Методические указания по преддипломной практике и дипломному проектированию для студентов специальности 190100 - Приборостроение

Министерство образования Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра измерительных технологий и компьютерной томографии

Л.Г Муханин

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по преддипломной практике и дипломному проектированию для студентов специальности 190100 - ПРИБОРОСТРОЕНИЕ специализаций: Компьютерная томография; Методы и средства измерения механических величин; Измерительно–вычислительные комплексы в механике.

Санкт-Петербург 2000

УДК 61, 62, 681.11,681.2

., Муханин Л.Г, Методические указания по преддипломной практике и дипломному проектированию. – СПб; ГИТМО (ТУ), 2000. – 28 с.

Рецензенты; д.т.н. проф. Иванов В.А., д.т.н., проф. Тимофеев Б.П.

Одобрено на заседании кафедры измерительных технологий и компьютерной томографии 02.11.2000 г., протокол №2.

Одобрено учебно-методической комиссией факультета ТМиТ, протокол №4 от 18.12.00.

Указания включают подробный материал по технологии дипломного проектирования, требования к оформлению пояснительной записки, иллюстративного материала и изложению доклада. Указания предназначены в качестве методического материала при прохождении преддипломной практики и дипломном проектировании.

Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет), 2000

Л.Г.Муханин, 2000

СОДЕРЖАНИЕ 1.

Требования к уровню подготовки специалистов

4

по специализациям: • Компьютерная томография; • Методы и средства измерения механических величин;

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

• Измерительно-вычислительные комплексы в механике Тематика дипломных проектов Задание на выпускную работу Организация и содержание преддипломной практики Технология дипломного проектирования. Этапы проектирования. Структура пояснительной записки Структура доклада и иллюстративный материал Литература Перечень приложений ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Образцы заполнения заданий на выпускную квалификационную работу ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Примерный перечень тем выпускных квалификационных работ

5 7 10 11 17 18 19 20 21 25

1. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО СПЕЦИАЛИЗАЦИЯМ: • Компьютерная томография; • Методы и средства измерения механических величин; • Измерительно–вычислительные комплексы в механике.

Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 190100 определяются государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования. Среди многообразия требований, можно выделить следующие основные: инженер должен знать и уметь использовать: • профессионально-ориентированные математические и физические методы анализа, синтеза, оптимизации и моделирования приборов, систем, процессов и явлений различной физической природы; • основы метрологии и точностных расчетов в приборостроении; • основы проектирования и конструирования приборов различного назначения; • математические модели и методы для анализа, расчетов, оптимизации детерминированных и случайных явлений и процессов; • фундаментальные положения электротехники, важнейшие свойства и характеристики электрических цепей, методы расчета цепей во временной и частотной областях; • современную аналоговую и цифровую элементную базу средств вычислительной техники, методы проектирования и расчета элементов и узлов электронных устройств обработки информации; • основные виды механизмов приборов, методы исследования их кинематических, динамических и точностных характеристик; • проводить анализ технологических процессов производства с целью их совершенствования;

• методы расчета на прочность и жесткость типовых элементов приборов; • инструментальные средства компьютерной графики и графического диалога; • формулировать основные технико-экономические требования к изучаемым техническим объектам; • методы технико-экономического анализа инженерных решений, оптимизации, моделирования; • экономико-математические модели при выполнении инженерноэкономических расчетов и в процессе управления; • принципы обеспечения условий безопасности жизнедеятельности при разработке и эксплуатации аппаратуры и систем различного назначения, • нормативно-правовые основы законодательства по охране труда и окружающей среды. Требования к дипломному проекту (работе) вытекают из перечисленных требований образовательного стандарта и в значительной степени определяют структуру проекта (работы).

2. ТЕМАТИКА ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ

Выпускная квалификационная работа дипломированного специалиста (дипломный проект, дипломная работа) должна представлять собой самостоятельное исследование, связанное с разработкой теоретических, экономических, проектно-конструкторских, технологических задач специальности и специализаций. При этом дипломная работа, в отличие от проекта, имеющего характер опытно-конструкторской работы, должна иметь научно-исследовательскую направленность и быть связана с решением научно-производственных задач. Выпускная работа должна быть преимущественно ориентирована на знания, полученные в процессе освоения дисциплин специальности и специализаций, а также в процессе прохождения студентом производственных практик. Выпускная квалификационная работа является важнейшим итогом обучения на соответствующей стадии образования, в связи с этим содержание выпускной работы и уровень ее защиты должны учитываться как основной

критерий при оценке уровня подготовки выпускника и оценке качества реализации образовательной программы в университете. Темы выпускных работ разрабатываются выпускающей кафедрой или с ее участием и утверждаются деканом факультета. Студент может предложить свою тему выпускной работы с необходимым обоснованием ее разработки. За актуальность, соответствие тематики выпускной работы профилю направления (специальности), руководство и организацию ее выполнения несет ответственность выпускающая кафедра и непосредственно руководитель работы. Руководитель выпускной работы назначается приказом декана факультета по представлению выпускающей кафедры, как правило, из числа преподавателей или сотрудников кафедры. Руководителями выпускной работы могут быть также специалисты из других учреждений и предприятий. Руководитель выпускной работы: • выдает задание на выпускную работу; • оказывает студенту помощь в организации и выполнении работы; • проводит систематические занятия и консультации со студентом; • проверяет выполнение работы (по частям или в целом); • дает письменный отзыв о выполненной работе. За все сведения, изложенные в выпускной работе, принятые решения и за правильность всех данных ответственность несет непосредственно студент автор выпускной работы. Темы дипломных проектов должны быть актуальными, т.е. отвечать требованиям реальных задач научно-технического прогресса, стоящих перед промышленными предприятиями, научно-техническими институтами, конструкторскими бюро и могут содержать элементы поисковых разработок. Для специализаций «Методы и средства измерения механических величин» и «Измерительно–вычислительные комплексы в механике» тематика дипломного проектирования может базироваться на разработке и исследовании приборов для измерения механических величин, составляющих важнейшую группу так называемых приборов точной механики. Это приборы для измерения линейных и угловых размеров, времени, сил, давлений, масс, вращающихся моментов, скоростей, ускорений и вибраций; приборов и устройств для контроля указанных величин; приборов и систем автоматического контроля отдельных параметров,

чувствительных элементов, узлов; устройств для контроля технологических параметров при производстве приборов точной механики. Дипломные проекты указанного профиля должны содержать разработки таких приборов, установок, устройств, в которых преобладает или является основой механическая часть или компьютерные системы для обработки результатов измерений. Темы дипломных проектов также могут быть посвящены разработке новой прогрессивной технологии, разработке и использованию новых физических принципов измерения механических величин, а также разработке приборов специального назначения. Дипломные работы должны иметь исследовательскую направленность. Это может быть, например, исследование физических принципов работы измерительных приборов, исследование неоднородностей магнитного поля, исследование методики измерения какой-либо физической величины и т.д. Такие работы, как правило, проводятся на промышленном или лабораторном оборудовании и требуют значительных затрат времени на проведение эксперимента. Результаты экспериментов используются, как правило, для совершенствования конструкции оборудования или методики измерения параметров и направлены, в конечном счете, для повышения точности и достоверности полученных результатов. Выпускные квалификационные работы по специализации «Компьютерная томография» могут быть посвящены разработке и исследованию магнитных систем ЯМР - томографов, оптимизации структуры магнитного поля, исследованию и разработке методик, направленных на повышение разрешающей способности томографов и улучшение качественных характеристик отдельных параметров. Кроме того, тематика выпускных работ может быть связана с разработкой приборов для контроля тепловых, магнитных, электрических параметров, а также инструментального обеспечения за контролем функционирования ЯМР - томографа в целом. Рекомендуется выдавать такие темы выпускной работы, которые являются продолжением учебно–исследовательской работы или идут в развитие комбинированного курсового проекта. Следует рекомендовать и разработку комплексных тем, т.е. одной сложной темы группой из 2-х - 3-х дипломников с привлечением, в том числе, дипломников других кафедр под общим руководством одного руководителя. В дипломных заданиях на такую тему должно быть четко указано, какой раздел общей темы выполняется в данном проекте. В выпускной квалификационной работе могут ставиться такие задачи, пути решения которых, известны руководителю. Нельзя ставить задачи, требующие открытий или изобретений. Однако постановка задачи должна

способствовать творческой работе студента над проектом и требовать самостоятельных решений отдельных технических вопросов.

3. ЗАДАНИЕ НА ВЫПУСКНУЮ РАБОТУ

Задание на выпускную работу оформляется на бланке. Образцы заполнения заданий приведены в приложении №1. Название темы выпускной работы должно быть по возможности кратким. Рекомендуется давать название, совпадающее с типом или классом разрабатываемого прибора без использования узкоспециализированных терминов и условных шифров. Примерные названия тем выпускных работ приведены в приложении №2. Техническое задание на выпускную работу включает: • назначение прибора, физический принцип действия; • требования к основным элементам прибора; • программу теоретических или экспериментальных исследований (для дипломной работы); • требования к прибору по точности, быстродействию, надежности, долговечности; диапазон измерения; • условия эксплуатации прибора: диапазон рабочих температур и давление окружающей среды; вибрационные и ударные нагрузки, магнитные, радиационные и др. воздействия; • требования к конструкции прибора: (габариты, масса, использование унифицированных элементов, предполагаемая серийность производства, защита от влияния внешних воздействий и др.); • специальные требования к прибору. В задании на выпускную работу указывается структура пояснительной записки, включающая: примерный перечень основных разделов, перечень расчетов, рекомендуемый для включения в пояснительную записку, перечень графического материала, список информационных и патентных источников. Кроме того, в задании заполняется график выполнения выпускной работы, включающий перечень основных этапов разработки и сроки их выполнения.

Задание подписывается руководителем, дипломником, консультантами и утверждается заведующим кафедрой. Изменение названия темы и (или) замена руководителя дипломного проекта производится только в исключительных случаях по решению кафедры. Оформление выпускной квалификационной работы инженера должно соответствовать ГОСТ 7.32-91, и Положению о выпускных квалификационных работах , а именно: • объем пояснительной записки не должен превышать 50 страниц текста, исключая таблицы, рисунки, список использованной литературы и оглавление; • страницы текста пояснительной записки, иллюстрации, таблицы и распечатки с ЭВМ должны соответствовать формату А4 по ГОСТ 9327. Допускается представлять иллюстрации, таблицы и распечатки с ЭВМ на листах формата А3; • пояснительная записка должна быть выполнена машинописным способом или с применением печатающих и графических устройств компьютера на одной стороне листа белой бумаги через полтора интервала, высота букв и цифр должна быть не менее 1,8 мм. (например в формате Word шрифтом размера 14 с межстрочным интервалом 1); • текст записки следует печатать, соблюдая следующие размеры полей: левое - не менее 30 мм, правое - не менее 10 мм, верхнее - не менее 15 мм, нижнее - не менее 20 мм; • страницы записки следует нумеровать арабскими цифрами, соблюдая сквозную нумерацию по всему тексту. Номер страницы проставляют в правом верхнем углу без точки в конце. Титульный лист (стандартной формы) включают в общую нумерацию страниц записки. Номер страницы на титульном листе не проставляют; • чертежи, графики, диаграммы, схемы, помещаемые в записке, должны соответствовать требованиям стандартов ЕСКД и ЕСТД; • иллюстрации (чертежи, графики, схемы, диаграммы) следует располагать в записке непосредственно после текста, в котором они упоминаются впервые, или на следующей странице. На все иллюстрации должны быть ссылки в записке. Иллюстрации должны иметь название. При необходимости помещают поясняющие данные (подрисуночный текст); • Иллюстрации следует нумеровать арабскими цифрами с точкой. Номера рисунков и таблиц предпочтительней связывать с номерами

соответствующих глав, например, Рис. 2.12., где 2 - номер главы, 12 порядковый номер рисунка. Допускается сквозная нумерация рисунков и таблиц в пределах всей записки. • оформление таблиц в записке - по ГОСТ 2.105. Номер таблицы следует размещать в правом верхнем углу над заголовком таблицы после слова «Таблица». Если в записке один рисунок или одна таблица, их не нумеруют и слово «Рис.» или «Таблица» не пишут; • определения, терминология, условные обозначения физических и математических величин должны соответствовать общепринятым в научно-технической литературе. Единицы физических величин в записке по ГОСТ 8.417; • пояснения значений символов и числовых коэффициентов следует приводить непосредственно под формулой в той же последовательности, в которой они даны в формуле. Значение каждого символа и числового коэффициента следует давать с новой строки. Первую строку пояснения начинают со слова «где» без двоеточия. • формулы в записке следует нумеровать порядковой нумерацией в пределах всей записки арабскими цифрами в круглых скобках в крайнем правом положении на строке. Если в записке только одна формула или уравнение, их не нумеруют; • плакаты, применяемые в качестве иллюстраций, следует выполнять с учетом рекомендаций ГОСТов 2701-68 и 2605-68. При этом размеры подписей и формул должны быть такими, чтобы не затруднялось их восприятие при защите на государственной аттестационной комиссии (ГАК); • сокращение русских слов и словосочетаний в записке - по ГОСТ 7.12; • приложения следует оформлять как продолжение записки на его последующих страницах, располагая их в порядке появления на них ссылок в тексте. Каждое приложение должно начинаться с новой страницы и иметь содержательный заголовок, напечатанный прописными буквами. В правом верхнем углу над заголовком прописными буквами должно быть напечатано слово «ПРИЛОЖЕНИЕ». Если приложений в записке более одного, их следует нумеровать арабскими цифрами порядковой нумерацией; • к записке прилагается аннотация объемом не более одной страницы текста;

• защита выпускной работы осуществляется в форме авторского доклада в пределах 15 минут.

4. ОРГАНИЗАЦИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДДИПЛОМНОЙ ПРАКТИКИ

Содержание преддипломной практики определяется программой и настоящими указаниями. Перед началом практики проводится организационное собрание, на котором студентов знакомят с целью и задачами преддипломной практики, закрепляют за руководителем практики от университета, выдают направление на практику, программу преддипломной практики, а также материалы, необходимые для подготовки проекта технического задания на дипломное проектирование. Если преддипломная практика проводится на предприятии, то студенту необходимо иметь с собой все необходимые документы для оформления пропуска (паспорт, форму допуска, фотографии на пропуск и пр.). Каждому студенту или группе студентов назначается руководитель преддипломной практики от кафедры или предприятия, как правило, руководитель выпускной квалификационной работы, который обязан: • осуществлять общее руководство практикой и совместно с руководителем практики от университета подготовить индивидуальное задание, составить план-график прохождения практики и осуществлять контроль его выполнения; • подготовить совместно с руководителем практики от университета задание по дипломному проектированию в течение первых трех недель практики; • обеспечить глубокое изучение вопросов, предусмотренных программой практики, решать возникающие во время прохождения практики технические, методические и организационные вопросы, согласовывая их с руководителем практики от университета и руководством предприятия; • оказывать помощь в подборе материалов по дипломному проекту, предоставлять возможность пользоваться имеющейся технической литературой, методиками расчета, описаниями, отчетами, средствами вычислительной техники и прочими материалами и оборудованием; • преддипломная практика завершается составлением отчета с последующей защитой материалов на кафедре.

5. ТЕХНОЛОГИЯ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

При оформлении задания на выпускную работу студент должен в общих чертах представлять цель и задачи разрабатываемой темы и конечный результат. Это, как правило, является достаточным для представления структуры пояснительной записки. Записка начинается с введения, т.е. читатель, вводится в существо вопроса. В этом разделе указывается актуальность темы, назначение прибора (устройства), область применения, в том числе прикладная. Определяются тенденции развития приборов данного класса, насыщенность рынка, формулируются современные требования к дизайну. Приступая к дипломному проектированию необходимо ознакомиться с информационными и патентными материалами по разрабатываемой теме, т.е. провести анализ состояния вопроса в исследуемой области. На этом этапе исследуются, как правило, патентные материалы (производится патентный поиск), анализируются физические принципы, заложенные в основу работы приборов и устройств данного класса, отдельные конструктивные решения для реализации требований технического задания. Важнейшим на данном этапе является выбор критериев, по которым производится сравнительный анализ известных конструктивных, структурных и иных решений. Анализ состояния вопроса, проводимый студентом, может изменить первоначальное представление о разрабатываемой теме, т.е. внести изменение в постановку задачи исследования и даже потребовать корректировки требований технического задания. Целью данного этапа работы является выбор аналога, определение цели и задач разработки и формулирование основных выводов, вытекающих из сравнительного анализа известных решений. После того, как проведено исследование состояния вопроса, уточнены преимущества и недостатки известных решений в исследуемой области, необходимо реализовать преимущества отдельных решений в разрабатываемой конструкции, т.е. синтезировать структуру (конструкцию) разрабатываемого прибора (устройства). Синтез конструкции является важнейшим этапом, который определяет технико-экономические показатели разработки.

Логически целесообразным является представление структурной и (или) кинематической схем прибора (устройства), которые в дальнейшем будут реализованы в виде конструкции. Этот этап предполагает расчет кинематической схемы разрабатываемого прибора (устройства) применительно к требованиям технического задания. Разработка конструкции измерительного прибора, как правило, начинается с компоновки отдельных узлов и элементов с учетом требований на габариты. Этот этап предполагает обоснование выбора отдельных узлов, например, типа направляющих для линейных перемещений, узлов подвижек с различными степенями свободы, введение элементов для компенсации температурных деформаций и т.п. На этом этапе важно, если это возможно, использовать структурные методы компенсации составляющих основной погрешности прибора (устройства). Как правило, прежде чем приступить к компоновке конструкции, необходимо произвести расчет отдельных составляющих погрешности измерения, которые могут быть связаны как с компоновкой конструкции, так и с выбором отдельных узлов. Например, компоновка не удовлетворяет принципу Аббе, направляющие линейных перемещений не обеспечивают требования к пределам зазора между подвижной и неподвижной частями, узел подвижки не обеспечивает достаточной чувствительности при регулировке и т.д. После того, как прибор скомпонован, можно приступать к разработке конструкции. При разработке конструкции измерительного прибора необходимо учитывать, что высокую точность измерения необходимо, по возможности, достигать структурными и методологическими средствами. Инструментальные средства требуют прецизионного технологического оборудования и значительно удорожают конструкцию, что в условиях рыночной экономики делают такую конструкцию не конкурентоспособной. Конструкторская проработка прибора (устройства) предполагает выполнение чертежа общего вида (сборочного чертежа), удовлетворяющего всем требованиям ЕСКД. Чертеж общего вида должен давать полное представления о конструкции прибора (устройства), содержать все необходимые виды, сечения, узловые сборки, иметь габаритные и установочные (присоединительные) размеры, должен быть снабжен перечнем составных частей, выполненным по форме спецификации. На чертеже должны быть указаны технические требования на сборку, которые определяют: • последовательность сборки узлов или элементов конструкции, если такая последовательность необходима;

• последовательность юстировки и регулировки отдельных элементов конструкции и средства фиксации регулировочных элементов; • требования к геометрическим параметрам подвижных элементов (непараллельность, клиновидность, пределы зазоров), которые должны быть установлены при регулировке; • силовые характеристики отдельных элементов конструкции, устанавливаемые при сборке, например, измерительное усилие, величина силового замыкания, момент на валу и т.п.; • особенности технологии производства, например, трассировку и оформление электрических жгутов, электрические параметры, которые должны быть выдержаны при сборке; • места смазки подвижных элементов и марку смазочного материала; • прочие требования на сборочные единицы, отдельные элементы или всю конструкцию в целом. Естественно, что конструкторская проработка требует производства различных расчетов. Расчётную часть пояснительной записки целесообразно выделять в отдельный раздел. Объём расчётов, как правило, обсуждается студентом вместе с руководителем на этапе составления технического задания и определяется его требованиями по п. 4. В дипломном проекте, имеющем конструкторскую направленность, должны быть произведены все необходимые расчеты, а именно: кинематический, силовой и расчет точности. Последний расчет является определяющим. Перед расчётом погрешности следует дать подробное описание источников её возникновения, определить составляющие погрешности и рассчитать значения каждой из них. Расчёт погрешности следует производить отдельно для методических и инструментальных составляющих. Особое внимание при расчёте следует уделить обоснованию законов распределения составляющих погрешностей и их суммированию. Целесообразно также представлять отдельно значения динамической и статической погрешностей. Если результаты расчета не удовлетворят требованиям технического задания, то потребуется вносить более жесткие требования к отдельным элементам конструкции. Наоборот, если точность прибора окажется завышенной, то это обстоятельство надо рассматривать как резерв снижения требований к инструментальной точности отдельных деталей конструкции, т. е. как средство снижения трудозатрат при производстве.

В этом же разделе целесообразно показать структурную схему прибора, дать её описание, произвести расчёт статических характеристик прибора, определить динамические характеристики средства измерения и выполнить расчёт погрешности. Расчёт статических характеристик прибора может быть произведён графическим или иным методом, позволяющим однозначно определить зависимость между измеряемой величиной и измерительным сигналом прибора. Если в разработку входят оптические, электрические и (или) электромеханические узлы, то целесообразно привести хотя бы простейшие расчеты, например, расчет оптического конденсора, расчет электрической схемы какого-либо узла. Данные расчеты подчеркнут технический кругозор дипломника, его способность работать в смежных областях техники. Расчет должен заканчиваться оценкой - удовлетворяют ли полученные значения параметров габаритным, силовым, кинематическим и прочим требованиям технического задания. Если выпускная работа носит исследовательский характер, то дипломник, при исследовании состояния вопроса, должен показать необходимость проведения тех или иных исследований, результаты которых дадут новую информацию об исследуемой области и позволят совершенствовать конструкцию прибора или методику проведения измерений. Результаты таких теоретических или экспериментальных исследований направлены, как правило, либо на совершенствование структуры измерительного прибора, либо на разработку новой (или модернизации старой) методики измерений, либо на совершенствование алгоритма обработки измерительной информации. При производстве расчетов необходимо соблюдать техническую и этическую корректность. Параграф, посвященный какому-либо расчету, должен содержать не только и не столько формулы для расчета, но и текстовую часть, которая является превалирующей. В начале параграфа необходимо определиться, какую цель преследует данный расчет, какие параметры необходимо определить. Дипломник должен использовать известную методику расчета, если она обеспечивает определение указанных параметров с достаточной степенью точности, при этом необходимо сослаться на источник, в котором изложена используемая методика. Если дипломником используется предложенная им самим методика, то она должна быть полностью и подробно приведена и обоснована по критерию точности расчета. После этого можно приводить формулу (формулы) для расчетов и результаты расчетов. Если при расчете необходимо задаваться какими-либо параметрами, например,

конструктивными размерами, коэффициентом трения и т.д., последние должны быть обоснованы. После расчётной части проекта, в пояснительной записке следует расположить описание работы прибора. Этот раздел состоит из: • описания конструкции прибора; • описания работы проектируемого прибора; • описания методики проведения измерений. При описании конструкции прибора следует остановиться на обосновании принятых технических решений. Так, например, почему направляющие выбраны именно такой формы, в связи с чем выбран данный тип опор и т.д. Принятые технические решения следует обосновывать конструктивными соображениями и результатами расчёта. При описании работы прибора следует изложить все вопросы, связанные с взаимодействием отдельных элементов прибора. Например, указать: каким образом реализована обратная связь, что обеспечивает необходимую точность прибора и т.д. Методика проведения измерений, с помощью спроектированного прибора, должна содержать описание приёмов, которые позволят проводить измерения с заданной точностью при требуемом ресурсе работы. В этом разделе указывается: - каким образом производится подготовка прибора к измерениям. Определяются приёмы, используемые во время проведения измерений с целью уменьшения методической погрешности. Приводятся требования к регламентным работам, а также к периодичности поверки прибора, обеспечивающей его метрологическую надёжность. Последнюю, хорошо бы подтвердить показателями метрологической надёжности. Вопросы конструирования и технологии изготовления прибора (устройства) всегда неразрывно связаны, поскольку они направлены на преодоление противоречий между тенденцией повышения конструктивной точности деталей и снижением трудозатрат при производстве. Отсюда следует основной вывод: конструктивные требования к точности изготовления деталей должны быть минимальны с точки зрения обеспечение требований технического задания. Отсюда вытекает следующий этап проектирования - разработка рабочих чертежей отдельных деталей. Комплект рабочих чертежей деталей включает, как правило, 4-6 деталей, выполненных в принятом стандарте на одном листе формата А1. Для выполнения чертежей выбираются наиболее ответственные

детали конструкции различных типов: корпусная, типа тела вращения, оптическая, пружина, кулачек и т.д. Чертежи должны быть выполнены в полном соответствии с требованиями ГОСТов на выполнение рабочих чертежей деталей. Дипломник должен выбрать материалы, назначить допуски на размеры деталей, определить требования к шероховатости поверхностей, термообработке, назначить декоративное, защитное или иное покрытие. Для оптических деталей на поле чертежа оформляется таблица, где указываются требования к оптическому стеклу. При оформлении чертежа на пружину (спиральную, плоскую или специальную) принято приводить ее силовую характеристику или указывать значение одного из параметров, например, начальное значение усилия при деформации. При оформлении чертежа на кулачек необходимо привести или график зависимости, например, радиуса кулачка от его углового положения или указанные размеры свести в таблицу. Все указанные параметры, которые должны найти отражение в рабочих чертежах деталей, назначаются (выбираются) исходя из функционального назначения конкретной детали, требований к точности сопряжений с другими деталями, рациональной технологии изготовления, условий эксплуатации и прочих требований. После того, как выполнены рабочие чертежи деталей, дипломник должен провести анализ разработанной конструкции на технологичность, т.е. определить насколько данная конструкция приспособлена к производству на предприятии приборостроительного профиля, потребует ли она специального и (или) прецизионного оборудования, высоки ли коэффициенты стандартизации и унификации конструкции. Это составляет суть технологической части дипломного проекта. Чтобы показать свою осведомленность в области технологии приборостроения, дипломник в рамках задания, разрабатывает, как правило, технологический процесс сборки какого-либо узла и оформляет в качестве иллюстрации технологическую карту сборки . Разработка любой конструкции преследует в конечном итоге одну цель: производство и реализация прибора (устройства). При этом важнейшими являются перечень достигнутых технических характеристик и цена. На этом этапе проектирования дипломник должен показать, что изготовление разработанной конструкции экономически целесообразно. Для обоснования этого ему необходимо произвести расчеты трудозатрат при производстве, определить основные экономические показатели разработки , показать конкурентоспособность. В заключительной стадии разработки дипломник рассматривает вопросы экологии, техники безопасности и охраны здоровья при работе с прибором

(устройством). Для этого необходимо ознакомиться с требованиями к новым разработкам, которые определяются соответствующими государственными стандартами и показать, что они учтены при разработке темы дипломного проекта. Разработка заканчивается выводами (заключением). В этом разделе подводится итог проделанной работы, формулируются основные выводы, т. е. дипломник отвечает на следующие вопросы: • все ли требования технического задания реализованы в разработанной конструкции, если не все, то почему?; • является ли разработанная конструкция технологичной, т.е. может ли она быть изготовлена на серийном технологическом оборудовании приборостроительного производства?; • является ли производство разработанного прибора (устройства) экономически целесообразным и почему?; • отвечает ли разработанная конструкция современным требованиям дизайна, экологии и является ли она конкурентоспособной?; • каковы направления совершенствования конструкции?; • другие вопросы, связанные с требованиями технического задания. Последним разделом пояснительной записки является список использованной литературы. Оформление списка должно соответствовать требованиям государственных стандартов и в частности: • список должен быть нумерованным; • список формируется только из источников, на которые имеются ссылки по тексту; • источники приводятся строго в алфавитном порядке; • иностранные источники приводятся в конце списка тоже в алфавитном порядке; • сведения об источниках приводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1. Работа с литературой и формирование списка имеет свою специфику, поскольку наращивание списка каждый раз изменяет нумерацию, а, следовательно, и номер, на который необходимо ссылаться. Это требует

корректировки ссылок после окончания формирования списка использованной литературы. Ссылка на источник производится конкретно по тексту с указанием номера(ов) источника(ов) арабскими цифрами с точкой, заключенного(ых) в квадратные скобки, например, «Известна методика расчета зубчатых колес которая позволяет определить передаточное отношение, модуль зацепления и все необходимые конструктивные параметры колес». (Допускается порядковый номер по списку выделять двумя косыми чертами /12./). Если используется методика без ссылки на источник, то она должна восприниматься как оригинальная, авторские права на которую, принадлежат дипломнику.

6. СТРУКТУРА ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

После того, как мы рассмотрели основные этапы работы над выпускной квалификационной работой не трудно определиться со структурой пояснительной записки, в которую входят рубрикация и последовательность изложения материала. Здесь можно рекомендовать наиболее распространенную иерархическую рубрикацию, включающую главы и параграфы (разделы и подразделы). Более мелкая рубрикация нежелательна. Главы, параграфы (разделы, подразделы) следует нумеровать арабскими цифрами. Главы (разделы) обозначаются арабскими цифрами с точкой, например 1., 2. и т.д. Номер параграфа (подраздела) включает номер главы (раздела) и порядковый номер параграфа (подраздела), разделенные точкой, например 1.1., 1.2. и т.д. Текстовой материал должен быть изложен технически грамотно, корректно и лаконично. Пояснительная записка, как правило, включает в себя 4 главы (по 3-4 параграфа каждая), введение, заключение, список использованной литературы и приложение (при необходимости).

7. СТРУКТУРА ДОКЛАДА И ИЛЛЮСТРАТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ

Структура доклада вытекает из структуры и последовательности этапов работы над дипломным проектом (работой). В течение 15 минут дипломник должен изложить в концентрированном виде, т.е. тезисно, основные

результаты работы. Доклад начинается с формулирования темы, актуальности разработки, области применения разрабатываемого прибора (устройства) и конкретных задач, которые ставились перед дипломником. Дипломник должен пояснить, какой анализ был выполнен при исследовании состояния вопроса, его результаты и обосновать выбор прибора-аналога. Необходимо пояснить результаты теоретических или экспериментальных исследований, если таковые проводились. Должен быть детализирован физический принцип работы прибора (устройства), рассмотрены структурная (функциональная) и кинематическая схемы прибора. Дипломник должен указать, какими принципами он руководствовался при разработке прибора, какие расчеты им были произведены. Кратко необходимо пояснить особенности разработанной конструкции, ее преимущества по сравнению с прибором-аналогом. Дипломник должен показать свои знания в сфере технологии и экономики, обосновать технологичность конструкции и экономическую целесообразность производства разработанного прибора (устройства), а также показать свой технический кругозор в области технического дизайна, экологии и охраны труда и электробезопасности при работе с прибором. Доклад заканчивается формулированием основных выводов по проделанной работе. Доклад должен быть изложен технически грамотно, корректно и лаконично, т.е. должен быть лапидарным. Дипломник должен кратко ответить на все заданные вопросы с соответствующим обоснованием. Иллюстративный материал оформляется в виде плакатов, как правило, на листах формата А1 и может включать в себя математическую модель прибора, таблицы, графики, конструкцию прибора и (или) узла, оптические, электрические и иные схемы, N-мерную структуру магнитного или гравитационного полей, результаты экспериментальных исследований и прочие иллюстрации. Количество иллюстративного материала определяется необходимостью полного и четкого понимания слушателями существа доклада. Как показывает практика защиты дипломных проектов, общее число графического и иллюстративного материала не превышает восьми. Содержание плаката должно нести очевидную смысловую нагрузку. Рекомендуется использовать возможности цвета для лучшего понимания содержания плаката. Масштаб выполнения плакатов должен определяться только из соображений наглядности материала. Необходимо помнить, что графический и иллюстративный материал не является самоцелью, а предназначен, в основном, для иллюстраций к докладу, т.е. иллюстрации помогают аудитории глубже понять существо доклада, и являются его следствием.

ЛИТЕРАТУРА

1. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Утвержден Госкомвузом РФ 23.07.94. 2. Нормативно-методическая документация по реализации образовательных программ высшего образования в ИТМО. Принята Советом ИТМО 29.04.97. Санкт-Петербург, 1997. 3. Шнейдер Ю.Г., Орлов Ю.Е. Методические указания по выполнению технологической части дипломного проекта. Л., 1975. 4. Корольчук А.Г., Соболев С.Ф. Методические указания по выполнению технологической части дипломного проекта. Л., 1989. 5. Шнейдер Ю.Г.,. Методические указания по выполнению технологической части дипломного проекта. Л., 1979. 6. Экономическая часть дипломных разработок. Методические указания по дипломному проектированию для технических специальностей всех форм обучения. СПб ГИТМО(ТУ), 1998.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИЛОЖЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

Образцы заполнения заданий на выпускную квалификационную работу

ПРИЛОЖЕНИЕ №2

Примерный перечень тем выпускных работ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (Технический университет)

Факультет ____________________________ТМ и Т _________________Кафедра ИТ и КТ Направление (специальность)________Приборостроение_____________ Группа ____660_ Квалификация (степень)________________инженер________________________________

УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой __________ “07” _октября_ 1998 года.

ЗАДАНИЕ НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ

Студенту __________________Козаченко Александру Викторовичу____________________ (Фамилия, И.,О.)

Руководитель ________Полонский Ю.З., институт мозга человека, с.н.с.______________ (Фамилия, И.,О., место работы, должность)

1. Наименование темы: Исследование влияния параметров диагонального локализатора на точность получаемых с его помощью результатов стереотаксического наведения.____

2. Срок сдачи студентом законченной работы

05 января 1999 года____________

3. Техническое задание и исходные данные к работе Локализатор предназначен для согласования координатных систем томографа и хирургического оборудования, применяется в

стереотаксической нейрохирургии (введение электродов с лечебными, диагностическими и исследовательскими целями в заданные участки глубоких структур головного мозга) в процессе подготовки операции.______________________________________________________ Задачей дипломной работы является исследование влияния геометрических параметров диагонального локализатора на точность результатов томографического исследования, получаемых с его помощью и используемых в дальнейшем при проведении операции. Дипломнику необходимо разработать методику проверки параметров модели локализатора, математическую модель диагонального локализатора, произвести расчет точности системы, оценить погрешность съема данных с томографической картины. В качестве базовой модели локализатора принять локализатор института мозга человека РАН. Рабочий объем локализатора: не более 250 250 250 мм. Точность хирургического оборудования 0,5 мм. Габариты: не более 300 300 300 мм. Фиксация локализатора при помощи зубной пластины.__________________________________________________________ 4. Содержание выпускной работы (перечень подлежащих разработке вопросов)________ Введение. _Обзор патентной литературы.___________________________________________ Обзор вариантов конструкций локализаторов для томографии__________________________ Описание конструкции диагонального локализатора____________________________________ Математическая модель диагонального локализатора, обоснование ее выбора_____________ Расчет точности системы диагонального локализатора________________________________ Определение параметров реального локализатора______________________________________ Обеспечение точности конструктивных параметров локализатора_______________________ Обоснование и описание методики эксперимента______________________________________ Анализ результатов эксперимента___________________________________________________ Разработка рекомендаций к применению локализаторов________________________________ Экономическая часть______________________________________________________________ Охрана труда, окружающей среды и экология_________________________________________ Заключение. Литература.___________________________________________________________

Перечень графического материала (с указанием обязательного материала)__________ Общий вид стереотаксической системы___________________________________________ Общий вид диагонального локализатора____________________________________________ Математическая модель локализатора____________________________________________ Алгоритм согласования координат________________________________________________ Определение параметров реального локализатора___________________________________ Реализация опыта______________________________________________________________ Результаты опыта_____________________________________________________________ Чертежи деталей локализатора__________________________________________________ Экономика_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 6. Исходные материалы и пособия.________________________________________________ 1. Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Камбарова Д.К. Стереотаксическое наведение: Теория и опыт клинического применения ЭВМ-методики, - Л., «Наука», 1985.__________ ___ 2. Абраков Л.В. Основы стереотаксической хирургии. - Л., «Медицина», 1975.______ 3.Браниславский Д.А., Петров В.В. Точность измерительных устройств - М.,._______ «Машиностроение», 1976.__________________________________________________________ 4. Тарасюк В.П. Математическое моделирование технических систем._____________ Учебник для ВУЗов. - Мн. «Дизайн ПРО», 1997.________________________________________ _________________________________________________________________________________ 7. Консультанты по работе с указанием относящихся к ним разделов работы Раздел Экономика и организация производства Технология приборостроения Безопасность жизнедеятельности

Консультант Абакумов В.В.

Рождественская Е.М.

и экология

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

Подпись, дата Задание выдал Задание принял

№ п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Наименование этапов выпускной квалификационной работы Постановка задачи Обзор сведений о локализаторах Построение математической модели Планирование и подготовка опыта Первая проверка выполнения календарного плана Определение параметров локализатора Расчет точности системы Проведение опыта Анализ результатов опыта Вторая проверка выполнения календарного плана Оформление пояснительной записки Оформление графических материалов Предзащита на кафедре

Срок выполнения этапов работы 15.09.98. 10.10.98 15.11.98 15.11.98 17.11.98 20.11.98 10.12.98 15.12.98 25.12.98 26.12.98 04.01.99 04.01.99 05.01.99

Примечание

Доклад

8. Дата выдачи задания___________16 сентября 1998 года___________________________

Руководитель__________________________________ (подпись)

Задание принял к исполнению____________________ (подпись)

Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (Технический университет)

Факультет ____________________________ТМ и Т _________________Кафедра ИТ и КТ Направление (специальность)________Приборостроение_____________ Группа ____661__ Квалификация (степень)______________инженер___________________________________

УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой __________ “07” _октября_ 1998 года.

ЗАДАНИЕ НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ

Студенту _________________Шейко Игорю Вячеславовичу_________________________ (Фамилия, И.,О.)

Руководитель ___________Грязин Дмитрий Геннадиевич, СПб ГИТМО (ТУ), доцент___ (Фамилия, И.,О., место работы, должность)

1. Наименование темы: _Волномерный буй для измерений волнения в прибрежной зоне_____________________________________________________________________________

2. Срок сдачи студентом законченной работы

05 января 1999 года_____________

3. Техническое задание и исходные данные к работе _Прибор предназначен для измерения параметров морского волнения в прибрежной зоне. Самостоятельной разработке подлежит конструкция прибора. Необходимо спроектировать автономный волномерный буй для измерения волнения в акватории с максимальной глубиной 15 м. Диапазон измеряемых длин волн от 15 до 100 м. Погрешность измерения (включая методическую) не более 8%. Установка прибора производится с судна. Передача измерительной информации должна осу-ществляться с помощью радиоканала. Масса прибора не более 30 кг._____________________ Номинальное напряжение питания +12В. Производство прибора мелкосерийное.____________________________________________________________________ Условия эксплуатации:______________________________________________________ Температура окружающей Среды от 0 до 250С. При подготовке прибора к работе прибор может находиться при t от -10 до + 250С. Влажность до 100%.___________________________________________________________________________ 4. Содержание выпускной работы (перечень подлежащих разработке вопросов) Введение._______________________________________________________________________ Анализ поставленной задачи. Патентно-информационный поиск_______________________ Выбор и обоснование метода измерений на основе анализа существующих методов_______ измерений волнения______________________________________________________________ Описание выбранного метода измерений____________________________________________ Расчет элементов конструкции прибора____________________________________________ Описание конструкции прибора____________________________________________________ Расчет погрешности измерений____________________________________________________ Технологическая часть проекта____________________________________________________ Экономическая часть проекта_____________________________________________________ Охрана труда, окружающей среды и экология________________________________________ Заключение, Литература._________________________________________________________

5. Перечень графического материала (с указанием обязательного материала)________ Функциональная схема прибора___________________________________________________ Чертеж общего вида____________________________________________________________ Сборочный чертеж узла__________________________________________________________ Рабочие чертежи деталей________________________________________________________ Плакат: «Метод измерения на коротком тросе»_____________________________________ Плакат: «Погрешности измерений»_________________________________________________ Технологическая часть____________________________________________________________ Экономическая часть_____________________________________________________________ 6. Исходные материалы и пособия.________________________________________________ 1. Грязин Д.Г. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Разработка и исследование аппаратуры для измерения параметров морского волнения, используемой при проведении натурных испытаний судов. -Л., 1995.____________________________________________________________________________ 2. Глуховский Б.Х. Исследование морского ветрового волнения. Л., Гидро-метеорологическое издательство., 1966.____________________________________________________________________________ 3. Технические отчеты ЦНИИ им. Академика А.Н.Крылова, 1988 89.______________________________________________________________________________ 7. Консультанты по работе с указанием относящихся к ним разделов работы Раздел

Консультант

Подпись, дата Задание выдал Задание принял

Экономика и организация Кустарев В.П. производства Технология приборостроения Грязин Д.Г. Безопасность жизнедеятельности и Рождественская Е.М. экология

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН № п/п 1. 2. 3. 4. 5.

Наименование этапов выпускной квалификационной работы Анализ патентной литературы Анализ выбранного метода Разработка функциональной схемы Разработка конструкции прибора Первая проверка выполнения календарного плана

Срок выполнения этапов работы 20.09.98. 10.10.98 20.10.98 25.11.98 20.11.98

Примечание

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

07.12.98 16.12.98 20.12.98 18.12.98 25.12.98 04.01.99 04.01.99 05.01.99

Разработка чертежей узлов и рабочих чертежей Технологическая часть Вторая проверка выполнения календарного плана Экономическая часть проекта Охрана труда и экология Оформление пояснительной записки Оформление графических материалов Предзащита на кафедре

Доклад

8. Дата выдачи задания___________18 сентября 1998 года___________________________

Руководитель__________________________________ (подпись)

Задание принял к исполнению____________________ (подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ВЫПУСКНЫХ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ РАБОТ

• Автомат для контроля и сортировки втулок. • Волномерный буй для измерения волнений в прибрежной зоне. • Исследование влияния параметров диагонального локализатора на точность получаемых с его помощью результатов стереотаксического наведения. • Исследование возможности ликвидации центрального остатка при точении заготовок контактных линз. • Лентопротяжный механизм регистрирующего прибора физических параметров. • Методика восстановления искаженных изображений с применением метода регуляризации Тихонова. • Прибор для автоматической разбраковки изделий по массе. • Приемно-передающая антенна ЯМР - томографа. • Программно-управляемый источник тока градиентной системы ЯМР томографа. • Пульт-вычислитель для навигационных систем самолетов. • Установка для автоматического измерения уровня жидкости. • Установка для поверки объемных диафрагменных счетчиков газа. • Фотоэлектрический преобразователь линейных перемещений.

КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА Кафедра измерительных технологий и компьютерной томографии, в прошлом кафедра часового производства и приборов точной механики была создана одновременно с основанием университета, который ведёт свою историю от образования в 1900 г. ремесленного училища цесаревича Николая. Основателем кафедры является Норберт Болеславович Завадский – первый заведующий механико– оптического отделения этого училища. В 1920 г. после революции механико–оптическое отделение было реорганизовано в техникум точной механики и оптики, который с 1925 г. начал подготовку инженеров–приборостроителей. Их первый выпуск состоялся в 1931 г. В дальнейшем техникум был преобразован в учебный комбинат, ФЗУ и в 1933 г. стал институтом точной механики и оптики. Всё это время до своей смерти заведовал кафедрой и преподавал дисциплины, связанные с точной механикой, профессор Н.Б.Завадский. В 1930 г. кафедру возглавил Лаврентий Павлович Шишелов. На кафедре читались

дисциплины

«Механические

«Теория

приборы»,

в

часовых

которые

механизмов»,

входило

изучение

«Электроизмерительные тахометров,

таксометров,

приборы», счётчиков,

арифмометров, часовых и гироскопических приборов, электротехники. В 1935 г. из состава кафедры выделилось

направление

гироскопических

устройств.

Была

образована

отдельная

кафедра

навигационных приборов. В 1940 г. на кафедре защитил кандидатскую диссертацию Захар Маркович Аксельрод, в последствии доктор технических наук, возглавивший кафедру во время войны. В марте 1942 г. институт был эвакуирован по дороге жизни из осаждённого блокадного Ленинграда. Местом размещения института на время стал г. Кисловодск. В конце июля 1942 г. институт был переведён в г. Черепаново Новосибирской области, а в 1944 г. ЛИТМО возвратился в Ленинград. После войны кафедра

приборов

точной

механики

выпускала

специалистов

по

часовому

производству

и

производству точного мерительного инструмента. На кафедре читались курсы «Приборы времени», «Теория и проектирование приборов времени», «Приборы для измерения малых промежутков времени», «Приборы для измерения скоростей и ускорений», «Тахометры», «Основы конструирования приборов точной механики». С 1976 г. кафедру возглавил Борис Александрович Арефьев, известный специалист в области автоматического управления и газовых опор. В это время на кафедре производилась

подготовка

специалистов

по

специальности

«Приборы

точной

механики»,

со

специализациями «Приборы времени», «Приборы для измерений длин и углов» и «Приборы контроля размеров» в числе доцентов кафедры были Марченко Б.М, Беляевский В.И., Юницин Ю.Н., С 1985 года кафедру возглавил основатель магниторезонансного класса изображений профессор Владислав Александрович Иванов. В связи с развитием техники и потребностью в выпуске инженерных кадров по разработке и эксплуатации магнито–резонансных томографов с 1996 года кафедра начала подготовку инженеров по специализации «Компьютерная томография». В настоящее время кафедра производит подготовку инженеров, бакалавров и магистров по специальности «Приборостроение» со специализациями: «Компьютерная томография»; «Методы и средства измерения механических величин»; «Измерительно – вычислительные комплексы в механике».

Лев Григорьевич Муханин

Методические указания по преддипломной практике и дипломному проектированию. для студентов специальности 190100 - ПРИБОРОСТРОЕНИЕ специализаций: Компьютерная томография; Методы и средства измерения механических величин; Измерительно–вычислительные комплексы в механике.

В авторской редакции

Компьютерный набор и верстка Редакционно-издательский отдел СПб ГИТМО (ТУ) Лицензия ИД №00408 от 05.11.99 Подписано к печати 22.12.2000 Заказ №283. Тираж 50 экз. Отпечатано на ризографе.

Л.Г.Муханин