Метод синтеза в САПР технологических процессов

Рябухин Юрий Иванович – доктор химических наук, Соросовский профессор, профессор кафедры "Общая, неорганическая и аналитическая химия" Астраханского государственного технического университета.

Огородникова Надежда Петровна – аспирант, ассистент кафедры "Общая, неорганическая и аналитическая химия" Астраханского государственного технического университета.

Левченков Сергей Иванович – доцент кафедры "Физическая и коллоидная химия" Южного федерального университета (бывший Ростовский государственный университет).

На первой странице обложки представлена фотокопия первого варианта периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, написанного его рукой с примечаниями для типографии.

АГТУ. Заказ № 10.2007. Тираж 100 экз.

* Тит Лукреций Кар – римский поэт и философ 1 в до н. э. Его дидактическая поэма ″О природе вещей″ – единственное полностью сохранившееся систематическое изложение материалистической философии древности; популяризует учение Эпикура – древне-греческого философа (341–270 гг. до н. э.).

** Химический элемент – вид (совокупность) атомов с одинаковым зарядом ядра.

У греческих философов-материалистов – одно из первоначал, одна из составных частей природы, лежащих в основе всех вещей и явлений.

Нет точных сведений, откуда произошло слово ″элемент″. Согласно одной из версий, оно образовалось при последовательном произношении букв латинского алфавита – l, m, n, t. Прочтя их, вы получите ″эль″, ″эм″, ″эн″, ″тэ″. Древние мыслители якобы хотели подчеркнуть, что как слова состоят из букв, так и ″тела″ сложены из элементов.

* Генри Гвин Джефрис Мозли (1887-1915) – английский физик, основатель рентгеноспектроскопии. Окончил Оксфордский университет, работал в Манчестерском, а затем Оксфордском университетах. В лаборатории Э. Резерфорда. Установил связь между частотой характеристических линий рентгеновских лучей и порядковым номером элемента. Погиб во время 1-й мировой войны 1914-1918 гг. в возрасте 27 лет.

* Короткой форме периодической системы, которая официально отменена в 1989 г. ИЮПАК (англ. IUPAС – International Union of Pure and Applied Chemistry – Международный союз теоретической и прикладной химии), до сих пор в России отдаётся предпочтение.

** Нильс Хенрик Давид Бор (1885-1962) – датский физик, один из создателей современной физики. Создал теорию атома, в основу которой легли планетарная модель атома, квантовые представления и предложенные им постулаты. Основатель и руководитель Института физики в Копенгагене. Лауреат Нобелевской премии.

* В литературе встречаются два названия этой группы химических элементов: лантаниды и ланданоиды, которые имеют различный смысл. Термин "лантаниды" ввёл в 1925 г. В. Гольдшмидт для обозначения 14-ти 4f- элементов, следующих за лантаном.

В греческом языке слово с суффиксом «ид» означает "последовательность", "идущий за". Слово с суффиксом "оид" означает "подобный" чему-то или кому-то". Поэтому название "лантаноиды" означает "подобны лантану", что не соответствует действительности, поскольку элементы в конце этого ряда заметно отличаются по свойствам от лантана.

** Комиссия IUPAС утвердила для вновь синтезированных 110-го и 111-го химических элементов соответственно названия Дармштадтий (Darmstadtium, Ds) и Рентгений (Rentgenium, Rg).

*** Вслед за актинием начинается группа 5¦-элементов, аналогичная лантанидам, и для которых физик и радиохимик Глен Теодор Сиборг – глава американской школы синтеза трансурановых элементов ввёл в 1944 г. термин "актиниды".

* Ян Иоханнес Дидерик Ван-дер-Ваáльс (1837-1923 гг.) – нидерландский физик. Вывел уравнение состояния для реальных газов (уравнение Ван-дер-Ваальса), учитывающее конечность объёма молекул и наличие межмолекулярных сил притяжения. Лауреат Нобелевской премии.

* Электронная оболочка атома – область пространства, которое занимают принадлежащие атому электроны. Электроны расположены в оболочке атома в зависимости от своей энергии. Электроны с приблизительно одинаковой энергией находятся на одном и том же энергетическом уровне.

* Энергию ионизации выражают в электронвольтах (эВ). Электронвольт – внесистемная единица энергии, равная энергии, приобретаемой одним молем электронов под действием разности потенциалов в 1 В (1 эВ = 1,602 ∙ 10^–19 Дж).

* Дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг в 1932 г. ввёл понятие электроотрицательности и разработал шкалу, в которой электроотрицательность количественно оценивается исходя из энергий связей атомов, на основе разности энергий диссоциации соединения А–В и молекул, образующих его атомов А–А и В–В.

* Амфотерность (от греч. amphόteros – обоюдный, и тот, и другой) – способность химических соединений проявлять кислотные и основные свойства в зависимости от природы второго агента, участвующего в кислотно-оснóвном взаимодействии.

* Бинарные соединения (от лат. binarus – двойной) – химические соединения, состоящие из атомов двух элементов, например HCl, H₂O, Al₂O₃.

* Простое вещество образовано атомами какого-либо одного элемента, и поэтому является формой его существования в свободном состоянии.

Метод синтеза в САПР технологических процессов

В основе метода синтеза лежат локальные типовые решения. Алгоритмы построения САПР на основе метода синтеза существенно отличаются друг от друга. Причины этого состоят в следующем:

1. Процедуры разработки (синтеза) технологических процессов относятся к разряду трудноформализуемых.

2. Ряд САПР, построенных по методу синтеза, ориентированы на проектирование технологических процессов изготовления деталей определенного класса (например, «тел вращения»).

3. С целью исключения циклов при разработке технологии и обеспечения линейной стратегии проектирования некоторые разработчики САПР отошли от классической схемы проектирования технологических процессов «маршрут - операция - переход» и т.д.

Ниже рассмотрим один из подходов в реализации метода синтеза в САПР технологических процессов.

Реализация линейной стратегии проектирования в САПР технологических процессов (версия кафедры «Технология машиностроения» Ярославского государственного технического университета).

Упрощенная схема этого метода:

· Ввод описания чертежа детали.

· Синтез маршрутов (планов) обработки для всех поверхностей детали.

· Синтез принципиальной схемы технологического процесса.

· Синтез маршрута обработки детали.

· Синтез состава и структуры операций технологического процесса.

· Доработка технологического процесса (расчет режимов резания, нормирование).

· Оформление документации.

Ввод описания чертежа детали и оформление документации являются общими этапами для всех методик проектирования технологических процессов в САПР. Они включены для полноты картины проектирования технологического процесса. В данной лекции первый этап не рассматривается, а седьмой - в укороченной интерпретации.