

9. Является ли общий допуск неплоскостности двух поверхностей параметром размерно-геометрической связи?

10. Является ли взаимный допуск радиального биения двух цилиндрических поверхностей параметром размерно-геометрической связи?

11. Является ли позиционный допуск параметром размерно-геометрической связи?

12. Приведите пример одно– и двусторонней размерно-геометрической связи?

13. Как определить положение центра массива конструктивных элементов?

14. Приведите пример задания размерно-геометрической связи параметром и значением?

15. Является ли допуск соосности двух цилиндрических поверхностей параметром размерно-геометрической связи между ними или между каждой из них и общей осью?

3. Определение комплектов баз

Цель работы

Практическое ознакомление с процедурой формализации определения комплектов технологических баз изделия.

Задачи работы

Научиться определять на основе матриц размерно-геометрических связей варианты комплектов технологических баз изделия.

Научиться анализировать применимость комплектов баз.

Программно-технические средства

Работа выполняется с помощью любых текстово-графического и табличного редакторов, например WORDиEXCEL, входящих в составMSOFFICE.

Описание лабораторной работы

Определение комплектов технологических баз изделия является типовой проектной процедурой АП СТО по генерации всевозможных вариантов базирования изделия в приспособлении. Эта информация в дальнейшем может быть использована для выбора по тем или иным критериям оптимального варианта из сгенерированных. Важно отметить, что в лабораторной работе намеренно не используется информация об обработке изделия (не указываются обрабатываемые поверхности и маршрут их обработки). Это сделано для того, чтобы показать принципиальную возможность формального анализа схем базирования изделия на самых ранних стадиях его конструирования.

Процесс определения комплектов технологических баз изделия основывается на анализе построенных согласно лабораторной работе № 2 матриц размерно-геометрических связей.

Выявление комплекта технологических баз изделия заключается в следующем. В матрице выделяется главная база (см. лабораторную работу № 2). Она принимается за установочную (обычно это плоскость) или двойную направляющую (обычно это ось симметрии, ось центров) базу. Из исходной матрицы исключаются все строки и столбцы, которые не имеют непосредственных размерно-геометрических связей с главной базой (в соответствующих ячейках находятся нули). Алгоритмически это решается обнулением указанных строк и столбцов.

Далее среди выбранных элементов вновь повторяется процедура поиска элемента с наибольшим числом входящих связей. Таким образом определяются варианты направляющей базы (для изделий призматической формы). Для изделий, у которых на предыдущем этапе произведено определение двойной напрвляющей базы, этот этап пропускается.

Повторяя отмеченную процедуру ещё раз, определяем последнюю, опорную базу комплекта. На этом формирование комплектов технологических баз заканчивается.

Необходимо подчеркнуть, что важным условием выбора направляющей и опорной баз является выбор из множества элементов, которые непараллельны (лучше — ортогональны) выбранным на предыдущих этапах базам. Формирование такого множества непосредственно в процессе отбора вершин только на основании размерно-геометрического графа возможно, но трудоемко. Поэтому, в данной работе используется другой прием. Заключается он в том, что после выбора вершины-кандидата на принятие ее в качестве направляющей или опорной базы осуществляется проверка ее на непараллельность выбранным на предыдущих этапах базам. Для этого находится любой (желательно — кратчайший) путь от выбранной вершины до сравниваемых на непараллельность. Целесообразно производить его именно в направлении от выбранной вершины до ранее определенной базы (от опорной к направляющей или установочной, от направляющей к установочной).. Далее по всему этому пути производится суммирование параметров угловых связей между промежуточными вершинами. Если сумма равна нулю или кратна 180, то она из списка допустимых исключается и процедура поиска проводится заново.

На основе осуществленных таким образом процедур могут быть сформированы подматрицы комплектов баз, в которые включаются лишь строки, соответствующие конкретному комплекту баз. Эти подматрицы заносятся в информационную базу изделия, представляя набор типовых схем его базирования, из которых при необходимости будет выбираться конкретная схема, в зависимости от того, какие поверхности должны быть обработаны. Очевидно, что если хотя бы одна из этих поверхностей входит в рассматриваемый комплект баз, то он и соответствующая ему схема базирования отвергаются.

Данная задача может быть решена и на размерно-геометрическом графе. Для этого рассмотренным в лабораторной работе № 2 способом необходимо выбрать вершину, обозначающую главную базу. Она принимается за установочную или двойную направляющую (см. выше). Далее она из графа удаляется вместе с ее связями с соседними вершинами. Из оставшегося подграфа вновь выбирается вершина с наибольшим количеством входящих (приоритетно — угловых) связей, она принимается за базу второго уровня (направляющую). Вновь удаляем и ее вместе со всеми связями и повторяем поиск, теперь уже опорной базы. По аналогии с приведенными выше рассуждениями необходимо также произвести проверку баз на непараллельность.

Из полученных всевозможных вариантов комплектов баз можно сгенерировать трехуровневые графы–деревья комплектов баз. В общем случае получается несколько разветвленных, начиная со второго уровня, либо простых цепочных графов. Так же, как и подматрицы комплектов баз, эти графы представляют набор типовых схем базирования, и так же используются для выбора в конкретном технологическом контексте.