Разработка 3D моделей и комплекта конструкторско- технологической документации дисковода

Содержание

 

Введение ………………………………………………………………………..	4
1 Описание CAD/CAM/CAE ………………………………………………….	5
2 Назначение и состав дисковода …………………………………………….	8
3 Управление инженерными данными  об изделии на основе PDM-систем .	10
4 Управление жизненным циклом  изделия на основе PLM-систем ………	14
5 Порядок проектирования и разработки  дисковода ……………………….	17
6 Порядок разработки технологической  документации ……………………	20
7 Расчет веса деталей дисковода ……………………………………………..	22
8 Преимущества применения САПР  для разработки изделия …………….	23
Заключение …………………………………………………………………….	25
Список использованных источников ………………………………………..	26
Приложение А. 3D модели деталей и 3D модель сборки
Приложение Б. Чертежи деталей  и спецификация дисковода
Приложение В. Технологический процесс сборки дисковода и ведомость материалов

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение  качества разработки проектов - важнейшие  проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук  отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов.

Системы автоматизированного проектирования (САПР), базирующиеся на технологиях  объемного параметрического моделирования, уже давно стали промышленным стандартом для проектирования конкурентоспособной продукции. Поскольку процесс проектирования носит итерационный характер, проектировщик вынужден неоднократно вносить изменения в проект с целью улучшения технических характеристик проектируемого объекта. Контролировать эти изменения вручную достаточно сложно, учитывая большое количество варьируемых проектных параметров. Ошибки, допущенные на ранних этапах проектирования, могут коренным образом повлиять на характеристики разрабатываемого изделия и существенно снизить его конкурентоспособность. В связи с этим вопрос автоматизации проектирования для большинства предприятий и конструкторских бюро приобретает в настоящий момент особую актуальность. Качественный выигрыш от использования САПР достигается за счет увеличения степени типизации принимаемых проектных решений, а также за счет принципиальной возможности при меньших издержках решать более сложные технические задачи. 
           1 Описание CAD/CAM/CAE

 

CAD-системы (сomputer-aided design  - компьютерная поддержка проектирования) предназначены для решения конструкторских задач и оформления конструкторской документации (более привычно они именуются системами автоматизированного проектирования САПР). Как правило, в современные CAD-системы входят модули моделирования трехмерной объемной конструкции (детали) и оформления чертежей и текстовой конструкторской документации (спецификаций, ведомостей и т.д.). Ведущие трехмерные CAD-системы позволяют реализовать идею сквозного цикла подготовки и производства сложных промышленных изделий.

В свою очередь, CAM-системы (computer-aided manufacturing компьютерная поддержка изготовления) предназначены для проектирования обработки изделий на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и выдачи программ для этих станков (фрезерных, сверлильных, эрозионных, пробивных, токарных, шлифовальных и др.). CAM-системы еще называют системами технологической подготовки производства. В настоящее время они являются практически единственным способом для изготовления сложнопрофильных деталей и сокращения цикла их производства. В CAM-системах используется трехмерная модель детали, созданная в CAD-системе.

САЕ-системы (computer-aided engineering поддержка инженерных расчетов) представляют собой обширный класс систем, каждая из которых позволяет решать определенную расчетную задачу (группу задач), начиная от расчетов на прочность, анализа и моделирования тепловых процессов до расчетов гидравлических систем и машин, расчетов процессов литья. В CAЕ-системах также используется трехмерная модель изделия, созданная в CAD-системе. CAE-системы еще называют системами инженерного анализа.

Общая классификация CAD/CAM/CAE-систем.

За многолетний период существования CAD/CAM/CAE-систем сложилась их общепринятая международная классификация:

•  чертежно-ориентированные системы, которые появились первыми в 70-е гг. (и успешно применяются в некоторых случаях до сих пор);
• системы, позволяющие создавать трехмерную электронную модель объекта, которая дает возможность решения задач его моделирования вплоть до момента изготовления;
• системы, поддерживающие концепцию полного электронного описания объекта (EPD Electronic Product Definition). EPD это технология, которая обеспечивает разработку и поддержку электронной информационной модели на протяжении всего жизненного цикла изделия, включая маркетинг, концептуальное и рабочее проектирование, технологическую подготовку, производство, эксплуатацию, ремонт и утилизацию. При применении EPD-концепции предполагается замещение компонентно-центрического последовательного проектирования сложного изделия на изделие-центрический процесс, выполняемый проектно-производственными командами, работающими коллективно. Вследствие разработки EPD-концепции и появились основания для превращения автономных CAD-, CAM- и CAE-систем в интегрированные CAD/CAM/CAE-системы.

Традиционно существует также деление CAD/CAM/CAE-систем на системы верхнего, среднего и нижнего уровней. Следует отметить, что это деление является достаточно условным, т.к. сейчас наблюдается тенденция приближения систем среднего уровня (по различным параметрам) к системам верхнего уровня, а системы нижнего уровня все чаще перестают быть просто двумерными чертежно-ориентированными и становятся трехмерными.

Примерами CAD/CAM-систем верхнего уровня являются Pro/Engineer, NX, CATIA, EUCLID, I-DEAS (все они имеют расчетную часть CAE).

В настоящее время на рынке широко используются два типа твердотельного геометрических ядра (Parasolid от фирмы Unigraphics Solutions и ACIS от Spatial Technology). Наиболее известными CAD/CAM-системами среднего уровня на основе ядра ACIS являются: AutoCAD 2000, Mechanical Desktop и Autodesk Inventor (Autodesk Inc.); Powermill (DELCAM); CADdy++ Mechanical Design (Ziegler Informatics GmbH) и др.

К числу CAD/CAM-систем среднего уровня на основе ядра Parasolid принадлежат, в частности, MicroStation Modeler (Bentley Systems Inc.); SolidWorks (SolidWorks Corp.); Anvil Express (MCS Inc.), Solid Edge и Unigraphics NX Modeling (Siemens); IronCAD (VDS) и др.

CAD-системы нижнего уровня (например, AutCAD LT, Medusa, TrueCAD, КОМПАС, БАЗИС и др.) применяются только при автоматизации чертежных работ.

Выгоды от применения.

CAD/CAM/CAE-системы занимают  особое положение среди других  приложений, поскольку представляют  индустриальные технологии, непосредственно  направленные в наиболее важные области материального производства. В настоящее время общепризнанным фактом является невозможность изготовления сложной наукоемкой продукции (кораблей, самолетов, танков, различных видов промышленного оборудования и др.) без применения CAD/CAM/CAE-систем. За последние годы CAD/CAM/CAE-системы прошли путь от сравнительно простых чертежных приложений до интегрированных программных комплексов, обеспечивающих единую поддержку всего цикла разработки, начиная от эскизного проектирования и заканчивая технологической подготовкой производства, испытаниями и сопровождением. Современные CAD/CAM/CAE-системы не только дают возможность сократить срок внедрения новых изделий, но и оказывают существенное влияние на технологию производства, позволяя повысить качество и надежность выпускаемой продукции (повышая, тем самым, ее конкурентоспособность). В частности, путем компьютерного моделирования сложных изделий проектировщик может зафиксировать нестыковку и экономит на стоимости изготовления физического прототипа.

 

2 Назначение и состав дисковода

 

 

Дисковод — устройство компьютера, позволяющее осуществить чтение/запись информации на носители информации. Основное назначение дисковода, в рамках концепции  иерархии памяти — организация долговременной памяти.

Исходя из принципов чтения/записи на носитель информации, дисководы бывают нескольких типов:

- магнитную запись/чтение носителя: на диски: флоппи (дисководы для дискет) и дисководы на жёстких дисках, и на ленты: стример;

- дисководы, использующие  для записи оптических дисков лазер (обычно называемые оптическими приводами): компакт-диски и их развитие — (GD-ROM, DVD, HD DVD, Blu-Ray) с носителями, предназначенными только для записи (дописи) информации (CD-ROM, DVD-ROM и т.п) или позволяющие перезапись (+R, -R, +RW, -RW и т.п.);

- магнитооптические, к  которым относятся: Zip дисководы и Jaz дисководы, использующие Zip- и Jaz дискеты соответственно.

В данном курсовом проекте  разработана 3D модель внешнего оптического дисковода.

Основное назначение изделия  чтение и запись CD/DVD дисков. Применяемая технология LightScribe позволяет выводить на диске изображения и надписи. Особенностью технологии является возможность нанесения рисунка без применения красок, а значит, надпись не стирается. Рисунок формируется в специальном подслое, на который воздействует лазер, изменяя его структуру и оптические свойства. Единственным недостатком можно считать монохромность получаемого изображения.

Оптический привод является важной частью любого компьютера и  ноутбука. Именно с помощью оптического привода мы с легкостью можем просматривать фильмы, слушать музыку, работать с дистрибутивами. Не заменим привод и при различных сбоях в ПК, если система компьютера значительно поражена вирусами или попросту убита кривыми руками пользователя восстановить её без помощи CD/DVD-ридера будет значительно трудней.

В данном изделии используется щелевая загрузка диска вместо стандартного лоточного устройства, т.е. осуществляется простой захват компакт-диска.  Поэтому на передней панели находятся специальные шторки, оберегающие изделие от пыли и грязи. Также на передней панели находится кнопка выгрузки диска и индикатор обращения к приводу.

На задней стенке расположен miniUSB порт, через который привод подсоединяется к основному устройству: будь то ПК, ноутбук или нетбук, также его можно подключить к большинству других устройств работающих с USB портами. Также на задней панели находится разъём для подключения сетевого адаптера.

На нижней части корпуса располагаются  четыре резиновые ножки, под двумя из них находятся винты.

 

 

 

3 Управление инженерными данными  об изделии на основе PDM-систем

 

Одной из ключевых CALS технологий интеграции данных об изделии является технология PDM (Product data management).

PDM технология - это технология  управления всеми данными об  изделии и информационными процессами жизненного цикла изделия. Для реализации PDM технологии существуют специализированные программные средства, называемые PDM системами, то есть системами управления данными об изделии.

Данные об изделии представляют собой всю информацию, созданную в течение жизненного цикла. Они включают в себя состав и структуру изделия, геометрические параметры, чертежи, планы проектирования и производства, спецификации, нормативные документы, программы для станков с ЧПУ, результат анализа, эксплуатационные данные и многое другое.

Создаются и изменяются такие данные в результате выполнения определённых информационных процессов  ЖЦ изделия, например, процедуры внесения изменений. Информационные процессы могут  быть достаточно сложными, охватывающими десятки сотрудников предприятия и при этом взаимосвязанными между собой. Например, проектирование сборки включает проектирование каждой входящей в неё детали, а изменение одной из них может повлечь за собой изменение множества других. Таким образом, в проектах по разработке изделий необходимо не только планировать все входящие в них процессы, но и управлять их выполнением, распределяя задачи между исполнителями, определяя данные, которые им при этом необходимы, и обеспечивая их совместный доступ к этим данным.

PDM системы направлены на управление  на предприятии информацией о  продукте. Таким образом, система  управления производственной информацией,  это инструментальное средство, которое помогает администраторам,  конструкторам, технологам, инженерам  и другим специалистам управлять как данными об изделии, так и процессами разработки изделия на современном производственном предприятии либо на группе предприятий-смежников.

Системы PDM обобщают такие  широко известные технологии, как  управление инженерными данными EDM, управление документами, управление информацией об изделии PIM, управление техническими данными TDM, управление технологической информацией TIM, управление изображениями и все другие системы, которые так или иначе позволяют манипулировать данными и изображениями.

PDM системы интегрируют  информацию любых форматов и  типов, поступающую от различных  источников, предоставляя её пользователям  уже в структурированном виде. Структуризация привязана к особенностям  конкретного предприятия. 

 В системах PDM разнообразие проектных данных поддерживается их классификацией и соответствующим выделением групп с характерным множеством атрибутов.

В PDM системах существуют модули CDO - для  подготовки, хранения и сопровождения  необходимых документов. В системах PDM как правило имеются специализированные системы управления документами и документооборотом. Причем некоторые системы делопроизводства либо интегрированы в САПР, либо имеют средства для управления проектной, в том числе чертежно-конструкторской документацией.