Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Лучевые методы обработки

Содержание

1.Технология и изделия машиностроения, основные понятия, трудоемкость операции (штучное время), производительность обработки…. 3

2.Технологические основы производства полимерных материалов (пластических масс, химических волокон, каучуков, резины), задачи и перспективы развития…………………………………………………………...17

2.1 Пластмассы, их свойства, значение и применение в народном хозяйстве………………………………………………………………………....19

2.2 Химические волокна и их применение в народном хозяйстве……...23

2.3 Каучуки и резина……………………………………………………….30

3. Лучевые методы обработки, область применения, технико-экономические показатели……………………………………………………...35

3.1 Электронно- лучевая обработка…………………………………….... 36

3.2 Лазерная (светолучевая) обработка…………………………………...42

Библиографический список………………………………………………. 47

Технология и изделия машиностроения, основные понятия, трудоемкость операции (штучное время),

производительность обработки.

Слово «технология» произошло от двух греческих слов: «технос» - искусство или ремесло и «логос» - наука, поэтому в переводе первоначально трактовалась как наука о ремеслах. По мере развития производства содержание этого слова изменялось. В настоящее время термин «технология» связывают не только с промышленным производством, но и с другими сферами деятельности. Практически любая деятельность человека связана с технологией. Наиболее ёмким и полным остается определение «технология - это наука, изучающая способы и процессы переработки продуктов природы и отходов производства (вторичное сырье) в предметы потребления и средства производства».

Одной из важнейших отраслей экономики развитых стран является машиностроение. Машиностроение определяет уровень и темпы развития других отраслей промышленности, сельского хозяйства, энергетики и т.д. Область применения продукции машиностроения огромна: авиация и космонавтика, автомобильный и железнодорожный транспорт, приборостроение, телевидение, книги, одежда, продукты питания и др. – все это создается с помощью большого количества разнообразного оборудования и станков, также производимых машиностроением и в то же время являющихся, по сути, фундаментом всего машиностроения. Закономерности процессов изготовления машин изучает наука – технология машиностроения.

Технология машиностроения – это наука об изготовлении машин требуемого качества, в нужном количестве и в заданные сроки при наименьших затратах живого и овеществленного труда. В настоящее время эта отрасль знаний настолько развита, что многие виды технологических процессов изучаются в специальных курсах: литейного производства, теории обработки металлов давлением, теории резания металлов, сварки и т.д. Все эти науки и существующие на их основе производства тесно связаны с современной технологией машиностроения, находят приложение на всех этапах от проектирования до производства и выпуска продукции машиностроения.

Наука о технологии - это не просто сумма каких-то знаний о технологических процессах, а система строго сформулированных и проверенных положений о явлениях и их глубинных связях, выраженных посредством особых понятий. С другой стороны, наука о технологии, как и любая другая отрасль знания, - это результат практической деятельности человека; она подчинена целям развития общественной практики и способна служить теоретической основой.

Технология является продуктом цивилизации и источником развития цивилизации. Сегодня первенствуют те, кто имеет более развитые современные технологии.

Технология машиностроения — это комплексная инженерная дисциплина, широко использующая разработки других дисциплин. Это синтез технических проблем (изготовление машин требуемого качества), организации производства (в установленном количестве) и экономики (при наименьшей себестоимости).

Весьма тесной является связь технологии машиностроения с математикой, теоретической механикой, материаловедением, проектированием и производством заготовок, термической обработкой, нормированием точности и техническими измерениями, теорией резания металлов, дисциплинами, изучающими металлорежущее оборудование и инструмент, и рядом других.

Современные направления развития технологии машиностроения основаны на результатах исследований в области математики, электронной и вычислительной техники, кибернетики, робототехники, металлофизики, искусственного интеллекта и других современных разделов фундаментальных и прикладных наук.

Важное значение имеет знание экономики, что гарантирует экономическое обоснование вариантов технологических процессов при проектировании и использовании их в производстве.

Искусство организации производства и обеспечения качества и себестоимости заключается в учении выбрать такую последовательность комбинаций технологических процессов, начиная с заготовительного производства и кончая сборкой машин, при которой продолжительность всего цикла производства и общая стоимость машин при их заданном качестве были бы наименьшими.

Современный уровень технологии машиностроения позволяет рассматривать ее как науку по материализации конструкторских идей, которая должна не только гарантировать качество и эффективность изготовления машин, но и обеспечивать технологическими приемами повышение их эксплуатационных свойств и ресурса работы в усложненных условиях эксплуатации.

Результатом деятельности любого предприятия является выпуск продукции установленного качества. В соответствии с ГОСТ любая продукция машиностроительного производства называется изделием. Изделие – это любой предмет или набор предметов, подлежащих изготовлению на предприятии. Изделием являются различные машины, механизмы, агрегаты, устройства и детали. Например, для машиностроительного завода изделием является двигатель внутреннего сгорания, для станкостроительного - станок, для подшипникового – подшипник, для инструментального – резец, сверло, калибр и т.п.

Изделия, изготовленные для реализации (поставки, продажи), называют изделием основного производства.

Изделия, изготовляемые для нужд самого предприятия, например, оснастка – приспособления, специальные виды инструмента и др. называют изделиями вспомогательного производства. В отдельных случаях изделия основного производства могут использоваться для нужд предприятия – изготовителя, а изделия вспомогательного производства – реализовываться другим машиностроительным предприятиям.

В зависимости от сложности и назначения изделия подразделяются на специфицированные (имеющие спецификацию – сборочные единицы, комплексы, комплекты) и детали.

В соответствии с ГОСТ установлено четыре вида изделий:

детали – изделия, изготовленные из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций; (например, валик из однородного металла, литая заготовка, ножовочное полотно и др.);
сборочные единицы – изделия, составные части которых подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе путем сборочных операций (сочленение, свинчивание, сварка, пайка, клейка, склеивание и т.п.). Например, автомобиль, станок, электродвигатель, сварной корпус, авторучка и т.д.;
комплекты – два и более специфицированные изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Например, гибкий производственный модуль, цех-автомат, бурильная установка;
комплекты – два и более изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, которые имеют общее эксплутационное назначение вспомогательного характера. Например, комплект запасных частей, комплект инструмента и принадлежностей и т.п.

Изделие – деталь, агрегат, машина является технической системой, которая создается для выполнения определенных функций, т.е. имеет определенное служебное назначение.

Основные (или исполнительные) элементы машины – это те элементы, функции которых совпадают с функцией машины. Их работа обеспечивается вспомогательными элементами, – например, несущие элементы обеспечивают определенное взаимное расположение элементов машины; элементы связи обеспечивают определенную степень свободы движения одних элементов относительно других; элементы управления осуществляют сбор, хранение и переработку информации для выработки управляющего воздействия и передачу его исполнительным элементам и т.д.

Функции изделия (машины, детали) отражены в технических требованиях (ТТ) – системе качественных показателей с установленными на них количественными значениями. Для любого показателя качества следует различать заданное действительное и измеренное значения. Точность изготовления изделия или его элементов характеризуется степенью приближения действительных значений показателей качества к заданным. Точность измерения показателя качества определяется степенью приближения измеренного значения к действительному.

Допуском называют всякое ограничение любого показателя качества.

Все технические требования можно разбить на следующие группы: функциональные требования –ТТ1; требования к взаимодействию машины и человека – ТТ2; требования к взаимодействию машины и окружающей технической среды – ТТ3; требования к взаимодействию машины и окружающей физической среды –ТТ4. Функциональные требования ТТ1 представляют собой чаще всего самую важную и многочисленную группу, всегда присутствующую в полном списке технических требований.

В целях повышения эксплуатационных характеристик машин, их надежности, качества, технологичности и др. поверхности деталей и сами детали классифицируют по различным признакам. Например, среди типовых поверхностей деталей машин выделяют поверхности вращения, плоские, зубчатые, винтовые, фасонные поверхности. Поверхности деталей, контактирующие между собой в результате сборки, называют сопрягаемыми, а поверхности деталей, играющие функцию объединения, называют свободными. Точность изготовления и другие технические требования к сопрягаемым поверхностям, как правило, выше, чем для свободных поверхностей.

Довольно сложной задачей является конструкторско-технологическая классификация деталей машин. Решение этой задачи было начато еще в 1937 г. А.П. Соколовским. Однако разработка детального общемашиностроительного классификатора пока считается невозможной (хотя и существует в соответствии с ЕСКД в машиностроении и приборостроении классификатор, в котором установлены шесть классов от 71 до 76). Задача становится реальной, если классификацию проводить в пределах отрасли машиностроения, а еще проще – в пределах предприятия.

Как правило, классификацию выполняют по четырем признакам:

1) функционально-геометрическому;

2) размерному;

3) точностному;

4) по применяемому материалу.

Следует отметить, что в каждой отрасли машиностроения применяются группы деталей оригинальной формы и функционального назначения, которые редко или совсем не встречаются в машинах других отраслей (например, диски и лопатки турбин или компрессоров, станины и шпиндели металлорежущих станков и т.п.). Но, с другой стороны, очень многие детали являются универсальными или типовыми, т.е. применяются в самых разных машинах.

По второму признаку (габаритным размерам) все детали делят на четыре группы: мелкие, средние, крупные и особо крупные. В некоторых случаях деление делают по массе. Границы между группами, как правило, условны и нечетки.

По третьему признаку (наиболее высокому квалитету точности, установленному на какой-либо размер детали) все детали делят на четыре группы: высокоточные (максимальная точность размеров соответствует 4JT, 5JT – четвертому и пятому квалитетам); точные (6JT, 7JT); средней точности (8JT…..10JT); неточные (11….17-й квалитеты).

По четвертому признаку (применяемому материалу) детали условно делят на группы: 1) из сталей углеродистых конструкционных; 2) из сталей легированных; 3) из чугунов; 4) из алюминиевых сплавов; 5) из медных сплавов; 6) из пластмасс; 7) из прочих материалов. Могут выделятся подгруппы. Например, механические свойства и обрабатываемость резанием стали существенно изменяется в результате термической обработки. Поэтому в первой и второй группах выделяют следующие подгруппы деталей: 0) из стали в состоянии поставки; 1) из улучшаемой стали; 2) из цементируемой стали; 4) из закаливаемой стали.

Готовые изделия получают из материалов и полуфабрикатов в результате осуществления отдельных процессов, совокупность которых образует производственный процесс. По ГОСТ производственный процесс определяется как совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта продукции.

Процессы заготовительного производства осуществляются в заготовительном, литейном, кузнечном и др. заготовительных цехах, где из исходных материалов производят подготовку (разрезку) мерных заготовок, а также изготавливают заготовки деталей машин (литые, кованые, штампованные, сварные и т.д.).

Обрабатывающие процессы выплачиваются преимущественно в цехах механического производства, где деталям придают заданную форму и размеры, в термических, гальванических цехах и др. материалам деталей формируют требуемые механические свойства, состояние поверхности и др. Сборочные процессы выполняются в цехах сборочного производства или на участках механосборочных работ, где из деталей машин, изготовленных на данном предприятии, а также покупных деталей и изделий собирают изделия основного производства.

К технологическому процессу относят также различные операции по контролю качества, очистке, а иногда и транспортировке, которые хотя не изменяют объект производства, тесно связаны с процессами изготовления и сборки или входят в них составной частью.

К обеспечивающим (сервисным) процессам относят энерго- и теплоснабжение, транспортировку и складирование, ремонт технологического оборудования, изготовление технологической оснастки и тары, технологическую подготовку производства, планирование, контроль, управление и т.д. Центральное место в этой группе процессов следует отнести информационно-технологической подготовке производства, так как от ее своевременности и качества зависят эффективность управления производством и технологических процессов.

Технологические службы предприятия обеспечивают поток технологической информации, записанной в технологических картах, инструкциях, управляющих программах для технологического оборудования с ЧПУ и отраженной в материальных и трудовых нормативах, чертежах приспособлений и специального инструмента. Цеховые технологии производят испытание и внедрение технологических процессов и оснастки, контроль за соблюдением технологической дисциплины, анализ причин брака и разработку мероприятий по повышению качества и эффективности технологических процессов.

В связи со сложностью и разнообразием технологических процессов машиностроения в технологических службах предприятий существует разделение труда: технологи отдела главного металлурга занимаются литейным и кузнечным производством, сваркой, пайкой, термической обработкой, нанесением покрытий и др., а специалисты отдела главного технолога - механической обработкой и сборкой.

На выполнение операций устанавливают нормы времени и расценки. По операциям определяют трудоемкость процесса, необходимое количество производственных рабочих, количество и вид оборудования и технологической оснастки, себестоимость изготовления и т.п. На операцию разрабатывается вся учетная и технологическая документация. Примерами операций могут служить обработка детали на станке, штамповка детали на прессе, термическая обработка и т.п.

Производительность труда находится в непосредственной зависимости от штучного времени, т.е. времени, затрачиваемого на обработку одной детали.
Штучное время включает в себя: машинное (основное технологическое) время в мин, вспомогательное время в мин, время технического обслуживания рабочего места; время организационного обслуживания рабочего места, время на отдых и естественные надобности.
Машинным временем называется время, затрачиваемое на процесс резания. Машинное время прямо пропорционально расчетной длине обрабатываемой поверхности и числу проходов и обратно пропорционально числу оборотов заготовки и подаче. Вспомогательное время включает время на установку, закрепление и снятие детали, время на управление станком и на контроль размеров деталей.

Состав цехов и служб предприятия с указанием связей между ними определяют производственную структуру. Элементарной единицей структуры предприятия является рабочее место. На рабочем месте размещены исполнители работы, обслуживаемое технологическое оборудование, часть конвейера, на ограниченное время оснастка и предметы труда.

Производственный процесс необходимо рассматривать как сложную систему взаимодействий отдельных структур предприятия (рис. 1).

Рис.1Функциональная схема машиностроительного предприятия (потоки: материалов и изделий; отходов; технологической информации; директивной и отчетной информации).

Производственный участок представляет собой группу рабочих мест, организованных по предметному, технологическому или предметно-технологическому принципу.

Совокупность производственных участков образует цех (ГОСТ 14.004-83).

Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

К предметам труда относят заготовки и изделия. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методу обработки, формообразования и сборки.

Приведенная упрощенная (без энергетических потоков) функциональная схема машиностроительного предприятия содержит подсистемы: управления – УПР; складирования – СКЛ; изготовления заготовок – ЗГ; обработки заготовок – ОБ; сборки машин – СБ; материально-технологической подготовки производства – МТПП; информационно-технологической подготовки производства – ИТПП. Функции подсистем определяются их наименованием. В заготовительной, обрабатывающей и сборочной подсистемах реализуются в основном рабочие функции предприятия, а в остальных – обеспечивающие, которые необходимы для реализации рабочих функций.

Функции предприятия реализуются в производственном процессе, где выделяют ряд процессов технологического характера, во время выполнения которых качественное изменение объекта производства (формы, размеров, механических свойств, состояния поверхности и т.п.). Такие процессы, как уже отмечалось, называют технологическими. На предприятиях их принято делить на три группы: заготовительные, обрабатывающие и сборочные.

Технологический процесс представляет собой совокупность различных операций, в результате выполнения которых изменяются размеры, форма, свойства предметов труда, выполняется соединение деталей в сборочные единицы и изделия, осуществляется контроль требований чертежа и технических условий.

Законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте, называют технологической операцией. Она является основным элементом производственного планирования и учета. На выполнение операций устанавливают нормы времени и расценки. По операциям определяют трудоемкость процесса, необходимое количество производственных рабочих, количество и вид оборудования и технологической оснастки, себестоимость изготовления и т.п. На операцию разрабатывается вся учетная и технологическая документация. Примерами операций могут служить обработка детали на станке, штамповка детали на прессе, термическая обработка и т.п.

Основными технологическими частями операции являются переходы. Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке. При выполнении перехода режимы работы иногда изменяются без воздействия рабочего, т.е. автоматически, например, при выполнении перехода на станках с программным управлением. Переходы могут выполняться путем удаления одного или нескольких слоев материала за один или несколько рабочих ходов.

Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, однократное перемещение инструмента относительно заготовки, которое сопровождается изменением ее размеров, качества и свойств. Однократное же перемещение инструмента относительно заготовки, необходимое для подготовки рабочего хода называют вспомогательным ходом.

Все действия рабочего, совершаемые им при выполнении технологического перехода, разделяются на отдельные приемы. Приемом называют законченную совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.

Установка и закрепление заготовок в приспособление, смену инструмента, открепление и снятие заготовки, и другие, законченные части технологической операции, которые состоят из действий человека и (или) оборудования и не сопровождаются изменением свойств предмета труда, но необходимы для технологического перехода, называют вспомогательными переходами.

Установом называют часть операции, выполняемую при неизменном закреплении заготовок или собираемой сборочной единицы.

При одном установе заготовка может занимать различные позиции. Позиция – это фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовкой и собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции.

Наладкой называют подготовку технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции. К наладке относится установка приспособления на станок, установка на размер комплекта режущего инструмента и т.п.

Совокупность орудий производства, необходимых для выполнения технологического процесса, называют средствами технологического оснащения.

Технологическое оборудование – это средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещают материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическую оснастку (например, металлорежущие станки, литейные машины, печи, испытательные стенды и т.п.).

В технологическую оснастку включаются средства технологического оснащения для выполнения определенной части технологического процесса (режущий инструмент, штампы, приспособления и т.п.).

Количество времени, затраченное на выполнение технологического процесса или его части, называют трудоемкостью. Единицей трудоемкости служит нормо-час. Для нормирования труда и планирования производственного процесса используется норма времени, которая измеряется в единицах времени (часах, минутах) с указанием квалификации рабочего.

Часто вместо нормы времени устанавливают обратную величину – норму выработки. Единицей измерения нормы выработки является количество деталей или изделий, которое обрабатывается в единицу времени с указанием квалификации рабочего.

2. Технологические основы производства полимерных материалов (пластических масс, химических волокон, каучуков, резины), задачи и перспективы развития.

Продукты соединения одинаковых молекул в виде многократно повторяющихся звеньев называются полимерами.

В результате укрупнения молекул и образования макромолекул резко изменяются свойства продукта, молекулярная масса достигает размера

М = 10⁴ : 10⁶, а повторяющееся число звеньев одних и тех же атомов в цепи — от двух до нескольких тысяч.

В зависимости от строения макромолекул различают три типа полимеров: линейные, разветвление и пространственные : последние имеют трехмерную структуру.

Полимеры с линейной структурой макромолекул (например, полиэтилен низкого давления) плавятся и хорошо растворяются во многих растворителях. Полимеры разветвленной структуры хуже чем линейные, растворяются и плавятся (например, полиэтилен высокого давления). Полимеры с пространственной структурой (например, резина) не плавятся, не растворяются; но набухают в ограниченном числе растворителей, имеют лучшие физико-механические свойства и используются в качестве конструкционных материалов.