В.И. САДОВНИКОВ
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ
ч. 1
Красноярск 2005
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет
В.И. Садовников
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ
ч. 1
Утверждено редакционно-издательским советом СибГТУ
в качестве учебного пособия для студентов специальностей 170400, 170500, 170600, 171100 всех форм обучения
Красноярск 2005
Садовников В.И. Технология машиностроения. ч.1. Учебное пособие для студентов специальностей 170400, 170500, 170600, 171100 всех форм обучения. - Красноярск: СибГТУ, 2005.- 132 с.
Рецензенты: проф. Г.Ф. Тарасов (СибГАУ);
доц. А.В. Михайленко (секция методсовета СибГТУ)
© В.И. Садовников
© ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический
университет», 2005
В В Е Д Е Н И Е
Слово «технология», образованное из двух греческих слов techno – искусство, мастерство, умение и logos – слово, учение, означает науку, систематизирующую совокупность приемов и способов обработки сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в целях получения готовой продукции.
Технология машиностроения – это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьших затратах живого и осуществленного труда, т.е. при наименьшей себестоимости.
В основу технологии машиностроения как науки в России, легли труды профессора И.А.Тиме «Основы машиностроения. Организация машиностроительных фабрик в технологическом и экономическом отношении и производстве в них работ».
В своем развитии она прошла несколько этапов:
- первый этап, совпадающий с завершением периода восстановления и началом реконструкции страны, характеризуется накоплением отечественного и зарубежного производственного опыта изготовления машин. В отечественной и зарубежной технической литературе публикуется описание процессов обработки различных деталей, применяемого оборудования и инструментов. Издаются первые руководящие и нормативные материалы;
- второй этап относится к периоду первых пятилеток до начала отечественной войны (1930-1941) и определяется продолжением накопления производственного опыта с проведением его обобщения и систематизации и началом разработки общих научных принципов построения технологических процессов;
- третий этап, годы войны и послевоенные годы (1941-1970), - практическая проверка принципов дифференциации и концентрации операций, методов поточного производства в условиях серийного и крупносерийного изготовления военной техники: новые методы скоростной обработки металлов, применение переналаживаемой технологической оснастки;
- четвертый этап, начавшийся с 1970 года - это этап современного развития машиностроения, характеризующийся использованием достижений фундаментальных и общеинженерных наук в решении теоретических и практических задач.
Технология машиностроения как учебная дисциплина имеет ряд особенностей, существенно отличающих ее от других специальных дисциплин:
- наука прикладная, вызванная жизненной необходимостью, как учение она родилась в цехе и не должна прерывать с ним связь;
- являясь наукой прикладной, тем не менее имеет значительную теоретическую основу, основанную на фундаментальных науках;
- технология машиностроения – комплексная инженерно-научная дисциплина тесно связана с другими дисциплинами.
Главной задачей современного машиностроения является повышение производительности, качества и надежности выпускаемых машин.
Настоящее учебное пособие предназначено для студентов механических специальностей высшего профессионального образования немашиностроительных вузов. В нем изложены положения технологии машиностроения, влияния качества рабочих поверхностей на эксплуатационные свойства деталей машин. Дана методика построения технологических процессов механической обработки и методов достижения точности при выполнении сборочных работ. Приведены технологические методы проектирования и расчета станочных приспособлений.
Основные понятия и определения
1.1 Производственный процесс
Производственный процесс – совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.
В состав производственного процесса включаются все действия по изготовлению и сборке продукции, контролю ее качества, хранению и перемещению на всех стадиях изготовления, организации снабжения и обслуживания рабочих мест и участков, управления всеми звеньями производства, а также все работы по технической подготовке производства.
Техническая подготовка производства включает в себя:
конструкторскую подготовку;
технологическую подготовку;
календарное планирование.
Конструкторская подготовка производства: разработка конструкции изделия и создание чертежей общей сборки, сборочных элементов и отдельных деталей, запускаемых в производство; соответствующих спецификаций и других видов конструкторской документации.
Технологическая подготовка производства: обеспечение технологичности конструкции изделия, разработка технологических процессов, проектирование и изготовление оснастки, управление процессом технологической подготовки производства.
Календарное планирование производственного процесса: изготовление изделия в установленные сроки, в необходимых объемах выпуска и затратах.
Наиболее трудоемкой частью технической подготовки производства является вторая, т.е. технологическая подготовка, и в зависимости от типа производства она занимает от общей трудоемкости технической подготовки в мелкосерийном производстве - 30-40 %;
серийном производстве - 40-50 %;
массовом - 50-60 %.
Пример: трудоемкость конструирования мостового крана – 10433 часа, а технологическая подготовка, т.е. трудоемкость проектирования технологических процессов изготовления и сборки, а также оснастки, составляет – 43710 часов. Это в четыре с лишним раза больше.
1.2 Технологический процесс
Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.
Технологический процесс механической обработки деталей и сборки машин является частью общего технологического процесса изготовления или ремонта машин.
Технологический процесс разделяется на ряд этапов.
Изготовление заготовок деталей (литье, ковка, штамповка и сварные работы).
Предварительная обработка заготовок на металлорежущих станках для получения размеров и формы перед термической обработкой.
Обработка – заданное изменение формы, размеров, шероховатости поверхности или свойства заготовки при выполнении технологического процесса.
Термическая обработка. Заключается в изменении структуры и свойств материала заготовки вследствие тепловых воздействий.
Финишная обработка заготовок на металлорежущих станках для получения деталей с окончательными размерами, формами и шероховатостью поверхности.
Узловая обработка. Сборка, объектом которой является составная часть изделия.
Сборка – образование разъемных или неразъемных соединений составных частей изделия или изделия в целом.
Общая сборка. Сборка, объектом которой является изделие в целом.
Регулировка и испытание машин.
Окраска и отделка машин. Окраска выполняется на разных этапах технологического процесса, например, шпаклевка, грунтовка и окраска заготовок, окраска деталей, окраска узлов и окончательная окраска всей машины.
На каждом этапе технологического процесса осуществляется контроль качества продукции в соответствии с техническими условиями.
При разработке технологического процесса следует исходить из следующих принципов:
принципа качественной целесообразности – обеспечение всех требований, предъявляемых к изделию чертежами, стандартами и техническими условиями;
принципа экономической целесообразности – обеспечение высокой производительности и одновременно низкой себестоимости изготовления изделия;
принципа соблюдения техники безопасности, противопожарных мер, санитарии и гигиены труда;
принципа организационной целесообразности – обеспечение наименьшей продолжительности цикла технологической операции и равномерной загрузки технологического оборудования.
Цикл технологической операции – интервал календарного времени от начала до конца периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготовляемых изделий.
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.
Примерами технологического оборудования являются литейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ванны, разметочные плиты, стенды для сборки, испытательные стенды и т.д.