Технологические процессы в машиностроении. 2

 

 

 

 

 

Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный  федеральный университет»

(ДВФУ)

Инженерная  школа

 

 

 

Реферат

Тема: «Технологические процессы в машиностроении»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы Б3110

Кожухов Дмитрий Андреевич

Проверил: Лисичкин Павел Павлович

 

 

 

 

 

Владивосток 2012

 

 

Оглавление

Введение3

Понятие о технологии3

Изделие как объект производства4

       Изделия машиностроения и их  основные части4

       Служебное назначение изделия5

      Изделие как объект производства5

Материал  для производства6

      Общие сведения6

      Конструкционные материалы6

     Технологические свойства7

Обработка деталей7

      Этапы обработки материала от  заготовки до готового изделия7

     Методы обработки металлов7

     Припуски  на обработку деталей7

Рабочая документация технологического процесса8

Технологические процессы сборки10

     Сущность содержания процесса сборки и структура сборочных единиц10

      Особенности технологического процесса  сборки10

Список использованной литературы12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Разработка нового изделия  в машиностроении – сложная комплексная  задача, связанная не только с достижением  требуемого технического уровня этого  изделия, но и с приданием его  конструкций таких свойств, которые  обеспечивают максимально возможное  снижение затрат труда, материалов и  энергии на его разработку, изготовление, эксплуатацию и ремонт. Решение этой задачи определяется творческим содружеством создателей новой техники – конструкторов и технологов – и их взаимодействием на этапах разработки конструкции с его изготовителями и потребителями.

В реализации требуемых свойств  изделий машиностроения определяющая

роль принадлежит методам  и средствам производства этих изделий. Детали, узлы и другие компоненты машин чрезвычайно разнообразны, и для их изготовления необходимы материалы с самыми различными свойствами, а также технологические процессы, основанные на разных принципах действия.

Многолетняя практика показывает, что в современном машиностроитель-

ном производстве не существует универсальных методов обработки, в равной мере эффективных для изготовления различных деталей из разных материалов. Каждый метод обработки имеет свою конкретную область применения, причем эти области нередко пересекаются так, что одна и та же деталь может быть изготовлена различными методами. Поэтому выбор способа изготовления деталей с учетом конкретных производственных условий связан с необходимостью выбора оптимального метода из большого числа возможных, исходя из заданных технико-экономических ограничений как по параметрам изготавливаемой детали, так и по условиям эксплуатации оборудования и инструмента.

 

 

Понятие о технологии

 

Технологический процесс определяется как:

1) совокупность производственных методов и процессов в определенной отрасли производства, а также научное описание способов производства (Ожегов С.И. Толковый словарь русского языка);

2) совокупность методов изготовления, обработки, изменения свойств, состояния, формы сырья, полуфабриката, материала, осуществляемых в процессе производства продукции (Васюков И.А. Словарь иностранных слов).

В обоих определениях фигурирует ключевые слова – производственные, производства, и это вполне логично, ведь уровень жизни людей в современном обществе определяется эффективностью производства!

Первоочередной задачей  отечественной экономики является повышение производительности труда и качества выпускаемой продукции. Это может быть достигнуто на основе высокоэффективных технологий.

Развитие и совершенствование любого производства в настоящее время связано с его автоматизацией, созданием робототехнических комплексов, широким использованием вычислительной техники, применением станков с ЧПУ. Все это составляет базу, на которой создаются автоматизированные системы управления, становятся возможными оптимизация технологических процессов и режимов обработки, создание гибких производственных систем.

Важным направлением научно-технического прогресса является также создание и широкое использование новых  конструкционных материалов. В производстве широко применяют сверхчистые, сверхтвердые, жаропрочные, композиционные, порошковые, полимерные и другие материалы, позволяющие резко повысить технический уровень и надежность оборудования. Например, космический корабль «Буран» облицован термостойким композиционным материалом, легким и прочным, выдерживающим t > 1000 °C; у атомной подлодки «Курск» стенки корпуса толщиной 200 мм из титана – твердого, прочного и легкого материала; в обрабатывающей промышленности используются ВОК – искусственные алмазы.

 

Изделие как объект производства

 

Изделия машиностроения и их составные части. Изделием в машиностроении называется любой предмет производства, подлежащий изготовлению на предприятии. Изделием может быть машина, ее элементы в сборе и даже отдельная деталь в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для автомобильного завода изделием является автомобиль, для карбюраторного завода – карбюратор, для автоматического завода поршней – поршень.

Деталь – это изделие (составная часть изделия), изготовленное  из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Характерный признак детали – отсутствие в ней разъемных и неразъемных соединений. Деталь – это первичный сборочный элемент каждой машины.

Сборочная единица – это  изделие, составные части которого подлежат соединению. Характерным признаком  составной части изделия с  технологической точки зрения является возможность ее сборки обособленно  от других элементов изделия. Составная  часть в зависимости от конструкции  может состоять либо из отдельных деталей, либо из составных частей высших порядков и деталей. Различают составные части первого, второго и более высоких порядков. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия. Она состоит либо из отдельных деталей, либо из одной или нескольких составных частей второго порядка и деталей. Составная часть второго порядка входит в составную часть первого порядка. Она расчленяется на детали или на составные части третьего порядка и детали и т.д., составная часть, наивысшего порядка расчленяется только на детали. Рассмотренное деление изделия, на составные части производится по технологическому признаку.

Существует другое деление, когда изделие расчленяется на составные части по функциональному признаку. К ним можно, например, отнести механизм газораспределения двигателя, систему его смазки или охлаждения. Эти составные части изделия не являются сборочными с технологической точки зрения, так как их в большинстве случаев нельзя обособлено и полностью собрать отдельно от других элементов изделия. Деление изделия на составные части и оформление чертежей и других технических документов в машиностроении дано в ГОСТ 2.101–68.

В современном машиностроении сборка расчленяется на общую и узловую. Объектом общей сборки является изделие, объектом узловой сборки являются его  составные части.

Служебное назначение изделия. Под служебным назначением машины понимают четко сформулированную конкретную задачу, для решения которой предназначена машина.

Формулировка служебного назначения машины должна содержать подробные сведения, конкретизирующие общую задачу и уточняющие условия, при которых эта задача может быть решена. Так, формулируя служебное назначение автомобиля, недостаточно сказать, что автомобиль предназначен для перевозки грузов. Необходимо конкретизировать характер грузов, их массу и объем, условия, расстояния и скорость перевозки, состояние дорог, климат, требования к внешнему виду автомобиля и многое другое с тем, чтобы исчерпывающе определить именно ту задачу, которую должен выполнять создаваемый автомобиль.

Служебное назначение машины описывают не только словесно, но и  системой количественных показателей, определяющих ее конкретные функции, условия работы и ряд дополнительных моментов в соответствии с задачей, которую предстоит решать с помощью создаваемой машины. Формулировка служебного назначения машины является важнейшим документом в задании на ее проектирование.

Изделие как объект производства. Машина (как и ее части) является технической системой, которая создается для выполнения определенных функций, то есть имеет определенное служебное назначение. Функциональными компонентами машины называют сборочные единицы (узлы) различных уровней сложности, детали и части деталей, включая неделимые элементы.

В процессе работы между  элементами машины возникают и действуют  размерные, кинематические, силовые, физико-химические и временные связи и отношения. Следует отметить, что все виды отношений и связей закладываются  в процессе ее создания в виде размерных отношений (размеров, расстояний, относительных поворотов, формы и микрогеометрии поверхностей деталей) и в виде наборов свойств материалов, из которых изготовлены детали машин.

Функции машины и ее элементов  отражены в технических требованиях (ТТ) – системе качественных показателей с установленными на них количественными значениям.

Материал  для производства

Общие сведения. Материалом для производства является исходные предметы производственного труда. При этом различают основной материал (англ. – basic material) и вспомогательный материал (англ. – auxiliary material)

К основному материалу относится материал, масса которого входит в массу изготовляемой детали, а вспомогательным считается материал, который дополнительно расходуется при обработке основного материала, но не входит в общую массу изготовляемой детали.

Наряду с термином «материал» в машиностроении широко применяется термин «конструкционный материал». Этот термин в ряде случаев является синонимом понятия «основной материал».

Конструкционные материалы. Все конструкционные материалы, применяемые человеком для решения своих жизненных задач, имеют прямое природное происхождение или являются результатом частичной или существенной предварительной переработки природных ресурсов.

Укрупнённо все  материалы подразделяются на группы:

– материалы  в виде чистых металлов и их сплавов;

– неметаллические  материалы.

Независимо от того, к какой из этих групп относятся  ма-териалы, практическое значение материалов оценивают по их основным свойствам: механическим, физическим, химическим, технологическим и эксплуатационным.

К механическим свойствам материалов, прежде всего, относят прочность, пластичность, твёрдость и ударную вязкость.

В числе физических свойств обычно значатся температура плавления, температурный коэффициент расширения, электросопротивление и теплопроводность.

Главным химическим свойством является способность к химическому противодействию агрессивным средам.

Технологические свойства – это способность материала подвергаться существующим методам горячей и холодной обработки. Здесь имеются в виду литейные свойства, деформируемость, свариваемость, обрабатываемость режущим инструментом.

Эксплуатационные, или служебные свойства оценивают по коррозионной стойкости, хладостойкости, жаропрочно-сти, жаростойкости, антифрикционности.

 

Обработка деталей

 

Этапы обработки  материала от заготовки до готового изделия Процесс изготовления изделий называется производственным процессом. Производственный процесс состоит из нескольких этапов.

На машиностроительных заводах  такими этапами являются: подготовка производства, получение материала, изготовление заготовок, обработка  заготовок, изготовление деталей, сборка из деталей узлов и изделий, контроль качества деталей и испытание готовой продукции, окраска, упаковка и транспортировка. Производственный процесс является многогранным и очень сложным, он требует четкого планирования и организации, бесперебойного снабжения, правильной организации инструментального хозяйства, учета и т.п.

Методы обработки  металлов. Наиболее часто используемыми и актуальными видами обработки металлов на сегодняшний день являются механическая и термическая обработка (например, термообработка стали), литье, обработка давлением, сварка, электрофизические и электрохимические методы обработки.

Детали можно получить из заготовок, обрабатывая их резанием путем последовательного удаления металла. Причем на каждом переходе с заготовки удаляют определенный слой металла, а обрабатываемые поверхности постепенно приближаются по форме и размерам к детали.

Припуски на обработку  деталей. Для определения разности размеров заготовки и детали введено понятие припуска.

Припуском называют избыточный (сверх чертежного размера детали) слой металла заготовки, удаляемый при обработке с целью получения окончательной формы, размеров и нужной шероховатости поверхности детали при наименьших расходах материала. Припуск, удовлетворяющий указанным требованиям, с экономической точки зрения должен быть целесообразным и оптимальным.

Припуск указывают в виде слоя металла по толщине, подлежащего удалению обработкой (рис. 1.3). Припуск может быть с двусторонним и односторонним расположением. Для цилиндрических деталей припуск задают слоем избыточного металла на диаметр. Чем больше будет припуск на обработку, тем толще слой металла в процессе изготовления детали необходимо удалить, вследствие чего увеличивается трудоемкость изготовления детали. С целью экономии металла и обеспечения эффективности процесса необходимо назначить припуск исходя из условия получения требуемого качества детали при наименьшей трудоемкости обработки. Увеличенные припуски приводят к удалению наиболее износостойких слоев поверхности детали, вызывают излишние затраты на обработку, расход материала, энергии, рабочего инструмента. Заниженные припуски не гарантируют требуемого качества, так как затрудняют обработку.

 

 

Рабочая документация технологического процесса

Согласно ГОСТ 3.1102–81 Единой системы технологической документации (ЕСТД) «Комплектность документов в зависимости от типа производства» документы, необходимые для описания технологических процессов, подбирают в зависимости от типа производства. Кроме вышеперечисленных видов технологических процессов по организации (единичной и типовой), ГОСТ 14201–83 установлено, что каждый вид технологического процесса по степени детализации содержания разделяется на маршрутный, операционный и маршрутнооперационный. Маршрутный технологический процесс – процесс, выполняемый по документации, в которой излагается содержание операций без указаний переходов и режимов обработки. Операционный технологический процесс – процесс, выполняемый по документации, в которой излагается содержание операций с указанием переходов и режимов обработки.

Маршрутно-операционный процесс – процесс, выполняемый по документации, в которой излагается содержание отдельных операций без указаний переходов и режимов обработки.

Комплект форм документов общего назначения для технологического процесса может содержать: маршрутную карту (МК); операционную карту

(ОК); карту эскизов (КЗ); ведомость деталей к типовому (групповому) технологическому процессу (операции) (ВТП, ВТО); сводную операционную  карту (СОК) и др.

Маршрутная карта (ГОСТ 3.1119–83) содержит описание технологического процесса изготовления и контроля детали по всем операциям и технологической  последовательности. В ней указывают  соответствующие данные об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативах.

В операционную карту вносят описание операции, расчлененной на переходы, с указанием оборудования, оснастки и режимов обработки. ОК применяют в серийном и массовом производстве. К комплекту ОК на все операции технологического процесса прилагают маршрутную карту. При проектировании операций для станков с ЧПУ составляют расчетно-технологическую карту, в которую заносят необходимые данные о траектории движения инструмента и режимах обработки. На основе этой карты разрабатывают управляющую программу станком.

МК и ОК составляют на основе данных чертежей, производственной программы, спецификации, описания конструкций, технических условий и следующих  руководящих и нормативных материалов: паспорта металлорежущих станков; каталогов станков, режущих и вспомогательных инструментов, альбомов нормальных приспособлений; руководящих материалов по режимам резания; нормативов подготовительно-заключительного и вспомогательного времени.

МК имеет определенную форму. В ее верхнюю часть заносят  данные об изготовляемой детали и заготовке, в нижнюю – номер, наименование и содержание операций, а также необходимые для выполнения операций коды, наименования и данные станков, приспособлений, режущих и измерительных инструментов, указывают штучное время, число рабочих и подготовительнозаключительное время. На основании технологических карт осуществляют дальнейшее расчеты, связанные с проектированием технологического процесса: качество требуемого оборудования, численность рабочих и размер заработной платы и т. д. К технологической документации относятся рабочие чертежи сборочных единиц и деталей, приспособлений, режущего и измерительного инструмента и т.д.

Карты эскизов и схем наладок  содержат графическую иллюстрацию  тех-

нологического процесса, На каждую операцию вычерчивают эскиз. Эскизы выполняют по определенным правилам: деталь на эскизах вычерчивают в  положении обработки на станке. При  многопозиционной обработке эскиз  выполняют для каждой позиции  отдельно. Обрабатываемые на операции (позиции) поверхности указывают толстыми линиями, осевые поверхности – условными обозначениями. На поверхности проставляют размеры и расстояния от баз с допусками, а на базовых поверхностях показывают обозначения элементов по ГОСТ 3.1107–81.

В схемах наладок показывают элементы конструкции установочных и зажимных элементов во взаимосвязи с пространственными положениями заготовки и инструмента. Инструменты показывают в конечном положении обработки, а направления движения заготовки – стрелками в схемах револьверной операции указывают позиции револьверной головки с инструментами. В них в конце обработки приводят таблицы и другие надписи. На чертеже наладок и карт эскизов указывают место крепления инструментов, наименование и номер операции, модель станка. Для агрегатных станков указывают число головок деталей.

 

 

Технологические процессы сборки

Сущность содержания процесса сборки и структура сборочных  единиц: установка в требуемое положение и соединение готовых деталей, узлов, агрегатов в определенной последовательности, в результате чего получают готовое изделие, машину или механизм, полностью отвечающие заданным требованиям в соответствии с их служебным назначением.

Исходные предметы труда: элементы конструкции сборочной единицы (детали, узлы, агрегаты, болты, шайбы, гайки, винты, заклепки и т. п.). Конечный предмет труда: сборочная единица, включающая все входящие элементы конструкции, соединенные в соответствии со сборочным чертежом.

Особенности технологического процесса сборки. Сборные изделия отличаются большим разнообразием служебного назначения, обеспечиваемого использованием различных физических эффектов и явлений – механических, гидравлических, аэродинамических, электромагнитных, электрических, оптических, электронных и т. п., это и определяет разнообразие конструктивно-технологических свойств сборочных единиц и входящих в них элементов конструкции, влияющих на содержание технологического процесса сборки.

Сложность структуры –  состава и взаимосвязи элементов  конструкции сборного изделия – определяет иерархический характер технологического процесса сборки, отображаемый в виде схемы сборки изделия. Основными структурными компонентами технологического процесса сборки изделия являются этапы и сборочные операции. Этап есть законченная часть технологического процесса сборки изделия или его составной части, выделяемая в соответствии со схемой сборки. Сборочная операция, как и в других технологических процессах машиностроительного производства, является основным структурным элементом технологического процесса, соответствующим определенному изменению свойств предмета труда с использованием конкретного физического, химического или иного эффекта и определенных средств технологического оснащения.

Применительно к отдельному входящему элементу конструкции  сборочной единицы основные операции сборки разделяются на этапы установки  и соединения. Этап установки включает в себя перемещение элемента конструкции и базирование, обеспечивающее с заданной точностью требуемое положение устанавливаемого элемента относительно других элементов конструкции сборочной единицы.

Этап соединения включает в себя операции, связанные с образованием контуров соединений, заданных в конструкторской документации. Конкретное содержание операций соединения зависит от вида соединений, применяемых средств технологического оснащения, уровня механизации и автоматизации, организации производства и т. п.; классификация видов соединений определяется по целостности и подвижности составных частей, форме соединяемых поверхностей и методам образования соединений.

Методы образования соединений разделяются в зависимости от наличия или отсутствия специальных соединительных элементов конструкции. При отсутствии таких элементов соединение осуществляется по сопрягаемым поверхностям. К таким соединениям относятся шлицевые, прессовые, термоусаженные и т. п. соединения.

Наибольшим разнообразием  отличаются методы образования соединений с использованием специальных соединительных элементов – болтов, винтов, заклепок, шпилек и т. п. К этой же группе относятся клиновые, шпоночные, штифтовые и другие соединения. Для выполнения таких соединений предварительно необходимы операции образования контуров для постановки соединительных элементов. Например, в болтовых, винтовых и заклепочных соединениях необходимо образовать отверстия для постановки болтов, винтов и заклепок, нарезать резьбу (для винтов), обработать гнезда для потайных головок болтов, винтов или заклепок и т. д.

В сварных, паяных и клееных  соединениях соединительным элементом является сварной, паяный или клеевой шов. Для выполнения таких соединений предварительно необходимы операции обработки кромок, механической и химической очистки соединяемых поверхностей в зоне соединительного шва.

Классификация видов сборки определяется объектом сборки, стадией  и организацией производства сборочных работ, последовательностью сборки, точностью сборки, механизацией и автоматизацией работ, подвижностью объекта сборки в процессе выполнения сборочных работ. Объектом сборки является сборочная единица – составная часть изделия или изделие в целом. Сборочные единицы относятся к различным иерархическим уровням членения изделия – к агрегатам (секциям, отсекам) или узлам. Сборочная единица n-го порядка (уровня) собирается на n-м этапе процесса сборки. Стадия сборки характеризует процесс сборки по степени его законченности, а организация производства характеризует сборку изделия или его составных частей в различных условиях организации выполнения технологического процесса сборки.

Последовательность сборки характеризует очередность (порядок) выполнения этапов и операций сборки, а также возможность их выполнения строго поочередно или одновременно (параллельно).

Точность сборки характеризует  процесс сборки по методу достижения точности замыкающего звена сборочной размерной цепи, определяющей качественные показатели, обусловленные служебным назначением изделия.

Механизация и автоматизация  сборочных работ характеризует  процесс сборки в зависимости от степени замены ручного труда машинным. Подвижность объекта сборки отражает возможность перемещения сборочной единицы с одного рабочего места на другое в процессе сборки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

 

• Ермолаев В. А. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНО- СТРОЕНИИ. Конспект лекций. М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 264 с.
• Никитенко, В. М. Технологические процессы в машиностроении : текст лекций / В.М. Никитенко, Ю. А. Курганова. – Ульяновск : УлГТУ, 2008. – 212 с.
• Технологические процессы в машиностроении: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Машиностроительные технологии и оборудование» / под общ. ред. В.А. Вагнера. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006.- 592 с.: ил.
• Чечета И.А. Технологические процессы в машинострое-нии: курс лекций: учеб, пособие / И.А. Чечета. – Воронеж:: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2008. 96 с.