УДК 658.018
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ В ПРОЦЕССЕ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ
Д.А. Ветчинников, преподаватель,
АО «Карачевский завод «Электродеталь», г. Карачев,
В.В. Марков, канд.техн.наук, доцент,
Карачевский филиал ОГУ им. И.С. Тургенева, г. Карачев,
e-mail: pms35vm@yandex.ru
Аннотация. В современных условиях, при наличии высокопроизводительных компьютерных систем и разнообразного прикладного программного обеспечения, появилась возможность заменить рутинную ручную проектную работу разработчика более эффективным (качественным, точным, гибким, наглядным) созданием плоской или объёмной модели изделия с помощью компьютерной техники. Подобные инструменты не только ускоряют процесс проектирования новых изделий, но и служат эффективным средством организации проектной деятельности обучающихся.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) – автоматизированные системы, реализующие информационную технологию выполнения функций проектирования, которая представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала, технических, программных и других средств автоматизации [1, 2].
Системы автоматизированного проектирования позволяют решать следующие задачи [3, 4]:
1 Конструкторская подготовка производства (КПП):
- 3D проектирование изделий (деталей и сборок) любой степени сложности с учётом специфики изготовления;
- создание конструкторской документации в строгом соответствии с ГОСТ;
- промышленный дизайн;
- реверсивный инжиниринг;
- проектирование коммуникаций (электрические жгуты и кабели, соединители, трубопроводы и т.д.);
- инженерный анализ (прочность, устойчивость, теплопередача, частотный анализ, динамика механизмов, газо- и гидродинамика, оптика и светотехника, электромагнитные расчеты, анализ размерных цепей и т.д.);
- экспресс-анализ технологичности конструкции детали при проектировании машиностроительных изделий;
- экспресс-анализ собираемости узлов на этапе проектирования;
- управление данными и процессами на этапе конструкторской подготовки производства.
2 Технологическая подготовка производства (ТПП):
- проектирование оснастки и прочих средств технологического оснащения машиностроительного производства;
- анализ технологичности конструкции изделия;
- анализ технологичности процессов изготовления (литьё пластмасс, анализ процессов штамповки, вытяжки, гибки, сборки и т.д.);
- разработка технологических процессов по ЕСТД;
- материальное и трудовое нормирование процесса производства изделий в машиностроении;
- механическая обработка: разработка управляющих программ (УП) для станков с ЧПУ, верификация УП, программная симуляция работы станка с ЧПУ. Фрезерная, токарная, токарно-фрезерная и электроэрозионная обработка, лазерная, плазменная и гидроабразивная резка, вырубные штампы, измерительные машины;
- управление данными и процессами на этапе ТПП.
3 Управление данными и процессами:
- работа с единой цифровой моделью изделия;
- электронный технический и распорядительный документооборот;
- технологии коллективной разработки изделий;
- ведение архива технической документации по ГОСТ;
- проектное управление процессом разработки изделия;
- защита данных;
- подготовка данных для ERP-систем, расчет себестоимости.
Все модули и компоненты САПР интегрированы друг с другом. Они представляют собой единое конструкторско-технологическое пространство [5]. Поэтому данные системы являются эффективным инструментом подготовки производства и средством подготовки специалистов, востребованных в машиностроении [6, 7].
Рассмотрим использование средств компьютерной графики на конкретном примере [8]. Опишем кратко процесс создания модели объекта. В качестве примера было взято задание АО «Карачевского завода «Электродеталь» по выполнению модели крыльчатки (рисунок 1).
В качестве исходных данных был выдан чертеж крыльчатки [9].
Выполнение конкурсного задания включало в себя несколько этапов.
Этап 1 – Создание предварительной модели крыльчатки по заданным размерам. На этом этапе создается предварительная модель крыльчатки [10].
Этап 2 – Вытягивание лопасти крыльчатки по заданной толщине в листовом металле. На этом этапе создается лопасть крыльчатки.
Этап 3 – Применение процесса гибки металла по заданному углу (в задании – угол 60о). На этом этапе производится гибка лопасти на заданный угол.
Этап 4 – Вытягивание центра крепления лопасти крыльчатки на заданные размеры. На этом этапе вытягивается центр крыльчатки.
Этап 5 – Создание заданного количества лопастей крыльчатки с помощью выполнения кругового массива. На этом этапе создается необходимое количество лопастей крыльчатки с помощью команды «Круговой массив».
Рисунок 1 – Модель крыльчатки, выполненная с помощью САПР SolidWorks
По завершению всех этапов выполнения конкурсного задания должна получиться анимационная модель крыльчатки, работающая в заданных по условию режимах и условиях эксплуатации [11].
Инструменты систем автоматизированного проектирования могут эффективно использоваться при организации проектной деятельности обучающихся. В частности, руководство АО «Карачевский завод «Электродеталь» уже на протяжении четырёх лет организует профессиональную олимпиаду среди студентов, школьников и молодых специалистов завода по проектированию технических систем, имитирующих работу пресс-форм и штампов [12]. Это позволяет студентам и школьникам не только работать в команде со специалистами завода и, как следствие, адаптироваться к социальной среде предприятия, но и адаптировать образовательный процесс в своих учебных заведениях к задачам профильного предприятия – потенциального работодателя.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Ли, К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE) [Текст] / К. Ли. – CПб.: Питер, 2004. – 560 с.
2 Норенков, И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии [Текст] / И.П. Норенков, П.К. Кузьмин. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 320 с.
3 Информационный портал «Всё о САПР» – содержит новости рынка САПР, перечень компаний-производителей (в т.ч. ссылки на сайты) – CAD, CAM, CAE, PDM, GIS, подробное описание программных продуктов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.cad.ru.
4 Игнатов, П.В. Компьютерное моделирование процесса сборки изделий в машиностроении [Текст] / П.В. Игнатов, Д.А. Ветчинников, В.В. Марков // Прогрессивные технологии и процессы: Сборник научных статей Международной молодежной научно-практической конференции: в 2-х томах. – Курск: ЗАО «Университетская книга», 2014. – С. 268-271.
5 Марков, В.В. Использование «ранней профессиональной ориентации» для разработки стратегии развития профессионального образования [Текст] / В.В. Марков. – В сборнике: Организация практико-ориентированного обучения в профессиональной образовательной организации: Материалы региональной научно-практической Интернет-конференции. – 2017. – С. 146-149.
6 Звягина, Е.А. Организация практико-ориентированного обучения на кафедре инженерного образования Ливенского филиала ОГУ им. И.С. Тургенева [Текст] / Е.А. Звягина, Д.А. Тупикин // В сборнике: Профессиональное образование: актуальные проблемы и пути их решения: Материалы региональной научно-практической Интернет-конференции. – Орёл, 2019. – С. 150-154.
7 Марков, В.В. Повышение интенсивности практического обучения по электротехническим дисциплинам за счёт применения универсальных электронных конструкторов [Текст] / В.В. Марков // Профессиональное образование: актуальные проблемы и пути их решения. – Материалы региональной научно-практической Интернет-конференции. – Орёл, 2019. – С. 157-159.
8 Подмастерьев, К.В. Развитие системы многоуровневой профессиональной подготовки бакалавров и магистров по направлению «Управление качеством» [Текст] / К.В. Подмастерьев, Н.В. Углова Н.В., В.В. Марков // В сборнике: Профессиональное образование: актуальные проблемы и пути их решения: Материалы региональной научно-практической Интернет-конференции. – Орёл, 2019. – С. 9-13.
9 Углова, Н.В. Опыт подготовки квалифицированных рабочих кадров в нижегородской области [Текст] / Н.В. Углова, А.В. Варгина // В сборнике: Обеспечение качества профессионального образования как основной фактор подготовки конкурентоспособного специалиста: Материалы региональной научно-практической Интернет-конференции. – 2018. – С. 137-140.
10 Мишин, В.В. Приборная база для комплексного диагностирования подшипников [Текст] / В.В. Мишин, К.В. Подмастерьев К.В., В.В. Марков. - Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2011. - № 4 (288). – С. 111-120.
11 Варгина, А.В. Управление качеством процесса профессиональной подготовки квалифицированных рабочих «Станочник (металлообработка) в условиях непрерывного производственного обучения» [Текст] / А.В. Варгина, Н.В. Углова // В сборнике: Качество продукции: контроль, управление, повышение, планирование: Сборник научных трудов 4-й Международной молодежной научно-практической конференции. – В 3-х томах. – Ответственный редактор Е.В. Павлов, 2017. – С. 122-123.
12 Марков, В.В. Контроль подшипников качения по параметрам электрического сопротивления [Текст] / В.В. Марков, В.В. Мишин // Контроль. Диагностика. – 2004. – № 9. – С. 35-45. |