Компьютерное обеспечение и информационные технологии машиностроительного производства: Методические указания к выполнению контрольных работ

С. И. РЯЗАНОВ

КОМПЬЮТЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Ульяновск 2004

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет

С. И. Рязанов

Компьютерное обеспечение и информационные технологии машиностроительного производства Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочно-вечернего обучения направления 552900 и специальности 120100

Ульяновск 2004

УДК 658.512.4.011.56:621.9.06-229+621.9.02(076) ББК 32.973я7 Р 99

Рецензент начальник отдела компьютерного обеспечения ОАО «УЗТС» Ю. П. Серебряков Редактор канд. техн. наук, и. о. проф. Е. А. Карев Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета

Рязанов С. И. Р 99 Компьютерное обеспечение и информационные технологии машиностроительного производства: Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов заочно-вечернего обучения специальности 120100 – «Технология машиностроения» / С. И. Рязанов. – Ульяновск: УлГТУ, 2004. – 14 с. Указания предназначены для подготовки к выполнению и для руководства выполнением контрольных работ по курсам «Компьютерное обеспечение машиностроительного производства» и «Информационные технологии машиностроительного производства» студентами заочно-вечернего обучения. Методические указания разработаны в соответствии с учебным планом обучения по специальности 120100 и рабочими программами дисциплин «Компьютерное обеспечение машиностроительного производства» и «Информационные технологии машиностроительного производства». Приведены актуальность, цели, задачи и тематика контрольных работ, их содержании, правила оформления отчета по контрольным работам. Работа подготовлена на кафедре «Технология машиностроения».

УДК 658.512.4.011.56:621.9.06-229+621.9.02(076) ББК 32.973я7

© С. И. Рязанов, 2004 © УлГТУ, 2004

3 ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ……………………………………………………………….….. 1. Актуальность контрольных работ ……………………………………. 2. Цели контрольных работ ……………………………………………… 3. Задачи контрольных работ ……………………………………………. 4. Тематика контрольных работ …………………………………………. 5. Содержание работ и отчетов ………………………………………….. 6. Правила оформления отчетов по контрольным работам …………… Приложение. Пример оформления титульного листа отчета по контрольной работе ……………………………………………………….….. Библиографический список ………………………………………………

4 5 6 7 8 9 11 13 14

4 ВВЕДЕНИЕ

Контрольные работы (КР) по курсам «Компьютерное обеспечение машиностроительного производства» (КОМП) и «Информационные технологии машиностроительного производства» (ИТМП) являются обязательной компонентой обучения и образования (будущих специалистов по специальности «Технология машиностроения») в области информационных технологий (ИТ) в целом и прикладных ИТ машиностроительной направленности – в частности. Контрольные работы по курсам КОМП и ИТМП предусмотрены в планах обучения для дополнительного практического освоения ИТ студентами и для проведения качественной аттестации студентов как пользователей современных ИТ (CAD/CAM/CAE/PLM-систем). С учетом изложенного контрольные работы по курсам КОМП и ИТМП следует воспринимать в различных качествах: - как совокупность действий и мероприятий, направленных на решение инженерно-технических задач образовательной направленности с помощью и на платформе современных технологий автоматизированного проектирования; - как результат (продукт) автоматизированного проектирования объектов и/или процессов; - как материал для аттестации студентов.

5 1. АКТУАЛЬНОСТЬ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ ПО КУРСАМ КОМП И ИТМП

Конкурентоспособность современного инженера-машиностроителя на рынке труда и в рамках трудовой деятельности в условиях становления экономического уклада под названием «информационная экономика» во многом зависит от степени овладения, в частности, прикладными ИТ машиностроительной направленности. В свою очередь показатель этой степени определяется тем, насколько успешно пользователь ИТ овладел познаниями в отношении предмета приложения ИТ. Таким образом, контрольные работы по курсам КОМП и ИТМП выявляют профессиональную подготовленность и состоятельность (конкурентоспособность) будущего специалиста как в области применения прикладных ИТ, так и в области специальных инженерных знаний, умений и навыков (конструирование машин, технологического оборудования, проектирование технологий обработки и сборки и т. д.).

2. ЦЕЛИ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Выполнение КР по курсам КОМП и ИТМП преследует достижение следующих главных целей: • выполнить автоматизированное проектирование (АП) объектов и процессов на платформе (использования) современных ИТ в соответствии с заданием на проектирование, в установленном объеме, с требуемым качеством и с соблюдением сроков; • оформить результаты АП объектов и процессов и представить отчет по КР на рецензию ведущему преподавателю (консультанту) в соответствии с принятым (установленным) регламентом; • пройти процедуру собеседования с консультантом по поводу выполненной работы и в случае наличия замечаний по ее существу и/или пожеланий консультанта в части совершенствования ее результатов – предпринять действия, направленные на устранение причин отрицательной рецензии на работу; • обеспечить доказательство самостоятельного (авторского) достижения результатов КР посредством процедуры ее защиты (при наличии положительной рецензии) в соответствии с установленными правилами презентации результатов работ подобного типа.

6 3. ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

• выявить и понять в целом и в деталях сущность предмета, в отношении которого предполагается автоматизированное проектирование; • согласовать с консультантом конкретные (вспомогательные) цели и задачи АП применительно к обозначенному в задании объекту и/или процессу, а также – к условиям выполнения АП; • определить номенклатуру ИТ, необходимых для АП, их доступность и работоспособность к началу и на период предполагаемой эксплуатации, а также соответствие возможностей (технических характеристик) ИТ тем запросам и потребностям, которые считаются необходимыми для достижения целей и задач АП; • освоить необходимые для проектирования ИТ в той мере, которая соответствует уровню знаний, навыков и умений подготовленного для самостоятельного АП пользователя; • реализовать комплекс мероприятий АП в отношении установленного предмета проектирования с учетом необходимости их выполнения и в соответствии с предписанным объемом, качеством и сроками; • оформить результаты АП в виде отчета о выполненной работе в соответствии с установленными правилами; • представить отчет о КР на рецензию консультанту в соответствии с установленным регламентом; • устранить в случае отрицательной рецензии или замечаний консультанта по работе выявленные недостатки и затем представить отчет о КР на повторную рецензию; • доказать достижение целей и решение задач КР в процедуре открытой защиты ее результатов или собеседования с консультантом.

4. ТЕМАТИКА КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Тематика заданий на КР по курсам КОМП и ИТМП формируется заново ежегодно, в том числе с целью исключения дублирования тем, с учетом следующих положений: • основой для формирования заданий на КР является совокупность задач автоматизированного проектирования, которые выполняют в рамках кон-

7 структорско-технологической подготовки производства изделий машиностроения (таблица); • задания формируют посредством выборки из указанной выше совокупности задач АП одной–двух таких задач с последующей их конкретизацией, которая состоит в «привязке» к задачам конструкторского или технологического проектирования конкретного технического объекта или процесса; • в качестве объектов и процессов, подлежащих проектированию, назначают преимущественно те, которые являются таковыми и обозначены в заданиях на текущие (семестровые) курсовые работы по специальным инженерным дисциплинам (например, по таким как «Металлорежущие станки», «Металлорежущие инструменты», «Технология машиностроения» и т.д.); • в случае заинтересованности Университета в содействии предприятиям в части выполнения автоматизированного проектирования объектов и процессов (для удовлетворения практических потребностей предприятия силами студентов, которые являются работниками этих предприятий и выполняют близкие или адекватные по смыслу и содержанию к задачам курсовой работы профессиональные обязанности), такие объекты и процессы также могут быть назначены в качестве подлежащих автоматизированному проектированию в КР.

Таблица Перечень задач (направлений) автоматизированного проектирования и примерная тематика КР по курсам КОМП и ИТМП Направления (задачи) АП 1 1. Моделирование изделий

Тематика КР 2 Создание трехмерных ассоциативных моделей деталей и сборочных единиц изделий 2. Параметрическое проек- Параметрическое проектирование (проектные, тирование изделий проверочные расчеты, параметрическое изображение) валов, втулок, шестерен, шкивов, червяков и других деталей машин 3. Нормализация изделий Оптимизация конструкции изделий по критерию максимального использования нормалей

8 Окончание табл. 1 2 4. Классификационный ана- Экспертиза изделия на предмет классификацилиз изделий онной принадлежности входящих в него деталей 5. Схематизация изделий Разработка кинематических, гидравлических, пневматических, электрических и других схем изделий 6. Спецификация изделий Формирование спецификаций изделия 7. Документирование конст- Разработка чертежно-графической документарукции изделий ции изделия 8. Проектирование техноло- Проектирование технологических процессов, гий производства относящихся к различным технологическим переделам (заготовительное производство, обработка, сборка, термообработка, гальванические операции и т. д.) производства изделия 9. Режимное проектирова- Расчет режимов (выполнения) технологических ние технологий производст- операций ва изделий 10. Трудовое нормирование Расчет норм времени на выполнение операций для проектирования техно- производства изделия логий производства изделий 11. Проектирование средств Проектирование и моделирование станочных технического оснащения приспособлений, оснастки, инструментов операций производства изделий 12. Планировка технологи- Расчет и графическое моделирование (планических подразделений про- ровка) участков цехов для реализации технолоизводства изделий гических процессов производства изделия 13. Документирование тех- Разработка технологической документации нологий производства изде- производства изделий лий 14. Архивирование и биб- Создание архивов и библиотек конструкторлиотеки конструкторско- ско-технологической документации с учетом технологической докумен- специфики действующих (проектируемых) тации производств изделий

9 5. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ОТЧЕТА

Содержание работы состоит в выполнении комплекса мероприятий, которые обеспечивают достижение ее целей (см. п. 2). Примерное содержание отчета по КР представлено перечнем следующих обязательных для представления (описания) разделов: • введение; • цель работы; • аппаратно-программные средства для реализации АП; • протокол интерактивного взаимодействия с системой АП; • результаты АП; • выводы по работе. Заключение; • список ресурсов, использованных при выполнении контрольной работы. В разделе «Введение» формулируют, как правило, общие положения об актуальности и практической целесообразности использования в машиностроении современных информационных технологий вообще и систем автоматизированного проектировании – в частности. Конкретизация этих положений посредством использования известных исполнителю примеров из практики отечественного и зарубежного машиностроения призвана логически связать данный раздел с описанием целей предпринятой КР. В разделе «Цель работы» следует указать главную цель предпринятого автоматизированного проектирования объекта (процесса), причем необходимо привести количественно-качественную характеристику цели. Например: «Главной целью работы является выполнение проекта (автоматизированного параметрического проектирования) детали «шестерня коробки перемены передач автомобилей УАЗ», причем объем проекта представлен тремя разделами: геометрический расчет, прочностной расчет, создание компьютерной модели чертежа шестерни с отображением результатов проектирования в нормализованном (типовом) виде. Достижение качественных показателей (характеристик) главной цели работы состоит в обеспечении соответствия результатов проекта, например, требованиям стандартов, нормалей, технических условий и т. д. объекту/процессу проектирования. Например, в «привязке» к выполнению АП шестерни – это, прежде всего, обеспечение требований стандартов на выполнение проектов передач зубчатых цилиндрических эвольвентных внешнего зацепления при расчетах геометрии (ГОСТ 16532–70) и расчетах на прочность (ГОСТ 21354–87).

10 В процессе постановки и выполнения КР могут быть выявлены вспомогательные цели, достижение которых призвано обеспечить достижение главной цели. Такие цели могут состоять, например, в устранении выявленных в процессе проектирования несоответствий нормам проектирования того или иного объекта/процесса (в примере АП шестерни – условиям качества зацепления шестерни в зубчатой передаче). В разделе «Аппаратно-программные средства для реализации АП» приводят перечень инструментальных (аппаратных) средств и программного обеспечения, которые использованы для автоматизированного проектирования при решении задач КР. При описании программного обеспечения основное внимание уделяют изложению аннотации (краткой характеристики) CAD/CAM/CAE/PDM – продуктов, используемых для АП объектов/процессов. В разделе «Протокол интерактивного взаимодействия с системой АП» приводят описание основных запросов/сообщений автоматизированной системы проектирования и реакций пользователя на них. Например, для случая АП шестерни, первоначальные позиции протокола могут быть представлены следующим перечнем: 1. Активизация системы «Компас-SHAFT-plus». 2. Ответы на вопросы системы о режиме работы. 3. Выбор из меню главного окна библиотеки указания на построение шестерни цилиндрической зубчатой передачи. 4. Указание на отрисовку габаритных размеров, задание размеров фасок на обоих торцах шестерни. 5. Запуск геометрического расчета зубчатой передачи «по межосевому расстоянию» (или «по коэффициенту смещения», или «по диаметрам вершин зубьев колес»). 6. Заполнение исходными данными полей в (предложенных библиотекой системы) формах ввода исходных данных. 7. Анализ сообщений системы о ходе и разработках геометрического расчета шестерни и т. д. В разделе «Результаты АП» приводят твердые копии («распечатки») форм вывода результатов проектирования. При этом некоторые реквизиты, содержащиеся в качестве примера в библиотечных формах вывода результатов проектирования, должны быть адаптированы к запросам пользователя. Например, необходимо указывать фактические «Ф.И.О.» исполнителя, дату выполнения проекта, название структурного подразделения (кафедру) и т. д. взамен приведенных в библиотечных формах данных (примеров). В разделах «Выводы. Заключение» констатируют факт соответствия результатов выполненного проекта поставленным в КР задачам. Приводят крат-

11 кий анализ степени достижения целей и решения задач КР, сведения о приобретенных, усовершенствованных, закрепленных знаниях, навыках, умениях, манерах, методах автоматизированного проектирования, личные впечатления о совершенствовании тематики и содержания работ и т. д. В разделе «Список ресурсов, использованных при выполнении КР» приводят, кроме традиционного описания литературных источников поддержки проектирования, также издательские реквизиты программных продуктов (CAD/CAM/CAE-систем) и сведения об использованных интернет-ресурсах, например, http://www.sapr.ru.

6. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА ПО КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Отчет по контрольной выполняют в форме пояснительной записки (ПЗ) на листах белой бумаги формата А4. Текстовая часть ПЗ может быть выполнена в рукописном варианте или напечатана с использованием преимущественно Word for Windows, гарнитура шрифта –Times New Roman, размер (кегль) – 14. Размеры полей слева – 30 мм, справа – 10 мм, сверху и снизу – 20 мм. Название разделов ПЗ печатают прописными буквами, шрифт – жирный. Название разделов и текст их содержания отделяют двойным междустрочным интервалом. Текст разделов печатают с 1,5-строчным интервалом. Разделы нумеруют арабскими цифрами. «Введение», «Заключение» к работе не нумеруют. После номера раздела (в заголовке) точку не ставят. Текст раздела может быть разделен на подразделы, которые нумеруют арабскими цифрами в пределах каждого раздела. Номер подраздела должен включать номер раздела и номер подраздела, разделенные точкой (например, 2.1, 3.2 и т. п.). В заголовках разделов и подразделов не должно быть переносов слов. Каждый раздел рекомендуется начинать с новой страницы. Заголовки подраздела следует писать (печатать) через два межстрочных интервала после завершения (последней строки) предыдущего текста. Иллюстрации в записке (рисунки, схемы, чертежи и т. п.) и таблицы располагают по тексту после первого о них упоминания, снабжают пояснительными надписями и номерами, на которые делают ссылки в тексте ПЗ. Рисунки нумеруют последовательно арабскими цифрами порядковой нумерации в пределах всей ПЗ.

12 Все иллюстрации именуют рисунками. Каждый рисунок сопровождают содержательной надписью (названием), которую (которое) располагают под рисунком после его номера. Здесь же дают расшифровку условных обозначений (номеров позиций), содержащихся на рисунке. Рисунки выполняют преимущественно на отдельных страницах средствами машинной графики или печати, в случае необходимости – копированием оригиналов. Каждая таблица должна иметь заголовок (название), поясняющий (поясняющее) сущность материала, представленного в таблице. Заголовок помещают над таблицей и начинают с прописной буквы. Таблицы нумеруют последовательно арабскими цифрами порядковой нумерации в пределах всей ПЗ. Номер таблицы размещают перед ее заголовком. Слово «Таблица» в тексте записки пишут в сокращенном виде (например, «Табл. 4»). Экспликацию символов и математических формул и формализованных записей располагают непосредственно под формулой (записью) с указанием размерности и в той последовательности, в которой они расположены в формуле (записи). Значение каждого символа следует давать отдельной строкой. Первую строку экспликации начинают со слова «где», двоеточие после него не ставят, строки экспликации завершают символом «точка с запятой» вплоть до последней строки, которую заканчивают символом «точка». Нумерация страниц ПЗ должна быть «сквозной»: первой страницей принято считать титульный лист (см. Приложение), второй – задание на контрольную работу, третьей – «Содержание», четвертой – «Введение» и т. д. Номер страницы пишут (печатают) арабскими цифрами в правом верхнем углу или в середине, начиная с третьей страницы. Все ссылки на использованные при выполнении КР ресурсы (источники), в том числе информационные (в твердой копии, электронные) дают по тексту записки в наклонных («косых») скобках с указанием номера расположения названия ресурса (источника) в разделе «Список ресурсов, использованных при выполнении контрольной работы».

13 Приложение Пример оформления титульного листа отчета по контрольной работе Федеральное агентство по образованию Ульяновский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по курсу «Компьютерное обеспечение машиностроительного производства»

Факультет заочно-вечернего обучения Курс – пятый Группа – ТМв-51 Студент – И. И. Петров

Работу проверил преподаватель С. И. Иванов

Ульяновск 2004

14 Библиографический список Основная литература 1. Норенков, И. П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов / И. П. Норенков. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. – 360 с. 2. Автоматизация инженерно-графических работ / Г. Красильникова и др. – СПб. : Питер, 2001. – 256 с. 3. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов / под общ. ред. С. Н. Корчака. – М. : Машиностроение, 1988. – 352 с. Дополнительная литература и Internet-ресурсы 1. Журналы «САПР и машинная графика», 2000–2004 гг. 2. WWW: http://www.sapr.ru 3. WWW: http://www.kompas-edu.ru

Учебное издание РЯЗАНОВ Сергей Иванович КОМПЬЮТЕРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Методическое пособие Редактор Н. А. Евдокимова Подписано в печать 30.06.2004. Формат 60 × 84/16. Бумага писчая. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,80. Тираж 100 экз. Заказ Ульяновский государственный технический университет, 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 32 Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 32