Технология машиностроения как наука
Технология машиностроения
Технология машиностроения — область технической науки, занимающаяся изучением связей и установлением закономерностей в процессе изготовления машин. Она призвана разработать теорию технологического обеспечения и повышения качества изделий машиностроения с наименьшей себестоимостью их выпуска (определение заимствовано из формулы специальности 05.02.08 Высшей аттестационной комиссии РФ).
Объектом технологии машиностроения является технологический процесс, а предметом — установление и исследование внешних и внутренних связей, закономерностей технологического процесса.
Область исследования (согласно паспорта специальности 05.02.08 Высшей аттестационной комиссии РФ):
1. Технологичность конструкции машины как объекта производства.
2. Технологические процессы, операции, установки, позиции, технологические переходы и рабочие хода, обеспечивающие повышение качества изделий и снижение их себестоимости.
3. Математическое моделирование технологических процессов и методов изготовления деталей и сборки изделий машиностроения.
4. Совершенствование существующих и разработка новых методов обработки и сборки с целью повышения качества изделий машиностроения и снижения себестоимости их выпуска.
5. Методы проектирования и оптимизации технологических процессов.
6. Технологическая наследственность в машиностроении.
7. Технологическое обеспечение и повышение качества поверхностного слоя, точности и долговечности деталей машин.
8. Проблемы управления технологическими процессами в машиностроении.
Примеры направлений технологии машиностроения:
Содержание
Типы машиностроительных производств
Тип производства определяет коэффициент закрепления операций, определяемому по отношению числа всех различных технологических операций в течение месяца к числу рабочих мест. Однако более правильным принято считать определение типа производства исходя из объема выпуска изделий и их массы.
Массовое производство
Массовое производство отличается наибольшей специализацией и характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры деталей в больших количествах. Цехи массового производства оснащаются наиболее совершенным оборудованием, позволяющим почти полностью автоматизировать изготовление деталей. Большое распространение получили здесь автоматические поточные линии.
Технологические процессы обработки и изготовления деталей разрабатываются более тщательно. За каждым станком закрепляется относительно небольшое количество операций, что обеспечивает наиболее полную загрузку рабочих мест. Оборудование располагается цепочкой по ходу технологического процесса отдельных деталей. Рабочие специализируются на выполнении одной-двух операций. Детали с операции на операцию передаются поштучно.
В условиях массового производства возрастает значение организации межоперационной транспортировки, технического обслуживания рабочих мест. Постоянный контроль за состоянием режущего инструмента, приспособлений, оборудования – одно из условий обеспечения непрерывности процесса производства, без которого неизбежно нарушается ритмичность работы на участках и в цехах. Необходимость поддержания заданного ритма во всех звеньях производства становится отличительной особенностью организации процессов при массовом производстве.
Серийное производство
Серийное производство характеризуется значительно большим масштабом производимой продукции, ограниченной номенклатурой деталей, более глубокой специализацией и механизацией производства, использованием и универсального и специального оборудования. При проектировании технологических процессов предусматривают порядок выполнения и оснастку каждой операции. Цеха, как правило, имеют в своем составе предметно-замкнутые участки, оборудование на которых расставляется по ходу типового технологического процесса. В результате возникают сравнительно простые связи между рабочими местами и создаются предпосылки для организации прямоточного перемещения деталей.
Предметная специализация участков делает целесообразной обработку партии деталей параллельно на нескольких станках, выполняющих следующие друг за другом операции. Как только на предыдущей операции заканчивается обработка нескольких первых деталей, они передаются на следующую операцию до окончания обработки всей партии. Таким образом, в условиях серийного производства становится возможной параллельно-последовательная организация производственного процесса. Запуск деталей в производство партиями и изготовление их через определенные повторяющиеся промежутки времени позволяют согласовывать во времени последовательную передачу деталей с одного рабочего места на другое, уменьшать их пролеживание и тем самым сокращать длительность производственного цикла.
В серийном производстве значительно снижаются припуски на механическую обработку заготовок и повышается их точность, так как применяется специальное оборудование для изготовления деталей.
В серийном производстве становится экономически целесообразно более детально разрабатывать технико-технологические процессы с учетом технологических методов осуществления каждой операции. Для серийного производства характерны более высокая производительность, меньшая длительность производственного цикла (по сравнению с единичным типом производства), гораздо ниже объемы незавершенного производства, трудоемкость и себестоимость изготовления изделий.
С точки зрения организации основным резервом роста производительности труда в серийном производстве является внедрение методов поточного производства.
Единичный тип производства
Единичное производство характеризуется изготовлением деталей большой номенклатуры на рабочих местах, не имеющих определенной специализации.
Это производство должно быть достаточно гибким, участки оснащаются универсальным оборудованием и оснасткой, обеспечивающей изготовление деталей широкой номенклатуры. Большое разнообразие работ требует труда рабочих-универсалов высокой квалификации.
Производственные участки строятся по технологическому принципу с расстановкой оборудования по однородным группам.
Технологическая подготовка производства
Основные функции технологической подготовки производства:
Предмет изучения и задачи технологии машиностроения
Раздел 1. Методологические основы технологии машиностроения
Введение
Опорный конспект
Машиностроение определяет технический прогресс страны и оказывает решающее влияние на создание материальной базы всех отраслей экономики. В связи с этим его развитию всегда придавалось и придается первостепенное значение.
Потребности развивающегося машиностроительного производства вызвали появление новой технической науки, получившей название «Технология машиностроения».
Технология машиностроения – это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьшей себестоимости.
Технология машиностроения имеет ряд особенностей, отличающих её от других специальных наук.
1. Технология машиностроения является прикладной наукой, вызванной к жизни потребностями развивающейся промышленности.
2. Являясь прикладной наукой, технология машиностроения вместе с тем имеет значительную теоретическую основу, включающую в себя: учение о типизации технологических процессов и групповой обработке, о жесткости технологической системы, о точности процессов обработки, теорию базирования заготовок, теорию рассеяния размеров обрабатываемых заготовок, погрешностях технологической оснастки и оборудования, о влияниях механической обработки на состояние металла поверхностных слоев заготовок, эксплуатационные свойства деталей машин, о припусках на обработку и другие теоретические разработки.
3. Технология машиностроения является комплексной инженерной и научной дисциплиной, тесно связанной и широко использующей разработки многих дисциплин, изучаемых в университете.
4. Технология машиностроения является одной из самых молодых наук, быстро развивающейся вместе с возникновением новой техники и совершенствованием промышленного производства.
5. Технология машиностроения в значительной мере определяет уровень профессиональной подготовки инженера-машиностроителя и его способности к практическому использованию достижений общетеоретических и общеинженерных наук.
Предметом изучения в дисциплине «Технология машиностроения» являются процессы изготовления деталей и сборки машин, проектирование этих процессов и управление ими.
Технология машиностроения как наука в своем развитии в нашей стране прошла несколько этапов.
Первый этап (до 1929 / 30 гг.) совпал с завершением периода восстановления и началом реконструкции промышленности страны. Он характеризуется накоплением отечественного и зарубежного опыта изготовления машин.
Второй этап (1930 – 1941 гг.) определяется продолжением накопления производственного опыта и проведением его обобщения и систематизации. В этот момент началась разработка общих научных принципов проектирования технологических процессов. На этом этапе разрабатываются:
— принципы типизации технологических процессов;
— теория базирования заготовок при их обработке, измерении и сборке;
— методы расчета припусков на обработку;
— расчетно–аналитический метод определения погрешностей обработки заготовок.
Третий этап (1941 – 1970 гг.) отличается исключительно интенсивным развитием технологии машиностроения, разработкой новых технологических идей и формированием научных основ технологической науки. В этот период подверглись глубокому изучению и научному анализу, а также теоретической проработке результаты практического применения дифференциации и концентрации обработки, методы поточного производства в условиях серийного и крупносерийного изготовления военной техники, применение переналаживаемой оснастки, методы скоростной обработки металлов.
В эти годы формируется и разрабатывается:
— теория точности обработки заготовок;
— учение о жесткости технологической системы и её влияние на точность и производительность обработки;
— учение о технологической наследственности;
— групповой метод обработки заготовок в серийном производстве.
— теоретические и экспериментальные исследования качества обрабатываемой поверхности;
— исследования влияния динамики технологической системы на точность механической обработки, шероховатость и волнистость обрабатываемых поверхностей;
На базе типизации технологических процессов и групповой обработки с использованием переналаживаемого оборудования и технологической оснастки создаются поточные линии серийного производства.
Продолжается накопление производственного опыта изготовления машин, совершенствуются различные методы обработки заготовок.
Четвертый этап (1970 г. по настоящее время). Отличительной особенностью современного этапа развития технологии машиностроения является широкое использование достижений фундаментальных наук (математика, теоретическая механика, физика, материаловедение и др.) для решения теоретических проблем и практических задач технологии машиностроения. Распространяется применение вычислительной техники при проектировании технологических процессов и математическое моделирование механической обработки, применяется теория графов для моделирования технологических процессов. Создаются системы автоматизированного проектирования технологических процессов.
В настоящее время продолжаются разработки проблем технологической наследственности и упрочняющей технологии. Разрабатываются методы оптимизации технологических процессов по достигаемой точности, производительности и экономичности. Создаются системы автоматизированного управления ходом технологического процесса с его оптимизацией по всем основным параметрам изготовления и требуемым эксплуатационным качествам. Развертываются работы по созданию гибких производственных систем на основе использования ЭВМ, станков с ЧПУ, автоматизации межоперационного транспорта и контроля и робототехники.
Основы технологии машиностроения
Технология машиностроения как наука прошла в своем развитии через несколько этапов.
До 1929-1930г. характеризуется накоплением отечественного и зарубежного производственного опыта изготовления машин. В этот период издаются первые нормативные материалы проектных организаций.
1930-1941гг. продолжается дальнейшее накопление производственного опыта с обобщением и систематизацией его разрабатываются общие научные принципы технологических процессов, появляются труды наших соотечественников. Авторы; А.П.Соколовский, А.И.Каширин, В.М.Кован и А.Б.Яхтин.
1941-1970гг. Характеризуется интенсивным развитием технологии машиностроения, разработкой новых технологических идей и формированием научных основ технологической дисциплины. В эти годы создается: современная теория точности обработки, находит развитие и широкое использование методы математической статистики и теории вероятностей, в процессах механической обработки и сборки, детально разрабатывается учение о жесткости технологической системы и ее влияние на точность и производительность обработки, разрабатывается теория базирования обрабатываемых заготовок и собираемых узлов, развиваются теоретические и экспериментальные исследования качества обработанной поверхности (шероховатость, наклеп, остаточные напряжения) и их влияние на эксплуатационные свойства деталей машин, начинается разработка проблемы организации поточных и автоматизированных технологических процессов обработки заготовок в серийном производстве, систематизируются и сообщаются материалы по технологии сборки и разрабатываются научные основы.
Особенности данного этапа являются:
1.Широкое использование достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических и практических задач технологии машиностроения.
2. Широкое применение вычислительной техники при проектировании технологических процессов и математического моделирования процессов механической обработки.
3. Осуществляется автоматизация программирования процессов обработки на станках с ЧПУ. Создается система автоматизированного проектирования технологических процессов САПТП.
4. Разрабатываются методы активации технологических процессов и создаются системы автоматизированного управления процессов.
5. Ведутся работы по созданию гибких автоматизированных систем.
Технология машиностроения как учебная дисциплина
Имеет ряд особенностей существенно отличающейся от других специальных дисциплин.
1. Технология машиностроения является прикладной наукой.
2. Технология машиностроения базируется на теоретических основах, включающих в себя:
— учение о типизации технологических процессов и групповой обработки;
— учение о жесткости технологической системы (технологическая система включает в себя станок, приспособление, инструмент, деталь);
— учение о точности процессов обработки;
— учение о влиянии механической обработки на состояние металла поверхностных слоев заготовок и эксплуатационные свойства деталей машин;
— учение о припусках на обработку;
— учение о путях повышения производительности и экономичности технологических процессов;
— теория конструкторских и технологических баз и другие теоретические разделы.
3. Технология машиностроения является комплексной инженерной и научной дисциплиной тесно связанной с дисциплинами, как теория резания, металлорежущие станки, инструменты, допуски и технические измерения, материаловедение и ряд других общетехнических наук.
Машина как объект производства
Объектами производства машиностроительной промышленности являются различные машины.
Машина — это механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразные движения для преобразования энергии или производства работ.
По назначению машины делятся на:
Машина
Машины двигателиМашины орудия
(т.е. устройства преобразующие (т.е. устройства для изменения
один вид энергии в другой) форм, свойств и положения
К изделиям можно отнести: машины, механизмы и установки, их агрегаты или детали в процессе производства на машиностроительном предприятии.
Изделия делятся на
 |
Основное производство Вспомогательное производство (на реализацию) (для нужд основного производства)
У каждой детали для сборки имеются сопрягающиеся и не сопрягающиеся поверхности. Сопрягающиеся соприкасаются при сборке с другими подобными поверхностями и образуют сопряжения. Причем
Сопряжения поверхностей делятся на:.
Основные базы Вспомогательные базы Функциональными
(замок лопатки) (опора станины передней (ременная передача,
бабки станка) шкив, шлицевое
соединение, цепная передача)
Составные части сборочной единицы на предприятии подлежат соединению (свинчиванием, склеиванием, сваркой и т.п.)
Количество входящих деталей определяют порядок сборочной единицы (узла)
Конструирование по этому принципу называется агрегатным.
Сборка изделия или его составной части из агрегатов называется агрегатной или модульной. Изделие, спроектированное по агрегатному (модульному) принципу, несомненно, имеет лучшие технико-экономические показатели, как в изготовлении, так и в эксплуатации и ремонте; цикл сборки значительно сокращается. Повышается и качество сборки за счет того, что каждая сборочная единица после ее сборки может быть испытана по функциональным параметрам независимо от других сборочных единиц. Значительно улучшаются условия эксплуатации такого изделия, особенно при замене отдельных составных частей. Агрегатная конструкция позволяет ремонтировать каждую составную часть в отдельности, исходя из ее состояния. При этом уменьшается количество изделий, находящихся в резерве.
Каждая сборочная единица включает в себя определенные виды соединений деталей. По возможности относительного перемещения составных частей соединения подразделяются на подвижные и неподвижные.
По сохранению целостности при сборке соединения подразделяются на разъемные и неразъемные. Соединение считается разъемным, если при его разборке сохраняется целостность его составных частей, и неразъемным, если при разборке его составные части повреждаются и их целостность нарушается.
При этом соединения могут быть: неподвижными разъемными (резьбовые, пазовые, конические); неподвижными неразъемными (соединения запрессовкой, развальцовкой, клепкой); подвижными разъемными (подшипники скольжения, плунжеры-втулки, зубья зубчатых колес, каретки-станины); подвижными неразъемными (подшипники качения, запорные клапаны). Количество разъемных соединений в современных машинах и механизмах составляет 65— 85 % от всех соединений.
Неразъемные соединения в процессе эксплуатации и ремонта нередко подвергаются разборке, вызывающей большие затруднения и часто приводящей к порче сопряженных поверхностей (одной или обеих деталей соединения), а также дополнительной пригонке, доработке или замене.
По форме сопрягаемых поверхностей соединения подразделяются на: цилиндрические (до 35—40 % всех соединений), плоские (15—20 %), комбинированные (15—25 %), конические (6—7 %), сферические (2—3 %), винтовые и профильные.
По методу образования соединений они разделяются на резьбовые, клиновые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, сварные, паяные, клепаные, клееные, фланговые, прессовые, фальцованные (соединения, полученные с применением совместного загибания их кромок), развальцованные и комбинированные и др.
Важнейшей характеристикой современных машин является их качество. В соответствии с ГОСТ 15467—79 под качеством продукции понимается совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением.
Качество каждой машины характеризуется определенной системой показателей, учитывающих ее назначение и регламентируемых ГОСТ 15895—77, ГОСТ 16035—81, ГОСТ 16504-81 и др. При этом степень совершенства машины, выражающаяся ее мощностью, КПД, производительностью и экономичностью, степенью автоматизации и точностью работы и некоторыми другими показателями, определяет общий технический уровень машины.
Для общей оценки качества машины большое значение имеет ее работоспособность, под которой понимается такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах установленных нормативно-технической документацией. В связи с этим одной из основных характеристик современных машин является их надежность.
Надежность — это свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность (ГОСТ 13377—75).
Отказ — это событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия. Время работы изделия до отказа, выраженное в часах, называется наработкой до отказа и по своему существу является случайной величиной,
Срок службы изделия, определяемый его наработкой до достижения предельного регламентированного состояния (предельный износ и т. п.), называется ресурсом.
Ресурс в отработанных часах или допустимый срок службы изделия (в календарных часах), в отличие от наработки до отказа, является неслучайной, детерминированной величиной (регламентированное время работы изделия, определяющее его долговечность).
Надежность изделия — это обобщенное свойство, которое включает в себя понятия безотказности и долговечности.
Долговечность — это свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т. е. в течение всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.
Кроме эксплуатационных показателей качество машины характеризуется экономичностью их эксплуатации, изготовления и ремонта и системой производственно-технологических показателей, перечисленных ниже.
Трудоемкость определяется продолжительностью изготовления изделия при нормальной интенсивности труда в часах.
Станкоемкость характеризуется продолжительностью времени, в течение которого должны быть заняты станки или другое оборудование для изготовления всех деталей изделия. Единицей измерения станкоемкости обычно является станко-час.
Производственный цикл — интервал календарного времени от начала до окончания процесса изготовления или ремонта изделия, а также ряд других показателей организационно-технического характера.
Конструктивная преемственность изделия — это свойство изделия, определяющее возможность использования в нем деталей и сборочных единиц, применяемых или применявшихся в других изделиях.
Технологическая преемственность изделия — это свойство изделия, определяющее возможность использования применяемых на предприятии технологических процессов, отдельных технологических операций и средств технологического оснащения для его изготовления или ремонта.
Изготовление современных машин и приборов требует четкой организации всего производственного процесса при тщательной технологической подготовке производства.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.
Для выполнения производственного процесса необходимо осуществить следующие действия:
-изготовление и сборка продукции;
-контроль ее качества;
-транспортировка и хранений заготовок и изделий на всем этапе производства;
-организационные мероприятия по снабжению и обслуживанию рабочих мест и производственных участков;
-управление всеми этапами и звеньями производства;
-работы по технической подготовке производства.
Техническая подготовка производства.
Этот процесс включает в себя следующее:
1. Конструкторскую подготовку производства (разработку конструкции изделия и создание чертежей общей сборки изделия сборочных элементов и отдельных деталей изделий, запускаемых в производство с оформлением соответствующих спецификаций и других видов конструкторской документации).
2. Технологическую подготовку производства, т.е. совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий (или предприятия) к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах. К технологической подготовке производства относятся:
— обеспечение технологичности конструкции изделия,
— разработка технологических процессов,
— проектирование и изготовление средств технологического оснащения,
— управление процессом технологической подготовки производства.
3. Календарное планирование производственного процесса изготовления изделия в установленные сроки, в необходимых объемах выпуска и затратах.
Ответственной и трудоемкой частью технической подготовки производства является технологическое проектирование, трудоемкость которого составляет 30—40 % от общей трудоемкости технической подготовки в условиях мелкосерийного производства, 40—50 % при серийном и 50—60 % при массовом производстве.
Рост трудоемкости проектирования технологических процессов с увеличением выпуска продукции объясняется тем, что в крупносерийном и массовом производстве разработка процессов производится более тщательно, чем в серийном (увеличивается по общему объему, усложняется технологическая оснастка, подробнее разрабатывается документация).
Трудоемкость технологического проектирования в большинстве случаев заметно превосходит трудоемкость конструирования машин.
Технологический процесс и его структура.
Технологический процесс—это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.
Для успешной разработки технологического процесса необходимо осуществить следующие мероприятия (ГОСТ 14.301—83);
9 — определение потребности СТО, заказ новых СТО, в том числе средств контроля и испытаний;
Технологические процессы строятся по отдельным методам их выполнения:
— процессы механической обработки,
Технологическая операция — это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (ГОСТ 3.1109—82). Применительно к условиям механосборочного производства стандартизированное определение операции можно представить в следующем виде: технологическая операция — это часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте, над одним или несколькими одновременно обрабатываемыми или собираемыми изделиями, одним или несколькими рабочими.
Условие непрерывности операции означает выполнение предусмотренной ею работы без перехода к обработке другого изделия.
Например, обработка ступенчатого валика в центрах на токарном станке представляет собой одну технологическую операцию, если ее выполняют в такой последовательности:
— устанавливают заготовку в центрах,
— обтачивают валик с одного конца,
— переустанавливают хомутик и вторично устанавливают заготовку в центрах,
— обтачивают валик с другого конца.
Аналогичную по содержанию работу над валиком можно выполнить и за две операции:
1)закрепить хомутик, установить заготовку в центрах, обточить с одного конца и снять хомутик;
2) закрепить хомутик на другом конце заготовки, установить ее в центрах и обточить с другого конца, если вторичная установка и обработка второго конца валика последует не сразу после обработки первого конца, а с перерывом для обработки других заготовок партии (т. е. сначала все заготовки обрабатываются с одного конца, а потом все — с другого).
Приведенный пример показывает, что состав операции устанавливают не только на основе чисто технологических соображений, но и с учетом организационной целесообразности.
Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. На основе операций определяется:
— трудоемкость изготовления изделий и устанавливаются нормы времени и расценки;
— задается требующееся количество рабочих, оборудования, приспособлений и инструментов;
— определяется себестоимость обработки;
— производится календарное планирование производства и осуществляется контроль качества и сроков выполнения работ.
В условиях автоматизированного производства под операцией понимается законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на автоматической линии, которая состоит из нескольких станков, связанных автоматически действующими транспортно-загрузочными устройствами.
В условиях гибкого автоматизированного производства непрерывность выполнения операции может нарушаться направлением обрабатываемых заготовок на промежуточный склад в периоды между отдельными позициями, выполняемыми на разных технологических модулях.
Кроме технологических операций в состав технологического процесса в ряде случаев (например, в поточном производстве и особенно при обработке на автоматических линиях и в гибких технологических комплексах) включаются вспомогательные операции (транспортные, контрольные, маркировочные, по удалению стружки и т. п.), не изменяющие размеров, формы, внешнего вида или свойств обрабатываемого изделия, но необходимые для осуществления технологических операций.
Установ представляет собой часть технологической операции, выполняемую при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.
Позиция — фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования, для выполнения определенной части операции.
Технологический переход — законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.
Применительно к условиям механической обработки определение перехода можно уточнить следующей формулировкой: технологический переход представляет собой законченную часть технологической операции, выполняемую над одной или несколькими поверхностями заготовки, одним или несколькими одновременно работающими инструментами без изменения или при автоматическом изменении режимов работы станка.
Вспомогательный переход — законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхностей предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. Примерами вспомогательных переходов являются: установка заготовки, смена инструмента и т. д.
Рабочий ход — это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. Понятие рабочего хода соответствует применявшемуся ранее в технологической практике понятию перехода, который рассматривался как простейший переход, заключающийся в снятии одного слоя металла.
Вспомогательный ход — это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, качества поверхности или свойств заготовки, но необходимого для подготовки рабочего хода.
Прием — это законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.
Технологическая характеристика различных типов производства
Одним из основных принципов построения технологических процессов является принцип совмещения технических, экономических и организационных задач, решаемых в данных производственных условиях. Проектируемый технологический процесс безусловно должен обеспечить выполнение всех требований к точности и качеству изделия, предусмотренных чертежом и техническими условиями, при наименьших затратах труда и минимальной себестоимости, а также при изготовлении изделий в количествах и в сроки, установленные производственной программой.
В соответствии ГОСТ 14.004—83, в зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий, современное производство подразделяется на различные типы: единичное, серийное и массовое.
Единичное производство характеризуется широтой номенклатуры изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объемом выпуска изделий (под объемом выпуска подразумевается количество изделий определенных наименования, типоразмера и исполнения, изготовляемых иди ремонтируемых объединением, предприятием или его подразделением в течение планируемого интервала времени).
Ниже перечислены основные признаки, характеризующие единичное производство:
4) специальные приспособления и оснастка практически отсутствует;
5) в качестве исходных заготовок чаще всего используют простейшие (поковки, горячий прокат, литье в землю), характеризующиеся малой точностью и большими припусками на обработку;
7) взаимозаменяемость отдельных узлов и деталей практически отсутствует и ограничивается рамками стандартных деталей (резьбы, подшипниках, шпонки и штифты и т.п.);
8) взаимное функционирование и расположение отдельных узлов определяется пригонкой по месту;
11) техническое нормирование отсутствует, используется опытно статистическое нормирование труда.
Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени.
Массовое производство имеет следующие отличительные признаки:
3) Характер оборудования специальные высокопроизводительное оборудование, расставленное по поточному принципу (т.е. по ходу технологического процесса) и часто связанное транспортными устройствами и конвейерами, оснащенными промежуточными постами автоматического контроля, и промежуточными складами (технологическими накопителями заготовок), снабженными автоматическими перегружателями (роботами и манипуляторами).
Используется оборудование сложное высокопроизводительное такое, например, как многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, станки с ЧПУ и обрабатывающие центры, а так же широко применяются автоматические линии и автоматизированные производственные системы.
5) Исходные заготовки характеризуются индивидуальностью и точностью изготовления с наименьшими припусками на механическую обработку (литье под давлением, точное литье, горячая объемная штамповка и прессовка, калибровка и чеканка и т.п.)
7) Обеспечивается полная взаимозаменяемость и собираемость узлов, однако в исключительных случаях имеет место селективная сборка, обеспечивающая групповую взаимозаменяемость.
9) Техническая документация тщательно разрабатывается и детально оформляется в виде технологических маршрутов.
10) Техническое нормирование основывается на многоуровневых расчетах по определенным методикам, а затем подвергается экспериментальной проверке.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска.
1) Количество изделий в партии или серии определяет значение коэффициента закрепления операций (к.з.о.) при этом различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.
1) Объем выпуска от десятка, сотен изделий до тысячи;
2) Используется как универсальное, так и специализированное и частично специальное оборудование. Используются так же станки с ЧПУ, обрабатывающие центры и гибкие автоматизированные системы (ГПС). Расстановка оборудования осуществляется по технологическим группам с учетом грузовых потоков;
3) Оснастка чаще всего используется универсальная, но если целесообразно с точки зрения экономических расчетов, то высокопроизводительная специально изготовленная (например, в условиях крупносерийного производства);
4) В качестве заготовок могут применяться прокат (горячий и холодный), литье в землю и под давлением, точное литье, разные поковки и точные штамповки ил прессовки. Способ получения или применения той или иной заготовки определяется экономической целесообразностью;
5) Точность достигается, как методом пробных ходов и промеров по разметке (единичное производство) так и автоматически на предварительно настроенном оборудовании;
7) Взаимозаменяемость так же определяется объемом выпуска и конструктивной особенностью изделия. Она может быть полная, неполная, групповая, но чаще всего неточности изготовления компенсируется пригонкой по месту при сборке;
8) Технологическая документация разрабатывается тщательно только для сложных изделий, при изготовлении менее сложных все упрощается.
9) Тоже самое можно сказать и про нормирование. Например, может применяться расчетные методики с тщательной проверкой их на практике иле же опытно-статическое нормирование простейших заготовок.
При определении серийности производства необходимо помимо размеров партий выпускаемых изделий учитывать также конструктивные особенности (требования качества, вес, материал и т.п.).
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗМЕРОВ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ
В соответствии с требованиями чертежа необходимо получать соответствующие размеры детали, форму поверхностей, взаимное расположение поверхностей и шероховатость поверхности.
Для этого применяют 2 основных метода:
1. Метод пробных ходов и промеров;
2. Метод автоматического получения размеров на настроенных станках.
Суть метода пробных ходов и промеров заключается в том, что к обрабатываемой поверхности заготовки установленной на станке, подводят режущий инструмент и с короткого участка снимают пробную стружку. Затем станок останавливают, делают пробный замер полученного размера, определяют величину его отклонения от чертежного и вносят поправку в положение инструмента, которую отсчитывают по делениям лимба станка. Затем вновь производят пробную обработку («ход») участка заготовки, новый пробный замер полученного размера и при необходимости вносят новую поправку в положение инструмента. Таким образом, путем пробных ходов и промеров устанавливают правильное положение инструмента относительно заготовки, при котором обеспечивается требуемый размер. После этого выполняют обработку заготовки по всей ее длине. При обработке следующей заготовки всю процедуру установки инструмента пробными ходами и промерами повторяют.
В методе пробных ходов и промеров часто применяют разметку, в этом случае на поверхность исходной заготовки специальными инструментами (чертилками, штангенрейсмусом и др.) наносят тонкие линии, показывающие контур будущей детали, положение центров будущих отверстий или контуры выемок и окон. При последующей обработке рабочий стремится совместить траекторию перемещения режущего лезвия инструмента с линией разметки заготовки и обеспечить тем самым требуемую форму обрабатываемой поверхности.
Метод пробных ходов и промеров имеет следующие достоинства:
1. Возможность получения на неточном оборудовании точной детали (высокая квалификация рабочего);
2. Исключается влияние износа режущего инструмента на точность размеров;
3. Возможность распределения припуска при неточной заготовке (исключение брака). В случае разметки заготовки нет необходимости в изготовлении дорогостоящих и сложных приспособлений.
Вместе с тем метод пробных ходов и промеров имеет ряд серьезных недостатков:
1. Требуется высококвалифицированная рабочая сила;
2. Низкая производительность (затраты времени на пробные ходы, промеры и разметку);
3. Повышенная себестоимость обработки;
4. Возможность брака (по вине рабочего).
В связи с перечисленными недостатками метод пробных промеров и ходов используется, как правило, при единичном или мелкосерийном производстве изделий, в опытном производстве, а также в ремонтных и инструментальных цехах.
При серийном производстве этот метод находит применение для получения годных деталей из неполноценных исходных заготовок («спасение» брака по литью и штамповке).
В условиях крупносерийного и массового производства метод пробных ходов и промеров используется при шлифовании, так как позволяет без труда компенсировать износ абразивных инструментов, часто протекающий неравномерно и вызывающий потерю точности обработки.