- Артикул:00203404
- Автор: Латыев С.М.
- ISBN: 5-7325-0563-6
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Политехника (все книги издательства)
- Город: СПб
- Страниц: 579
- Год: 2007
Развернуть ▼
Учебное пособие посвящено основам конструирования современных точных приборов, типичными представителями которых являются оптические приборы, содержащие а своем составе механические, электронные и оптические функциональные устройства и элементы.
Специфика конструирования таких приборов заключается в том, что их показатели качества, и в первую очередь показатели точности, технологичности и надежности, в существенной степени зависят от выполнения определенных методов, правил и принципов конструирования, способов и методов параметрического и точностного синтеза конструкций, знаний путей и приемов повышения целевых показателей качества при проектировании.
Учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов и преподавателей высших учебных заведений приборостроительного профиля, а также инженерно-технических работников промышленности.
Введение
Создание новой техники, базирующееся на результатах фундаментальных и прикладных исследований, содержит особый этап умственной деятельности, заключающийся в разработке технического проекта будущего изделия.
Задачами этого этапа являются: выявление потребности общества в том или ином техническом изделии (с учетом технико-экономических характеристик, расходов природных ресурсов, влияния на экологию и т.п.); поиск идей и способов инженерных решений; разработка конкретной конструкции изделий с выпуском необходимой технической документации.
Данную работу называют проектированием и (или) конструированием изделия.
Проектирование и конструирование взаимосвязаны, дополняют друг друга, выполняются, как правило, специалистами одной профессии - инженерами-конструкторами, имеют одну и ту же конечную цель - разработку нового изделия, и поэтому часто весь процесс называют проектированием 1.1,1.2 или конструированием 1.3.
Однако на практике и в литературе 1.4, 1.5, 1.6 существует и другая точка зрения, согласно которой эти понятия различают. Считают, что проектирование предшествует конструированию и заключается в выявлении потребности общества в изделии, в поиске идей, физических эффектов, целесообразных методов и принципов действия, в синтезе функциональных структур возможных вариантов.
Под конструированием понимают разработку конкретного варианта изделия на основе результатов проектирования, при которой создается его конструкция: устройство, состав, взаимное расположение частей и элементов, способ их соединения и взаимодействия с учетом используемых материалов, технологии изготовления и т. п.
В процессе конструирования выпускают чертежи сборочных единиц и деталей, схемы, рассчитывают допуски на погрешности и технологию изготовления и сборки деталей, устанавливают технические условия на прибор, составляют техническое описание, разрабатывают другую конструкторскую документацию, необходимую для изготовления и эксплуатации изделия.
Существуют два мнения о взаимоподчиненности понятий проектирования и конструирования. Согласно одному из них, проектирование - итерационный процесс преобразования информации в целях получения технических систем, удовлетворяющих определенным человеческим потребностям, а конструирование - часть проектирования, заключающаяся в преобразовании информации в целях получения графических моделей технических систем.
Согласно другому мнению [1.7, конструирование включает в себя проектирование (а не наоборот, как в первом случае), так как под конструированием понимается построение, создание технического объекта, а под проектированием - только разработка его замысла, поиск идей, предвидение и т. п.
Следует заметить, что, несмотря на существующие различия понятий проектирования и конструирования, невозможно найти четкую границу между этими процедурами проектно-конструкторской деятельности. Как на этапе проектной работы существуют элементы конструирования (например, разработка макетов для проверки физических принципов действия, выбор и расчет некоторых звеньев системы), так и на этапе конструирования не обойтись без проектных процедур (поиск вариантов используемых функциональных устройств, конструкций, разработка и уточнение схем, теоретическое и экспериментальное исследование характеристик некоторых инженерных решений).
Данное учебное пособие посвящено основам конструирования точных приборов, типичными представителями которых в настоящее время являются оптические приборы, содержащие механические, электронные и оптические функциональные устройства и элементы.
Специфика конструирования таких приборов заключается в том, что их показатели качества, и в первую очередь точность, надежность и технологичность, в существенной степени зависят от выполнения определенных правил и принципов конструирования, способов и методов функционального, параметрического и точностного синтеза конструкций, знания путей повышения качества приборов при проектировании.
Несмотря на то что рассматриваемые вопросы иллюстрируются преимущественно на конструкциях оптических приборов, они в полной мере относятся и к конструированию других видов точных приборов и машин.
В настоящее время известно достаточно много публикаций по проектно-конструкторской деятельности. Вместе с тем следует отметить, что по прикладным вопросам конструкторской работы в области оптического приборостроения литературы немного. Наиболее доступными являются справочник конструктора оптико-механических приборов 1.8, учебники и учебные пособия по конструированию оптических и оптико-электронных приборов
Рассмотреть все теоретические и практические аспекты конструирования оптических приборов в одной книге, естественно, невозможно, даже учитывая то, что студенты и другие читатели уже знакомы с такими необходимыми основами и разделами конструирования приборов и машин, как "Допуски и посадки", "Сопротивление материалов"', "Детали приборов", "Материаловедение и технология конструкционных материалов", "Теория машин и механизмов", "Теоретическая механика", "Оптическая технология", "Прикладная оптика" и др. Поэтому автор, опираясь на материал, который изложен в вышеперечисленных учебниках и учебных пособиях, старался развить и дополнить его рассмотрением тех вопросов конструирования, которые преимущественно связаны с показателями точности приборов и их элементов.
Учебное пособие состоит из четырех частей. В первой части рассматриваются общие вопросы и принципы конструирования точных приборов и их элементов. Вторая часть посвящена синтезу и анализу точности приборов, понятиям и способам достижения их надежности. В третьей части изучаются методы повышения и обеспечения качества приборов при конструировании. Практические аспекты конструирования элементов оптических приборов отражены в четвертой части.
Пособие написано на базе учебной дисциплины, читаемой автором студентам оптических специальностей Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО), поставленной в вузе более 50 лет назад известными конструкторами точных механизмов и приборов С. Т. Цуккерманом и В. В. Кулагиным, книги которых [1.9, 1.11 содержали теоретические и практические основы конструкторской подготовки студентов в области точного приборостроения в прошлые годы.
Автор выражает признательность и благодарность доцентам кафедры "Компьютеризация и проектирование оптических приборов" ИТМО И. Н. Тимощук и Г. В. Егорову за предоставление материалов и помощь при подготовке рукописи.
Существует громадное количество различных видов и типов точных приборов. Например, только оптические приборы классифицируются на геодезические, спектральные, измерительные, военные, космические, фото-видеотехнические, контрольно-юстировочные, телекоммуникационные, медицинские и т. д. Номенклатура подобных приборов достигает нескольких тысяч наименований. Нескольких десятков тысяч наименований достигает номенклатура выпускаемых промышленностью функциональных устройств и элементов, используемых в точном приборостроении. Конструктор, проектируя эту технику, должен учитывать специфику конкретного объекта конструирования.
Однако подготовка специалистов по проектно-конструкторской деятельности не может и не должна носить рецептурный характер и основываться на изучении специфики создания того или иного конкретного изделия или даже класса изделий. Поэтому представляется неоправданной подготовка конструкторов, например, только по геодезическим приборам, или по микроскопии, или по гироскопической технике.
Следует изучать методы, общие правила и принципы проектирования и конструирования, которые используются при создании как всех технических изделий, так и их различных видов и классов, объединенных общими целевыми признаками. Это позволит подготовить конструкторов широкого профиля, в дальнейшем способных освоить специфику проектирования конкретных типов изделий "на рабочем месте".
Методы проектирования и конструирования описывают возможные пути и способы поиска идей и инженерных решений проектно-конструкторских задач (которые, как правило, не зависят от вида создаваемой техники).
Под общими правилами конструирования понимают рекомендации по решению тех или иных проектно-конструкторских задач для обеспечения требований, предъявляемых как ко всем техническим изделиям (например, их унификации, утилизации), так и к решению ряда задач, определяемых видом создаваемой техники (например, ее компоновки, структуры).
Принципами конструирования являются такие правила и конструктивные решения, которые позволяют достичь требуемых целевых функций изделия (основных показателей качества изделия).
Для всех точных приборов такими показателями качества являются показатели точности, надежности технологичности, поэтому в данной части учебного пособия преимущественно излагаются принципы конструирования, влияющие на эти показатели. Методам и общим правилам проектирования и конструирования уделяется меньшее внимание, так как они рассмотрены в многочисленной литературе по проектированию приборов и основам технического творчества
Рекомендуем
