Лабораторная работа N1

Синтез технических объектов САПР

Цель работы: использование языка ПРОЛОГ для разработки подсистемы синтеза универсально-сборных приспособлений к металлорежущим станкам.

Краткие сведения из теории

В машиностроительном производстве для обработки мелких и средних партий деталей резанием широко используются универсально-сборные приспособления (УСП), состоящие из типовых элементов. Элементы приспособлений имеют несколько стандартизированных типоразмеров и соединяются между собой непосредственно или с помощью элементов крепежа, также входящих в комплект УСП. Номенклатура деталей и сборочных единиц УСП включает в себя базовые, корпусные, установочные, направляющие, зажимные, крепежные и другие элементы общим количеством более 400. Используя комплект УСП, можно собрать приспособления различных типов для закрепления и обработки практически любых заготовок.

В данной лабораторной работе очень небольшое подмножество элементов УСП используется для автоматического синтеза зажимных приспособлений, предназначенных для фиксации на столе металлорежущего станка заготовок, имеющих различные форму внешней поверхности и высоту зажима.

На рис. 1 дано упрощенное изображение приспособления, здесь:

Прокладки используются для выведения на требуемую высоту оси установочного элемента.

В качестве установочного элемента могут использоваться опоры и штыри. Опоры применяются в случаях, когда поверхность прижима плоская, при этом для черновой поверхности используются опоры с насечкой, а для чистовой - сферические. Штыри используются для крепления заготовок, имеющих для этого специальные технологические отверстия. Опоры и штыри устанавливаются в кулачок с использованием резьбового соединения.

Для зажима заготовок с цилиндрической наружной поверхностью установочные элементы не используются, закрепление осуществляется непосредствено специальным кулачком, имеющем призматические пазы на рабочей поверхности.

На рис. 2...7 и в таблицах 1...7 приведены эскизы и параметры используемых в лабораторной работе элементов УСП. Во всех таблицах первый столбец содержит код детали (сборочной единицы) согласно каталогу ГОСТ 31.112.40-83, а DM oбозначает диаметр метрической резьбы. В столбцах "Типоразмер" размещены условные обозначения габаритов (длина и ширина) элементов УСП. В таблице 6 даны типоразмер собственно зажима и типоразмер, устанавливаемого на нем кулачка. Данные, содержащиеся в таблицах (включая имена столбцов и их содержимое), приведены к виду, удобному для их кодирования на языке ПРОЛОГ.

Исходной информацией для проектирования зажимного приспособления из описанного выше множества элементов УСП являются:

  1. Н - высота точки зажима,
  2. вид поверхности заготовки.

Вид поверхности заготовки задается параметрами Тип_заг и D. Их смысл для поверхностей различного вида расшифровывается в таблице 8. В качестве результата проектирования в лабораторной работе выступают коды используемых в приспособлении элементов УСП.

Задание для домашней подготовки

1. Ознакомьтесь с подмножеством языка ПРОЛОГ, описанным в лекциях, и детально рассмотрите приведенный там пример.

2. Напишите на языке ПРОЛОГ программу синтеза прижимного приспособления, для чего:

Задание и порядок выполнения работы

Задание. Выполните проектирование заданных преподавателем вариантов зажимного приспосбления с использованием разработанной программы.

Порядок выполнения задания следующий:

  1. Войдите в диалог с интерпретатором системы программирования ПРЛОГ.
  2. Введите утверждения, описывающие базу фактов, и проверьте их правильность, сформировав ряд запосов.
  3. Введите и оттестируйте правила для проектирования пакета прокладок.
  4. Введите правила для проектирования подвижной части приспособления, тщательно проверьте их на различных сочетаниях исходных данных.
  5. Введите правило проектирования приспособления в целом.
  6. Используйте полученную программу для проектирования приспособлений, используемых для зажима заготовок, имеющих различный вид внешней поверхности. Записывайте исходные данные, результаты работы программы и время выполнения для различных вариантов.
  7. Переопределите утверждения базы фактов в обратном порядке и повторите п. 6.
  8. Попытайтесь спроектировать приспособление высотой Н, равной 50 мм, и зафиксируйте результаты выполнения.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

  1. два текста программ на языке ПРОЛОГ (до и после переформирования базы фактов),
  2. две таблицы, содержащие в своих столбцах исходные данные, результаты расчетов и время выполнения для различных вариантов технического задания на приспособление,
  3. ответы на вопросы 3...6 заданий для самопроверки.

Задания для самопроверки

  1. Каково назначение языка ПРОЛОГ? Что составляет его математическую основу? Каковы его достоинства и недостатки?
  2. Какое средство языка ПРОЛОГ необходимо использовать в правилах проектирования пакета прокладок для выдачи пользователю списка кодов примененных прокладок?
  3. Чем объяснить разницу в результатах выполнения программы при одних и тех же исходных данных в п.п. 6 и 7 задания?
  4. В чем заключается неполнота знаний, используемых в лабораторной работе для проектирования приспособлений? Какие предложения Вы можете дать для повышения обоснованности выбора опор?
  5. Какие дополнительные параметры заготовки и режима резания необходимо учитывать в реальном проектировании приспособления? Как их учесть в программе?
  6. Какое правило обусловило зацикливание программы при выполнении п. 8 задания? Какими способами можно предотвратить это явление?
  Таблица 1. Параметры опоры сферической (рис. 2)
  +---------------------+---------------------+
  !         Код         !         DM          !
  +---------------------+---------------------+
  !      '2.910.01'     !        m6           !
  !      '2.910.02'     !        m8           !
  !      '3.910.01'     !        m12          !
  !      '3.910.02'     !        m16          !
  +---------------------+---------------------+


  Таблица 2. Параметры опоры с насечкой (рис. 3)
  +---------------------+---------------------+
  !         Код         !         DM          !
  +---------------------+---------------------+
  !      '2.911.01'     !        m6           !
  !      '2.911.02'     !        m8           !
  !      '3.911.01'     !        m12          !
  +---------------------+---------------------+

  Таблица 3. Параметры штыря (рис. 4)
  +---------------------+---------------------+-----------+
  !         Код         !         DM          !   D,mm    !
  +---------------------+---------------------+-----------+
  !      '2.213.01'     !        m6           !   6...8   !
  !      '2.213.04'     !        m8           !   8...12  !
  !      '3.213.06'     !        m12          !  12...26  !
  +---------------------+---------------------+-----------+

  Таблица 4. Параметры кулачка с резьбовым отверстием (рис. 5)
  +-------------------+-------------+----------+--------------+
  !        Код        ! Типоразмер  !    DM    !    H_кл,мм   !
  +-------------------+-------------+----------+--------------+
  !     '2.913.05'    !   '30_18'   !   m6     !      16      !
  !     '2.913.06'    !   '45_22'   !   m8     !      20      !
  !     '2.913.09'    !   '65_30'   !   m12    !      38      !
  +-------------------+-------------+----------+--------------+


  Таблица 5. Параметры кулачка с призматическими пазами (рис. 6)
  +---------------------+----------+---------+---------+---------+
  !         Код         !Типоразмер! Н_кл,мм !  DГ,мм  !  DВ,мм  !
  +---------------------+----------+---------+---------+---------+
  !      '2.913.01'     !  '30_18' !   10    ! 8...12  ! 3...7   !
  !      '2.913.02'     !  '45_22' !   12    ! 8...12  ! 3...7   !
  !      '2.913.07'     !  '65_30' !   25    ! 12...30 ! 8...18  !
  +---------------------+----------+---------+-------------------+

  Таблица 6. Параметры зажима кулачкового (рис. 7)
  +---------------------+----------+----------+--------------+
  !         Код         !Типоразмер!Типоразмер!   Н_зж,мм    !
  !                     !  зажима  ! кулачка  !              !
  +---------------------+----------+----------+--------------+
  !      '2.451.01'     !  '45_30' !  '30_18' !      29      !
  !      '2.451.02'     !  '60_45' !  '45_22' !      34      !
  !      '3.451.01'     !  '60_45' !  '45_22' !      35      !
  !      '3.451.02'     !  '90_60' !  '65_30' !      42      !
  +---------------------+----------+----------+--------------+

  Таблица 7. Параметры прокладки
  +---------------------+----------+------------+
  !         Код         !Типоразмер!  Н_пр,мм   !
  +---------------------+----------+------------+
  !      '2.217.01'     !          !     1      !
  !      '2.217.07'     ! '45_30'  !     2      !
  !      '2.217.09'     !          !     3      !
  !      '2.217.10'     !          !     5      !
  +---------------------+----------+------------+
  !      '3.217.01'     !          !     1      !
  !      '3.217.07'     ! '60_45'  !     2      !
  !      '3.217.09'     !          !     3      !
  !      '3.217.10'     !          !     5      !
  +---------------------+----------+------------+
  !      '3.107.25'     !          !     2      !
  !      '3.107.27'     ! '90_60'  !     3      !
  !      '3.107.28'     !          !     5      !
  +---------------------+----------+------------+

  Таблица 8. Параметры поверхности заготовки
  +---------------------+---------------------+
  !      Тип_заг        !          D          !
  +---------------------+---------------------+
  !    плоск_чист       !   Неопределен       !
  !    плоск_черн       !                     !
  +---------------------+---------------------+
  !    цил_верт         !Диаметр цилиндричес- !
  !    цил_гор          !кой поверхности      !
  +---------------------+---------------------+
  !    перфор           !Диаметр технологичес-!
  !                     !кого отверстия       !
  +---------------------+---------------------+