Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Dr inż. Piotr Chwastyk Konstrukcyjne przygotowanie produkcji Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Dr inż. Piotr Chwastyk Konstrukcyjne przygotowanie produkcji Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa."— Zapis prezentacji:

1 Dr inż. Piotr Chwastyk Konstrukcyjne przygotowanie produkcji Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Nysie Instytut Zarządzania Techniczne i organizacyjne przygotowanie produkcji

2 Idea CIM TPP wyk. II/2

3 Proces konstruowania Celem konstruowania jest tworzenie nowych obiektów technicznych. Konstrukcja jest to zapis techniczny, sporządzony w takiej formie, aby umożliwiła wytwarzanie wyrobów w danych warunkach procesu produkcyjnego. Konstrukcję uzyskuje się przez szereg kolejnych przybliżeń do koncepcji. Proces konstruowania jest procesem ciągłym, realizowanym etapami. Przy realizacji każdego następnego etapu trzeba liczyć się z tym, że będzie etap następny, należy też pamiętać, że były etapy poprzednie

4 Wstępnym etapem konstruowania jest konkretyzacja potrzeby lub potrzeb, które muszą być spełnione. (Cel) Następnie należy określić możliwości realizacji. (Ograniczenia) Są to czynniki kontrowersyjne. Taka sytuacja wymaga aby efekt konstruowania wynikał z kompromisu. W procesie konstruowania należy rozstrzygać problemy techniczne, ekonomiczne i społeczne, związane z formułowaniem, wyborem i realizacją potrzeb, a także z odpowiednim tworzeniem i podziałem środków stwarzających możliwości realizacji potrzeb. Proces konstruowania

5 Do sformułowania zadania konstrukcyjnego powinno doprowadzić badanie potrzeb i możliwości oraz analiza marketingowa. Realizując zadanie konstrukcyjne należy doprowadzić do pewnej jego idealizacji. Oznacza to stworzenie możliwie prostego, ale jeszcze dostatecznie wiernego opisu konstruowanej maszyny tzn. należy stworzyć pewien model maszyny. Do budowy tego modelu należy wykorzystać całą dostępną wiedzę, a także doświadczenia innych zawarte w zbudowanych już maszynach, czyli całą tradycję konstrukcyjną. Model ten następnie podlega badaniu. Proces konstruowania

6 Warianty opracowanych konstrukcji ocenia się na podstawie różnych kryteriów. Do typowych kryteriów uznawanych za kryteria podstawowe zaliczamy: Kryterium bezpieczeństwa Kryterium bezpieczeństwa – opracowana konstrukcja nie może stwarzać zagrożenia. Maszyny, które uznawane są za niebezpieczne w wielu krajach są pod specjalną kontrolą państwowych dozorów technicznych opracowujących przepisy dotyczące bezpieczeństwa. Podobne zadania spełniają też instytucje ubezpieczeniowe. Kryteria oceny konstrukcji

7 Kryterium niezawodności Kryterium niezawodności – jest ściśle związane z kryterium bezpieczeństwa. Uszkodzenie maszyny powoduje straty związane z jej naprawą a także straty spowodowane z unieruchomieniem jej, co wiąże się z niewykonaniem zadania. Czasami skutkiem uszkodzenia maszyny jest zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi. Awaria jednej maszyny może pociągać za sobą unieruchomienie całego układu maszyn współpracujących z nią. Zawodność maszyn powoduje duże straty materialne, jest źle odbierana przez użytkownika co może doprowadzić do braku zaufania do sprzedawcy i producenta. Kryterium masy Kryterium masy – w wielu maszynach o jakości w znacznym stopniu decyduje masa (np. samoloty). Zbyt duża masa to nadmierne zużycie energii, konieczność zastosowanie większych i mocniejszych silników, zmniejszenie parametrów eksploatacyjnych, duża materiałochłonność, itp.. Kryteria oceny konstrukcji

8 Kryterium ekonomiki eksploatacji Kryterium ekonomiki eksploatacji – wiąże się z kosztami zaopatrzenia maszyny w energię lub źródła energii (paliwa), z kosztami obsługi, konserwacji i naprawy, a wreszcie z kosztami jej przechowywania. Należy więc konstruować maszyny, aby koszty jej eksploatacji były jak najmniejsze. Kryterium technologiczności Kryterium technologiczności – maszyna powinna być możliwie łatwa do wykonania, a jej produkcja możliwie tania. Konstruktor musi przewidzieć proces produkcji poszczególnych elementów maszyny i sposób jej montażu. To wszystko zależy od możliwości produkcyjnych fabryki, od posiadanego parku maszynowego i kwalifikacji załogi. Kryterium to tym większe znaczenie, im w większej serii ma być produkowana maszyna. Drobne uproszczenie procesu technologicznego zastosowane w wielu egzemplarzach przynosi duże efekty ekonomiczne. Kryteria oceny konstrukcji

9 Kryterium ergonomii i estetyki Kryterium ergonomii i estetyki – maszyny są konstruowane dla ludzi, dlatego ich konstrukcja powinna być dla nich przyjazna, łatwa i nie męcząca. Powinna być opracowana z uwzględnieniem możliwości fizycznych człowieka, zasięgu jego rąk, zdolności postrzegania i rejestrowania sygnałów. Obsługiwanie maszyny powinno wymagać jak najmniej ruchów, a wszystkie wskaźniki, łatwo zauważalne i rozróżnialne, powinne znajdować się w polu widzenia osoby obsługującej. Pozycja przy obsłudze powinna zapewniać odpowiednią wygodę a otoczenie powinno być estetyczne i ciche oraz wolne od drgań tak, aby ograniczyć niekorzystne oddziaływanie maszyny na człowieka. Kryterium ekologiczne Kryterium ekologiczne – produkcja i eksploatacja maszyn wiąże się z zagrożeniami dla środowiska naturalnego. Konieczne jest takie konstruowanie maszyn, aby negatywne efekty ich eksploatacji minimalizować. Kryterium w dobie globalizacji staje się coraz bardziej istotne. Kryteria oceny konstrukcji

10 To nie są jedyne kryteria. Zwykle konstrukcję ocenia się z punktu widzenia wszystkich kryteriów, które mogą odgrywać mniejszą lub większą rolę. O wadze poszczególnych kryteriów decyduje konstruktor na podstawie np. badań marketingowych i w zależności od tej decyzji dokonuje wyboru optymalnego wariantu rozwiązania konstrukcyjnego. Wszystkie kryteria bezpośrednio lub pośrednio wiążą się z oceną ekonomiczną konstrukcji. Z jednej strony mamy koszty jej produkcji, eksploatacji, koszty napraw i remontów oraz ewentualnych wypadków. Z drugiej strony mamy zyski jakie osiągniemy z jej użytkowania lub jej sprzedaży. O ostatecznej ocenie konstrukcji decydują prawa rynku, chociaż nie wyłącznie. Kryteria oceny konstrukcji

11 Zadaniem biura konstrukcyjnego jest techniczne przygotowanie produkcji. Konstrukcyjne opracowanie produktu jest pierwszym i istotnym ogniwem przygotowania produkcji. Konstrukcyjne opracowanie produktu to dokładne opisanie produkowanych wyrobów: określenie kształtu, wymiarów, materiału, tolerancji wykonawczych, warunków wykonania i montażu, funkcjonowania, odbioru i eksploatacji Fazy konstrukcji: faza koncepcji, faza projektowania, faza sporządzania dokumentacji, Konstrukcyjne przygotowanie produkcji

12 TPP wyk. III/12 Ogólny schemat procesu konstruowania

13 Schemat procesu konstruowania

14 Koncepcja wyrobu na ogół obejmuje: 1. Założenia ideowe wyrobu, a więc: Podstawowe parametry użytkowo-eksploatacyjne, Cechy znamienne, jak: ciężar, gabaryty, kształt, forma wzornicza, Zgodność z normami krajowymi i zagranicznymi, Poziom jakości, Gwarancje, Podstawowe różnice pomiędzy wyrobami dotychczas wytwarzanymi i wyrobami konkurencyjnymi, Podstawowe zasady wytwarzania i konieczność zakupu nowego wyposażenia produkcyjnego, Skala produkcji i konieczność rozwoju zdolności produkcyjnych, Przewidywana cena, poziom sprzedaży, dochody ze sprzedaży, zyski, 2. Opakowanie wyrobu, zasady dystrybucji i sprzedaży, 3. Znak firmowy: indywidualny dla wyrobu, dla całej rodziny wyrobów, znak wytwórcy lub sprzedawcy

15 Do zakresu konstrukcyjnego przygotowania produkcji zalicza się: a) projektowanie wyrobu i wykonanie jego prototypu: opracowanie założeń technicznych (konstrukcyjnych) projektów wyrobów, opracowanie projektu wstępnego, opracowanie projektu technicznego, wykonanie rysunków roboczych (projektu roboczego), wykonanie i badania prototypu oraz serii informacyjnej lub próbnej b) doskonalenie konstrukcji już produkowanych wyrobów.

16 Konstrukcja wyrobu jest to zapis techniczny, sporządzony w takiej formie, aby umożliwiła wytwarzanie wyrobów w danych warunkach procesu produkcyjnego jednostkowo, seryjnie lub masowo. Konstrukcję uzyskuje się przez szereg kolejnych przybliżeń do koncepcji, poprzez projekt wstępny, techniczny, aż do dokumentacji techniczno- produkcyjnej. Ważnym uzupełnieniem jest również dokumentacja techniczno-ruchowa (eksploatacyjna) zawierająca rysunek poglądowy oraz instrukcję eksploatacji.

17 Etap opracowania Zakres opracowania Zakres opracowania podstawowego dotyczącego konstrukcji Zakres opracowania uzupełniającego dotyczącego jakości wyrobutechniki wytwarzaniaekonomiki inżynierskiej Wymagania techniczno- eksploatacyjne (WTE)  podstawowe parametry eksploatacyjne  wykaz głównych urządzeń i zespołów składowych  wykaz parametrów technicznych  wymagania odnośnie jakości i nowoczesności wyrobu  zapotrzebowanie rynkowe  wymagany orientacyjny koszt własny produktu  cena orientacyjna wyrobu Projekt wstępny (PW)  założenia konstrukcji wyrobu ze wskazaniem odmian i typów pochodnych  wykaz podzespołów, części oraz materiałów  szkice konstrukcyjne całego urządzenia  szkice ważniejszych fragmentów zespołów i wybranych części  metody badań modeli i wyniki badań  kryteria oceny jakości wyrobu  wstępne parametry techniczne wyrobu  wstępna propozycja techniki wytwarzania, strategia wytwarzania  koncepcja uruchomienia produkcji wraz z zakupami wyposażenia  wstępne parametry techniczne wyrobu  zakres prac poszczególnych etapów przygotowania produkcji  wstępna analiza techniczno-ekonomiczna  górna granica kosztów własnych wyrobu Projekt techniczny konstrukcyjny (PTK)  rysunki konstrukcyjne wyrobu  rysunki i szkice wykonawcze dla prototypu  warunki regulacji zespołów wchodzących w skład wyrobu  programy badań prototypu i wyniki badań  określenie jakości typu wyrobu  analiza technologiczności konstrukcji  projekty wstępne wykonania części i zespołów wg nowych procesów technologicznych  analiza techniczno- ekonomiczna wyników dotychczasowych prac  proponowana cena zbytu wyrobu Dokumentacja techniczno- konstrukcyjna (DTK) Dokumentacja produkcyjno- konstrukcyjna (DPK)  analiza rysunków konstrukcyjnych  normy materiałowe i inne normy  dokumentacja typowych rozwiązań konstrukcyjnych  arkusze czystości patentowej  dokumentacja eksploatacji  programy badania serii próbnej i informacyjnej i wyniki badań  warunki techniczne wyrobu  projekty techniki wytwarzania  projekty procesu produkcyjnego  koszty gwarancyjne  koszty partii próbnej informacyjnej  planowana cena zbytu

18 Użycie modeli produktu w całym cyklu życia produktu

19 Systemy CAD Składowe systemu CAD

20 Systemy CAD Urządzenia hardware’owe systemu CAD

21 Systemy CAD Architektura systemu CAD

22 Systemy CAD Rozmiary elementów a ilość zawartych informacji

23 Systemy CAD V: liczba węzłów, E: liczba krawędzi, F: liczba ścianek, S: liczba zewnętrznych i wewnętrznych szkieletów, R: liczba pierścieni na powierzchni H: liczba otworów. Elementy topologiczne w porównaniu z elementami geometrycznymi

24 Systemy CAD V-E+F= =2 2*(S-R)+H=2*(1-0)+0=2 V-E+F=2*(S-R)+H V: liczba węzłów, S: liczba zewnętrznych i wewnętrznych szkieletów E: liczba krawędzi, R: liczba pierścieni na powierzchni F: liczba ścianek, H: liczba otworów. V-E+F= 8-(12+2)+(6+1)=1 2*(S-R)+H=2*(2-2)+1=1 V-E+F= =2 2*(S-R)+H=2*(1-0)+0=2 V-E+F= 8-(12+4)+(6+2)=0 2*(S-R)+H=2*(3-4)+2=0

25 Systemy CAD Zapis rysunku w systemie CAD 2D jest to przedstawienie obiektu trójwymiarowego na dwuwymiarowej powierzchni Trójwymiarowe (3D) modele są konstruowane w przestrzeni 3D zwykle w prawoskrętnym układzie współrzędnych kartezjańskich

26 Systemy CAD

27 Modele drutowe tworzone są za pomocą tzw. geometrii wire-frame. Jest to przedstawienie obiektu za pomocą krawędzi (linii i łuków) Właściwości modelu drutowego nie występuje powiązanie pomiędzy poszczególnymi elementami niejednoznaczne przedstawienie obiektu konieczność zaznaczania krawędzi niewidocznych w celu jednoznacznej interpretacji

28 Systemy CAD Obiekt tworzony jest z elementarnych powierzchni ograniczonych krawędziami Większość elementarnych powierzchni jest typu „płat” Do opisu powierzchni stosowane są równania matematyczne Powierzchnie te poddawane operacjom obrotu lub przesuwu mogą tworzyć różnego typu bryły

29 Systemy CAD Modele bryłowe Modele CSG (Constructive Solid Geometry) tworzone z pełnych brył (tzw. solidów) Modele B-Rep (Boundary Representation) tworzone z powierzchni Model CSG (bryłowy) Jest tworzony przez łączenie prymitywów objętościowych (solidów) Do łączenia elementów stosuje się operacje Boole’a: suma, różnica, część wspólna

30 Systemy CAD Model B-Rep Powierzchnie są utworzone z elementów geometrycznych (prymitywów) Występują powiązania związki pomiędzy elementami i powierzchniami Za pomocą modelu B-Rep można przedstawić każdy obiekt, również o charakterze powierzchni swobodnej

31 Systemy CAD Wewnętrzna struktura modelu B-Rep

32 Systemy CAD Podstawowe prymitywy stosowane w modelowaniu CSG

33 Systemy CAD Przykładowe operacje Bool’a na prymitywach

34 Systemy CAD

35

36 podcięcie zewnętrzne faza zewnętrzna lewa faza zewnętrzna prawa faza wewnętrzna lewa otwór Przykład definicji elementu ze zdefiniowanych obiektów typu feature’s

37 Systemy CAD

38

39

40 Inne modele występujące w systemach CAD: modele kinematyczne – służą do przedstawienia zachowań konstrukcji podczas ruchu, modele mechaniczne – umożliwiają przedstawienie np. stanu naprężeń w konstrukcji, a także zmiany tych naprężeń podczas działania obciążeń zewnętrznych (metoda elementów skończonych MES lub metoda elementów brzegowych MEB, modele termiczne – pozwalają na ocenę zachowania się materiału pod wpływem działania źródła ciepła, modele materiałowe – umożliwiają tworzenie charakterystyk materiałowych ułatwiający dobór materiału w czasie konstruowania, modele technologiczne – służą do przygotowania danych technologicznych w celu zaplanowania procesu technologicznego (pasowania, tolerancji, sposobu obróbki), modele funkcyjne – służą właściwemu usytuowaniu elementów konstrukcji i stanowią podstawę do projektowania montażu.

41 Systemy CAD


Pobierz ppt "Dr inż. Piotr Chwastyk Konstrukcyjne przygotowanie produkcji Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa."

Podobne prezentacje


Reklamy Google