Пример критичных техпроцессов в машиностроении. Технологический процесс. Список использованных источников
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.
Типы производства и их особенности
Различают типы производства: единое, серийное и массовое. Тип производства определяется широтой номенклатуры, регулярностью, стабильностью и объемом выпуска изделий.
Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций – отношение числа всех технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест.
Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается.
Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями.
Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых длительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция.
В массовом производстве широко используются специальные станки, приспособления, режущие и измерительные инструменты; характерна резко выраженная специализация, глубокое разделение процессов труда и высокая степень и механизация, непрерывность производственных процессов, короткий производительный цикл, высокая производительность труда и низкая себестоимость изделия.
В зависимости от типа производства в нем преобладает либо технологический (единичное и мелкосерийное производство), либо предметный (массовое и крупносерийное производство) принцип формирования цехов.
Методы выполнения технологических процессов
Технологический процесс является частью производственного процесса и содержит действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. Он представляет собой совокупность механических, физических и химических процессов – операций, в процессе которых изменяется форма деталей в сборочные единицы и готовое изделие, проверяется соответствие готового изделия чертежу и техническим условиям.
Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.
Различают следующие методы выполнения тех. процессов:
1. Формообразование – изготовление заготовки или изделия из жидких, порошкообразных или волокнистых материалов. Виды формообразования:
а) литье – формообразование из жидкого металла путем заполнения им полости заданной формы и размеров с последующим затвердеванием;
б) формование – формообразование из порошкообразного или волокнистого материала путем заполнения им полости заданной формы и размеров с последующим сжатием;
в) гальванопластика –формообразование из жидкого материала путем осаждения металла из раствора под действием электрического тока.
2. Обработка – заданное изменение формы, размеров, шероховатости или свойств заготовки при выполнении технологического процесса. Виды обработки:
а) обработка резанием – обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки;
б) обработка давлением – заключается в пластическом деформировании или разделении материала заготовки без образования стружки, например ковка, штамповка;
в) термическая обработка – заключается в изменении структуры и свойств материала заготовки вследствие тепловых воздействий;
г) электрическая обработка – заключается в изменении формы, размеров и шероховатости поверхности заготовок путем использования электрических разрядов, магнитострикционного эффекта, электронного или оптического излучения, ионных потоков и плазменной струи;
д) электрохимическая обработка – заключается в изменении формы, размеров и шероховатости вследствие растворения ее материала в электролите под действием электрического тока;
е) несение покрытия – обработка, заключающаяся в образовании на заготовке поверхностного слоя из заданного инородного материала, например, окраска, анодирование, оксидирование, металлизация, напыление и т.д.
ж) наплавка – сварка плавлением, в процессе которой на поверхность детали наносится слой металла необходимого состава;
з) наварка – сварка, производимая для увеличения размеров детали или же для придания ее поверхности определенных свойств, осуществляется как сваркой плавлением, так и сваркой давлением.
3. Сборка – образование разъемных или неразъемных соединений составных частей изделия или изделия в целом.
Средства выполнения технологических процессов
Технологическое оборудование – орудия производства, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них и, при необходимости, источники энергии, например: литейные машины, прессы, станки, сварочное оборудование.
Технологическая оснастка – орудия производства, добавляемые к технологическому оборудованию для выполнения определенной части технологического процесса, например: режущий инструмент, штампы, приспособления, калибры, пресс-формы, модели.
Гибкая производительная система (ГПС) – совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.
Составными частями ГПС являются:
1. Гибкий производственный модуль (ГПМ) – единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изготовлением, имеющая возможность встраивания в гибкую производственную систему.
2. Роботизированный технологический комплекс (РТК) – совокупность единицы технологического оборудования, производственного робота и средств оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы. РТК, предназначенные для работы в ГПС, должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраивания в систему.
3. Система обеспечения функционирования ГПС – совокупность взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, техническую подготовку их производства, управление ГПС с помощью ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.
Разработка технологического процесса с учетом ЕСТД
Проектирование технологического процесса изготовления деталей, соединение их в готовое изделие, строго соответствующее чертежу и техническим требованиям, состоит в разработке наиболее рациональных и экономичных методов работы с наименьшими затратами труда и средств в конкретных условиях производства.
Технологическая подготовка является наиболее важным этапом в организации производства, в процессе которой определяют наиболее рациональные способы изготовления изделий с учетом намеченных масштабов и сроков выпуска, обеспечивают разработку соответствующей технологической документации.
Для всех деталей, входящих в изделие, определяют порядок и содержание операций, выбирают оборудование, режущий инструмент, средства измерения и контроля, технологическую оснастку, технические нормы.
Типизация технологических процессов состоит в классификации деталей и их элементов и в комплексном решении всех задач, возникающих при осуществлении процессов каждой классификационной группы. Работа по типизации технологических процессов складывается из классификации, разработки самих процессов и решения отдельных технологических задач.
Классом называют совокупность деталей, характеризуемых общностью технологических задач, решаемых в условиях определенной конфигурации этих деталей. В пределах каждого класса детали подразделяются на группы, подгруппы и в конечном счете на типы, наиболее близкие между собой.
Тип – это совокупность деталей одного класса, имеющих в условиях одинаковой обстановки общий план обработки основных поверхностейц, т.е. обрабатываемых в основном одинаковыми методами (однородное оборудование, приспособление и инструмент).
Типизация технологических процессов способствует ускорению и улучшению проектирования технологических процессов обработки, внедрения наиболее целесообразных вариантов и прогрессивных технологических методов производства.
Типизация технологических процессов неразрывно связана со стандартизацией и унификацией машин и технологического оснащения.
Для серийно производства эффективен групповой метод обработки деталей. Все технологически сходные детали, изготовляемые с использованием однотипного оборудования, приспособлений инструмента объединяют в классы и группы и для каждой группы создают групповой технологический процесс.
Основные положения групповой технологии:
1) принятая последовательность технологических операций обеспечивает обработку любой детали группы;
2) технологическая оснастка должна быть пригодной для изготовления любой детали группы;
3) оборудование обеспечивает высокопроизводительную обработку с минимальными затратами на его переналадку.
Метод групповой обработки упрощает подготовку производства, сокращает время, улучшает систему организации производства. В условиях единичного и серийного производства повышена производительность труда и вследствие применения высокопрогрессивных методов обработки и организации труда, присущих поточно-массовому производству.
Введение
Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технология сварки, технология механической обработки и т.д. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения, охватывающей все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.
В дисциплине «Технология машиностроения» комплексно изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали, пути построения наиболее рациональных технологических процессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки, методы рационального построения технологических процессов сборки машин.
Учение о технологии машиностроения в своем развитии прошло в течение немногих лет путь от простой систематизации производственного опыта механической обработки деталей и сборки машин до создания научно обоснованных положений, разработанных на базе теоретических исследований, научно проведенных экспериментов и обобщения передового опыта машиностроительных заводов. Развитие технологии механической обработки и сборки и ее направленность определяются стоящими перед машиностроительной промышленностью задачами совершенствования технологических процессов, изыскания и изучения новых методов производства, дальнейшего развития и внедрения комплексной механизации и автоматизации производственных процессов на базе достижений науки и техники, обеспечивающих наиболее высокую производительность труда при надлежащем качестве и наименьшей себестоимости выпускаемой продукции.
1. Производственный и технологический процессы
Под производственным процессом понимают совокупность всех действий людей и орудий труда, осуществляемых на предприятии для получения из материалов и полуфабрикатов готовых изделий.
В производственный процесс входят не только основные, непосредственно связанные с изготовлением деталей и сборкой из них машины, процессы, но и все вспомогательные процессы, обеспечивающие возможность изготовления продукции (например, транспортирование материалов и деталей, контроль деталей, изготовление приспособлений и инструмента и т.д.).
Технологическим процессом называют последовательное изменение формы, размеров, свойств материала или полуфабриката в целях получения детали или изделия в соответствии с заданными техническими требованиями.
Технологический процесс механической обработки деталей должен проектироваться и выполняться таким образом, чтобы посредством наиболее рациональных и экономичных способов обработки удовлетворялись требования к деталям (точность обработки, шероховатость поверхности, взаимное расположение осей и поверхностей, правильность контуров и т.д.), обеспечивающие правильную работу собранной машины.
2. Структура технологического процесса
В целях обеспечения наиболее рационального процесса механической обработки заготовки составляется план обработки с указанием, какие поверхности надо обработать, в каком порядке и какими способами.
В связи с этим весь процесс механической обработки расчленяется на отдельные составные части: технологические операции, позиции, переходы, ходы, приемы.
Технологической операцией называется часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте и охватывающая все последовательные действия рабочего (или группы рабочих) и станка по обработке заготовки (одной или нескольких одновременно).
Например, обтачивание вала, выполняемое последовательно сначала на одном конце, а потом после поворота, т.е. перестановки вала в центрах, без снятия его со станка, – на другом конце, является одной операцией.
Если же все заготовки данной партии обтачиваются сначала на одном конце, а потом на другом, то это составит две операции.
Установом называют часть операции, выполняемую при одном закреплении заготовки (или нескольких одновременно обрабатываемых) на станке или в приспособлении, или собираемой сборочной единицы.
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.
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.
Например, при обработке на многошпиндельных полуавтоматах и автоматах деталь при одном ее закреплении занимает различные положения относительно станка путем вращения стола (или барабана), последовательно подводящего деталь к разным инструментам.
Операция разделяется на переходы – технологические и вспомогательные.
Технологический переход – законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой, или режима работы станка.
Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действия человека и или оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхности, но необходимы для выполнения технологического перехода. Примерами вспомогательных переходов являются установка заготовки, смена инструмента и т.д.
Изменение только одного из перечисленных элементов (обрабатываемой поверхности, инструмента или режима резания) определяет новый переход.
Переход состоит из рабочих и вспомогательных ходов.
Под рабочим ходом понимают часть технологического перехода, охватывающую все действия, связанные со снятием одного слоя материала при неизменности инструмента, поверхности обработки и режима работы станка.
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 или при обкатывании поверхности гладким роликом с целью ее уплотнения), 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, обычно приемами являются вспомогательные действия, например постановка или снятие детали, пуск станка, переключение скорости или подачи и т.п. Понятие прием используется при техническом нормировании операции.
В план механической обработки включают также промежуточные работы – контрольные, слесарные и др., необходимые для дальнейшей обработки, например спайка, сборка двух деталей, запрессовка сопрягаемых деталей, термическая обработка и т.д. Окончательные операции для других видов работ, выполняемых после механической обработки, вносятся в план соответствующих видов обработки.
Производственная структура предприятия с технологической специализацией
3. Трудоемкость технологической операции
Время и затраты на выполнение операций являются важнейшими критериями характеризующими ее эффективность в условиях заданной программы выпуска изделий. Программа выпуска изделий – это установленный для данного предприятия перечень изготовляемых изделий с указанием объема выпуска по каждому наименованию за планируемый период времени.
Объем выпуска это количество изделий, определенных наименований, типа размеров и исполнений, изготавливаемых в течение планируемого периода времени. Объем выпуска в значительной степени определяют принципы построения технологического процесса. Расчетный, максимально возможный в определенных условиях объем выпуска изделий за единицу времени называют производственной мощностью.
При заданном объеме выпуска, изделия изготавливают партиями. Это количество штук деталей или комплекта изделий одновременно запущенных в производство. Производственную партию или ее часть, поступившую на рабочее место для выполнения технологической операции, называют операционной партией.
Серия – это общее количество изделий, подлежащее изготовлению по неизменным чертежам.
Для выполнения каждой операции рабочий затрачивает определенное количество труда. Трудоемкость операции – это количество времени затраченное рабочим требуемой квалификации при нормальной интенсивности труда и условиях на выполнение данной работы. Единицы измерения – человеко/час.
4. Норма времени
Правильное нормирование затраты рабочего времени на обработку деталей, сборку и изготовление всей машины имеет большое значение для производства.
Норма времени – время, отведенное на производство единицы продукции или выполнение определенной работы (в часах, минутах, секундах).
Норму времени определяют на основе технического расчета и анализа, исходя из условий возможно более полного использования технических возможностей оборудования и инструмента в соответствии с требованиями к обработке данной детали или сборке изделия.
2.6.1. Общие сведения. В машиностроительном производ-стве технологический процесс (англ. – manufacturing process) – это часть производственного процесса, содержащая целе-направленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методам обработки, формообразования, сборки.
Основной составной частью технологического процесса является технологическая операция (англ. – operation), вы-полняемая на одном рабочем месте. Она является структур-ной исходной единицей для расчёта времени и денежных за-трат на технологический процесс в целом.
Параллельно существующее понятие «технологический метод» представляет собой совокупность правил, опреде-ляющих последовательность и содержание действий при выполнении формообразования, обработки или сборки, пе-ремещения, включая технический контроль, испытания в технологическом процессе изготовления или ремонта, уста-новленных безотносительно к наименованию, типоразмеру или исполнения изделия.
2.6.2. Технологическая документация. Технологический документ – это графический или текстовой документ, кото-рый отдельно или в совокупности с другими документами определяет технологический процесс или операцию изго-товления детали.
Оформление технологического документа представляет собой комплекс процедур, необходимых для составления и подготовки технологического документа в соответствии с порядком, установленным на предприятии. К подготовке документа относится его подписание, согласование и т. д.
2.6.3. Комплектность технологических документов. Комплект документов технологического процесса (опера-ции) представляет собой совокупность технологических до-кументов, необходимых и достаточных для выполнения тех-нологического процесса (операции).
Комплект проектной технологической документации – это совокупность технологической документации для проек-тирования и реконструкции предприятия.
Стандартный комплект документов технологического процесса (операции) состоит из комплекта технологических документов, установленных в соответствии с требованиями стандартов государственной системы стандартизации.
2.6.4. Степень детализации технологических процессов. Маршрутное описание технологического процесса представ-ляет собой сокращенное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения, но без раз-деления операций на составные элементы (переходы) и без указания режимов обработки.
Режим обработки – это набор условий, при которых реализуется обработка. Основными параметрами, состав-ляющими режим, например обработки резанием, являются глубина резания, то есть толщина срезаемого слоя за один приём; подача (перемещение) инструмента, например, за каждый оборот обрабатываемой детали; скорость резания, предопределяющая степень интенсивности ухода стружки из очага резания; принятый способ отвода тепла из очага ре-зания и ряд других параметров
Маршрутно-операционное описание технологического процесса представляет собой сокращённое изложение техно-логических операций с сохранением их последовательности при полном описании отдельных операций.
2.6.5. Влияние организации производства на технологи-ческие процессы и операции. Технологические процессы по своему составу и глубине проработки отдельных элементов процесса существенно зависят от типа машиностроительно-го производства. Имеются в виду массовое, серийное и еди-ничное производства.
Каждый тип машиностроительного производства имеет свои характерные особенности, определённым образом влияющие на проектируемый технологический процесс. Так, в массовом производстве за каждым станком постоянно за-креплена только одна технологическая операция. Поэтому все составные части проектируемого технологического про-цесса прорабатывают очень подробно, и от рабочих, выпол-няющих каждую операцию, не требуется высокая квалифи-кация. В свою очередь, оборудование в цехе располагают по ходу действий, указанных в технологическом процессе. Этим упрощается передача обрабатываемой детали от стан-ка к станку. Складываются условия для организации поточ-ного (непрерывного) производства. Длительность каждой операции, а также степень равномерной и полной загрузки станков обеспечивают технологическими приёмами, закла-дываемыми в проектируемый технологический процесс. Здесь имеют в виду кратность отрезка времени, затрачивае-мого на каждую операцию, число станков на одну и ту же операцию и т.п.
Однако следует иметь в виду, что полностью загрузить большое количество станков обработкой одной детали мож-но только при достаточно большой программе выпуска продукции. Само собой разумеется, что программа должна быть устойчивой, то есть ориентированной на достаточно длительный период спроса продукции, по крайней мере дос-таточный для самоокупаемости затрат на организацию мас-сового производства.
Одним из основных критериев массового производства является такт выпуска продукции.
Такт выпуска (англ. – production time) – интервал време-ни, через который периодически производится выпуск изде-лий или заготовок определённых наименования, типоразме-ра и исполнения.
Определённое значение имеет также ритм выпуска (англ. – production rate) – количество изделий или заготовок определённых наименований, типоразмеров и исполнения, выпускаемых в единицу времени.
В серийном производстве за каждым станком закреплено больше одной операции, а цех и каждый его участок заняты обработкой нескольких или многих деталей. Но программа выпуска каждой детали мала для того, чтобы организовы-вать поточное производство.
Подбирая номенклатуру деталей для каждого участка, стараются подобрать детали примерно одинаковых габарит-ных размеров со схожей конфигурацией (валы, зубчатые ко-лёса, корпусные детали и т.д.), одинакового материала (сталь, алюминиевые сплавы, магниевые сплавы).
Однородность перечисленных характеристик предопре-деляет сходство технологических процессов. Это позволяет уменьшить разнообразие станков на участке и способствует возможности максимально загрузить станки.
Закрепление за станком нескольких технологических операций предопределяет неизбежность последующей пере-наладки, то есть замены технологической оснастки для того, чтобы перейти к обработке других деталей. Поэтому в се-рийном производстве детали обрабатывают партиями, то есть группами одноименных деталей. Выполнив одну опе-рацию для партии деталей, станок переналаживают для вы-полнения очередной операции.
Чем разнообразнее технологические процессы, выпол-няемые на участке, тем труднее на участке расположить станки в наиболее выгодном порядке. Поэтому в серийном производстве чаще всего представляется целесообразным располагать станки в большем соответствии с последова-тельностью этапов технологического процесса (черновые операции, чистовые, окончательные).
В серийном производстве заняты рабочие главным обра-зом средней квалификации.
По сравнению с массовым производством в серийном производстве увеличен объём так называемого незавершён-ного производства, то есть накапливаются детали, ждущие очередного передвижения к местам дальнейших этапов об-работки. Соответственно, возрастает длительность произ-водственного цикла,
Цикл технологической операции (англ. – operation cycle) – интервал календарного времени от начала до конца перио-дически повторяющейся технологической операции незави-симо от числа одновременно изготовляемых или ремонти-руемых изделий.
Единичное производство характерно тем, что оно ориен-тировано на изготовление чрезвычайно широкой номенкла-туры самых разнообразных деталей, каждая из которых вы-пускается единицами экземпляров. По этой причине все ис-пользуемые средства производства отличаются повышенной универсальностью с применением рабочей силы высокой квалификации. За каждым станком закрепляется максималь-но возможное количество технологических операций.
По принципу единичного производства организованы опытные цехи и заводы, находящиеся в непосредственном распоряжении опытно-конструкторских организаций, заня-тых созданием и разработкой новой продукции.
Наличие высококвалифицированной рабочей силы ис-ключает необходимость подробной детализации, как техно-логических операций, так и технологического процесса в целом. То есть технологический процесс в ряде случаев дос-таточно представлять в виде сокращённого маршрутного описания всех действий, составляющих технологический процесс. Этим сокращается объём работы инженерно-тех-нического персонала на составление технологической доку-ментации, а также в определённой мере компенсируются расходы, связанные с привлечением высококвалифициро-ванной рабочей силы.
В свою очередь, независимо от типа машиностроитель-ного производства, сформировались конкретные наимено-вания технологических процессов.
Единичный технологический процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и ис-полнения, независимо от типа производства.
Типовой технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.
Групповой технологический процесс изготовления груп-пы изделий с разными конструктивными, но общими техно-логическими признаками
Типовая технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности технологиче-ских переходов для группы изделий с общими конструктив-ными и технологическими признаками.
Групповая технологическая операция совместного изго-товления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
2.7. Технологическая система
2.7.1. Структура технологической системы. В общем случае технологическая система состоит из обрабатывае-мого и обрабатывающего начал, находящихся в техниче-ском окружении, необходимом и достаточном для того, что-бы при вводе энергии реализовывался запланированный тех-нологический процесс.
Структурными основными единицами технологической системы являются следующие её элементы.
Технологическое оборудование (англ. – manufacturing equipment) – средства технологического оснащения, в кото-рых для выполнения определенной части технологического процесса размещают материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка. Примерами технологического оборудования являются ли-тейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ван-ны, испытательные стенды и т.д.
Технологическая оснастка (англ.– tooling) – средства тех-нологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определённой части техно-логического процесса. В состав технологической оснастки входят режущий инструмент и приспособления.
Инструмент (англ. – tool) – технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния. Состояние предмета труда опре-деляется при помощи меры и (или) измерительного прибора.
В свою очередь, различают основной инструмент, непо-средственно взаимодействующий с обрабатываемым объек-том (например, резец) и вспомогательный инструмент (на-пример, оправка, несущая на себе этот резец и являющаяся связующим звеном между резцом и местом крепления этого резца на станке).
Приспособление (англ. – fixture) – технологическая осна-стка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении техноло-гической операции. Фактически приспособление является устройством для расширения технологических возможно-стей применяемого оборудования.
Перечисленные структурные элементы показывают, что термин «технологическая система» по своей сути эквива-лентен понятию «вещественные факторы производитель-ных сил», используемому экономическими теориями при анализе процессов развития общественного производства.
В то же время в машиностроении вещественные факторы производительных сил часто называют средствами техно-логического оснащения (СТО). При этом имеют в виду, что в составе этих средств значатся только технологическое обо-рудование, технологическая оснастка и средства механи-зации и автоматизации реализуемого технологического процесса. Таким образом, инструмент и предмет труда не входят в состав СТО. Тем не менее, при выборе каждого из структурных составляющих системы СТО неизбежно учи-тывают основные факторы, относящиеся и к инструменту, и к предмету труда. Это следует из стандартных рекоменда-ций, касающихся выбора каждого их структурных состав-яющих системы СТО.
а) Выбирают технологическое оборудование на основа-нии анализа подлежащих обработке поверхностей изготов-ляемых деталей и перечня методов обработки, каждый из которых реально может быть использован в рассматривае-мом случае. Выбор наиболее эффективного метода обработ-ки предопределяют технико-экономические и эксплуатаци-онные требования к изготовляемой детали.
Оборудование должно обеспечивать высокопроизводи-теьный процесс за счёт
– одновременной обработки несколькими инструмента-ми;
– одновременной обработки одним инструментом не-скольких деталей (или нескольких поверхностей);
– совмещения нескольких операций.
При этом действия, связанные с контролем геометриче-ских параметров детали, с контролем станка и состоянием обрабатывающего инструмента, а также с коррекцией точ-ности обработки и переналадкой станка стремятся по вре-мени совместить с основным действием, а именно: обработ-кой поверхностей изготавливаемых деталей.
б) Агрегатирование средств технологического оснаще-ния. При частой сменяемости изготовляемой продукции (в среднесерийном и мелкосерийном производствах) необхо-дима быстрая замена состава средств технологического ос-нащения. Быстрота замены и переналадки оснащения ха-рактеризуется понятием «гибкость производства».
Для сокращения времени па переналадку все элементы СТО проектируют и изготовляют, применяя принцип агре-гатирования. То есть все элементы СТО изготовляют в виде унифицированных многоцелевых, и в ряде случаев, обрати-мых модулей
Принцип агрегатирования предполагает выполнение комплекса работ в последовательности:
– анализ планируемых технологических операций с це-лью выявить возможность применения известных типовых методов обработки;
– анализ объектов обработки, классификация их с выде-лением типовых представителей (например, поверхности плоские, криволинейные; детали - болты, гайки и т.д.);
– составление схем рабочих движений обработки и пере-мещения предметов труда;
– разделение конструкций СТО на элементы и узлы обра-тимой конструкции;
– установление необходимых условий связи между эле-ментами и узлами по соответствующей компоновочной схе-ме;
– определение номенклатуры входящих в СТО деталей,-узлов и агрегатов многократного применения;
– издание альбомов и каталогов деталей, узлов и агрега-тов СТО.
Основным критерием целесообразности любых решений по агрегатированию СТО является технико-экономическая эффективность от их создания и практического применения.
в) Комплектуют технологическую оснастку, опираясь на предварительный анализ:
– характеристики изготовляемых деталей (конструкция, размеры, материал, требуемые точность и качество);
– технологических и организационных условий изготов-ления детали (схема ориентации и закрепления детали в зоне обработки);
– оптимизации степени загрузки и интенсивности работы, как самой оснастки, так и используемого оборудования вплоть до условий для непрерывного труда;
– полного соответствия оснастки её целевому назначению и техническим характеристикам применяемого оборудова-ния;
– способности оснастки обеспечивать интенсивность эксплуатации и полную загрузку станка.
В общем случае оснастка может быть выбрана из перечня имеющейся номенклатуры, либо оснастку следует спроекти-ровать и изготовить вновь. Но всегда оснастка должна обес-печивать труд с высокой производительностью.
г) Средства механизации. Выбор этих средств ведут с учётом того, что механизация предполагает главным обра-зом вытеснение ручного труда и замену его машинным тру-дом в тех звеньях, где он до сих пор остаётся как среди ос-новных технологических операций, так и среди операций вспомогательных, зачастую отличающихся большой трудо-ёмкостью и наличием ручной работы. Механизация ведёт к сокращению производственного цикла, повышению произ-водительности труда и к улучшению экономических показа-телей.
При выборе средств механизации учитывают
– плановые сроки и трудоемкость выпуска продукции;
– плановую продолжительность выпуска продукции;
– организационные формы производства в период освое-ния и выпуска продукции.
Выбор средств всегда сопровождается технико-эконо-мическими расчётами затрат на производство в течение все-го периода его реализации.
2.7.2. Роботизация оснастки. По мере развития техники на смену механизации отдельных технологических действий постоянно приходит автоматизация с целью повысить про-изводительность труда и освободить оператора от тяжелых и утомительных операций. В первую очередь это коснулось массового производства, ориентированного на выпуск большого количества однородной продукции, где не требу-ется частых переналадок технологического оснащения. А в малосерийном и серийном производствах темп автоматиза-ции заметно сдерживается из-за высокой стоимости, как са-мих разработок автоматизированных устройств, так и из-за длительности переналадки этих устройств на выпуск оче-редных партий другой продукции. Однако высокий темп
роста производительности станочного оборудования посто-янно ставит вопрос о необходимости сокращать время на выполнение сопутствующих вспомогательных операций, ха-рактеризующихся для оператора трудоёмкостью, утомляе-мостью, плохими условиями труда. Автоматизированное устройство для вспомогательных операций получило назва-ние робот. Соответственно, в машиностроении возникла новая отрасль – робототехника.
Роботы, предназначенные для замены человека на опас-ных для здоровья, физически тяжёлых и утомительных руч-ных работах, получили название промышленные роботы (ПР). Первый ПР появился в США в 1961 году под названи-ем «Рука Эрнста». В нашей стране первый ПР «Универсал-50» разработан в 1969 году.
В 1980 году общий парк ПР в мире составлял около 25 тыс. штук, а через 5 лет их стало в мире около 200 тыс. штук, что свидетельствует об уже тогда возникшей потреб-ности быстрого роста производительности труда.
В зависимости от участия человека в процессе управле-ния роботом выделяют группы биотехнических и автоном-ных (автоматических) роботов .
К биотехническим роботам относятся дистанционно управляемые копирующие роботы; роботы, управляемые че-ловеком с пульта управления, и полуавтоматические роботы.
Дистанционно управляемые копирующие роботы снаб-жены задающим органом (например, манипулятором, пол-ностью идентичным исполнительному органу), средствами передачи сигналов прямой и обратной связи и средствами отображения информации для человека-оператора о среде, в которой функционирует робот.
Копирующие роботы выполняются в виде антропо-морфных конструкций, обычно «надеваемых» на руки, ноги или корпус человека. Они служат для воспроизведения дви-жений человека с некоторыми необходимыми усилиями и
имеют иногда несколько десятков степеней подвижности.
Роботы, управляемые человеком с пульта, снабжаются системой рукояток, клавиш или кнопок, связанными с ис-полнительными механизмами, соответствующими каналами по различным обобщённым координатам. На пульте управ-ления устанавливаются средства отображения информации о среде функционирования робота, в том числе и поступаю-щей к человеку по радиоканалу связи.
Полуавтоматический робот характеризуется сочетани-ем ручного и автоматического управления. Он снабжён су-первизорным управлением для вмешательства человека в процесс автономного функционирования робота путём со-общения ему дополнительной информации (указание цели, последовательности действий и т.д.).
Роботы с автономным (или автоматическим) управле-нием обычно подразделяют на производственные и научно-исследовательские роботы, которые после создания и на-ладки в принципе способны функционировать без участия человека.
По областям применения производственные роботы под-разделяют на промышленные, транспортные, строительные, бытовые и т.п.
В зависимости от элементной базы, структуры, функций и служебного назначения роботы подразделяют на три поко-ления.
1) Роботы первого поколения (программные роботы) имеют жёсткую программу действий и характеризуются на-личием элементарной обратной связи с окружающей средой, что вызывает определённые ограничения в их применении.
2) Роботы второго поколения (очувствленные роботы) обладают координацией движения с восприятием. Они при-годны для малоквалифицированного труда при изготовле-нии изделий.
Программа движений робота требует для своей реализа-ции управляющей ЭВМ. Неотъемлемая часть робота второго поколения – наличие алгоритмического и программного обеспечения, предназначенного для обработки сенсорной информации и выработки управляющих воздействий.
3) Роботы третьего поколения – это роботы с искусст-венным интеллектом. Они создают условия для полной за-мены человека в области квалифицированного труда, обла-дают способностью к обучению и адаптации в процессе ре-шения производственных задач. Эти роботы способны по-нимать язык и вести диалог с человеком, формировать в себе модель внешней среды с той или иной степенью детализа-ции, распознавать и анализировать сложные ситуации, фор-мировать понятия, планировать поведение, строить про-граммные движения исполнительной системы и осуществ-лять их надёжную отработку.
Появление роботов различных поколений не означает, что они последовательно приходят на смену друг друга. Ис-ходя их технико-экономических соображений роботы всех поколений находят свою так называемую «социальную» нишу, применительно к которой робот подвергается совер-шенствованию его функциональных назначений.
2.7.3. Техническое окружение. Опыт машиностроения и анализ многочисленных технологических процессов пока-зывает, что, как понятие СТО, так и понятие «технологиче-ская система», будучи вещественным фактором, не являются исчерпывающими, так как не отражают необходимость учи-тывать целый ряд явлений, без учёта которых технологиче-ский процесс не может состояться. По этой причине наряду с понятием «технологическая система» применяется более общее понятие «техническое окружение», которое рассмат-ривается как своеобразная инфраструктура технологическо-го процесса. Она в присутствии материальных веществ и
предметов в полной мере проявляется ещё и определённым свойством материального мира: силовым полем, магнетиз-мом, температурой, интервалом времени, положительным или отрицательным катализатором и другими свойствами материи . В результате структурные вещественные эле-менты, входящие в состав технического окружения (техно-логическое оборудование, технологическая оснастка, инст-румент, приспособления), должны быть способными прояв-лять определенные явления или иные свойства материи, не-обходимые для достижения намеченной цели, а именно: для реализации запланированного технологического процесса. Так, для магнитно-импульсной штамповки комплект техни-ческого окружения должен располагать условиями для воз-никновения вихревых токов достаточной интенсивности, то есть высокой электропроводностью заготовки. Если элек-тропроводность мала, то на поверхность заготовки со сторо-ны индуктора укладывают тонкий слой металла с высокой электропроводностью (алюминий или медь). То есть вводят в техническое окружение дополнительный элемент, способ-ный вызвать дополнительное свойство материи, нужное для реализации проектируемого технологического процесса.
2.7.4. Отладка и настройка технологической системы. Присутствие в технологической системе упомянутых явлений и иных свойств материи представляется возможным рассмат-ривать как внутренние технологии формируемого техничес-кого окружения.
Опробование спроектированных технологических процес-сов, для реализации, которых требуется определённое техни-ческое окружение, всегда связано с необходимой наладкой внутренних технологий. На примере термоимпульсного уда-ления заусенцев это выглядит следующим образом,
Заусенцы образуются на пересечениях поверхностей в процессе механической обработки деталей.
Сущность прогрессивного процесса термоимпульсного удаления заусенцев состоит в том, что деталь с заусенцами помещают в герметизируемую камеру и сжигают там заряд горючей газовой смеси. Возникающий фронт пламени, омы-вая деталь, сжигает заусенцы. Особенность этого технологи-ческого процесса в том, что горючая смесь, как правило, сго-рает быстрее, чем успевают разогреться заусенцы до темпе-ратуры своего воспламенения. Эта особенность – временной период несоответствия скоростей - указывает на недостаточ-ность технического окружения для реализации термоим-пульсного процесса. Практическая применимость этого про-цесса обеспечена внесением в техническое окружение допол-нительного элемента в виде отрицательного катализатора, способного сдержать темп горения топливной смеси на вре-мя, достаточное для разогрева и сжигания заусенцев. Таким катализатором является дополнительно вводимый в камеру азот. Взамен азота сдержать темп горения топлива представ-ляется возможным за счёт дозированного сброса давления, нарастающего в камере по мере горения топливного заряда. Тогда технологическую систему надо дополнить устройством для дозированного сброса давления.
2.7.5. Влияние технологической системы на технологи-ческий процесс. Технологическую систему формируют для реализации конкретного технологического процесса.
В общем случае технологический процесс представляет собой набор способов и действий, результатом которых явля-ется получаемая продукция. В свою очередь, получаемую продукцию оценивают по ряду показателей. Основными из них являются себестоимость, производительность труда
и ряд эксплуатационных показателей (точность, качество, надёжность, степень полезного использования вводимой энергии, конкурентная способность).
2.7.5.1. Себестоимость оценивают по объёму расходов (в денежном выражении), приходящихся на каждую единицу продукции. На первичном этапе расчёта себестоимости бе-рут во внимание так называемую технологическую себе-стоимость, учитывающую только минимально необходимые расходы на производство без каких-либо неизбежных впо-следствии начислений на стоимость продукции. В таком случае структурными основными элементами для расчета технологической себестоимости (С) являются следующие расходы на единицу продукции:
– расходы М на материал для изготовления продукции;
– заработная плата З основному рабочему;
– стоимость И инструмента и необходимых приспособле-ний к нему;
– отчисления А от применяемого оборудования, отнесен-ные к единице продукции;
– стоимость Э энергии, израсходованной на единицу про-дукции;
– отчисления П от стоимости производственной площади, необходимой для создания продукции.
То есть себестоимость С является суммой перечисленных расходов:
С = М + З + И + А + Э + П.
Основной рабочий и производственная площадь не входят в перечень структурных элементов технологической системы, но являются необходимым условием для реализации техноло-гического процесса.
В настоящее время современное машиностроение распо-лагает широким ассортиментом инструмента, технологиче-ского оборудования и видов применяемой энергии. От вы-бора этих структурных элементов технологической системы зависит выбор квалификации основного рабочего (влияние на параметр З) и размеры требуемой производственной площади (показатель П), что в свою очередь предопределя-ется типоразмером требуемого технологического оборудо-вания (показатель А). Таким образом формированием техно-логической системы оказывают существенное влияние на себестоимость С изготовляемой продукции В свою очередь, несколько вариантов технологической системы, отличаю-щихся типами и типоразмерами структурных элементов, для получения одной и той же продукции могут обеспечивать одинаковую себестоимость этой продукции. В этом случае предпочтение отдают тому варианту технологической сис-темы, который сопровождается более высокой производи-тельностью труда.
2.7.5.2. Точность и качество получаемой продукции. В общем случае под точностью понимают степень соответст-вия изготовленной продукции тем условиям и требованиям, которые изложены в документации на изготовление этой продукции. В практике машиностроения степень такого со-ответствия используется в качестве критерия для оценки уровня технологической дисциплины на предприятиях (на-ряду с административной дисциплиной и ответственно-стью).
По мере необходимости понятие точность конкретизи-руют и указывают, например, точность геометрической формы, точность геометрических размеров, точность взаим-ного расположения обработанных поверхностей и т.д.
Диапазон требований, охватываемых понятием качество
обработки, достаточно широкий и многообразный. Напри-мер, при обработке металлов резанием из-за силового воз-действия инструмента на обработанной поверхности детали остаются следы инструмента в виде микронеровностей - шероховатость. Высота шероховатости зависит от инстру-мента и параметров способа резания. По этой высоте судят о качестве обработанной поверхности.
К качеству обработки относят и появления наклепа (то есть повышенной твёрдости на некоторую глубину в тело детали вдоль под обработанной поверхностью), также яв-ляющегося следствием силового воздействия инструмента на обработанную поверхность. Величину наклёпа устанав-ливают, измеряя твёрдость обработанной поверхности.
В машиностроении очень часто все точностные и качест-венные показатели получаемой продукции характеризуют единым общим понятием качество продукции. Широко распространенные в производстве приёмы контроля качества направлены на то, чтобы тиражируемые объекты производст-ва были бы между собой идентичными по основным эксплуа-тационным параметрам и характеристикам. Систематическая бурная созидательная деятельность человечества, как ни странно, замыкается всего лишь на трех создаваемых объек-тах производства. Это – вещество, предмет (устройство) и технология. Исходные для получения объекта материалы и полуфабрикаты характеризуются наличием определенных качественных характеристик, предопределяющих свойства, и количественных параметров, сопутствующих этим свойст-вам.
Соответственно, создаваемый объект тоже получает в ка-ких-то соотношениях определенное число этих характери-стик и свойств, которые получили обобщенные названия – качество и количество. Находясь в создаваемом объекте в определенном соотношении, качество и количество состав-ляют меру, то есть создаваемый объект.
Соотношение между количеством и качеством может изменяться в некотором диапазоне, который в практике на-зывают допуском на отклонения количественных и качест-венных характеристик. Тиражируемые объекты, находящие-ся в пределах этого допуска, считаются идентичными и пригодными для работы в задаваемых эксплуатационных условиях. При выходе параметров из этого допуска исход-ное соотношение качества и количества нарушается и воз-никает новая мера (новый объект). Чаще всего в инженер-ной практике этот новый объект представляет собой брак исправимый, если остается возможность довести объект до требуемой кондиции, или окончательный брак, то есть по-лучен негодный для намеченной цели объект. Во избежание брака и для повышения эксплуатационных свойств вырабо-талась система мероприятий, направленных на контроль ка-чества создаваемых объектов. Сюда вошли технические требования, виды достаточного контроля, стандартизация системы мер, проверок и применяемого технического и тех-нологического оснащения. Сущностью всех этих мероприя-тий является стремление создавать тиражируемые объекты идентичными и способными надежно обеспечивать назна-ченный ресурс работы.
Соответственно вопросу контроля качества стали уделять внимание на всех этапах создания объектов, начиная с про-ектных работ и кончая передачей объектов в эксплуатацию.
Появившаяся в обиходе компьютерная техника дала воз-можность накапливать большие объемы информации (базы данных) и на этапе проектных работ эффективно ее анали-зировать для выбора оптимальных соотношений качествен-ных и количественных параметров у создаваемых объектов. В результате предположительно выявилась возможность расширить функции контроля качества тиражируемой про-дукции, а именно: преобразовать этот контроль в один из
приемов, способствующих созданию объектов с новым уровнем свойств. Здесь имеются в виду свойства, необходи-мые и достаточные, чтобы техническое решение о создании объекта соответствовало нормам, предъявляемым к изобре-тениям.
Широкие возможности компьютерной техники явились основой для мнения о том, что именно компьютерная техни-ка придет на смену творческому коллективу проектных ор-ганизаций, создающих объекты с новым уровнем свойств по сравнению с аналогами.
Однако статистика показывает, что бесспорной оказалась только резко возросшая производительность проектных ра-бот, а количество технических решений, полученных на ос-нове системы автоматического проектирования (САПР) в проектных организациях и закрепляемых патентами на изо-бретение объектов с новым уровнем свойств, заметно мень-ше, чем в организациях, дополнительно располагающих мощной экспериментальной базой. Это объясняется, по крайней мере, двумя основными причинами.
1) Мощность любого банка данных никогда не может быть исчерпывающей, потому что производство как одна из составляющих материального мира под активным воздейст-вием человека развивается постоянно и достаточно стреми-тельно, всегда опережая скорость восполнения банков дан-ных.
2) Новый уровень свойств создаваемого объекта никогда не является простым сложением количественных и качест-венных параметров, характерных для исходных компонент создаваемого объекта. Поэтому предварительные расчетно-теоретические прогнозы, как правило, не подтверждаются экспериментально. Это относится, прежде всего, к тем объ-ектам, новизна которых состоит в качестве, предопреде-ляющем новый принцип действия.
Кафедра технологии и организации машиностроительного производства
Дисциплина
"Технологические основы машиностроения" (ТОМ)
Конспект лекций
Э.П. Выскребенцев
Для студентов специальности "Металлургическое оборудование"
3-й курс дневного обучения
4-й курс заочного обучения
Основная
1. Ковшов А.Н. Технология машиностроения: учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1987
Дополнительная.
2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Минск: Вышейша школа, 1985.
3. Воробьев А.Н. Технология машиностроения и ремонт машин: Учебник. – М.: Высшая школа, 1981.
4. Корсаков В.С. Технология машиностроения. – М.: Машиностроения, 1987.
5. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 кн. под. ред. Косиловой А. Г, – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1985.
6. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. – М.:
Изд. стандарт. 1992.
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА, ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ВИДЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 6
1.1 Типы производства 6
1.2 Виды технологических процессов 9
1.3 Структура технологического процесса и его основные
характеристики 11
1.3.1 Характеристики технологического процесса 15
1.4 Трудоёмкость технологической операции 16
1.5 Основные принципы технологического проектирования 21
2 ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 23
2.1 Точность и её определяющие факторы 23
3 ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ И БАЗЫ ЗАГОТОВКИ 27
3.1 Погрешность закрепления ε з, 36
3.2 Погрешность положения заготовки ε пр, вызываемая
неточностью приспособления 37
3.3 Базирование заготовки в приспособлении 38
4 КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И
ЗАГОТОВОК 41
4.1 Влияние технологических факторов на величину
шероховатости 41
4.2 Методы измерения и оценки качества поверхности 46
5 ЗАГОТОВКА ДЕТАЛЕЙ МАШИН 49
5.1 Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления 49
5.2 Определение припусков на механическую обработку 51
6 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 60
6.1 Общие положения разработки технологических
процессов 60
6.2 Выбор технологического оборудования 63
6.З. Выбор технологической оснастки 64
6.4. Выбор средств контроля 65
6.5. Формы организации технологических процессов и их
разработка 65
6.6. Разработка групповых технологических процессов 67
6.7. Разработка типовых технологических процессов 70
7 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 72
7.1 Технология производства валов 72
7.2 Технология производства корпусных деталей 82
7.2.1 Технологический маршрут обработки заготовок
корпусов 84
7.3 Технология производства цилиндров 92
7.4 Обработка зубчатых колёс 94
7.4.1 Конструктивные особенности и технические требования к зуб-
чатым колёсам 94
7.4.2 Обработка заготовок зубчатых колёс с центральным отверстием. 95
7.4.3 Нарезание зубьев 97
7.4.4 Изготовление крупногабаритных зубчатых колёс 100
7.4.5 Обработка заготовок до нарезания зубьев 101
7.5 Технология изготовления рычагов 102
8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРКИ 111
ВВЕДЕНИЕ
Технология машиностроения - наука, занимающаяся изучением закономерностей процессов изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве и при наименьших народнохозяйственных затратах.
Технология машиностроения развивалась с развитием крупной промышленности, накапливая соответствующие методы и приемы для изготовления машин. В прошлом технология машиностроения получила наибольшее развитие в оружейных мастерских и заводах, где изготовлялось оружие в больших количествах.
Так, на Тульском оружейном заводе еще в 1761 г. впервые в мире было разработано и внедрено изготовление взаимозаменяемых деталей и их контроль с помощью калибров.
Технология машиностроения создавалась трудами российских ученых: А.П. Соколовского, Б.С. Балакшина, В.М. Кована, B.C. Корсакова и др,
К технологии машиностроения относятся следующие области производства: технология литья; технология обработки давлением; технология сварки; технология механической обработки; технология сборки машин, т. е. технология машиностроения охватывает все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.
Однако под технологией машиностроения обычно понимают научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки заготовок и сборки машин к попутно затрагивающие вопросы выбора заготовок методы их изготовления. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном механической обработкой. Сложность процесса механической обработки и физической природы, происходящих при этом явлений, вызвана трудностью изучения всего комплекса вопросов в пределах одной технологической дисциплины и обусловила образование нескольких таких дисциплин: резание металлов; режущие инструменты; металлорежущие станки; конструирование приспособлений; проектирование машиностроительных цехов и заводов; взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения; технология конструкционных материалов; автоматизация и механизация технологических процессов и др.
1 ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА, ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ВИДЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
1.1 Типы производства
Тип производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий.
Объем выпуска изделий - количество изделий определенных наименования, типоразмера и исполнения, изготовленных или ремонтируемых объединением, предприятием или его подразделением в течение планируемого интервала времени.
Реализуют следующие типы производства: единичное; серийное; массовое. Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций. Коэффициент закрепления операций – отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест.
Единичное производство - производство, характеризуемое широкой номенклатурой изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объемом выпуска изделий.
В единичном производстве изделия изготовляются единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует (турбостроение, судостроение). В этом типе производства, как правило, используется универсальные оборудование, приспособления и измерительный инструмент, рабочие имеют высокую квалификацию, сборка производится с использованием слесарнопригоночных работ, т. е. по месту и т. п. Станки располагаются по признаку однородности обработки, т. е. создаются участки станков, предназначенных для одного вида обработки - токарных, строгальных, фрезерных и др.
Коэффициент закрепления операций > 40.
Серийное производство - производство, характеризуемое ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями выпуска.
В зависимости от количества изделий в партии или серии и значение коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.
Коэффициент закрепления операций в соответствии со стандартом принимают равным:
а) для мелкосерийного производства - свыше 20 до 40 включительно;
б) для среднесерийного производства - свыше 10 до 20 включительно;
в) для крупносерийного производства - свыше 1 до 10 включительно.
Основные признаки серийного производства: станки применяются разнообразных типов: универсальные, сспециализированные, специальные, автоматизированные; кадры различной квалификации;
работа может производиться на настроенных станках; применяется и разметка, и специальные приспособления; сборка без пригонки и т. д.
Оборудование располагается в соответствии с предметной формой организации работы.
Станки располагаются в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующиходинакового порядка выполнения операций. В той же последовательности, очевидно, образуется и движение деталей (так называемые, предметно-замкнутые участки). Обработка заготовок производится партиями. При этом время выполнения операций на отдельных станках может быть не согласовано с временем операций на других станках.
Изготовленные детали хранятся во время работы у станков и затем транспортируются всей партией.
Массовое производство - производство, характеризуемое узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени.
Коэффициент закрепления операций для массового производства принимают равным единице.
