1.2. Основные этапы процесса проектирования

1.	Осознание общественной потребности в разрабатываемом изделии
2.	Техническое задание на проектирование (первичное описание)
3.	Анализ существующих технических решений
4.	Разработка функциональной схемы
5.	Разработка структурной схемы
6.	Метрический синтез механизма (синтез кинематической схемы)
7.	Статический силовой расчет при необх.
8.	Эскизный проект
9.	Кинетостатический силовой расчет
10.	Силовой расчет с учетом трения
11.	Расчет и конструирование деталей и кинематических пар (прочностные расчеты, уравновешивание, балансировка, виброзащита)
12.	Технический проект
13.	Рабочий проект (разработка рабочих чертежей деталей, разработка технологии изготовления и сборки)
14.	Изготовление опытных образцов
15.	Испытания опытных образцов
16.	Технологическая подготовка серийного производства
17.	Серийное производство изделия

Для самостоятельного ознакомления!!

1.3. Порядок (последовательность) разработки конструкторской документации согласно ескд (ескд - Единая система конструкторской документации).

Конструкторская подготовка производства включает пять основных стадий.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ

3. ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ

4.ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

5.РАБОЧАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ (РАБОЧИЙ ПРОЕКТ).

Содержание конструкторской документации определено ЕСКД (ГОСТ 2.10168 - ГОСТ 2.10968 и др.).

Рассмотрим эти стадии более подробно.

1. Техническое задание (ТЗ)  в него входит наименование и область применения изделия, основание для его разработки, цель и назначение разработки, технические требования, экономические показатели, необходимые стадии работ, порядок контроля и приемки изделия. ТЗ основывается на изучении патентов. Проведение патентованных исследований включает определение технического уровня объектов техники, тенденции развития, патентоспособности и патентной чистоты.

ТЗ согласуется в установленном порядке с заказчиком. Если исходные данные технического задания не определяют однозначно рационального конструкторского решения, то осуществляют 2-ой этап.

2. Техническое предложение  содержит технические и технико- экономические данные о целесообразности разработки изделия, а также различные варианты возможных решений. Производится сравнительная оценка этих вариантов и даются предложения по выбору оптимального варианта изделия .

На этих первых этапах рассчитываются предельные цены и экономическая эффективность от производства и использования новой продукции.

3. Эскизный проект  представляет собой совокупность конструкторских документов, которые дают представление об устройстве и принципе работы изделия, а также содержат данные, определяющие назначение, параметры и габаритные размеры нового изделия. Сущность его заключается в разработке первоначального наброска будущей продукции. Если изделие простое, то эта стадия может отсутствовать.

4. Технический проект  совокупность конструкторских документов, которые содержат окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве проектируемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации. На этой стадии выполняются следующие работы:

• Расчеты на прочность, жесткость, долговечность и т.д.;

• Разработка компоновочных чертежей, чертежей агрегатов, сборочных единиц и ответственных деталей;

• Макетирование;

• Испытания на макетах;

• Составление технических условий на эксплуатацию;

• Экономическое обоснование проекта.

5. Рабочая документация  в ее состав входят:

• Чертежи, схемы и спецификации всех сборочных единиц и комплектов;

• Технические условия и документы, регламентирующие условия эксплуатации и ремонта машин и приборов.

При подготовке производства продукции для серийного и массового производства, предусматриваются три этапа разработки рабочей документации. Разработка :

1. Опытного образца;

2. Установочных серий;

3. Установившегося производства.

Сдачей установочной серии приемочной комиссии завершается процесс отработки конструкции и формируется документация установившегося серийного или массового производства. По результатам проведения приемочных испытаний и принятия опытного образца определяется проект оптовой цены и экономический эффект от производства и использования новой техники, продукции.

ПРИМЕР СОДЕРЖАНИЯ РАБОТ

Рассмотрим ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ технических систем на примере проектирования измерительных ПРИБОРОВ.

1-й этап - ТЕХНИЧЕСКОЕ задание.

Выбор метода измерения.

Понятие метод измерения включает следующее:

• характеристики объекта измерения (ОИ),

• характеристики средства измерения (СИ),

• условия взаимодействия СИ и ОИ,

• условия проведения измерений.

На этом этапе необходимо дать ответы на следующие вопросы:

ЧТО ИЗМЕРЯТЬ? – математическая, физическая и метрологическая модели объекта.

Для «геометрических» объектов важна метрологическая интерпретация измеряемого параметра (ДИАМЕТР, ДЛИНА, ОТКЛОНЕНИЕ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ и т.д.).

ЧЕМ ИЗМЕРЯТЬ? – выбор или определение принципа действия прибора:

• Механический прибор.

• Оптический прибор.

• Пневматический прибор и т.д.

…………………………………..

КАК ИЗМЕРЯТЬ? – разработка схемы измерения, методов настройки прибора, проверка точности прибора (Метрологическое Обеспечение).

На этапе ТЗ изучается опыт создания аналогичных приборов, проводятся патентный поиск. Устанавливают сроки выполнения работ(календарный план), экономические показатели, порядок контроля и приемки изделия.

2-й этап. (Техническое предложение)-

Синтез измерительной цепи прибора.

Измерительная цепь – цепь взаимосвязанных преобразований, которые воспринимают, сравнивают, преобразуют, передают и представляют (визуализируют) измерительную информацию.

На этом этапе:

уточняют принципиальную схему,

уточняют основные схемные параметры,

определяют их допустимые отклонения.

Анализ и оптимизация схемных решений. Применение математических методов и оптимизация на ЭВМ.

От качества выполнения этого этапа существенно зависит качество проектируемого прибора.

3-й этап. Конструирование. (Эскизный и технический проекты.)

На основе применения ГОСТ ЕСКД.

На этом этапе прорабатываются следующие конструкторские и технологические аспекты:

• Технический – решение технических вопросов в соответствии с техническими требованиями ТЗ.

• Экономический - минимизация затрат на разработку и производство.

• Эстетический - придание прибору достойного внешнего вида, в соответствии с мировыми тенденциями в этой области.

• Эргономический – удобство применения, обслуживания

• Эмономический (ЭМОНОМИКА)- организация производственной среды и конструирования с точки зрения соответствия психофизиологии работающих людей.

• Экологический

Этапы конструирования (ГРЕЙМ И.А. «Элементы проектирования и расчет элементов приборов» М, Машиностроение 1972).

1. предварительное конструирование-решение наиболее общих вопросов конструкции.

2. Поиск вариантов компоновки.

3. Окончательный вариант эскизной компоновки- предварительно, частично определены габариты.

4. Разработка рабочего чертежа сборки. Вычерчивание общего вида. (ЕСКД).

5. Деталировка - рабочие чертежи деталей.

6. Формирование технических требований на конструкцию в целом и на отдельные детали.(Требования к взаимодействию элементов прибора, смазка, обслуживание, регулировка. Требования к процессу сборки прибора. Точность геометрии, термообработка, покрытия и т.д.

4-й этап. Технологическая подготовка.

• Проработка на технологичность конструкции при изготовлении и сборке.

• Корректировка конструктивных решений.

• Проектирование технологической оснастки.

5-й этап. Испытания прибора. Аттестация прибора.

При опытном производстве (на макетах и эксперим. образцах) исследование точности, надежности, производительности:

1. выявление малонадежных элементов, статистика отказов.

2. Отработка правил эксплуатации прибора.

3. Определение комплектности запчастей.

6-й этап. Разработка технической документации.

7-й этап. Разработка метрологического обеспечения (МО) спроектированного прибора.

Методы и средства поверки (определения точности) прибора.

Периодичность поверки.

Некоторые этапы проектирования будут представлены в ваших проектах по курсу «Механика». Ряд этапов будет разработан в дипломных и курсовых работах.