Sysoev_TeorosnovyTMSlekc

Курс лекций разработан в соответствии с рабочей программой курса «Теоретические основы технологии машиностроения» магистерской программы: механика технологических процессов по направлению подготовки: 151900.68 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» где изложены основные положения по теории технологии машиностроения. Освещены вопросы технологического обеспечения качества изделий, размерного технологического анализа, базирования заготовок, точности механической обработки деталей машин, определения погрешностей изготовления деталей, влияния качества поверхности деталей машин на эксплуатационные свойства изделий, производительность и экономичность техпроцессов, а также их оптимизации.

Курс лекции разработан с целью обновления и систематизации излагаемого во многих учебниках материала в соответствии с утвержденными программами курсов, а также облегчения усвоения студентами изучаемого предмета.

Оглавление

1.Значения Zb в зависимости от γ и к = N – 1

2.Таблица значений функции Лапласа

3.Критические точки распределения критерия F Фишера-Снедекора

4.Критические точки распределения Стьюдента

5.Таблица значений q = q(γ, n)

6.Значения t в зависимости от K=N-1 и γ

1.ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1. Через технологию - к социальному прогрессу

Уровень достижений любой отрасли хозяйства страны оценивается социальным положением граждан и общества в целом, поэтому вся деятельность общества должна быть направлена на непрерывное повышение уровня и качества жизни людей.

Роль машиностроения в хозяйстве любой страны - ключевая. И эта роль обусловливает высочайшие требования к развитию его научно-производственно- го потенциала, способного создавать новые виды техники, высокоэффективные машины, экономичные и экологически чистые технологии и обеспечивать ими потребности страны в необходимых количествах.

Технология машиностроения создана на базе колоссального объема исследований в различных областях знаний и анализа предыдущего опыта изготовления машин. Этому способствовали труды наших и зарубежных ученых: И.А. Тимме, А.П. Гавриленко, Н.А. Бородачева, Э.А. Сателя, В.И. Дикушина, Н.С. Ачеркана, А.П. Соколовского, А.И. Каширина, В.М. Кована, Б.С. Балакшина, С.П. Митрофанова, М.Г. Егорова, В.С. Корсакова и многих других.

Технология - это связующее звено чистой науки с производством, т.е. наука о материализации идей. Развитие научной основы теории производственных систем, оптимизация технологических процессов и т. п. приводят к внедрению ряда прогрессивных решений, таких как: повышение точности, автоматизация и

механизация производственных процессов, развитие всевозможных видов сварки и покрытий, применение порошка для изготовления деталей, использование микроэлектроники, лазерной, плазменной, электрохимической и электрофизической обработки.

Все это должно быть направлено на совершенствование процессов изготовления машин для оборонной промышленности, так и для социальной сферы.

Промышленность удовлетворяет спрос в товарах народного потребления всего лишь на 10...30%. За последние годы положение не улучшилось, а существенное сокращение объема выпуска машиностроительной продукции обострило существовавшие ранее проблемы: низкий удельный вес поковок в кузнечных заготовках (менее 15%); мала доля точных заготовок, полученных пластическим деформированием (2...5%); доля скоростной обработки резанием составляет 3...4% от общего объема механической обработки заготовок; использование режущих инструментов с износостойким покрытием не достаточна (в 7...8 раз менее чем в США); мало количество станков для финишной обработки (на 100 ед. металлорежущих станков специальные станки составляют лишь 12%); 60% заготовок производятся свободной ковкой (в США – 39%). Поэтому (по статистическим данным) в нашей стране из 22 млн. тонн стали 7 млн. уходит в стружку.

К основным проблемам машиностроения в настоящее время можно отне-

сти:

1)подгонку оборудования под технологию. В мировом машиностроении практикуется создание новых производств и заводов по методу «Ingenering» - разработка технологии с оборудованием "под ключ". При подгонке оборудования под новую технологию производства работают в 1 - 2 смены, большая часть оборудования простаивает. При этом оборудования скопилось много, но его постоянно не хватает для выпуска изделий необходимого качества и количества. Возникают также и организационные трудности, связанные с увеличением заделов и транспортных операций. В результате стоимость продукции несравненно высока;

2)разрыв между конструкцией и технологией, низкий уровень технологичности. Конструкция разрабатывается обычно без учета полного цикла жизни продукции (90...95% расходов приходится на эксплуатацию изделия, т.е. в практике существует низкая эксплуатационная технология). Если конструктор разрабатывает совершенную конструкцию изделия - технология не готова создать эту конструкцию;

3)диспропорцию в уровне механизации и автоматизации работ. В механообработке имеются хорошие примеры внедрения автоматических линий, гибких производственных систем и пр. (например, в Ленинграде работало в 80 - 90 годах 278 ГПС, 27 роторных линии), а сборочные, монтажные и ремонтные работы были механизированы и автоматизированы мало;

5)низкое качество продукции. Качество и надежность изделий зависит от диктата производителя, а у производителя качество продукции на 90% зависит от качества технологического процесса;

6) состояние окружающей среды. На примере г. Красноярска (некогда чистейшего города) видно, что из года в год количество выбросов увеличивается. И свою лепту вносит машиностроительная индустрия, несмотря на кажущиеся экологически чистые производства.

1.2. Направления развития машиностроения

Роль технологов при обеспечении качества продукции велика. Имеется масса примеров активного участия ученых и инженеров в обеспечении производства новейшими технологиями для создания машиностроительной, космической и авиационной техники (Патон Б.Е., Соколовский А.П., Каширин А.И., Соломенцев Ю.М., Белянин П.Н. и многие другие), где без обеспечения необходимого качества техники невозможно было выполнить поставленные перед производством задачи.

В машиностроении имеется масса проблем, которые необходимо решать инженерам-технологам и ученым, работающим в этой области:

1.При изготовлении изделий существуют огромные производственные циклы. Например, в механообработке менее 5% времени - это активное воздействие формоизменения заготовки, а все остальное время заготовки находятся в стадии перемещения или хранения.

2.В отрасли возникла разобщенность в решении наукоемких технологий. Неуклонно растет сложность изделий, расширяется использование конструкторских материалов, возрастает машинная электронизация и т. п. - это все требует создания наукоемких технологий. Сотни институтов разрабатывают одни и те же базовые технологии. Давно накопилось много межотраслевых проблем, при решении которых нужна консолидация сил.

3.В машиностроении давно возникла необходимость перестройки предприятий. От крупных, трудно управляемых (>10 тыс. чел.) предприятий целесообразно переходить к средним и мелким с учетом новых форм собственности, с ориентацией на рынок, экологическую чистоту технологических процессов, высокую производительность труда, гибкость производства, организацию прибыльного производства новых машин с новыми потребительскими свойствами.

4.В высокоразвитых странах главное управляющее воздействие на характер производства оказывает рынок. Адаптация любого производства к рынку через маркетинг означает необходимость изучения потребности рынка товаров.

Непременное условие любого производства товаров: изучи рынок, определи

необходимость товара или вызови эту необходимость и удовлетвори ее. Когда рынок перенасыщен ненужными товарами – значит, по инерции еще действует идеология авторитарного производства.

5. Внимание к гибким производствам ослабло вследствие слабой электронной базы и неувязок при создании комплексов. В 70-е годы в развитых странах мира появились персональные ЭВМ, локальные сети, САПР, АСУТП, ГПС. Одновременно они были созданы и у нас, но экономика дефицита не нуждалась в гибких производствах. Проходит время и видим, что мы отстали в этом вопросе на десятки лет и не можем даже говорить о конкуренции на мировом рынке.

Перечислим основные причины низкой производительности труда (в 2...4 раза ниже, чем в США и Японии):

еще действует по инерции затратный механизм хозяйствования вследствие отсутствия конкуренции;

низкий уровень специализации и кооперирования, в т. ч. научно-техниче- ских достижений. Во всем мире идет борьба за высокое качество комплектующих изделий. Курс на узкую специализацию производств, предприятий и фирм позволит не только повысить производительность труда, но и обеспечить высокое качество разработок изделий, их производство, эксплуатацию и ремонт;

низкий уровень техники и технологии, автоматизации и комплексной механизации, а также постоянно снижающаяся квалификация кадров и их организаторских способностей;

неблагоприятное влияние социальных факторов, например, недостаточная правовая защищенность предприятий, недостаточное стимулирование и удовлетворенность исполнителя и др.

В сущности выше изложены только некоторые недостатки, которые определяют отставание отечественного машиностроения и требуют незамедлительного решения.

1.3. Изучение курса теоретические основы технологии машиностроения

Как прикладная наука технология машиностроения имеет большое значение в подготовке специалиста, дает знания для повседневной и творческой деятельности при разработке прогрессивных технологий и создании рациональной конструкции машин, а также позволяет применять для их производства высокопроизводительные методы.

В пособии не рассматривается сущность конкретных технологических методов (они изучаются в специальных курсах), а дается сравнительная характеристика для выбора и целесообразности применения их при разработке технологических процессов в зависимости от конкретных типов производств.

Поэтому основная задача настоящего пособия - научить студентов общим принципам создания технологии, привить определенные навыки для применения в часто встречающихся на практике ситуациях и творческому подходу при решении различных вопросов производства. Студенты должны готовится к коренному изменению подхода в технологии изготовления машин, поэтому знание общих основ и конкретных технологий механической обработки деталей и сборки машин имеет важное значение.

Теоретические основы в машиностроении относится к основам предмета, используемого студентами при курсовом и дипломном проектировании. Поэтому знание основ технологии машиностроения является непременным условием успешной защиты дипломного проекта и получения квалификации инженера-ме- ханика любой специализации.

1.4. Основные понятия и определения

Приведем некоторые термины (табл.1.1), облегчающие изложение основных вопросов в пособии, в соответствии с действующей в нашей стране единой системой технологической документации (ЕСТД, ГОСТ 3.1109-73, ГОСТ 1883173 и др.).

ТехнологичСовокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможно-

Технологичная Конструкция изделия, значение показателей технологичности которой конструкция соответствуют базовым показателям технологичности, определяемых

отраслевыми нормативами (см. раздел 2).

Трудоемкость Количество времени, затрачиваемого работающим при нормальной интенсивности труда на выполнение того или иного техпроцесса или его части.

Станкоемкость Время, в течение которого занято оборудование при выполнении операоперации ции (обработке детали, изделия). Единица измерения станкоемкости - (детали, станко-ч.

изделия) Норма времени