Общие сведения о технологии

Технология – научное описание методов и средств произв-ва в какой-либо отрасли пром-ти (технология машиностроения, земледелия, металлургии, транспорта). Главными видами технологий являются: механ. и хим. В результате механической технологии, основанной преимущественно на механическом воздействии на обрабатываемый материал в определённой последовательности, происходит изменение его формы, размеров или физико-механических свойств. Процессы химической технологии включают химическую переработку сырья, вследствие чего сырьё полностью или частично изменяет свой химический состав или агрегатное состояние, т.е. приобретает новое качество. Понятие технология применимо к отраслям хозяйства, в которых можно выделить не только способы, методы и приемы труда, но и изучить предметы и средства труда, а также их использование при создании продукции. Быстрое развитие технологии является одним из главных условий научно-технич. прогресса, расширения пром-го производства, обеспечения выпуска конкурентоспособной продукции. Рыночная экономика предполагает развитие и разработку новых технологий. Особенно там, где совершенствование старых методов не может способствовать улучшению экономических показателей (машино- и приборостроение). Прогресс в технологии науки и техники связан с достижениями в области химич. технологии, технологии пластических масс и материаловеденья. Создание новых материалов дает возможность создавать новые машины с более высокой работоспособностью и с более интенсивной эксплуатацией. Актуальной является проблема антикоррозионной защиты материалов. Прогрессивность технологии оценивают уровнем технологий, под которым понимают показатель, характеризующий прогрессивность применяемых в производстве технологических процессов, оборудования.

Производственный и технологический процесс в машиностроении; основные этапы производства машин

Производственный процесс-совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта изделий на данном предприятии. Он охватывает подготовку средств производства и организацию обслуживания рабочих мест, процессы изготовления, хранения и транспортировки заготовок деталей машин и материалов, сборку, контроль, упаковку и сбыт готовой продукции, а также другие виды работ, связанные с изготовлением выпускаемых изделий. Производственный процесс делится на основной, вспомогательный, обслуживающий. Основной связан с изготовлением деталей и сборки из них машин и механизмов. К вспомогательному относится изготовление и заточка инструмента, обслуживание и ремонт оборудования, установка нового оборудования. К обслуживающему производству относятся склады, транспорт, уборка цехов предприятия, блок питания. В зависимости от стадии изготовления различают заготовительную, обрабатывающую и сборочную фазы. К заготовительной относятся литейное производство, обработка давлением. Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета труда. В результате технологического процесса обработки происходит изменение размеров, формы или физико-механических свойств обрабатываемого материала. Технологический процесс делится на отдельные операции, которые характеризуются наличием рабочего места, технологич.оборудования, технологич.оснастки, т.е. того, чем рабочий воздействует на предмет труда (заготовку). Перечень наименований изделий, которые нужно выпустить в интервале времени с указанием количества изделий, их наименований, типов и размеров, сроком выполнения каждого наименования наз. Производственной программой. В зависимости от производственной программы, характера осуществления производственного процесса различают: единичное, серийное и массовое производство.

ВВЕДЕНИЕ

Цель и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе.

Дисциплина «Основы конструирования технологического оснащения» ставит целью изложение современного опыта проектирования и конструирования технологического оснащения, выбора машин и оборудования машиностроительного производства.

Основные направления развития машиностроения предусматривают дальнейшее повышение его эффективности, интенсификации, уменьшение сроков создания, освоение и производства новой прогрессивной техники. Организационно-методологической основой выполнения поставленной задачи является конструирование машиностроительных изделий с учетом требований технологичности конструкции.

Существует несколько направлений современного проектирования и изготовления машиностроительных изделий, которые непосредственно или косвенно способствуют повышению технологичности конструкций в соответствии с требованиями современного производства. К ним относятся:

1. непрерывно возрастающий объем агрегатного монтажа сборочных единиц, механизмов и оборудования, развитие системы модульного проектирования на базе типизации, унификации и стандартизации;

2. широкое использование ЭВМ, обеспечивающее более высокий уровень анализа конструктивных решений в различных вариантах использования;

3. организация широкого обмена опытом в области создания технологичных конструкций между разными отраслями машиностроения.

Наиболее благоприятны условия для создания технологичной конструкции в тех случаях, когда конструкторский отдел разрабатывает свою техническую идею на основе требований технологии производства, эксплуатации и ремонта.

Процедурная модель проектирования

Главные направления развития технических средств и технологий устанавливается прогнозированием.

Прогнозирование – исследовательский процесс, в результате которого получают вероятностные данные о будущем состоянии прогнозируемого объекта.

С помощью прогнозов определяется предполагаемый ход развития важных процессов в экономике, науке и технике.

В основе прогнозирования лежит предположение, что процессы, события, тенденции, имевшие место в прошлом, действующие в настоящем, будут продолжаться и в будущем. Подобное предположение основано на том, что процессы, действующие в природе, науке и технике, в основном непрерывные и им свойственна некоторая инерционность развития.

Прогнозная тенденция – качественная характеристика развития объекта прогнозирования в прошлом (ретроспективная информация) которая используется для опорных точек построения графика тенденций развития полученный график развития прогнозной тенденции во времени подлежит анализу и математической обработке, выявляется математическая функция и проводится математическая экстраполяция, дающая возможные значения прогнозной тенденции в будущем.

Развитие техники и технологии связано с преемственностью и последовательностью научных разработок. Тщательное прогнозирование развития науки и правильное планирование научных разработок являются ключом НТП.

Техника, развиваясь непрерывно в течение некоторого времени, имеет в целом скачкообразное развитие. В основе скачка лежат открытия или крупные изобретения, коренным образом меняющие существующие принципы в технике и технологии. Они вызывают лавину новых изобретений, совершенствующих новый принцип.

Новые открытия и изобретения продвигают НТП не только в той области, к которой сами относятся, но и в смежных отраслях.

Технология, основанная на данном открытии или изобретении, имеет все предпосылки для бурного, длительного и эффективного использования и развития.

Возникновение новых технологий требует разработки новых средств материального производства и новых конструкторских решений.

Любая технология проходит 3 периода развития.

Сначала технология новая, перспективная и объёмное внедрение постоянно растет(интервал (τ1 - τ2)). В конце этого периода развитие стабилизируется, технология подходит к технической и экономической насыщенности (τ2 - τ3). В этом периоде каждое совершенствование связано со всевозрастающими затратами, при одновременном снижении эффективности.

Наступает момент τ3, при котором дальнейшее техническое развитие не целесообразно, технология становится бесперспективной.

Моральное устаревание технологии I дает толчок изобретению принципиально новой технологии II, по происшествию аналогичного цикла развития которой можно установить пути развития III технологии.

Закономерности циклического развития и смены технологий позволяет установить пути развития и прогнозировать появление новой технологии Ш, которая заменит старые.

Рабочий принцип и структура новой III технологии до ее появления не известны широкому кругу специалистов, но некоторую информацию можно найти в технологических и патентных источников (например, лампы освещения).

Процесс проектирования новой техники во многих отношениях подобен процессу прогнозирования. И в том и в другом случае изучается имеющаяся информация, отражающая всю предыдущую историю проблемы. Результатами разработок являются объекты фантазии человека.

Повышению эффективности проектных решений могут служить использование некоторых принципов применяемых при прогнозировании:

1. сбор ретроспективной информации с целью выявления тенденций развития параметров;
2. анализ тенденции развития и попытки вообразить (выяснить) влияние этих тенденций на интересующий разработчика параметр в будущем;
3. использование ранее разработанных прогнозов, встречающихся в технической информации и позволяющей определить развитие параметра. Эти прогнозы могут относиться непосредственно или косвенно к интересующему разработчику вопроса;
4. проведение консультаций с крупными специалистами данной отрасли.

В ретроспективную информацию, используемую при определении параметров новых изделий, могут входить: стандарты, промышленные каталоги, статические отчеты, справочники и др.. Особое место занимает патентная информация, обладающая рядом свойств:

· новизна – одна из наиболее отличительных свойств;

· достоверность информации;

· значимость патента относительно информации.

Патентная информация позволяет выявить также, над какими вопросами и направлениями работают специалисты ведущих организаций и стран. Это способствует введению новых разработок на высоком техническом уровне.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА

Понятие о технической подготовке производства

Создание новой техники – путь долгий и трудоемкий, не одна идея сразу не находит применения, т.к. это вызвано сложностью структуры новой техники и ее действия. Создание новой техники требует комплексного подхода в технической подготовке производства, которая состоит из трех видов:

1. организационная подготовка

2. конструкторская подготовка (ЕСКД)

3. техническая подготовка (ЕСТПП)

Организационная подготовка определяет собой совокупность работ по организации научных исследований, научного прогнозирования, патентных исследований, технико-экономических исследований, оценки технических возможностей предприятия и отрасли, учету конъектуры рынка как внутри страны, так и за рубежом. Учитываются также потребности капиталовложений и сроки их окупаемости, возможность выделения этих средств на разработку и освоение новых изделий. Кроме того определяются предприятия смежники, прорабатываются вопросы материально-технического снабжения и кадрового обеспечения, прорабатываются вопросы организации эксплуатации, техобслуживания, и ремонта разрабатываемых изделий и многое другое.

Анализ понятий конструирования и проектирования

Разработка новых изделий осуществляется инженерно-техническим персоналом, путем проектирования и конструирования, которые являются процессами взаимосвязанными и дополняющими друг друга. Конструктивная форма объекта уточняется методом проектирования – произведением расчета параметров, прочностных расчетов оптимизации и другими проекционными вопросами. В свою очередь проектирование возможно только предварительно принятых вариантов конструкций. Часто эти два понятия не различают, поскольку они выполняются специалистами одной профессии – инженерами-конструкторами, однако проектирование и конструирование – процессы разные.

Проектирование предшествует конструкции и представляет собой поиск научно обоснованных технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений. Результатом проектирования является проект разрабатываемого объекта. Проектирование – выбор некоторого способа действия, в частном случае – это создание системы как логической основы действия, способной решать при определенных условиях и ограничениях поставленную задачу. Проект анализируется, обсуждается, корректируется и принимается как основа дальнейшей разработки.

Конструирование – это создание конкретной однозначной конструкции изделия.

Конструкция – это устройство, взаимное расположение частей и элементов какого-либо предмета, машины, прибора, определяющиеся его назначением. Конструкция предусматривает способ соединения, взаимодействия частей, а также материал, из которого отдельные части (элементы, детали) должны быть изготовлены.

В процессе конструирования создаются изображения и виды изделий, рассматривается комплекс размеров с допустимыми отклонениями. Выбирается соответствующий материал, устанавливается требования к шероховатости поверхностей, технические требования изделия и его частям, создается техническая документация.

Конструирование опирается на результаты проектирования и уточняет все инженерные решения, принятые при проектировании. Создаваемая в процессе конструирования техническая документация должна обеспечить перенос всей конструкторской информации на изготавливаемые изделия и его рациональную эксплуатацию.

Проектирование и конструирование – это виды умственной деятельности, когда в уме разработчика создается конкретный мысленный образ, который подвергается мысленным экспериментам, включающих перестановку и вариацию составных частей, их геометрию и параметры, способы смещения и размещения. Одновременно оценивается эффект внесенных изменений.

Разработка, составными частями которой являются проектирование и конструирование, этот термин широко применяется в технической литературе, включает ведение НИР, проектно-конструкторских работ, разработку технологии изготовления, материально техническое обеспечение и организация производства.

Цели, задачи разработки

Целью разработки нового изделия является удовлетворение общественных потребностей. Каждая разрабатываемая конструкция или изделие должно удовлетворять трем основным требованиям:

1. техническим

2. социальным

3. экономическим

Эти требования часто носят противоречивый характер, и задача разработчика заключается в том, чтобы из множества возможных решений выбрать одно, наиболее полно отвечающее всему комплексу требований в целом.

В техническом отношении разработка (изделие) должна быть на уровне современных достижений науки и техники, обеспечивать возможность правильно решать определенные технологические и производственные задачи, выполнять соответствующие функции, производить работу (продукцию) необходимого качества и иметь соответствующие параметры (мощность, производительность, скорость и т.д.)

Наряду с определенным уровнем технического совершенства изделие должно отвечать современным социальным требованиям, обеспечивать улучшение условий и облегчения труда обслуживающего персонала, быть безопасным в эксплуатации и не загрязнять окружающую среду. Для облегчения труда предпочтительна механизация и автоматизация работы самого изделия, и производственного процесса, выполняемого с его участием (для обеспечения удобства управления, наладки, регулирования рабочих процессов и т.п.)

Одно из центральных мест принадлежит экономическим требованиям . Разработка (изделие) должна быть не только конструктивно и технологически возможна, но и экономически целесообразна.

Разрабатывать с учетом экономических требований значит не только уменьшить стоимость изготовления изделий, избегать сложных и дорогих решений, применять простые и дешевые способы обработки, но главное значение имеет то, что экономический эффект определяется полезной отдачей изделия и суммой эксплуатационных расходов за весь период работы изделия. Стоимость изделия является не всегда главной, а иногда и очень не значительной составляющей этой суммы. Частая экономия, достигаемая без учета всего комплекса стоимостных показателей, не редко ведет к снижению суммарной эффективности изделия.

Стадии разработки нового изделия

Требования к проектируемому (разрабатываемому) конструкции необходимо взаимосвязывать со стадиями разработки конструкторской документации и этапами производственного процесса изготовления. В процессе изготовления и внедрения новых изделий (новой техники) всех отраслей машиностроения выделяют основные этапы:

1) научно-исследовательские работы (НИР);

2) опытно-конструкторские работы (ОКР);

3) опытно-технологические работы (ОТР);

4) освоение серийного производства.

2 - разработка ТЗ;

3 - разработка технического предложения, эскизного и технического проекта;

4 - разработка технической документации на опытный образец;

5 - разработка предварительного технологического проекта;

6 - разработка технологии изготовления опытного образца;

7 - разработка и создание технологической оснастки для изготовления опытного образца;

8 - изготовление и испытание опытного образца;

9 - разработка конструкторской документации па серию;

10 - разработка технологической документации на серию;

11 - разработка и изготовление технологической оснастки на серию;

12 - изготовление установочной партии, начало серийного производства.

В результате НИР (ГОСТ 15.101-80) выбирают оптимальные технические решения для нового изделия с учетом технологии его изготовления; иногда при этом требуется разработка новых материалов, комплектующих изделий и новых технологических процессов.

Исходным документом для проведения ОКР является ТЗ - техническое задание .Общий порядок разработки, согласования и утверждения технических заданий, проведения экспертизы технической документации, испытаний опытных образцов (опытных партий), выдачи разрешений для постановки на производство новых и модернизированных изделий, а также проведения контрольных испытаний изделий серийного и массового производства установлены ГОСТ 15.000-82 и ГОСТ 15.001-73.

В результате ОКР должна быть разработана конструкторская документация.

Конструкторская документация - это графические и текстовые документы, которые в отдельности или в совокупности определяют состав и устройство изделия и содержат необходимые данные для его разработки или изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта.

Виды и комплектность конструкторских документов, разрабатываемых на изделия всех отраслей машиностроения, установлены ГОСТ 2.102-68, стадии разработки ГОСТ 2.103-68, обозначение изделий и конструкторских документов – ГОСТ 2.201-80.

Обязательность выполнения стадий и этапов разработки конструкторской документации устанавливается техническим заданием на разработку.

Проектная конструкторская документация (техническое предложение, эскизный и технический проекты) содержат данные, необходимые для разработки изделия, рабочая конструкторская документация - данные, необходимые для его изготовления.

Технологическую подготовку производства начинают на стадии ОКР. Параллельно с разработкой проектно-конструкторской документации (КД) разрабатывают предварительный проект технологической документации (ТД), включающий основные технологические решения и новые технологические процессы, которые будут приняты при производстве нового изделия. При разработке КД на опытные образцы одновременно разрабатывают технологию и технологическую оснастку для их изготовления. Такая параллельная работа конструкторов и технологов на стадии ОКР ускоряет процесс освоения нового изделия. При этом требуется четкая координация всего комплекса работ по технической подготовке производства (конструкторской, технологической, организационной).

На стадии технического предложения разрабатывают конструкторские документы, обосновывающие предлагаемые варианты технических решений на основе анализа технического задания, с учетом возможности реализации указанных в нем характеристик и требований, дают сравнительные оценки решений разрабатываемых и существующих изделий, а также патентных материалов.

Техническое предложение после согласования и утверждения в установленном порядке является основанием для разработки эскизного или технического проекта (для сокращения сроков проектирования допускается стадию технического предложения совмещать со стадиями эскизного и технического проектов).

На стадии эскизного проекта намечают принципиальную схему конструкции, создают общую компоновку изделия, укрупненно определяют габаритные размеры, устанавливают максимальные размеры и массы наиболее ответственных деталей, выполняют приблизительные расчеты производства. На этой стадии целесообразно привлекать для консультаций технологов. Это позволяет своевременно организовать исследовательские работы, спроектировать или приобрести специальное оборудование, освоить новые процессы.

При эскизном проектировании изделие расчленяют на основные самостоятельные сборочные единицы, Что определяет организационную структуру сборки. На этом же этапе решают существенно важный вопрос - унификацию и использование отдельных сборочных единиц и агрегатов изделий того же класса, а также выбирают материал и вид заготовок (литье, штампосварпые конструкции и т. д.) основных наиболее трудоемких деталей.

Целесообразно выполнить основные технико-экономические расчеты (ТЭР), установить ориентировочную трудоемкость изготовления, себестоимость изделия, основной объем кооперации.

На стадии технического проекта уточняют конструкцию изделия; разрабатывают отдельные сборочные единицы и детали с учетом их размеров, конструктивных форм и точностных характеристик; устанавливают марки материалов и виды заготовок основных деталей; выделяют сборочные единицы и агрегаты конструкции, что определяет характер и порядок сборочных работ; проводят анализ обеспечения беспригоночной сборки, а при необходимости и анализ взаимозаменяемости сборочных единиц и изделия в целом, максимально их унифицируя; назначают виды покрытий и термической обработки исходя из условий работы деталей изделия (сборочной единицы) с учетом технологии их изготовления.

Целесообразно продолжить технико-экономический анализ создаваемой конструкции и, насколько возможно, уточнять трудоемкость изготовления, себестоимость, циклы изготовления и сборки изделия.

На стадии рабочей конструкторской документации разрабатывают чертежи деталей, сборочные чертежи, спецификации, ведомости покупных изделий, технические условия, а при также монтажные, габаритные чертежи, схемы, таблицы, методики расчетов и другие документы (в соответствии с ГОСТ 2.102-68), необходимые для промышленного изготовления изделий.

На этой же стадии отрабатывают рациональные формы и размеры деталей, определяющие виды заготовок, уточняют допуски и устанавливают качество рабочих поверхностей деталей, осуществляют максимально возможную унификацию элементов конструкции (диаметров отверстий, крепежных деталей, резьб, шлицев и др.), что резко сокращает номенклатуру материального и режущего инструментов, а также повышает технологичность изделия. Материалы, применяемые для изготовления деталей, необходимо максимально унифицировать, сокращая число марок и типоразмеров сортового материала (прокат, листы).

Применение новых или нетрадиционныхматериалов, технологические свойства которых еще недостаточно изучены, вызывает значительные затруднения при серийном производстве изделия, поэтому к выбору материалов необходимо привлекать материаловедов для экспериментального изучения и освоения процессов обработки таких материалов.

На этой стадии на первом этапе разрабатывают документацию для изготовления и испытаний опытного образца (опытной партии), корректируют документацию по результатам заводских испытаний, затем вновь изготавливают опытный образец (опытную партию) для проведения государственных, межведомственных и других испытаний с последующей повторной корректировкой конструкторской документации.

На стадии изготовления и испытания опытныхобразцов и серий выполняют дальнейшую отработку конструкций на основе практических результатов изготовления деталей, сборочных единиц и изделия в целом.

После изготовления опытных образцов по результатам приемочных испытаний проводят корректировку и согласование технической документации с присвоением документации литеры в соответствии с требованиями ГОСТ 2.103-68.

На этапе изготовления и испытания установочной серии используют оборудование, предназначенное для серийного производства нового изделия. Установочные серии сдают межведомственной комиссии (МВК), в работе которой принимают участие представители разработчиков, заказчиков, технологических институтов, органов стандартизации и надзора. В отличие от приемки опытных образцов, при приемке установочных серий основное внимание уделяют технологии изготовления нового изделия. По результатам изготовления и испытаний установочной серии корректируют конструкторскую и технологическую документацию.

На заключительном этапе изготавливают и испытывают головную (контрольную) серию с последующей корректировкой технической документации, а затем окончательной отработкой и проверкой полностью оснащенного технологического процесса.

Отработка изделия в основном должна заканчиваться в период освоения серийного производства, когда для обеспечения заданного выпуска изделий внедряют в намеченном объеме всю производственную оснастку и оборудование, включая и специальное, когда производство стабилизируется и обеспечивает высокое качество изделия при минимальной себестоимости.

Техническое задание на проектирование

Техническое задание на проектирование или модернизацию приспособлений должно обобщить все основные требования, предъявляемые к приспособлению и его отдельным элементам. Оно оформляется по общепринятой форме, подписывается и утверждается в установленном порядке.

В техническом задании приводятся следующие сведения:

1.Наименование приспособления.

2.Назначение приспособления.

3.Технические требования, среди которых указываются: место установки приспособления; выделяемая площадь; характеристики энергоносителей (напряжение и род тока, давление воздуха, воды, пара); габариты приспособления; требуемая производительность; перечень деталей и сборочных единиц, собираемых (свариваемых) в приспособлении; условия подачи деталей к приспособлению и выдачи изделия, вид транспортных средств; требования к управлению (расположение пульта, необходимость дистанционного управления); требования по ОТ и ТБ; эргономические требования.

4.Технологический процесс с подробной расшифровкой операций, переходов, и проходов, выполняемых на данном приспособлении или с его помощью.

5.Дополнительные технические требования, характеризующие режим работы приспособления; возможность его переналадки; степень механизации и автоматизации; надёжность; унификацию и стандартизацию; связь с другими приспособлениями; климатические условия эксплуатации; требования к маркировке и упаковке.

6.Экономические показатели от использования приспособления (сметная стоимость, годовой экономический эффект, срок окупаемости капитальных затрат и др.).

7.Рабочие чертежи сварной конструкции.

8.Чертежи заготовок с фактическими размерами (фактическими отклонениями размеров и формы заготовок).

9.Принципиальная схема приспособления.

10.План цеха с разрезами и сеткой колонн с указателями направления движения изделий, подъемно-транспортных средств цеха и мест расположения энергоносителей.

11.Данные об аналогичных приспособлениях.

МЕТОДИКА КОНСТРУИРОВАНИЯ

Исходными материалами для проектирования м. быть:

Техническое задание, выдаваемое заказчиком, определяющее параметры машины или оборудования, область и условия применения;

- техническое предложение, выдвигаемое в инициативном порядке проектной организацией или группой конструкторов;

НИР или созданный на ее основе экспериментальный образец;

Изобретение или патент;

Образец зарубежной машины, подлежащий копированию или воспроизведению с изменениями.

К техническим заданиям необходимо подходить практически. Конструктор обязан проверить задание и в нужных случаях обоснованно доказать необходимость его корректирования.

Машины с неправильно выбранными параметрами (необоснованно завышенными или заниженными) либо не могут быть выполнены, либо устаревают уже к началу серийного выпуска.

Конструктивная преемственность

Конструктивная преемственность - это использование при проектировании предшествующего опыта машиностроения данного профиля и смежных отраслей, введение в проектируемый агрегат всего полезного, что есть в существующих конструкциях машин.

Начальную модель машины постепенно совершенствуют, снабжают новыми конструктивными решениями. Побеждают наиболее прогрессивные и конкурентоспособные конструкции и решения.

Изучая историю развития любой отрасли машиностроения, можно обнаружить огромное многообразие перепробованных схем и конструктивных решений. Многие из них, исчезнувшие и основательно забытые, возрождаются через десятки лет на новой технической основе. Изучение истории позволяет избежать ошибок и повторение пройденных этапов и вместе с тем наметить перспективы развития.

Полезно составлять графики, отображающие изменение по годам главных параметров машин (мощность, производительность, масса и т.д.).

Анализ таких графиков и их экстраполяция позволяют четко представить каковы будут параметры машин и их конструкция через несколько лет.

Основная задача заключается в правильном выборе параметров машины. Частные конструктивные ошибки исправимы в процессе изготовления и доводки машины. Ошибки же в параметрах и в основном замысле машины не поддаются исправлению и нередко ведут к провалу.

Выбору параметров должно предшествовать полное исследование всех факторов, определяющих конкурентоспособность машины. Необходимо изучить опыт выполненных зарубежных и отечественных машин, провести сравнительный анализ их достоинств и недостатков, выбрать правильный аналог и прототип, выяснить тенденции развития и погрешности данной отрасли.

Привод толкателя

Инверсия устраняет поперечные нагрузки на толкатель. Боек можно выполнить цилиндрическим, что дает линейный контакт.

Привод коромысла

Инверсия улучшает смазку соединения (масло в чаше).

Направляющая

Инверсия улучшает смазку.

Крепление шпильки

Инверсия повышает прочность резьбового соединения (податливость бобышки способствует более равномерному распределению нагрузки по виткам).

Ходовой винт.

Облегчается изготовление (нарезание длинной резьбы в отверстии затруднительно). При одинаковом диаметре резьбы прочность винта выше.

Установка шатуна в вилке

Инверсия улучшает условия работы подшипника вследствие увеличения его жесткости и более благоприятного отношения длины к диаметру.

Направляющая шпонка

Шпонка установлена в ступице и перемещается в продольном пазу вала. Схема облегчает изготовление узла и улучшает управление.

Компонование

Компонование обычно состоит из двух этапов: эскизного и рабочего.

В эскизной компоновке разрабатывают основную схему и общую конструкцию агрегата (целесообразно несколько вариантов).

На основании анализа эскизной компоновки составляют рабочую компоновку , уточняющую конструкцию агрегата и служащую исходным материалом для дальнейшего проектирования.

При компоновании важно уметь видеть главное из второстепенного и установить правильную последовательность разработки.

Компоновку следует начинать с решения главных вопросов - выбора рациональных кинематической и силовой схем, правильных размеров и формы основных деталей, определение наиболее целесообразного взаимного их расположения. При компоновании надо идти от общего к частному, а не наоборот. Подробности на этом этапе лишь вредят, т.к. отвлекает внимание и сбивают логику разработки.

Другое основное правило компонования - разработка вариантов, углубленный их анализ и выбор наиболее рационального.

Полная разработка вариантов необязательна. Обычно достаточно карандашных набросков от руки, чтобы получить представление о перспективности варианта и решить вопрос о целесообразности продолжения работы над ним.

В процессе компонования основные детали конструкции должны быть рассчитаны на прочность и жесткость.

Необходимое условие правильного конструирования - постоянно иметь ввиду вопросы изготовления и с самого начала придавать деталям технологически целесообразные формы.

Компоновку необходимо вести на основе нормальных размеров (диаметры посадочных поверхностей, размеры шпоночных и шлицевых соединений, диаметров резьб и т.д.).

При компоновании должны быть учтены все условия, определяющие работоспособность агрегата, разработаны системы смазки, охлаждения, сборки-разборки, крепления агрегата (приспособления) и присоединения к нему смежных деталей (приводных валов, коммуникаций, электропроводки); предусмотрены условия удобного обслуживания, осмотра и регулирования механизмов; выбраны материалы для основных деталей; предусмотрены способы повышения долговечности, износостойкости; исследованы возможности формирования и развития. Полезны перерывы, консультации, критика разработчиков и эксплуатационников.

Техника компонования

Компонование лучше всего вести в масштабе 1:1. При этом легче выбрать нужные размеры и сечения деталей, составить представление о соразмерности частей конструкции, прочности и жесткости деталей и конструкции в целом. Такой масштаб избавляет от необходимости нанесения большого числа размеров и облегчает проектирование, в частности деталировку.

Компоновку простейших объектов можно разрабатывать в одной проекции, в которой конструкция выясняется наиболее полно.

Техника выполнения компоновочных чертежей представляег собой процесс непрерывных поисков, проб, прикидок, разработки вариантов, их сопоставления и отбраковки негодных. Чертить следует со слабым нажимом, не следует тратить время на вырисовывание подробностей и штриховку. Типовые детали и узлы (крепежные изделия, уплотнения, пружины, подшипники качения) целесообразно изображать упрощенно. Обводку чертежа, штриховку, раскрытие условностей изображения и подрисовывание мелких деталей относят на окончательные стадии компонования.

Существует школа компонования от руки на миллиметровке. Оно имеет большие преимущества по производительности, гибкости, легкости внесения поправок; почти полностью исключает возможности ошибок в увязочных размерах и обеспечивает легкое чтение размеров всех деталей.

1. Вычерчивают цветным карандашом контур собираемого изделия в двух-трех проекциях на значительном расстоянии друг от друга.

2. Чертят опоры, упоры, пальцы и другие фиксирующие элементы приспособления так. чтобы базовые поверхности деталей с ними соприкасались.

3. Вычерчивают зажимные механизмы и приводы.

4. Наносят вспомогательные устройства и детали.

5. Оформляют корпус приспособления с учетом удобного размещения всех элементов приспособления.

6. Вычерчивают необходимые разрезы, сечения и виды.

7. Делают увязку приспособления со средствами механизации (межоперационный транспорт, грузоподъемные механизмы).

8. Оформляют чертеж приспособления. Проставляют размеры (габаритные с особой точностью), допуски, составляют спецификации. Указывают технические требования к сборке приспособления.

9. Согласовывают и утверждают чертежи.

В процессе производят необходимые расчеты.

ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ

Жесткость - это способность системы сопротивляться действию внешних нагрузок с наименьшими деформациями.

Понятием, обратным жесткости, является податливость, т.е. свойство системы приобретать относительно больше деформации под действием внешних нагрузок (пружины, рессоры и Т.Д.)

Жесткость оценивают коэффициентом жесткости, представляющем собой отношение силы Р , приложенной к системе, к максимальной деформации f , вызываемой этой силой.

1) Для случая растяжения - сжатия бруса постоянного сечения в пределах упругой деформации коэффициент жесткости согласно закону Гука:

l = P/ f = σF / f = EF / l,

где F – сечение бруса (мм 2)

l – длина бруса (мм)

Коэффициент податливости

m = f / P = l/ EF.

2) Для случая кручения бруса постоянного сечения коэффициент жесткости:

l кр = M кр / j = GI/ I P ,

где М кр – крутящий момент;

j - угол поворота сечения [рад] бруса на длине l [мм];

I P – полярный момент инерции сечения бруса.

3) Для случая изгиба бруса постоянного коэффициент жесткости:

l ИЗГ = P / f = a(EI/ l 3),

где I – момент инерции сечения бруса;

l – длина бруса (мм);

a – коэффициент, зависит от условий нагружения.

Жесткость системы сильно зависит от условий приложения нагрузки. При заданной нагрузке и заданных размерах системы жесткость определяется максимальной деформацией f .

Расчет рычажных устройств

Кинематические схемы и конструкции рычажных зажимных устройств, применяемых в сборочно-сварочных приспособлениях, настолько многочисленны и разнообразны, что дать универсальный метод их расчета, одинаково пригодный для всех, конечно невозможно.

Рассмотрим расчет схемы рычажного зажимного устройства для сборки тавровых балок.

Усадочные силы, действующие по оси швов:

После сварки первого шва

После сварки обоих швов

Расчетные усилия, возникающие на зажимах кондуктора под действием усадочных сил, будут.

2. Элементы технологической операции и характеристика технологического процесса.

3. Технологическая характеристика различных типов производства.

1. Структура технологического процесса (по гост 3.1109–82)

Производственным процессом называют совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта изделий, выпускаемых на данном предприятии.

Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению (или определению) состояния предмета труда. Различают технологические процессы изготовления изделия или его части, получения заготовки, литья, термической обработки, электрофизической обработки, электрохимической обработки, сборки, контроля качества продукции, ремонта и т.д.

При обработке осуществляется заданное изменение формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, а при сборке – образование разъемных или неразъемных соединений составных частей заготовки или изделия.

Помимо основных технологических процессов производственные процессы включают вспомогательные процессы – транспортировку, складирование, учет и отчетность.

Технологический процесс состоит из операций.

Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Рабочее место – часть производственной площади цеха, на которой размещены один или несколько исполнителей работы, обслуживаемая единица технологического оборудования или часть конвейера, а также оснастка и предметы труда.

Операция является основной единицей производственного планирования. Подход к операции как к единице планирования позволяет разобраться во многих спорных случаях, когда неясно, следует ли данный комплекс действий считать за одну или несколько операций.

Пример 1.

Пусть при токарной обработке партии ступенчатых валиков у всех заготовок сначала обтачивается одна шейка, потом вторая и т.д. В этом случае обработку каждой ступени можно рассматривать как законченную часть технологического процесса, составляющую одну операцию. На каждую из этих операций может быть выписан отдельный наряд. Однако часто для упрощения планирования и отчетности выписывают один общий наряд на токарную обработку валиков, которую в этом случае следует рассматривать как одну концентрированную операцию.

Пример 2.

В тяжелом машиностроении часто на одном рабочем месте с помощью переносных различных станков различными рабочими выполняется обработка различных поверхностей одной и той же заготовки.

В таких случаях работу разбивают на операции, каждая из которых выполняется с помощью определенного станка. Если же станки работают последовательно и обслуживаются одной бригадой рабочих, то возможно объединение этих операций в одну.

Пример 3.

Рабочий, который обслуживает автолинию из нескольких станков, выписывается один наряд. Поэтому автолинию следует считать одним рабочим местом, на котором выполняется одна операция.

Транскрипт

1 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет В. М. Никитенко, Ю. А. Курганова Технологические процессы в машиностроении Текст лекций для студентов машиностроительных специальностей Ульяновск 2008

2 УДК (075.8) ББК г я 7 Н 93 Рецензенты: генеральный директор, канд.техн.наук, ОАО «Ульяновский НИАТ» В. А. Марковцев, главный специалист прессовых работ ОАО «УАЗ» А. Г. Шанов Утверждено редакционно-издательским советом Ульяновского государственного технического университета в качестве текста лекций Никитенко, В. М. Н 93 Технологические процессы в машиностроении: текст лекций / В.М. Никитенко, Ю. А. Курганова. Ульяновск: УлГТУ, с. ISBN Пособие содержит ряд разделов, необходимых для ознакомления студентов с конструкционными материалами, которые служат для изготовления машин и других технических изделий. В пособии рассмотрены технологические способы производства черных и цветных металлов, изготовление заготовок и деталей машин из металлов и неметаллических материалов литьем, обработкой давлением, сваркой, резанием и другими способами. Для студентов вузов машиностроительных специальностей. Работа подготовлена на кафедре «Материаловедение и обработка металлов давлением» УДК (075.8) ББК 34.4 г я7 ISBN В. М. Никитенко, Ю. А. Курганова, Оформление. УлГТУ, 2008

3 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 5 Раздел 1. Производственный процесс изготовления машины. Конструкционные материалы Глава 1. Теоретические основы технологии машиностроения Лекция 1. Понятие о производственном и технологическом процессах 7 Лекция 2. Служебное назначение машины. Качество машины. 11 Точность деталей. Точность обработки Лекция 3. Рабочая документация технологического процесса 22 Глава 2. Конструкционные материалы, применяемые в машиностроении и приборостроении Лекция 4. Понятие о внутреннем строении металлов и сплавов 25 Лекция 5. Основные свойства металлов и сплавов 34 Лекция 6. Стали. Чугуны. Цветные металлы и сплавы 36 Лекция 7. Неметаллические материалы. Композиционные материалы. 50 Полимеры. Области применения различных материалов Лекция 8. Основы термической обработки 53 Раздел 2. Структура и продукция металлургического и литейного производства Глава 3. Металлургия металлов Лекция 9. Производство чугуна. Производство стали 62 Лекция 10. Особенности производства цветных металлов 68 Глава 4. Технологические процессы литья Лекция 11. Основы литейного производства. Классификация литых заготовок. Способы литья 74 Раздел 3.Технологические процессы обработки пластическим деформированием Глава 5.Основы теории обработки металлов давлением (ОМД) Лекция 12. Сущность и основные способы обработки металлов 88 давлением Лекция 13. Нагрев металла и нагревательные устройства 91 Лекция 14. Технологические операции ОМД 93 Лекция 15. Технико-экономические показатели и критерии выбора рациональных способов ОМД 108 Раздел 4. Сварка, пайка, склеивание материалов Глава 6. Сварочное производство Лекция 16. Сварка давлением 110 3

4 Лекция17. Сварка плавлением 115 Лекция 18. Сварные соединения и швы, сварочные материалы 122 Глава 7. Пайка материалов Лекция19. Сущность процесса и материалы для пайки 129 Лекция 20. Восстановление и упрочнение деталей наплавкой 132 Глава 8. Клеевые соединения Лекция 21. Получение неразъемных соединений склеиванием 135 Раздел 5. Технологические процессы обработки резанием Глава 9. Основы технологии формообразования поверхностей деталей машин и режущие инструменты Лекция 22. Режим резания, геометрия срезаемого слоя, шероховатость 137 поверхности. Лекция 23. Классификация металлорежущих станков 142 Лекция 24. Обработка на металлорежущих станках 144 Лекция 25. Особенности обработки заготовок электрофизическими и электрохимическими методами 160 Глава 10. Отделочная обработка поверхностей Лекция 26. Методы отделочной обработки поверхностей 172 Раздел 6. Производство деталей из неметаллических материалов и металлических порошков Глава 11. Способы изготовления композиционных материалов Лекция 27 Общие сведения о пластмассах. Переработка пластмасс в изделия 181 Лекция 28. Производство деталей из жидких полимеров. Сварка и склеивание 183 пластмасс Лекция 29. Производство изделий из резины 189 Лекция 30. Производство деталей из металлических порошков 191 Лекция 31. Получение материалов на основе полимерных веществ 195 Раздел 7. Технологические процессы сборки Глава 12. Особенности технологического процесса сборки Лекция 32. Содержание процесса сборки и структуры сборочных 200 единиц. Контроль в машиностроении 211 Заключение Библиографический список 212 4

5 Введение Разработка нового изделия в машиностроении сложная комплексная задача, связанная не только с достижением требуемого технического уровня этого изделия, но и с приданием его конструкций таких свойств, которые обеспечивают максимально возможное снижение затрат труда, материалов и энергии на его разработку, изготовление, эксплуатацию и ремонт. Решение этой задачи определяется творческим содружеством создателей новой техники конструкторов и технологов и их взаимодействием на этапах разработки конструкции с его изготовителями и потребителями. В реализации требуемых свойств изделий машиностроения определяющая роль принадлежит методам и средствам производства этих изделий. Детали, узлы и другие компоненты машин чрезвычайно разнообразны, и для их изготовления необходимы материалы с самыми различными свойствами, а также технологические процессы, основанные на разных принципах действия. Многолетняя практика показывает, что в современном машиностроительном производстве не существует универсальных методов обработки, в равной мере эффективных для изготовления различных деталей из разных материалов. Каждый метод обработки имеет свою конкретную область применения, причем эти области нередко пересекаются так, что одна и та же деталь может быть изготовлена различными методами. Поэтому выбор способа изготовления деталей с учетом конкретных производственных условий связан с необходимостью выбора оптимального метода из большого числа возможных, исходя из заданных технико-экономических ограничений как по параметрам изготавливаемой детали, так и по условиям эксплуатации оборудования и инструмента. Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов с основами знаний о современном машиностроительном производстве: с видами материалов и способов их производства, с технологическими процессами изготовления деталей машин и сборочными работами. Текст лекций содержит 7 разделов. В первом разделе излагаются основы производственного процесса и его составляющие. Рассматриваются кристаллизация и строение металлов и сплавов, способы их термической обработки, описаны превращения, протекающие в сплавах при их нагреве и охлаждении. Уделено внимание сплавам на основе цветных металлов, свойствам сталей, методам их улучшения, а также неметаллическим, порошковым и композиционным материалам, которые являются перспективными. Во втором разделе рассмотрены основы металлургического и литейного процесса. Внимание сконцентрировано на методах получения и физикохимической переработке конструкционных материалов. Рассмотрены основы современной технологии литейного производства, специальные способы литья и применяемое оборудование для их выплавки. Третий раздел посвящен обработке металлов давлением. Даны представления о влиянии процессов пластического деформирования на структуру металла, на его механические свойства. 5

6 В четвертом разделе рассмотрены вопросы сварочного производства, процессы пайки и получение неразъемных клеевых соединений. Физические основы сварки, ее способы, различные виды оборудования. В пятом разделе описаны основные процессы, протекающие при обработке металлов резанием. Приведены краткие сведения о металлорежущих станках, инструментах, работах, выполняемых на этом оборудовании. Здесь же рассмотрены вопросы электрофизической и электрохимической обработки. В шестом разделе рассматривают получение материалов на основе полимеров. В седьмом разделе рассмотрены технологические процессы сборки, вопросы контроля в машиностроении. Развитие и совершенствование любого производства в настоящее время зависит от знаний инженера и от того, насколько он владеет методами изготовления деталей машин и их сварки. Важным направлением научно - технического процесса является создание и широкое применение новых конструкционных материалов для того, чтобы повысить технический уровень и надежность оборудования с учетом экономических показателей, для этого инженер должен обладать глубокими технологическими знаниями. 6

7 Раздел 1. Производственный процесс изготовления машины. Конструкционные материалы Глава 1. Теоретические основы технологии машиностроения Лекция 1. Понятие о производственном и технологическом процессах Все то, что имеет общество для удовлетворения своих потребностей, связано с использованием или переработкой продуктов природы. Последнее неразрывно связано с необходимостью реализации тех или иных производственных процессов, т. е. в конечном итоге с затратами человеческого труда. В производственный процесс входят все этапы переработки продуктов природы в предметы (машины, строения, материалы и т. п.), необходимые человеку. Так, например, для создания станка необходимо добыть и переработать руду, затем из металла создать заготовки будущих деталей станка, осуществлять этап их переработки, а затем сборки. При создании машины обычно ограничиваются рассмотрением производственных процессов, реализуемых на машиностроительном предприятии. Изделием в машиностроении называют любой предмет или набор предметов, подлежащих изготовлению. Изделием может быть любая машина или ее элементы в сборе, остальные детали в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для станкостроительного завода изделием являются станок или автоматическая линия, для завода изготовления крепежных деталей болт, гайка и т. п. Производственным процессом в машиностроении называют совокупность всех этапов, которые проходят полуфабрикаты на пути их превращения в готовую продукцию: металлообрабатывающие станки, литейные машины, кузнечно-прессовое оборудование, приборы и другие. На машиностроительном заводе производственный процесс включает: подготовку и обслуживание средств заготовок, их хранение; различные виды обработки (механическую, термическую и т.д.); сборку изделий и их транспортирование, отделку, окраску и упаковку, хранение готовой продукции. Наилучший результат дает всегда тот производственный процесс, в котором все этапы строго организационно согласованы и экономически обоснованы. Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. В результате выполнения технологических процессов изменяются физико-химические свойства материалов, геометрическая форма, размеры и относительное положение элементов деталей, качество поверхности, внешний вид объекта производства и т.д. Технологический процесс выполняют на рабочих местах. Рабочее место представляет собой часть 7

8 цеха, в котором размещено соответствующее оборудование. Технологический процесс состоит из технологических и вспомогательных операций (например, технологический процесс обработки валика состоит из токарных, фрезерных, шлифовальных и других операций). Производственный состав машиностроительного завода. Машиностроительные заводы состоят из отдельных производственных единиц, называемых цехами, и различных устройств. Состав цехов, устройств и сооружений завода определяется объектом выпуска продукции, характером технологических процессов, требованиями к качеству изделий и другими производственными факторами, а также в значительной мере степенью специализации производства и кооперирования завода с другими предприятиями и смежными производствами. Специализация предполагает сосредоточение большого объема выпуска строго определенных видов продукции на каждом предприятии. Кооперирование предусматривает обеспечение заготовками (отливками, поковками, штамповками), комплектующими агрегатами, различными приборами и устройствами, изготовляемыми на других специализированных предприятиях. Если проектируемый завод будет получать отливки в порядке кооперирования, то в его составе не будет литейных цехов. Например, некоторые станкостроительные заводы получают отливки со специализированного литейного завода, снабжающего потребителей литьем в централизованном порядке. Состав энергетических и санитарно-технических устройств завода также может быть различными в зависимости от возможности кооперирования с другими промышленными и коммунальными предприятиями по снабжению электроэнергией, газом, паром, сжатым воздухом, в части устройства транспорта, водопровода, канализации и т. д. Дальнейшее развитие специализации и в связи с этим широкое кооперирование предприятий значительно отразятся на производственной структуре заводов. Во многих случаях в составе машиностроительных заводов не предусматриваются литейные и кузнечно-штамповочные цехи, цехи по изготовлению крепежных деталей и т. д., так как заготовки, метизы и другие детали поставляются специализированными заводами. Многие заводы массового производства в порядке кооперирования со специализированными заводами также могут снабжаться готовыми узлами и агрегатами (механизмами) для выпускаемых машин; например, автомобильные и тракторные заводы готовыми двигателями и др. Состав машиностроительного завода можно разделить на следующие группы: 1) заготовительные цехи (чугунолитейные, сталелитейные, литейные цветных металлов, кузнечные, кузнечно-прессовые, прессовые, кузнечноштамповые и др.); 8

9 2) обрабатывающие цехи (механические, термические, холодной штамповки, деревообрабатывающие, металлопокрытий, сборочные, окрасочные и др.); 3) вспомогательные цехи (инструментальные, ремонтно-механические, электроремонтные, модельные, экспериментальные, испытательные и др.); 4) складские устройства (для металла, инструмента, формовочных и шихтовых материалов, принадлежностей и разных материалов для готовых изделий, топлива, моделей и др.); 5) энергетические устройства (электростанция, теплоэлектроцентраль, компрессорные и газогенераторные установки); 6) транспортные устройства; 7) санитарно-технические устройства (отопление, вентиляция, водоснабжение, канализация); 8) общезаводские учреждения и устройства (центральная лаборатория, технологическая лаборатория, центральная измерительная лаборатория, главная контора, проходная контора, медицинский пункт, амбулатория, устройства связи, столовая и др.). Технологической операцией называют законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте одним или несколькими рабочими, или одной или несколькими единицами автоматического оборудования. Операция охватывает все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими совместно обрабатываемыми (собираемыми) объектами производства. Операция является основным элементом производственного планирования и учета. Трудоемкость производственного планирования и учета. Трудоемкость технологического процесса, число рабочих, обеспечение оборудованием и инструментом определяют по числу операций. К вспомогательным операциям относят контроль деталей, их транспортирование, складирование и другие работы. Технологические операции делят на технологические и вспомогательные переходы, а также на рабочие и вспомогательные ходы. Основным элементом операции является переход. Технологический переход законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. При обработке резанием технологический переход представляет собой процесс получения каждой новой поверхности или сочетания поверхностей режущим инструментом. Обработку осуществляют в один или несколько переходов (сверление отверстия обработка в один переход, а получение отверстия тремя последовательно работающими инструментами: сверлом, зенкером, разверткой - обработка в три перехода). Переходы могут совмещаться во времени, например, обработка сразу трех отверстий тремя расточными оправками, или фрезерование трех сторон корпусной детали тремя торцевыми фрезами. 9

10 Вспомогательный переход законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и качества поверхностей, но необходимы для выполнения технологического перехода (например, установка заготовки, ее закрепление, смена режущего инструмента). Переходы могут быть совмещены во времени за счет одновременной обработки нескольких поверхностей детали несколькими режущими инструментами. Их можно выполнять последовательно, параллельно (например, одновременная обработка нескольких поверхностей не агрегатных или многорезцовых станках) и параллельно-последовательно. Рабочим ходом называют законченную часть технологического перехода, состоящую из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности или свойств заготовки. При обработке резанием в результате каждого рабочего хода с поверхности или сочетания поверхностей заготовки снимается один слой материала. Для осуществления обработки заготовку устанавливают и закрепляют с требуемой точностью в приспособлении или на станке, при обработке - на сборочном стенде или другом оборудовании. На станках, обрабатывающих тела вращения, под рабочим ходом понимают непрерывную работу инструмента, например на токарном станке снятие резцом одного слоя стружки непрерывно, на строгальном станке снятие одного слоя металла по всей поверхности. Если слой материала не снимается, а подвергается пластической деформации (например, при образовании рифлений), также применяют понятие рабочего хода, как и при снятии стружки. Вспомогательный ход законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода. Все действия рабочего, совершаемые им при выполнении технологической операции, расчленяются на отдельные приемы. Под приемом понимают законченное действие рабочего. Установом называют часть операции, выполняемую при одном закреплении заготовки (или нескольких одновременно обрабатываемых) на станке или в приспособлении, или собираемой сборочной единицы, так, например, обтачивание вала при закреплении в центрах - первый установ; обтачивание вала после его поворота и закрепления в центрах для обработки другого конца второй установ. При каждом повороте детали на какой-либо угол создается новый установ (при повороте детали необходимо указывать угол поворота: 45, 90, и т. д.) Установленная и закрепленная заготовка может изменять свое положение на станке относительно его рабочих органов под воздействием перемещающих или поворотных устройств, занимая новую позицию. Позицией называется каждое отдельное положение заготовки, занимаемое ею относительно станка при неизменном ее закреплении. 10

11 Производственная программа машиностроительного завода содержит номенклатуру изготавливаемых изделий (с указанием типов и размеров), количество изделий каждого наименования, подлежащих выпуску в течение года, перечень и количество запасных деталей к выпускаемым изделиям. Единичное производство характеризуется выпуском изделий широкой номенклатуры в малом количестве и единичных экземплярах. Изготовление изделий либо совсем не повторяется, либо повторяется через неопределенное время, например: выпуск экспериментальных образцов машин, крупных металлорежущих станков, прессов и т. д. В серийном производстве изделия изготовляют по неизменным чертежам партиями и сериями, которые повторяются через определенные промежутки времени. В зависимости от числа изделий в серии серийное производство разделяют на мелко-, средне- и крупносерийное. Продукцией серийного производства являются машины, выпускаемые в значительном количестве: металлорежущие станки, насосы, компрессоры и т. д. В этом производстве используют высокопроизводительное, универсальное, специализированное и специальное оборудование, универсальные, переналаживаемые быстродействующие приспособления, универсальный и специальный инструмент. Широко применяют станки с ЧПУ, многоцелевые станки. Оборудование располагают по ходу технологического процесса, а часть его по типам станков. На большинстве рабочих мест выполняют периодически повторяющиеся операции, В серийном производстве цикл изготовления продукции короче, чем в единичном производстве. Массовым называется производство большого числа изделий одного и того же типа по неизменным чертежам в течение длительного времени. Продукцией массового производства являются изделия узкой номенклатуры и стандартного типа. В этом производстве на большинстве рабочих мест выполняют только одну закрепленную за ними постоянно повторяющуюся операцию. Оборудования в поточных линиях располагают по ходу технологического процесса. В массовом производстве широко используют специальные станки, станкиавтоматы, автоматические линии и заводы, специальные режущие измерительные инструменты и различные средства автоматизации. Лекция 2. Служебное назначение машины. Качество машины. Точность деталей. Точность обработки Служебное назначение машины. Любая машина создается для удовлетворения определенной потребности человека, которая находит отражение в служебном назначении машины. Создание любой машины является следствием потребности того или иного технологического процесса. Такой подход предопределяет необходимость в четком определении тех функций, которые должна выполнять данная машина, т. е. в определении ее служебного назначения. 11

12 Машина может быть определена как устройство, выполняющее целесообразные механические движения, служащие для преобразования полуфабрикатов в предметы (изделие) или действия необходимые человеку. Технологической машиной называется машина, в которой преобразование материала состоит в изменении его формы, размеров и свойств. К этому классу машин относятся металлорежущие станки, кузнечно-прессовое оборудование и др. Под служебным назначением машины понимается максимально уточненная и четко сформулированная задача, для решения которой предназначается машина. Однако и приведенная формулировка недостаточно развернута, чтобы создать и выпустить станок, отвечающий своему служебному назначению. Ее необходимо дополнить такими данными, как характер и точность заготовок, которые должны поступать на станок, материал режущего инструмента, необходимость или отсутствие необходимости обработки полученных поверхностей на валиках и т. д. В ряде случаев необходимо указать те условия, в которых должны работать машины; например, возможные колебания температуры, влажности и т. д. Опыт машиностроения показывает, что каждая ошибка, допущенная при выявлении и уточнении служебного назначения машины, а также и ее механизмов, не только приводит к созданию недостаточно качественной машины, но и вызывает лишние затраты труда на ее освоение. Нередко недостаточно глубокое изучение и выявление служебного назначения машины порождает излишне жесткие, экономически неоправданные требования к точности и другим показателям качества машины. Каждая машина, как и ее отдельные механизмы, выполняет свое служебное назначение при помощи ряда поверхностей или их сочетаний, принадлежащих деталям машины. Условимся называть такие поверхности или их сочетания исполнительными поверхностями машины или ее механизмов. Действительно, сочетания конических поверхностей переднего конца шпинделя и пиноли задней бабки определяют положение обрабатываемой на станке детали, установленной в центрах, поверхности которых входят в комплекс исполнительных поверхностей. На фланец переднего конца шпинделя монтируется поводковый патрон, через который обрабатываемой детали сообщается вращательное движение. Поверхности резцедержателя определяют положение резцов относительно обрабатываемой детали и непосредственно передают им необходимые для обработки движения. Исполнительными поверхностями зубчатой передачи, рассматриваемой как механизм, являются сочетания боковых рабочих поверхностей зубьев пары зубчатых колес, работающих совместно. Исполнительными поверхностями двигателя внутреннего сгорания, рассматриваемого как механизм, служащего для преобразования тепловой энергии в механическую, являются поверхности поршня и рабочего цилиндра и т. д. 12

13 Основы разработки конструктивных форм машины и ее деталей. После того как выявлено и четко сформулировано служебное назначение машины, выбирают исполнительные поверхности или заменяющие их сочетания поверхностей надлежащей формы. Затем выбирается закон относительного движения исполнительных поверхностей, обеспечивающий выполнение машиной ее служебного назначения, разрабатывается кинематическая схема машины и всех составляющих ее механизмов. На следующем этапе рассчитываются силы, действующие на исполнительных поверхностях машины, и характер их действия. Используя эти данные, рассчитывают величину и характер сил, действующих на каждом из звеньев кинематических цепей машины и её механизмов с учетом действия сил сопротивления (трения, инерции, веса и т. д.). Зная служебное назначение каждого звена кинематических цепей машины или ее механизмов, закон движения, характер, величину действующих на него сил и ряд других факторов (среда, в которой должны работать звенья и т. д.), выбирают материал для каждого звена. Путем расчета определяются конструктивные формы, т. е. превращают их в детали машины. Для того чтобы детали, несущие исполнительные поверхности машины и ее механизмов, а также и все другие, выполняющие функции звеньев ее кинематических цепей, двигались в соответствии с требуемым законом их относительного движения и занимали одни относительно других требуемые положения, их соединяют при помощи различного рода других деталей в виде корпусов, станин, коробок, кронштейнов и т. д., которые называют базирующими деталями. Конструктивные формы каждой детали машины и ее механизмов создаются, исходя из ее служебного назначения в машине, путем ограничения необходимого количества выбранного материала различными поверхностями и их сочетаниями. С точки зрения технологии изготовления будущей детали, например, валика, использование цилиндрических поверхностей более экономично, поэтому для опорных частей валика выбирают две цилиндрические поверхности. С точки технологии механической обработки валика, его целесообразно было бы сделать цилиндрическим одного диаметра на всю длину. Однако с точки зрения монтажа зубчатых колес и их обработки такая конструкция была бы менее экономичной. Исходя из этого, останавливаемся для данных производственных условий на конструкции ступенчатого валика. Выбор поверхностей, которые должны ограничить кусок материала, и придание ему требуемой формы еще не означает, что валик будет правильно выполнять свое служебное назначение в машине. Поверхности, относительно которых определяется положение других поверхностей, принято называть базирующими или, короче, базами. Следовательно, при разработке конструктивных форм детали вначале необходимо создать поверхности, принимаемые за ее базы, тогда все остальные 13

14 поверхности должны занять относительно их положение, требуемое служебным назначением детали в машине. Деталь является пространственным телом, поэтому, у нее должно быть в общем случае, как это следует из теоретической механики, три базирующие поверхности, представляющие собой систему координат. Относительно этих координатных плоскостей определяется положение всех остальных поверхностей, образующих конструктивные формы детали. Таким образом, каждая деталь должна иметь свои системы координат. Как правило, в качестве координатных плоскостей обычно используются поверхности основных баз и их оси. Относительно этих координатных плоскостей определяется положение всех остальных поверхностей детали, при помощи которых создаются ее конструктивные формы (вспомогательные базы, исполнительные и свободные поверхности). Из изложенного следует, что создание конструктивных форм деталей следует разрабатывать, учитывая из их служебное назначение и требования технологии их наиболее экономичного изготовления и монтажа. В соответствии с этим под деталью следует понимать необходимое количество выбранного материала, ограниченного рядом поверхностей или их сочетаний, расположенных одни относительно других (выбранных за базы), исходя из служебного назначения детали в машине и наиболее экономичной технологии изготовления и монтажа. Построение машины осуществляется путем соединения составляющих ее деталей. Базирующая деталь машины должна соединять и обеспечивать требуемые служебным назначением машины относительные положения (расстояния и повороты) всех составляющих машину сборочных единиц и деталей. Соединение деталей и сборочных единиц осуществляется путем приведения в соприкосновение поверхностей основных баз присоединяемой сборочной единицы или детали с вспомогательными базами детали, к которой они присоединяются (базирующей). Следовательно, поверхности основных баз присоединяемой детали и вспомогательных баз присоединяемой детали и вспомогательных баз базирующей детали, к которой они присоединяются, являются негативными. Это очень важное обстоятельство, играющее большую роль при разработке конструктивных форм деталей, разработке технологии их изготовления и конструирования приспособлений. Необходимость в правильных геометрических формах поверхностей деталей появляется тогда, когда детали оставляется хотя бы одна степень свободы для выполнения служебного назначения в машине. В подобных случаях между поверхностями основных баз такой детали и вспомогательных баз детали, к которой они присоединяются, возникает трение, порождающее износ сопряженных поверхностей. Износ вызывает, в свою очередь, изменение размеров и положения поверхностей основных и вспомогательных баз сопрягаемых деталей, а, следовательно, изменение расстояний и поворотов этих поверхностей (положения), а тем самым и относительного по- 14

15 ложения и движения деталей. В конечном итоге машина или ее механизмы не смогут выполнять экономично, а иногда и физически свое служебное назначение. Поэтому в дополнение к необходимости получения поверхностей деталей правильной геометрической формы добавляется требование обеспечения требуемой степени их шероховатости и качества поверхностного слоя материала. Одной из задач технологии машиностроения является экономичное получение деталей, имеющих требуемую точность размеров, поворота, геометрической формы поверхностей, требуемую их шероховатость и качество поверхностного слоя материала. Для этого исполнительные поверхности основных и вспомогательных баз деталей, как правило, подвергают обработке. Качество машины. Для того чтобы машина экономично выполняла свое служебное назначение, она должна обладать необходимым для этого качеством. Под качеством машины понимается совокупность ее свойств, определяющих соответствие ее служебному назначению и отличающих машину от других. Качество каждой машины характеризуется рядом методически правильно отработанных показателей, на каждый из которых должна быть установлена количественная величина с допуском на ее отклонения, оправдываемые экономичностью выполнения машиной ее служебного назначения. Система качественных показателей с установленными на них количественными данными и допусками, описывающая служебное назначение машины, получила название технических условий и норм точности на приемку готовой машины. К основным показателям качества машины относятся: стабильность выполнения машиной ее служебного назначения; качество выпускаемой машиной продукции, долговечность физическая, т. е. способность сохранять первоначальное качество во времени; долговечность моральная, или способность экономично выполнять служебное назначение во времени; производительность, безопасность работы; удобство и простота обслуживания управления; уровень шума, коэффициент полезного действия, степень механизации и автоматизации и т. д. Основные технические характеристики и качественные показатели некоторых машин и составляющих их частей, выпускаемых в больших количествах, стандартизованы. Точность обработки. Под точностью обработки понимают степень соответствия обработанной детали техническим требованиям чертежа в отношении точности размеров, формы и расположения поверхностей. Все детали, у которых отклонения показателей точности лежат в пределах, установленных допусков, пригодны для работы. В единичном и мелкосерийном производстве точность деталей получают методом пробных рабочих ходов, т. е. последовательным снятием слоя припуска, сопровождаемым соответствующими измерениями. В условиях мелкосерийного и среднесерийного производства применяют обработку с настройкой станка по первой пробной детали партии или по эталонной детали. В крупносерийном и массовом производствах точность детали обеспечивают методом 15

16 автоматического получения размеров на предварительно настроенных станкахавтоматах, полуавтоматах или автоматических линиях. В условиях автоматизированного производства в станок встраивают наладчики, представляющий собой измерительное и регулировочное устройство, которое в случае выхода размера обрабатываемой поверхности за пределы поля допуска автоматически вносит поправку в систему «станок-приспособление инструмент-заготовка» (технологическая система) и подналаживают ее на заданный размер. На станках, выполняющих обработку за несколько рабочих ходов (например, на круглошлифовальных), применяют устройства активного контроля, которые измеряют размер детали в процессе обработки. При достижении заданного размера устройства автоматически отключают подачу инструмента. Применение этих устройств повышает точность и производительность обработки путем уменьшения времени на вспомогательные операции. Эта цель достигается также путем оснащения металлорежущих станков системами адаптивного управления процессом обработки. Система состоит из датчиков получения информации о ходе обработки и регулирующих устройств, вносящих в нее поправки. На точность обработки влияют: погрешности станка и его износ; погрешность изготовления инструментов, приспособлений и их износ; погрешность установки заготовки на станке; погрешности, возникающие при установке инструментов и их настройке на заданный размер; деформации технологической системы, возникающие под действием сил резания; температурные деформации технологической системы; деформация заготовки под действием собственной массы, сил зажима и перераспределения внутренних напряжений; погрешности измерения, которые обусловлены неточностью средств измерения, их износом и деформациями и др. Эти факторы непрерывно изменяются в процессе обработки, вследствие чего появляются погрешности обработки. Собственная точность станков (в ненагруженном состоянии) регламентирована стандартом для всех типов станков. При эксплуатации происходит изнашивание станка, в результате чего собственная точность его снижается. Износ режущего инструмента влияет на точность обработки в партии заготовок при одной настройке станка (например, при растачивании отверстий износ резца приводит к появлению конусообразности). Погрешности, допущенные при изготовлении и износе приспособления, приводят к неправильной установке заготовки и являются причинами появления погрешностей обработки. В процессе обработки под действием сил резания и создаваемых ими моментов элементы технологической системы изменяют относительное пространственное положение из-за наличия стыков и зазоров в парах сопрягаемых деталей и собственных деформаций деталей. В результате возникают погрешности обработки. Упругая деформация технологической системы зависит от силы резания и жесткости этой системы. Жесткостью J технологической системы называют отношение приращения нагрузки Р к вызванному им приращению У мм, упругого обжатия: J = Р/ У 16

17 Применительно к станку под жесткостью понимают его способность сопротивляться появлению упругих обжатий под действием сил резания. Как правило, жесткость станка определяет экспериментальным путем. Процесс резания сопровождается выделением теплоты. В результате изменяется температурный режим технологической системы, что приводит к дополнительным, пространственным перемещениям элементов станка вследствие изменения линейных размеров деталей и появлению погрешностей обработки. Заготовки, имеющие малую жесткость (L/D>10, где L длина заготовки; D ее диаметр), под действием сил резания и их моментов деформируются. Например, длинный вал небольшого диаметра при обработке на токарном станке в центрах прогибается. В результате диаметр на концах вала получают меньше, чем в середине, т. е. возникает бочкообразность. В отливках и кованых заготовках в результате неравномерного остывания возникают внутренние напряжения. При резании вследствие снятия верхних слоев материала заготовки происходят перераспределение внутренних напряжений и ее деформация. Для уменьшения напряжений отливки подвергают естественному или искусственному старению. Внутренние напряжения появляются в заготовке при термической обработке, холодной правке и сварке. Под достижимой точностью понимают точность, которая может быть обеспечена при обработке заготовки рабочим высокой квалификации на станке, находящемся в нормальном состоянии, при максимально возможных затратах труда и времени на обработку. Экономическая точность такая точность, для обеспечения которой затраты при данном способе обработки будут меньше, чем при использовании другого способа обработки той же поверхности. Точность деталей. Точность деталей это степень приближения формы детали к геометрически правильному ее прототипу. За меру точности детали принимают значения допусков и отклонений от теоретических значений показателей точности, которыми она характеризуется. Стандартами, введенными в действие в качестве государственных стандартов, а также ГОСТ, ГОСТ, ГОСТ установлены следующие показатели точности: 1) точность размеров, т. е. расстояний между различными элементами деталей и сборочных единиц; 2) отклонение формы, т. е. отклонение (допуск) формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или номинального профиля; 3) отклонение расположения поверхностей и осей детали, т. е. отклонение (допуск) реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения. Шероховатость поверхности не входит в отклонение формы. Иногда допускается нормировать отклонение формы, включая шероховатость поверхности. Волнистость включается в отклонение формы. В обоснованных случаях допускается нормировать отдельно волнистость поверхности или часть отклонения формы без учета волнистости. Точность размеров детали характеризуется допуском Т, который определяют как разность двух предельных (наибольшего и наименьшего) допустимых 17

18 размеров. Величина допуска Т зависит от размера квалитета. Например, размер, выполняемый по 7-му квалитету, более точный, чем такой же размер, выполненный по 8-му или 10-му квалитету. Точность размеров на чертежах проставляют условными обозначениями поля допуска (40Н7; 50К5) или предельных отклонений в миллиметрах, или условными обозначениями полей допусков и отклонений. Точность размеров грубее 13-го квалитета оговаривают в технических требованиях, где указывают, по какому квалитету их следует выполнять. Например, «неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий Н14, валов h 14». Точность формы характеризуется допуском Т или отклонениями от заданной геометрической формы. Стандарт рассматривает допуски и отклонения двух форм поверхностей; цилиндрических и плоских. Количественно отклонение формы оценивают наибольшим расстоянием от точек реальной поверхности (профиля) до прилегающей поверхности (профилю). Допуск формы наибольшее допустимое значение отклонения формы. Отклонения формы отсчитывают по нормали от прилегающих прямых, плоскостей, поверхностей и профиля. Отклонение от плоскостности наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка. Частными видами отклонений от плоскости являются выпуклость и вогнутость. Отклонение формы цилиндрических поверхностей характеризуются допуском цилиндричности, который включает отклонение от круглости поперечных сечений и профиля продольного сечения. Частными видами отклонений от округлости являются овальность и огранка. Отклонения профиля в продольном сечении характеризуются допуском прямолинейности образующих и разделяются на конусообразность, бочкообразность и седлообразность. Точность расположения осей характеризуется отклонениями расположения. При оценке отклонений расположения отклонения формы рассматриваемых и базовых элементов исключают из рассмотрения. При этом реальные поверхности (профили) заменяют прилегающими, а за оси плоскости симметрии и центры реальных поверхностей или профилей принимают оси, плоскости симметрии и центры прилегающих элементов. Отклонение от параллельности плоскостей разность наибольшего и расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка. Отклонение от параллельности осей (или прямых) в пространстве геометрическая сумма отклонений от параллельности проекций осей (прямых) в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; одна из этих плоскостей является общей плоскостью осей. Отклонение от перпендикулярности плоскостей отклонение угла между плоскостями от прямого угла (90), выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка. Отклонение от соосности относительно общей оси наибольшее рас- 18

19 стояние (1, 2,...) между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью двух или нескольких поверхностей вращения на длине нормируемого участка. Кроме термина «отклонение от соосности», в отдельных случаях может применяться понятие отклонения от концентричности расстояние в заданной плоскости между центрами профилей (линий), имеющих номинальную форму окружности. Допуск концентричности Т определяется в диаметральном и радиусном выражениях. Отклонение от симметричности относительно базового элемента это наибольшее расстояние между плоскостью симметрии (осью) рассматриваемого элемента (или элементов) и плоскостью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка. Этот допуск определяется в диаметральном и радиусном выражениях. Отклонение от симметричности относительно базовой оси определяется в плоскости, проходящей через базовую ось перпендикулярно к плоскости симметрии. Позиционное отклонение наибольшее расстояние между реальным расположением элемента (его центра, оси или плоскости симметрии) и его номинальным расположением в пределах нормируемого участка. Позиционный допуск определяется в диаметральном и радиусном выражениях. Отклонения от пересечения осей наименьшее расстояние между осями, номинально пересекающимися. Радиальное биение разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярно к базовой оси. Радиальное биение является результатом совместного проявления отклонений от круглости профиля рассматриваемого сечения и отклонения его центра относительно базовой оси. Оно не включает в себя отклонение формы и расположения образующей поверхности вращения. Торцовое биение разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной к базовой оси. Допуски формы и расположения указывают на чертежах согласно ГОСТ Вид допуска формы или расположения должен быть обозначен на чертеже знаком. Для допусков расположения и суммарных допусков формы и расположения дополнительно указывают базы, относительно которых задается допуск, и оговаривают зависимые допуски расположения или формы. Знак и значение допуска или обозначение базы вписывают в рамку допуска, разделенную на два или три поля, в следующем порядке (слева направо): знак допуска, значение допуска в миллиметрах, буквенное обозначение базы (баз). Рамки допуска вычерчивают сплошными тонкими линиями или линиями одинаковой толщины с цифрами. Высота цифр и букв, вписываемых в рамки, должна быть равна размеру шрифта размерных чисел. Допуски формы и расположения поверхностей выполняют предпочтительно в горизонтальном положении, при необходимости рамку располагают вертикально так, чтобы данные находились с правой стороны чертежа. 19

20 Линией, оканчивающейся стрелкой, рамку допуска соединяют с контурной или выносной линией, продолжающей контурную линию элемента, ограниченного допуском. Соединительная линия должна быть прямой или ломаной а ее конец, оканчивающийся стрелкой, должен быть обращен к контурной (выносной) линии элемента, ограниченного допуском в направлении измерения отклонения. В случаях, когда это оправдано удобствами выполнения чертежа, допускается: начинать соединительную линию от второй (задней) части рамки допуска; заканчивать соединительную линию стрелкой на выносной линии, продолжающей контурную линию элемента, и со стороны материала детали. Если допуск относится к поверхности или ее профилю (линии), а не к оси элемента, то стрелку располагают на достаточном расстоянии: от конца размерной линии. Если допуск относится к оси или плоскости симметрии определенного элемента, то конец соединительной линии должен совпадать с продолжением размерной линии соответствующего размера. При недостатке места на чертеже стрелку размерной линии можно заменить стрелкой выносной линии. Если размер элемента уже указан один раз на других размерных линиях данного элемента, используемых для обозначения допуска формы или расположения, то он не указывается. Размерную линию без размера следует рассматривать как составную часть этого обозначения. Если допуск относится к боковой поверхности резьбы, то рамку допуска соединяют. Если допуск относится к оси резьбы, то рамку допуска соединяют с размерной линией. Если допуск относится к общей оси или плоскости симметрии и из чертежа ясно, для каких элементов данная ось (плоскость) является общей, то соединительную линию проводят к общей оси. Величина допуска действительна для всей поверхности или длины элемента. Если допуск должен быть отнесен к определенной ограниченной длине, которая может находиться в любом месте ограниченного допуском элемента, то длину нормируемого участка в миллиметрах вписывают после значения допуска и отделяют от него наклонной линией. Если допуск задан таким образом на плоскости, данный нормируемый участок действителен для произвольного расположения и направления на поверхности. Если необходимо задать допуск по всему элементу и одновременно задать допуск на определенном участке, то второй допуск указывают под первым в объединенной рамке допуска. Если допуск должен относиться к нормируемому участку, расположенному в определенном месте элемента, то нормируемый участок обозначают и штрихпунктирной линией, ограничив ее размерами. Дополнительные данные пишут над или под рамкой допуска. Если необходимо для одного элемента задать два разных вида допуска объединяют и располагают их в рамке допуска. Если для поверхности надо одновременно указать обозначение допуска формы или расположения и буквенное обозначение поверхности, используемое для нормирования другого допуска, то рамки с обоими обозначениями располагают рядом на одной соедини- 20

21 тельной линии. Повторяющиеся одинаковые или разные виды допусков обозначаем одним и тем же символом, имеющие одни и те же значения и относящиеся к одним и тем же базам указывают один раз в рамке, от которой отходит одна соединительная линия, разветвляемая затем ко всем нормируемым элементам. Базы обозначают зачерненным треугольником, который линией соединяют с рамкой допуска. Треугольник, обозначающий базу, должен быть равносторонним с высотой, равной размеру шрифта размерных чисел. Если треугольник нельзя простым и наглядным способом соединить с рамкой допуска, то базу обозначают прописной буквой в рамке и эту букву вписывают в третье поле рамки допуска. Если базой является поверхность или прямая этой поверхности, а не ось элемента, то треугольник должен располагаться на достаточном расстоянии от конца размерной линии. Если базой является ось или плоскость симметрии, то треугольник располагают в конце размерной линии соответствующего размера (диаметра, ширины) элемента, при этом треугольник может заменить размерную стрелку. Если базой является общая ось или плоскость симметрии и из чертежа ясно, для каких элементов данная ось (плоскость) является общей, то треугольник располагают на общей оси. Если базой является только часть или определенное место элемента, то ее расположение ограничивают размерами. Если два или несколько элементов образует общую базу и их последовательность не имеет значения (например, они имеют общую ось или плоскость симметрии), то каждый элемент обозначают самостоятельно и обе (все) буквы вписывают подряд в третье поле рамки допуска. Если назначают допуск расположения для двух одинаковых элементов, и нет необходимости или возможности (у симметричной детали) различать элементы и выбрать один за базу, то вместо зачерненного треугольника используют стрелку. Таким образом, необходимо следующее: 1) измерение точности детали должно начинаться с измерения микронеровностей, затем должны измеряться микронеровности, отклонения от требуемого поворота и, наконец, точность расстояния или размера (если не предпринимать особых мер для исключения влияния соответствующих отклонений); 2) допуски на расстояния и размеры поверхностей детали должны быть больше допусков на величину отклонений от требуемого поворота поверхностей, которые, в свою очередь, должны быть больше допусков на микрогеометрические отклонения, а последние больше допусков на микрогеометрические отклонения, зависящие от назначаемого класса шероховатости поверхностей. Лекция 3. Рабочая документация технологического процесса Согласно ГОСТ Единой системы технологической документации (ЕСТД) «Комплектность документов в зависимости от типа производства» 21

22 документы, необходимые для описания технологических процессов, подбирают в зависимости от типа производства. Кроме вышеперечисленных видов технологических процессов по организации (единичной и типовой), ГОСТ установлено, что каждый вид технологического процесса по степени детализации содержания разделяется на маршрутный, операционный и маршрутнооперационный. Маршрутный технологический процесс процесс, выполняемый по документации, в которой излагается содержание операций без указаний переходов и режимов обработки. Операционный технологический процесс процесс, выполняемый по документации, в которой излагается содержание операций с указанием переходов и режимов обработки. Маршрутно-операционный процесс процесс, выполняемый по документации, в которой излагается содержание отдельных операций без указаний переходов и режимов обработки. Комплект форм документов общего назначения для технологического процесса может содержать: маршрутную карту (МК); операционную карту (ОК); карту эскизов (КЗ); ведомость деталей к типовому (групповому) технологическому процессу (операции) (ВТП, ВТО); сводную операционную карту (СОК) и др. Маршрутная карта (ГОСТ) содержит описание технологического процесса изготовления и контроля детали по всем операциям и технологической последовательности. В ней указывают соответствующие данные об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативах. В операционную карту вносят описание операции, расчлененной на переходы, с указанием оборудования, оснастки и режимов обработки. ОК применяют в серийном и массовом производстве. К комплекту ОК на все операции технологического процесса прилагают маршрутную карту. При проектировании операций для станков с ЧПУ составляют расчетно-технологическую карту, в которую заносят необходимые данные о траектории движения инструмента и режимах обработки. На основе этой карты разрабатывают управляющую программу станком. МК и ОК составляют на основе данных чертежей, производственной программы, спецификации, описания конструкций, технических условий и следующих руководящих и нормативных материалов: паспорта металлорежущих станков; каталогов станков, режущих и вспомогательных инструментов, альбомов нормальных приспособлений; руководящих материалов по режимам резания; нормативов подготовительно-заключительного и вспомогательного времени. МК имеет определенную форму. В ее верхнюю часть заносят данные об изготовляемой детали и заготовке, в нижнюю номер, наименование и содержание операций, а также необходимые для выполнения операций коды, наименования и данные станков, приспособлений, режущих и измерительных инструментов, указывают штучное время, число рабочих и подготовительно- 22

Нормирование точности и технические измерения Основные понятия о точности в машиностроении Точность это степень приближения значения параметра изделия, процесса и т. д. к его заданному значению. Точность

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР Единая система конструкторской документации УКАЗАНИЕ НА ЧЕРТЕЖАХ ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ Unified system for design documentation. Representation of

Лекция 9 ДОПУСКИ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ Модуль - 3, тема - 9 Цель: изучение принципов выбора допусков формы и расположения поверхностей, непосредственно связанных с обеспечением высокой эффективности

Имя ТЗ 1ТМ 2ТМ 3ТМ 4ТМ 5ТМ 6ТМ 7ТМ Тестовые задания для аттестации инженерно-педагогических работников ГБОУ НиСПО Дисциплина «Технология машиностроения» Специальность Технология машиностроения Формулировка

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ГОСТ 30893.2-2002. Основные нормы взаимозаменяемости. Общие допуски. Допуски формы и расположения поверхностей, не указанные индивидуально. Дата введения 1 января 2004 г. Взамен ГОСТ 25069-81 1 Область

«Смоленский промышленно-экономический колледж» Тесты по дисциплине «Технология машиностроительного производства» специальность 151001 Технология машиностроения Смоленск Уровень А 1. Массовое производство

Часть 1. Теоретические основы технологии машиностроения 1.1. Введение. Машиностроение и его роль в ускорении технического процесса. Задачи и основные направления развития машиностроительного производства.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Цель изучение основных общетехнических терминов и понятий, необходимых в освоении знаний практической технологии и используемых при выполнении работ учебно-технологического практикума в

СТАНДАРТИЗАЦИЯ НОРМ, ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ Взаимозаменяемость принцип конструирования и изготовления деталей, обеспечивающий возможность сборки и замены при ремонтах независимо изготовленных с заданной точностью

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ Понятие о производственном и технологическом процессах. Структура технологического процесса (ГОСТ 3.1109-83). Виды и типы производства. Технологические характеристики типов производства

Теоретическое задание заключительного этапа Всероссийской олимпиады профессионального мастерства обучающихся по специальности среднего профессионального образования 15.02.08 ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ Вопросы

1 Цели и задачи дисциплины 1.1 Изучение основ технологической науки и практики. 1. Приобретение навыков разработки технологических процессов механическоой обработки деталей и сборки узлов автомобилей.

ВВЕДЕНИЕ 10 РАЗДЕЛ 1. МАШИНА КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА 12 1.1 Понятие машины и её служебного назначения 12 1.2 Технические параметры и параметры качества машины 13 1.3 Содержание и структура жизненного цикла

ГОСТ 24643-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения. Дата введения 1 июля 1981 г. Взамен ГОСТ 10356-63(в части разд. 3) 1. Настоящий стандарт

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫЙ ИСПЫТАНИЙ по предмету «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ» Введение Цели, задачи, предмет дисциплины, её роль и взаимосвязь с другими дисциплинами. Значение дисциплины в системе подготовки

ГОСТ 2.308-2011 Группа Т52 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ Единая система конструкторской документации УКАЗАНИЯ ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ Unified system of design documentation. Representation

СОДЕРЖАНИЕ Введение... 3 РАЗДЕЛ I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ Глава 1. Точность изделий и способы ее обеспечения в производстве... 7 1.1. Изделия машиностроительного

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова» ОСНОВЫ

Введение... 3 РАЗДЕЛ I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ Глава 1. Точность изделий и способы ее обеспечения в производстве... 7 1.1. Изделия машиностроительного производства

Т е м а 6. ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ Цель изучение технологических возможностей лезвийной обработки отверстий на вертикально сверлильных и координатно расточных станках, основных узлов станков и их назначения,

Разработка технологических процессов (ТП) механической обработки является сложной, комплексной, вариантной задачей, требующей учета большого числа разнообразных факторов. В комплекс кроме разработки собственно

Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. Том 1 Автор: Косилова А.Г. Издательство: Машиностроение Год: 1986 Страниц: 656 Формат: DJVU Размер: 25М Качество: отличное Язык: русский 1 / 7 В 1-м

Т е м а 5. МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК Цель изучение технологических возможностей многоинструментальной обработки на токарно-револьверном станке, основных узлов станка и их назначения; приобретение

Вопросы для подготовки к рубежному контролю 3 по курсу «Инженерная графика» для студентов кафедры СМ-10 «Колесные машины» (четвертый семестр) 1-я группа вопросов 1. Дайте определение документа «Чертеж

Аннотация дисциплины «Технология конструкционных материалов» Направление подготовки 150700.62 Общая трудоемкость изучаемой дисциплины составляет 4 ЗЕТ(144 час.). Цели и задачи дисциплины: Целью дисциплины

Проект Утвержден приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ СПЕЦИАЛИСТ ПО ТЕНОЛОГИЯМ МЕАНОСБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА 2 ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ СПЕЦИАЛИСТ

ГОСТ 30893.2-2002 (ИСО 2768-2-89) Группа Г12 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ Основные нормы взаимозаменяемости ОБЩИЕ ДОПУСКИ Допуски формы и расположения поверхностей, не указанные индивидуально Basic norms

РАЗМЕРЫ И ИХ ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ На чертеже должно быть задано минимальное число но достаточное для изготовления и контроля изделия. Каждый размер на чертеже следует приводить лишь один раз. Размеры,

1 Цели и задачи дисциплины 1.1 Дать студентам основы знаний о современном машиностроительном производстве и технологических процессах изготовления изделий в машиностроении. 1.2 Дать базовые знания по специальным

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение................................................................ 5 Глава 1. Основные понятия и определения.................................... 7 1.1. Производственный процесс в машиностроении.....................

СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ. ОП.05 «Общие основы технологии металлообработки и работ на металлорежущих станках» Наименование разделов и тем Тема 1. Физические основы процесса резания

Аннотация к рабочей программе дисциплины «Технология конструкционных материалов» Цель преподавания дисциплины Целью дисциплины является получение студентами общеинженерной технологической подготовки, которая

АННОТАЦИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ И НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ» Целью освоения дисциплины является: подготовка специалистов, способных решать задачи анализа, нормирования, стандартизации и контроля точности

ВОПРОСЫ, КОТОРЫЕ БЫЛИ ЗАДАНЫ НА ЗАЩИТЕ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ ПО РЕМОНТУ ОБОРУДОВАНИЯ 1.1 Техническая эксплуатация технологического оборудования 1. Опишите основной принцип действия узла своего станка. 2.

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО СТАНКА Зайцев Роман Владимирович ФГУП «НПО Астрофизика», г.москва [email protected] Во время эксплуатации приходится

АННОТАЦИИ РАБОЧИХ ПРОГРАММ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ программы подготовки специалистов среднего звена базовой подготовки по специальности среднего профессионального образования 15.02.08 «Технология машиностроения»

Лекция 5. Автоматизация управления технологическим процессом с целью повышения точности и производительности обработки Цели и желаемый результат. Изучить принцип работы системы управления с отрицательной

ПРАВИЛА НАНЕСЕНИЯ РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Понятие размеров на чертеже... 2 2. Виды размеров детали... 2 3. Размерные элементы... 3 4. Условные знаки... 6 5. Способы нанесения размеров... 8 6.

Министерство образования Нижегородской области ГБОУ СПО Нижегородский автотранспортный техникум М Е Т О Д И Ч Е С К О Е П О С О Б И Е По выполнению части дипломного проекта, связанной с разделом «Допуски

ОГЛАВЛЕНИЕ Список принятых сокращений.............................. 3 Предисловие............................................ 4 Введение............................................... 7 Глава первая Исходная

Объектами машиностроительного производства являются машины различного назначения. Технологический процесс изготовления машин предусматривает производство деталей, сборочных единиц (узлов) и изделий. Изделие

УДК 621.813 ВЛИЯНИЕ ЛЮНЕТОВ НА ТОЧНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗАГОТОВОК ПРИ ОБРАБОТКЕ ТОЧЕНИЕМ Власов М.В., студент Россия, 105005, г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, кафедра «Технологии обработки материалов» Научный

Министерство образования и науки российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный машиностроительный

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ (КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ) Поверхность детали после механической обработки не бывает абсолютно гладкой, так как режущий инструмент оставляет на ней следы в форме микронеровностей выступов

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА План 1. Правила выполнения схем 1.1. Общие требования к выполнению схем 1.2. Условные графические обозначения элементов 1.3. Позиционные обозначения элементов 1.4. Перечень элементов

Т е м а 13. ТОЧНОСТЬ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ Цель изучение взаимодействия инструмента и заготовки, видов отклонения формы поверхности заготовки, возникающих при резании; исследование влияния факторов

Глава 2 ВЫЯВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗ- МЕРНЫХ ЦЕПЕЙ При разработке технологических процессов изготовления деталей следует обязательно выявлять технологические размерные цепи (связи). Построение размерных

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет» Воткинский филиал Смирнов В.А. Методические

УДК 621.9.015 + 621.92.06-529 ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ С.П. Пестов Предложен подход к моделированию точности обработки отверстий концевыми мерными инструментами на

А. П. ОСИПОВ С. П. ПЕТРОВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ Учебное пособие Самара Самарский государственный технический университет 2014 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Т е м а 1. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ РЕЗАНИЕМ Цель изучение кинематики формообразования поверхностей резанием, основных элементов и геометрических параметров режущего инструмента. Содержание

УДК 621.01 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА БАЗИРОВАНИЯ В МЕХАНООБРАБОТКЕ В.Г. Прохоров, Г.И. Рогозин Точность обработки на металлорежущих станках обусловлена воздействием многочисленных случайных факторов, среди которых

1. Понятие размеров на чертеже Одной из важнейших составляющих чертежа являются размеры. Размер число, характеризующее величину отрезка прямой, дуги или угла. Размеры на чертежах проставляют так, чтобы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЙ ТЕХНИЧЕСКИПЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРНЫХ КАДРОВ Кафедра «Технология машиностроения» Технология машиностроения

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Общие основы технологии металлообработки и работ на металлорежущих станках СОДЕРЖАНИЕ стр. 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ

Первые достоверно известные технологические процессы были разработаны в древнем Шумере — на глиняной табличке клинописью был описан по операциям порядок приготовления пива. С тех пор способы описания технологий производства продуктов питания, инструментов, домашней утвари, оружия и украшений — всего, что изготавливало человечество, многократно усложнились и усовершенствовались. Современный технологический процесс может состоять из десятков, сотен и даже тысяч отдельных операций, он может быть многовариантным и ветвиться в зависимости от различных условий. Выбор той или иной технологии- это непросто выбор тех или иных станков, инструмента и оснастки. Нужно также обеспечить соответствие требованиям технических условий, плановых и финансовых показателей.

Определение и характеристика

ГОСТ дает научно строгое, но сформулированное слишком сухим и наукообразным языком определение технологического процесса. Если же говорить о понятии технологического процесса более понятным языком, то технологический процесс — это совокупность выстроенных в определенном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними совершают определенные действия, обычно выполняемые механизмами. Технологический процесс не существует сам по себе, а является важнейшей частью более общего , включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества.

Технологи на предприятии занимают весьма важное положение. Они являются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит воплощать эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмассу и другие материалы. При разработке техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Именно техпроцесс и является той точкой, в которой сходятся требования всех этих подразделений и находится баланс между ними.

Описание технологического процесса должно содержаться в таких документах, как:

• Маршрутная карта - описание высокого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного рабочего места к другому или между цехами.
• Операционная карта – описание среднего уровня, более подробное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, используемые инструменты.
• Технологическая карта — документ самого низкого уровня, содержит самое подробное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры этих процессов, рабочие чертежи и используемая оснастка.

Технологическая карта даже для простого на первый взгляд изделия может представлять собой довольно толстый том.

Для сравнения и измерения технологических процессов серийного производства применяются следующие характеристики:

• Цикл технологической операции — длительность (измеряется в секундах, часах, днях, месяцах) операции, повторяющейся с определенной периодичностью. Отсчитывается от момента начала операции до момента ее окончания. Длительность цикла не зависит от числа заготовок или деталей, обрабатываемых одномоментно.
• Такт выпуска изделия – промежуток времени, через который выпускается это изделие. Рассчитывается как отношение времени, за которое выпускается определенное количество изделий, к этому количеству. Так, если за 20 минут было выпущено 4 изделия, то такт выпуска будет равен 20/4=5 минут/штуку.
• Ритм выпуска – величина, обратная такту, определяется как число изделий, выпускаемых в единицу времени (секунду, час, месяц и т.п.).

В дискретном производстве такие характеристики технологических процессов не находят применения ввиду малой повторяемости изделий и больших сроков их выпуска.

Производственная программа — представляет собой список названий и учетных номеров выпускаемых изделий, причем для каждой позиции приводится объемы и сроки выпуска.

Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она содержит:

• Перечень выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
• Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате определенного объема выпускаемых изделий.
• Количество запасных частей к каждой позиции в рамках процесса поддержки жизненного цикла изделий.
• Подробную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
• Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.

Производственная программа является разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.

Виды техпроцессов

Классификация техпроцессов проводится по нескольким параметрам.

По критерию частоты повторения при производстве изделий технологические процессы подразделяют на:

• единичный технологический процесс, создается для производства уникальной по конструктивным и технологическим параметрам детали или изделия;
• типовой техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по своим конструктивным и технологическим характеристикам. Единичный техпроцесс, в свою очередь, может состоять из набора типовых техпроцессов. Чем больше типовых техпроцессов применяется на предприятии, тем меньше затраты на подготовку производства и тем выше экономическая эффективность предприятия;
• групповой техпроцесс подготавливается для деталей, различных конструктивно, но сходных технологически.

По критерию новизны и инновационности различают такие виды технологических процессов, как:

• Типичные. Основные технологические процессы используют традиционные, проверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
• Перспективные. Такие процессы используют самые передовые технологии, материалы, инструменты, характерные для предприятий — лидеров отрасли.

По критерию степени детализации различают следующие виды технологических процессов:

• Маршрутный техпроцесс исполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: перечень операций, их последовательность, класс или группа используемого оборудования, технологическая оснастка и общая норма времени.
• Пооперационный техпроцесс содержит детализированную последовательность обработки вплоть до уровня переходов, режимов и их параметров. Исполняется в виде операционной карты.

Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй Мировой войны в США в условиях нехватки квалифицированной рабочей силы. Детальные и подробные описания каждой стадии технологического процесса позволили привлечь к работе людей, не имевших производственного опыта и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, хорошо обученного и достаточно опытного производственного персонала использование такого вида технологического процесса ведет к непроизводительным расходам. Иногда возникает ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба технической документации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за многие годы работы накопили достаточный опыт и приобрели достаточно высокую квалификацию для того, чтобы самостоятельно выполнить последовательность операций и выбрать режимы работы оборудования. Таким предприятиям имеет смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными.

Существуют и другие классификации видов технологических процессов.

Этапы ТП

В ходе конструкторско-технологической подготовки производства различают такие этапы написания технологического процесса, как:

• Сбор, обработка и изучение исходных данных.
• Определение основных технологических решений.
• Подготовка технико-экономического обоснования (или обоснования целесообразности).
• Документирование техпроцесса.

Трудно с первого раза найти технологические решения, обеспечивающие и плановые сроки, и необходимое качество, и плановую себестоимость изделия. Поэтому процесс разработки технологии – это процесс многовариантный и итеративный.

Если результаты экономических расчетов неудовлетворительны, то технологи повторяют основные этапы разработки технологического процесса до тех пор, пока не достигнут требуемых планом параметров.

Сущность технологического процесса

Процессом называют изменение состояния объекта под воздействием внутренних или внешних по отношению к объекту условий.

Внешними факторами будут механические, химические, температурные, радиационные воздействия, внутренними — способность материала, детали, изделия сопротивляться эти воздействиям и сохранять свою исходную форму и фазовое состояние.

В ходе разработки техпроцесса технолог подбирает те внешние факторы, под воздействием которых материал заготовки или сырья изменит свою форму, размеры или свойства таким образом, чтобы удовлетворять:

• техническим спецификациям на конечное изделие;
• плановым показателям по срокам и объемам выпуска изделий;

За долгое время были выработаны основные принципы построения технологических процессов.

Принцип укрупнения операций

В этом случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения такой поход позволяет улучшить точность взаимного расположения осей и обрабатываемых поверхностей. Такой эффект достигается за счет выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр.

Подход также упрощает внутреннюю логистику и снижает внутрицеховые расходы за счет снижения числа установок и наладок режимов работы оборудования.

Особенно важно это для крупногабаритных и сложных деталей, установка которых отнимает много времени.

Принцип применяется при работе на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.

Принцип расчленения операций

Операция разбивается на ряд простейших переходов, наладка режимов работы обрабатывающего оборудования выполняется единожды, для первой детали серии, далее оставшиеся детали проходят обработку на тех же режимах.

Такой подход эффективен при больших размерах серий и относительно несложной пространственной конфигурации изделий.

Принцип дает существенный эффект снижения относительной трудоемкости за счет улучшенной организации рабочих мест, совершенствования у рабочих навыка однообразных движений по постановке-снятию заготовок, манипуляций с инструментом и оборудованием.

Абсолютное число установок при этом растет, но сокращается время на настройку режимов оборудования, за счет чего и достигается положительный результат.

Чтобы получить этот положительный эффект, технологу придется позаботиться о применении специализированной оснастки и приспособлений, позволяющих быстро и, главное, точно устанавливать и снимать заготовку. Размер серии также должен быть значительным.

Обработка дерева и металла

На практике одну и ту же деталь, одного и того же размера и веса, из одного и того же материала можно изготовить разными, иногда сильно отличающимися друг от друга методами.

На этапе конструкторско-технологической подготовки производства конструкторы и технологи совместно прорабатывают несколько вариантов описания технологического процесса, изготовления и последовательности обработки изделия. Эти варианты сравниваются по ключевым показателям, насколько полно они удовлетворяют:

• техническим условиям на конечный продукт;
• требованиям производственного плана, срокам и объемам отгрузки;
• финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.

На следующем этапе проводится сравнение этих вариантов, из них выбирается оптимальный. Большое влияние на выбор варианта оказывает тип производства.

В случае единичного, или дискретного производства вероятность повторения выпуска одной и той же детали невелика. В этом случае выбирается вариант с минимальными издержками на разработку и создание специальной оснастки, инструмента и приспособлений, с максимальным задействованием универсальных станков и настраиваемой оснастки. Однако исключительные требования к точности соблюдения размеров или к условиям эксплуатации, таким, как радиация ил высоко агрессивные среды, могут вынудить применять и специально изготовленную оснастку, и уникальные инструменты.

При серийном же выпуске процесс производства разбивается на выпуск повторяющихся партий изделий. Технологический процесс оптимизируют с учетом существующего на предприятии оборудования, станком и обрабатывающих центров. Оборудование при этом снабжают специально разработанной оснасткой и приспособлениями, позволяющими сократить непроизводительные потери времени хотя бы на несколько секунд. В масштабе всей партии эти секунды сложатся вместе и дадут достаточный экономический эффект. Станки и обрабатывающие центры подвергают специализации, за станком закрепляют определенные группы операций.

При массовом производстве размеры серий весьма высоки, а выпускаемые детали достаточно долгий срок не подвергаются конструктивным изменениям. Специализация оборудования заходит еще дальше. В этом случае технологически и экономически оправдано закрепление за каждым станком одной и той же операции на все время выпуска серии, а также изготовление спецоснастки и применение отдельного режущего инструмента и средств измерений и контроля.

Оборудование в этом случае физически перемещают в цеху, располагая его в порядке следования операций в технологическом процессе

Средства выполнения технологических процессов

Технологический процесс существует сначала в головах технологов, далее он фиксируется на бумаге, а на современных предприятиях — в базе данных программ, обеспечивающих процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматизированные средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности технологических процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в конкурентной борьбе. При этом предприятиям приходится преодолевать сильное сопротивление высококвалифицированных технологов строй школы, привыкших за долгие годы писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку.

Современные программные средства позволяют автоматически проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и актуальность, повторно использовать ранее написанные техпроцессы целиком или частично. Они повышают производительность труда технолога и существенно снижают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.

Для того чтобы из идей и расчетов технологический процесс превратился в реальность, необходимы физические средства его выполнения.

Технологическое оборудование предназначено для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в зону обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок.

В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы.

Оборудование обладает длительным сроком использования и может изменять свои функции в зависимости от использования той или иной технологической оснастки.

Технологическая оснастка включает в себя инструмент, литейные формы, штампы, приспособления для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне выполнения операций. Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его функциональность. Она имеет более короткий срок использования и иногда специально изготавливается для конкретной партии изделий или даже для одного уникального изделия. При разработке технологии следует шире применять универсальную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия. Особенно это важно на дискретных производствах, где стоимость оснастки не распределяется на всю серию, а целиком ложится на себестоимость одного изделия.

Инструмент предназначен для оказания непосредственного физического воздействия на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и других параметров до заданных в технических условиях.

Технолог при выборе инструмента должен принимать во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и универсальность. Часто бывает, что более дорогой инструмент позволяет без его замены выпустить в несколько раз больше продукции, чем дешевый аналог. Кроме того, современный универсальный и высокоскоростной инструмент позволит также сократить время машинной обработки, что также прямо ведет к снижению себестоимости. С каждым годом технологи приобретают все больше экономических знаний и навыков, и написание техпроцесса из дела чисто технологического превращается в серьезный инструмент повышения конкурентоспособности предприятия.