Основы проектирования и конструирования

      3-я  фаза - материальное воплощение конструкторского замысла (разработка рабочей конструкторской документации опытного образца или партии) - процесс эмпирического познания объекта, осуществляемый путем изготовления и экспериментального исследования натурных образцов оборудования в период освоения его производства, сопоставления опытных данных с техническим заданием и документацией на него и внесения необходимых уточнений в эту документацию.

      Важнейшая задача ОКР - обеспечение и поддержание  качества проектируемого объекта на современном технико-экономическом уровне и максимально возможное сокращение сроков изготовления и освоения нового оборудования.

      В результате проведения предпроектных исследований (поисковых, патентных и др.), инженерного прогнозирования и параметрической оптимизации объектов производства выявляются базовые показатели качества оборудования, которые служат ориентирами на всех этапах ОКР.

      Использование в конструкторской практике эффективной системы управления качеством проектируемых изделий способствует повышению эффективности разработок, качества и конкурентоспособности изделий. 

      4.2. Стадии и этапы  разработки конструкторской  документации 

      Конструирование машин - творческий процесс со свойственными ему закономерностями построения и развития. Основные особенности этого процесса состоят в многовариантности решения, необходимости согласования принимаемых решений с общими и специфическими требованиями, предъявляемыми к конструкциям, а также с требованиями соответствующих ГОСТов, регламентирующих термины, определения, условные обозначения, систему измерений, методы расчета и т. п.

      Детали, узлы, машины изготовляют по чертежам, выполненным на основе проектов - совокупности расчетов, графических материалов и пояснений к ним, предназначенных для обоснования и определения параметров конструкции (кинематических, динамических, геометрических и др.), ее производительности, экономической эффективности. Для особо ответственных конструкций проект дополняют макетом или действующей моделью.

      Согласно  ГОСТ 2.102 к конструкторским документам относятся графические и текстовые  документы, которые в отдельности  или в совокупности определяют состав и устройство изделия, содержат необходимые данные его разработки или изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта.

      В зависимости от стадии разработки конструкторские  документы подразделяются на проектные (техническое предложение, эскизный проект и технический проект) и рабочие (рабочая документация).

      Номенклатуру  конструкторских документов, разрабатываемых  на изделие, определяют в совокупности два фактора:

      - вид изделия по ГОСТ 2.101-68 (деталь, сборочная единица, комплекс, комплект);

      - стадия разработки конструкторской  документации (технического предложения, эскизного проекта, технического проекта, рабочей документации

      Стадии  разработки конструкторской документации и этапы работ установлены  стандартом. Он обобщает опыт, накопленный  в передовых странах по проектированию машин, приборов и аппаратов.

      Первая  стадия – разработка технического задания - документа, содержащего наименование, основное назначение, технические требования, показатели качества, экономические показатели и специальные требования заказчика к изделию.

      Техническое задание разрабатывают на основе требований заказчика с учетом достижений и технического уровня отечественных и зарубежных конструкций, патентного поиска, а также результатов научно-исследовательских работ и научного прогноза.

      Вторая  стадия. Разработка технического предложения предполагает создание конструкторских документов, которые содержат технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки нового оборудования на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов конструкции, сравнительной оценки проектных решений с учетом конструкторских и эксплуатационных особенностей проектируемого и существующего оборудования, а также патентных материалов.

      Техническое предложение разрабатывается с  целью выявления дополнительных или уточненных требований к изделию, его технических характеристик, показателей качества, которые не могли быть указаны в техническом задании, если это целесообразно сделать на основе предварительной проработки и анализа различных вариантов конструкции изделия.

      Наиболее  характерные виды работ, выполняемых  при разработке технического предложения:

        выявление и проработка возможных  проектных решений, определение  особенностей этих вариантов  по составу, структуре, принципу  действия и т.п.;

        проверка вариантов на патентную чистоту и конкурентоспособность с последующим оформлением при необходимости заявок на изобретения;

        проверка соответствия вариантов  требованиям техники безопасности  и производственной санитарии;

      сравнительная оценка вариантов технических решений  по всей совокупности выявленных свойств и показателей, конструктивным и эксплуатационным особенностям проектируемого и существующего оборудования;

        выбор оптимального варианта  конструкции и установление требований  к последующей стадии разработки.

      Особое  внимание уделяется изучению тенденций и перспектив развития отечественной и зарубежной техники в соответствующей области.

      В техническое предложение включают конструкторские документы в  соответствии с ГОСТ 2.102.

      В общем случае в него может входить  чертеж общего вида, габаритный чертеж, схемы, таблицы, расчеты, патентный формуляр, ведомость технического предложения. В состав технического предложения целесообразно включать данные обзора и анализа аналогичных конструкций, имеющихся в отечественной и зарубежной практике, данные сравнения характеристик разрабатываемого изделия с характеристиками аналогов, общий вид изделия в оптимальном варианте и описание его устройства, компоновки и принципа действия.

      Техническое предложение после его рассмотрения и согласования служит основанием для выполнения эскизного или технического проекта.

      Третья  стадия. Разработка эскизного проекта заключается в разработке комплекта документов, содержащих принципиальные решения и дающие более полное по сравнению с предыдущей стадией общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также технические данные, определяемые его назначением, основные параметры и размеры.

      Эскизный  проект разрабатывается с целью  установления принципиальных технических  решений, дающих общее представление  об устройстве и принципе работы проектируемого оборудования, если такая разработка признается целесообразной до разработки технического проекта или рабочей конструкторской документации.

      В эскизный проект включаются конструкторские  документы по ГОСТ 2.102, к которым в общем случае, в зависимости от специфики проектируемого оборудования, его новизны и сложности, могут быть отнесены чертеж общего вида, теоретический разработки, габаритный чертеж, монтажный чертеж, схемы, ведомости покупных изделий и согласования их применения, программа и методика испытаний, таблицы, расчеты, патентный формуляр, ведомость эскизного проекта и пояснительная записка к нему.

      В пояснительной записке к эскизному  проекту приводят результаты конструкторской  проработки, в том числе описание конструкции изделия, принципа его действия, технико-экономические показатели, а также предложения по дальнейшим конструкторским и экспериментальным работам.

      Эскизные  проект после его рассмотрения и  согласования служит основанием для  разработки технического проекта или рабочей документации.

      Четвертая стадия. Разработка технического проекта включает работы по разработке комплекта конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения и дающие полное представление об устройстве и принципе работы изделия, а также исходные данные для разработки рабочей конструкторской документации.

      Технический проект разрабатывают с целью  подготовки необходимых для последующих  работ технических данных как  по изделию в целом, так и по его составным частям и основным материалам.

      При разработке технического проекта в  общем случае выполняются следующие  основные работы:

      разработка  конструкции изделия и его  составных частей, принципиальных схем, схем соединений и других схемных  документов;

        выполнение технико-экономических расчетов, подтверждающих соответствие предполагаемых решений техническому заданию и условиям производства изделия;

        оценка эксплуатационных данных  изделия (транспортабельности, взаимозаменяемости, удобства обслуживания, ремонтопригодности, контролепригодности и т.п.), а также его эстетичности и экономичности, соответствия принимаемых решений требованиям безопасности и производственной санитарии, промышленной аэрологии и охраны окружающей среды;

        проведение экспериментальных работ  (с разработкой, при необходимости, макетов и стендовых установок) для контроля показателей исходных материалов и составных (комплектующих) частей изделия;

        окончательное оформление заявок  на разработку и изготовление  комплектующих изделий и материалов, применяемых в проектируемом изделии;

        разработка рабочей конструкторской  документации на составные части  (сборочные единицы и детали), если это вызывается необходимостью  ускорения выдачи задания на  разработку специализированного  оборудования для их изготовления;

        определение работ, которые следует провести при разработке рабочей конструкторской документации в дополнение к работам, предусмотренным техническим заданием и выполненной ранее проектной документацией.

      Состав  конструкторских документов, входящих в технический проект, определяется с учетом сложности и новизны проектируемого оборудования в соответствии с ГОСТ 2.102. В общем случае в комплект конструкторских документов технического проекта могут войти чертеж общего вида изделия и чертежи отдельных его (наиболее ответственных, принципиальных и др.) деталей, теоретический и габаритный чертежи изделия, схемы, таблицы и расчеты, ведомости покупных изделий и согласования их применения, технические условия, патентный формуляр, ведомость технического проекта и пояснительная записка к нему.

      В пояснительной записке к техническому проекту, наряду с подробным описанием  конструкции и принципа действия изделия, приводят:

        обоснование применяемых материалов;

        требования к точности изготовления  и сборки изделия;

        описание всех систем, входящих в состав изделия;

        окончательные технико-экономические  расчеты.

      Технический проект после его согласования и  утверждения служит основанием для  разработки рабочей конструкторской  документации.

      Пятая стадия. Разработка рабочей конструкторской документации выполняется с целью формирования комплекта конструкторских документов, необходимых для технологической подготовки производства и организации процессов изготовления изделия в заданных объемах.

      Основной  целью ОКР на стадии разработки конструкторской  документации для установившегося серийного или массового производства является поэтапное доведение конструкции изделия по результатам его изготовления, опытной проверки и технологической подготовки производства до соответствия требованиям технического задания и условиям установившегося выпуска изделий со стабильными показателями качества.

      Комплект  рабочих конструкторских документов, выполняемых на изделие, формируется  по ГОСТ 2.102 в зависимости от его  вида и стадии разработки. В него в общем случае входят следующие документы: