Проектирование технологии обработки деталей в САПР ТП «КАРУС»

 
Электростальский политехнический институт (филиал МИСиС) 
Кафедра «Автоматизация технологических процессов и производств» 

А.И. Пятунин 

 

Проектирование технологии 

обработки деталей в САПР ТП «КАРУС»  

Лабораторный практикум 
для студентов специальности 120100 

 

Рекомендован редакционно-издательским  

советом института

МОСКВА 2002

 
УДК 65.011.56; 621.75 
П99 

Пятунин А.И. Проектирование технологии обработки деталей 
в САПР ТП «КАРУС»: Лаб. практикум. – М.: МИСиС, 2002. – 86 c. 

Данный лабораторный практикум проводится в рамках курса САПР 
технологических процессов. В нем рассмотрены назначение и структура 
САПР ТП «КАРУС», порядок и взаимодействие основных подсистем, содержание базы данных; подготовка системы к проектированию технологического процесса, порядок формирования маршрутной технологии обработки детали. Показаны пути формирования операционной технологии, порядок выбора и конкретизации переходов, автоматизированный расчет режимов резания и нормирования. Рассматриваются вопросы редактирования и 
окончательного формирования техпроцесса обработки детали, возможности 
внесения изменений и дополнений в спроектированную технологию; изучаются вопросы формирования основных технологических документов в 
САПР ТП «КАРУС» для спроектированного техпроцесса и вывод их на 
печать. 
Предназначен для студентов специальности 120100 «Технология машиностроения». 
 
 

 Московский государственный институт 
стали и сплавов (Технологический 
университет) (МИСиС),  
Электростальский политехнический 
институт (филиал МИСиС), 2002 

Содержание 
Введение................................................................................................................ 4 
Лабораторная работа № 1. Изучение САПР ТП «КАРУС» .............................. 6 
1.1. Цель работы ......................................................................................... 6 
1.2. Теоретическое введение ...................................................................... 6 
1.3. Порядок выполнения работы............................................................ 21 
1.4. Содержание отчета ............................................................................ 22 
1.5. Контрольные вопросы ....................................................................... 23 
1.6. Литература ......................................................................................... 23 
Лабораторная работа № 2. Проектирование маршрутной  
технологии в САПР ТП «КАРУС» .............................................................. 24 
2.1. Цель работы ....................................................................................... 24 
2.2. Теоретическое введение .................................................................... 24 
2.3. Порядок выполнения работы............................................................ 39 
2.4. Содержание отчета ............................................................................ 42 
2.5. Контрольные вопросы ....................................................................... 43 
2.6. Литература ......................................................................................... 43 
Лабораторная работа № 3. Проектирование операционной  
технологии в САПР ТП «КАРУС» .............................................................. 44 
3.1. Цель работы ....................................................................................... 44 
3.2. Теоретическое введение .................................................................... 44 
3.3. Порядок выполнения работы............................................................ 59 
3.4. Содержание отчета ............................................................................ 60 
3.5. Контрольные вопросы ....................................................................... 60 
3.6. Литература ......................................................................................... 60 
Лабораторная работа № 4. Редактирование технологического  
процесса в САПР ТП «КАРУС» ................................................................... 61 
4.1. Цель работы ....................................................................................... 61 
4.2. Теоретическое введение .................................................................... 61 
4.3. Порядок выполнения работы............................................................ 72 
4.4. Содержание отчета ............................................................................ 73 
4.5. Контрольные вопросы ....................................................................... 73 
4.6. Литература ......................................................................................... 73 
Лабораторная работа № 5. Формирование технологических  
документов в САПР ТП «КАРУС» .............................................................. 74 
5.1. Цель работы ....................................................................................... 74 
5.2. Теоретическое введение .................................................................... 74 
5.3. Порядок выполнения работы............................................................ 80 
5.4. Содержание отчета ............................................................................ 81 
5.5. Контрольные вопросы ....................................................................... 81 
5.6. Литература ......................................................................................... 81 
Приложения ........................................................................................................ 82 
 

ВВЕДЕНИЕ 

При проектировании технологических процессов (ТП) изготовления деталей и разработке операций механической обработки 
заготовок на металлорежущих станках важное место занимают системы автоматизированного проектирования (САПР). САПР позволяют сочетать возможности человека и ЭВМ, где пользователь выполняет неформализованные (а часто – вообще не формализуемые) 
операции, требующие интеллектуальных способностей, а ЭВМ поручаются задачи, требующие высокой скорости вычислений, визуального отображения информации и запоминания больших объемов 
данных. 
В машиностроении значительное распространение получили 
САПР технологических процессов (САПР ТП). Технологический 
процесс как объект проектирования в САПР ТП можно расчленить 
на несколько взаимосвязанных иерархических уровней, таких, как 
состав и структура маршрута, операции, переходы. С последним 
уровнем связано решение задач по базированию, выбору оборудования и оснастки, по режимам резания и нормированию.  
Можно выделить три основных метода автоматизированного 
проектирования ТП, широко применяемых в САПР ТП: 
1) метод прямого проектирования, когда происходит выбор 
операций, переходов, оборудования, инструментов и др. из меню 
разных уровней: Выбранная пользователем из базы данных (БД) информация заносится системой в графы и строки шаблона маршрутной или операционной карты; 
2) метод анализа (аналога), когда структура индивидуального 
ТП создается не заново, а определяется в соответствии с составом и 
структурой одного из унифицированных ТП путем анализа необходимости каждой операции и технологического перехода, c последующим уточнением всех решений; 
3) метод синтеза состава и структуры маршрутов обработки 
отдельных поверхностей и их сочетаний, т. е. их определение на 
нижнем уровне, с последующим переходом к синтезу операций на 
верхнем уровне. 
Необходимо отметить, что в современных САПР эти три метода в чистом виде практически не встречаются, а имеет место их 
интеграция в большей или меньшей степени. 

Заключительным шагом проектирования является сведение 
всей рассчитанной и хранящейся в разных промежуточных массивах 
технологической информации о спроектированном ТП в единый документ – маршрутную (операционную) карту. 
В настоящем лабораторном практикуме изучаются вопросы 
проектирования ТП методом прямого проектирования с частичным 
применением элементов синтеза маршрута и операций. 
В лабораторной работе № 1 изучается назначение и структура 
САПР ТП «КАРУС», порядок и взаимодействие основных подсистем, содержание БД. 
В лабораторной работе № 2 изучается подготовка системы к 
проектированию техпроцесса, порядок формирования маршрутной 
технологии обработки детали. 
В лабораторной работе № 3 изучаются пути формирования 
операционной технологии, порядок выбора и конкретизации переходов, автоматизированный расчет режимов резания и нормирования.  
В лабораторной работе № 4 рассматриваются вопросы редактирования и окончательного формирования техпроцесса обработки 
детали, возможности внесения изменений и дополнений в спроектированную технологию. 
В лабораторной работе № 5 изучаются вопросы формирования основных технологических документов в САПР ТП «КАРУС» 
для спроектированного техпроцесса и вывод их на печать. 

При разработке настоящего практикума автор руководствовался документацией САПР ТП «КАРУС», разработанной в НТФ 
«АЛТИМ» (г. Краснодар) и учебником «САПР в технологии машиностроения»/В.Г. Митрофанов, О.Н. Калачев, А.Г. Схиртладзе и др. – 
Ярославль: ЯГТУ, 1995. – 298 с. 

Каждая лабораторная работа завершается составлением отчета, который оформляется на стандартных листах писчей бумаги формата 11 (А4). 

Лабораторная работа № 1 

ИЗУЧЕНИЕ САПР ТП «КАРУС» 

1.1. Цель работы 

Ознакомление с документацией САПР ТП «КАРУС», изучение структуры системы, главного меню и других подсистем. 

1.2. Теоретическое введение 

1.2.1. Документация САПР ТП «КАРУС»  

Документация САПР ТП «КАРУС» находится в корневом каталоге системы: 
(диск):\KARUS\DOC\(файл). Основные документы расположены в файлах: 
– formbd – инструкция по формированию и ведению БД является 
одним из основных документов информационного обеспечения 
САПР ТП «КАРУС». Документ подробно описывает процесс настройки типовой БД системы на условия производства пользователей, правила и особенности формирования файлов БД. В инструкции даны рекомендации по порядку формирования файлов и 
разделов БД. 
– insbd – описание базы данных. БД предназначена для настройки 
системы на конкретные условия эксплуатации, для накопления и 
хранения информации о производственной среде. БД содержит 
данные об операциях, оборудовании, переходах, оснастке, нормах 
времени и других элементах, используемых при разработке технологических процессов, а также данные о связях между ними. 
БД включает описание всех элементов производственной 
среды предприятия, в которой будут выполняться создаваемые в системе технологические процессы. Таким образом, БД – это та часть 
системы, в которой отражены все особенности производства на 
предприятии. Изменение БД связано с изменением состояния производственной среды (состава оборудования, инструмента и т.п.) и условий эксплуатации системы, а также с пополнением хранимой информации. БД содержит также специальную информацию, необхо

димую для работы системы и недоступную для изменения со стороны пользователей системы; 
– opisan – описание структуры и функциональной схемы САПР 
ТП, файл содержит информацию об объектах проектирования 
САПР ТП и о взаимосвязях САПР ТП с другими системами; 
– proektrr – инструкция по применению, предназначенная для технолога-проектировщика ТП. В ней содержится описание приемов настройки системы на проектирование ТП, порядка проектирования, 
приемов редактирования на разных стадиях проектирования ТП. 

1.2.2. Назначение и структура системы 

САПР ТП «КАРУС» предназначена для автоматизированного 
проектирования технологических процессов механической обработки заготовок и полуфабрикатов. Код классификационной характеристики 
системы 
«КАРУС» 
по 
ГОСТ23501.108-85 
имеет 
вид 
3.4100.2.2.2.4.1.1. 
Система предназначена для проектирования ТП изготовления 
деталей произвольной формы, включающих тела вращения, детали 
плоскостные, корпусные, изогнутые из проката, шестерни цилиндрические и конические и др. В САПР ТП «КАРУС» не накладывается 
ограничений на вид поверхностей деталей, их взаимное расположение, требования точности и шероховатости. 
Технологические процессы оформляются в виде следующих 
технологических документов: 
– ведомости технологических документов; 
– маршрутной и маршрутно-операционной карты; 
– операционной карта; 
– ведомости оснастки. 
Структурными составляющими САПР ТП «КАРУС», которые функционируют в ЭПИ МИСиС, являются подсистемы: 
– монитор; 
– проектирование технологии; 
– администратор базы данных; 
– печать выходных форм; 
– связь с графической системой.  
Остальные подсистемы не подключены в ЭПИ МИСиС. 

1.2.3. Монитор – главное меню системы 

Начало работы САПР ТП «КАРУС» осуществляется запуском 
подсистемы 
«Монитор» 
с 
именем 
km.exe: 
(диск):\KARUS\km.exe [Enter]. На экране появится главное меню 
системы, которое будем именовать монитором (рис. 1.1). 

 

Рис. 1.1. Вид монитора САПР ТП «КАРУС» 

В левой части монитора содержится перечень подсистем 
САПР ТП: Проектирование технологии, Администратор Базы 
данных, Печать выходных форм, Эскиз, которые функционируют 
в ЭПИ МИСиС. В правой части монитора расположен перечень 
функций подсистемы Проектирование технологии, так называемое 
меню режимов проектирования. С их помощью производится настройка подсистемы на проектирование технологических процессов.  
Такой вид монитора предполагает, что пользователь работает 
в подсистеме Проектирование технологии. Нажимая клавишу 
[Tab], Вы можете переходить из строки Проектирование технологии в список функций проектирования и наоборот. Функции проектирования позволяют настраивать подсистему Проектирование 
технологии на желаемый режим работы. 
Если пользователь хочет работать в другой подсистеме 
«КАРУС», надо перевести курсор из строки Проектирование технологии в главном меню на соответствующую строку подсистемы, 
используя клавишу [↓]. Вид монитора при этом изменится – с экрана 
исчезнет перечень функций проектирования. 

В нижних строках экрана дана информация о функциональных и служебных клавишах, управляющих настройкой системы на 
работу. 
[F1]  
– контекстная помощь, т.е. информация о возможных действиях, которую можно получить в 
любом месте работы с системой; 
[F2] 
– вызов на экран окна для установки имен каталогов и дополнительных программ, с которыми 
будет работать система; 
[↑][↓] 
 – движение курсор– а по экрану (вверх – вниз); 
[↵], ([Enter]) 
– выбор действия; 
[Tab]  
– переход из главного меню в меню функций проектирования и обратно; 
[Alt] + [X], [Esc] – выход из монитора системы «КАРУС». 

Примечание. Выходить из системы на любом этапе проектирования допускается только в мониторе одновременным нажатием двух клавиш 
[Alt] и [X]. Здесь и далее одновременное нажатие двух клавиш будет обозначаться в прямоугольных скобках как [Alt]+[X]. Выходить из системы 
посредством перезагрузки ПЭВМ не допускается ввиду возможной потери 
информации. 

Прежде чем начать работу в САПР ТП «КАРУС», нужно установить имена используемых системой каталогов. Для этого надо 
нажать клавишу [F2] при условии нахождения курсора на одном из 
наименований подсистем. На экране появится окно с перечнем рабочих каталогов и имен вызываемых программ (рис. 1.2). 

================================================ 
   ¦ Каталог техпроцессов              |     (диск):\karus\                 ¦ 
   ¦ Каталог базы данных               |     (диск):\karus\atpp\         ¦ 
   ¦ Каталог временных файлов    |          f:\                               ¦ 
   ¦ Вызов графической системы   |     (диск):\acad\acad.exe   ¦ 
================================================ 

Рис. 1.2. Установка рабочих каталогов 

Курсор находится в первой позиции правой части окна, где 
Вы можете установить имена рабочих каталогов системы. Для этого 
необходимо указать нужное имя каталога и нажать клавишу [Enter] 
или <↓>. Курсор перейдет в следующую позицию перечня. По клавише [Esc] курсор вернется в монитор системы. 

В строке Каталог техпроцессов указывается имя дисковода, 
путь и имя каталога, в котором хранятся технологические процессы и 
в который запишется проектируемый ТП. 
В строке Каталог базы данных устанавливается имя дисковода, путь и имя каталога, в котором хранятся файлы нужной Вам 
базы данных. 
В строке Каталог временных файлов находится имя дисковода и имя каталога (например, электронный диск), куда система 
поместит создаваемые ею временные рабочие файлы. Для работы 
системы необходимо иметь не менее 1 МБ свободного пространства 
на винчестере в текущем каталоге или на диске, указанном в строке 
Каталог временных файлов монитора. 
Если пользователь не установит имена этих трех каталогов, 
система по умолчанию будет использовать текущий каталог. 
В строке Вызов графической системы при необходимости 
указывается имя дисковода, путь и имя загрузочного файла графической системы, используемой для создания операционных эскизов.  

1.2.4. Подсистема «Проектирование технологии» 

В САПР ТП «КАРУС» возможны различные варианты последовательности формирования технологического процесса. Ниже описана типовая последовательность формирования техпроцесса в системе.  
После ввода общих данных о детали система предлагает технологу-пользователю составить маршрут обработки. С этой целью на 
экран поочередно выводятся сначала Меню видов операций, а затем 
Меню операций, соответствующих виду операции. Маршрут обработки формируется пользователем путем выбора операций из меню. 
При составлении маршрута пользователь имеет возможность 
работать и в режиме выбора операций, и в режиме редактирования 
маршрута. В режиме редактирования можно добавлять, удалять, переставлять и изменять ранее выбранные операции. 
По окончании формирования маршрута для каждой операции 
последовательно выполняется автоматизированный выбор оборудования и инструкций по технике безопасности. Принятые решения 
система представляет на экране в виде шаблона для редактирования. 
Технолог-пользователь может либо согласиться с решениями системы, либо отредактировать их. В случае недостатка информации для 
автоматизированного выбора система запрашивает необходимые ей 
данные, которые пользователь вводит с клавиатуры. При желании 
технолог может прервать автоматизированный выбор оборудования 

и сделать его из меню, предлагаемых системой и определяемых содержанием БД. Имеется возможность ввода оборудования в маршрут 
с клавиатуры. 
Выбор режимов работы выполняется с помощью функциональных и служебных клавиш, информация о которых содержится в 
верхней и нижней строках экрана. При необходимости технолог во 
время работы всегда может получить помощь системы в виде подсказки или подробных пояснений. Для этого достаточно нажать специальную клавишу, и на экране появится информация, необходимая 
технологу в текущем режиме работы с системой. 
Формирование маршрута обработки заканчивается после 
подтверждения пользователем решений, принятых автоматизированным способом или в процессе диалогового взаимодействия с системой в режиме редактирования. Если пользователь не подтверждает 
принятые системой решения, проверка и редактирование результатов 
может быть выполнена по окончании проектирования технологического процесса при просмотре результатов проектирования. Более 
подробно подсистема Проектирование технологии будет изучаться 
в лабораторных работах № 2, № 3 и № 4. 

1.2.5. Подсистема «Администратор базы данных» 

База данных состоит из набора взаимосвязанных между собой 
файлов. Файл – это место, где фактически хранится информация. 
При дальнейшем описании БД вместе с понятием «файл» будет использоваться понятие «раздел БД». Отличие раздела БД от 
файла состоит в том, что файл включает в себя всю фактически хранимую в определенном месте информацию, а раздел БД содержит 
данные, объединенные по единому принципу использования их при 
создании технологического процесса. В нашей системе понятия 
«файл» и «раздел базы данных» не всегда совпадают. В дальнейшем 
будем различать понятия «структура данных» и собственно «данные». Основное различие между ними состоит в том, что структура 
остается неизменной, а данные могут изменяться при вводе и редактировании информации в базе данных. 
Заполнение базы данных и все последующие изменения информации в БД выполняются специальной программой, которую мы 
будем называть программой Администратор базы данных (АДМ). 
Потребность в использовании специальной АДМ вызвана высокими 
требованиями к времени реакции системы на действия пользователя, 
требованиями к времени выполнения автоматизированных процедур.