Основы технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов

ББК 34.5 К60

УДК 621.658.512(075.8)

Борисов В.М.

Основы технологии машиностроения: учеб. пособие для вузов / В.М. Борисов - Казань: Казан. нац. исслед. технол. ун-т, 2011. - 137 с.

ISBN 978-5-7882-1159-6

Рассмотрены теоретические основы технологии машино- строения и их использование для разработки наиболее эконо- мичных технологических процессов. Содержит основные тер- мины и определения, основы квалиметрии, точности и техноло- гичности в машиностроении. Особое внимание уделено расче- там технологических параметров и технико-экономических по- казателей производственных процессов, статистической оценке качества технологических процессов.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлени- ям и специальностям машиностроительного профиля.

Подготовлено на кафедре машиноведения

Ил. 17. Библиогр.: 17 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологическо- го университета

Рецензенты: профессор кафедры ТМП КГТУ им. А.Н.Туполева, заслуженный машиностроитель РТ Н.А.Дунин,

зав. кафедрой СМ и ТМ КГАУ, профессор Ф.Ф. Ибляминов

2

Введение

Модернизация машиностроительной промышленности харак- теризуется непрерывным совершенствованием конструкций из- делий и технологии их производства.

В зависимости от служебного назначения и условий эксплуа- тации изделий, их конструктивных особенностей и предъявляе- мых к ним технических требований применяются различные технологические методы производства.

Перед технологом-машиностроителем возникают сложные задачи по выбору метода получения заготовки и определения её размеров, выбору варианта технологического процесса механи- ческой обработки детали с подбором оборудования, оснастки и расчетом режимов резания на всех этапах реализации этого про- цесса.

Курс технологии машиностроения предназначен для получе- ния обучающимися совокупности технологических знаний, от- носящихся ко всем этапам производства изделий (получение за- готовок, термообработка, механическая обработка деталей и сборка изделий).

Курс технологии машиностроения базируется на таких ос- новных дисциплинах инженерного профиля, как высшая мате- матика, машиностроительное черчение, неорганическая химия, физика, сопротивление материалов, технология конструкцион- ных материалов, детали машин, метрология и стандартизация. В отличие от технологии конструкционных материалов в техноло- гии машиностроения не рассматривается сущность технологи- ческих методов изготовления заготовок и деталей, а даётся сравнительная характеристика этих методов с целью выбора и целесообразного их применения при построении технологиче- ских процессов в зависимости от конкретных условий производ- ства.

3

1.ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫИОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1.Понятие о технологии машиностроения. Краткая историческая справка

Дисциплина «Технология машиностроения» занимается изу- чением закономерностей, действующих в процессе производст- ва изделий, с целью использования этих закономерностей для обеспечения требуемого качества изделий при наименьшей их себестоимости.

Начало развития технологии машиностроения связано с по- явлением крупной промышленности и относится к глубокой древности - эпохи Киевской Руси, в основном при изготовлении вооружения (на оружейных заводах эпохи Петра I, тульских за- водах).

В 1807г. была написана первая книга по технологии машино- строения профессором МГУ И. Двигубским «Начальные осно- вания технологии или краткое описание работ на заводах и фаб- риках производимых». Следующие труды в этой области были написаны профессорами И.И.Тиме, А.П.Гавриленко.

С того времени развитие технологии машиностроения шло в направлении обобщения практического опыта и дальнейшего развития теоретических основ. Большой вклад в становление технологии машиностроения был сделан отечественными уче- ными Б.С.Балакшиным, Н.А.Бородачевым, С.В.Вотиновым, В.И.Дементьевым, М.Е.Егоровым, А.Н.Кашириным, В.М.Кованем, В.С.Корсаковым, А.А.Маталиным, Э.А.Сателем, А.П.Соколовским, А.Б.Яхиным и многими другими.

Основными задачами по развитию промышленности являют-

ся:

- изучение закономерностей протекания технологических процессов;

5

- выявление параметров этих процессов, воздействие на кото- рые наиболее эффективно для интенсификации производства, повышения его точности, автоматизации и комплексной меха- низации и на базе этого снижение себестоимости производимой продукции.

1.2. Взаимосвязь конструирования и производства машин

Технический прогресс всех отраслей народного хозяйства за- висит от развития машиностроительного производства (совер- шенствования технологии производства и конструкции самих изделий).

Перед технологом-машиностроителем возникают задачи:

-выбор метода выполнения заготовки,

-выбор варианта механической обработки,

-выбор оборудования и оснастки,

-расчет размеров заготовки и режимов обработки на всех стадиях,

-выбор метода сборки и т.д.

Решение этих задач в зависимости от конструкции изделия, предъявляемых к нему технических требований и заданной про- граммы - главная цель технологии машиностроения. При кон- струировании изделий и их деталей необходимо учитывать тех- нологические условия производства (сложность выполнения).

Конструкторам крайне необходимо знать технологию изго- товления изделий и их деталей, чтобы проектировать так назы- ваемую «технологическую» конструкцию изделия.

1.3. Производственный процесс в машиностроении

Производственный процесс - совокупность действий, на- правленных на превращение сырых материалов или полуфабри- катов в готовую продукцию или изделие. Этот процесс в маши-

6

ностроении охватывает: подготовку средств производства и ор- ганизацию обслуживания рабочих мест; получение и хранение материалов и полуфабрикатов; все стадии изготовления деталей- узлов; транспортировку материалов, заготовок, деталей, узлов и изделий; контроль на всех стадиях производства; упаковки гото- вой продукции.

Производственный процесс разделяется на технологические процессы.

Технологический процесс - часть производственного процес- са, который характеризуется последовательным изменением состояния объекта производства.

Различают технологические процессы:

-получения заготовок,

-термообработки,

-механической обработки заготовок - совокупность опера- ций, направленных на последовательное превращение заготовки

вдеталь, путем изменения ее размеров, форм и качества поверх- ностей,

-сборки,

-испытания.

1.4. Структура технологического процесса

Технологический процесс выполняется на рабочих местах.

Рабочее место - участок производственной площади, обору- дованный в соответствии с выполняемой на нем работой. Ос-

новной элемент технологического процесса - операция.

Операция — часть технологического процесса, выполняемая

над определенным объектом или деталью одним рабочим или группой рабочих на одном рабочем месте.

Установка - часть операции, выполняемая при одном закреп- лении заготовки (детали) в станке или приспособлении.

7

Признаки:

-универсальность оборудования;

-расположение оборудования по типам;

-применяется универсальный и нормализованный режущий инструмент;

-высокая квалификация рабочих;

-технологический процесс разрабатывается не детально (маршрутный).

Серийное (мелкосерийное - примыкает к единичному, сред- несерийное, крупносерийное примыкает к массовому).

Признаки:

-цикличность производства;

-количество операций превышает количество рабочих мест;

-оборудование от универсального до специального;

-специальный режущий и мерительный инструмент;

-относительно высокая .квалификация рабочих;

-установка оборудования по типам и по предметам;

-технологический процесс разработан детально (поопераци- онно);

-относительно большая доля производственной зарплаты в себестоимости изделий.

Массовое - на большинстве рабочих мест выполняются за-

крепленные за ними одни и те же операции.

Признаки:

-выпуск одного вида изделия;

-специальное оборудование, режущий и мерительный инст- румент;

-поточные и конвейерные линии;

-полная взаимозаменяемость деталей;

-механизация и автоматизация операций;

-невысокая квалификация производственных рабочих и вы- сокая - вспомогательных (наладчиков, инструментальщиков, ремонтных слесарей).

9

1.6. Концентрация и дифференциация технологических операций

Можно создать технологический процесс обработки детали содержащий относительно небольшое число операций (и соот- ветственно этому небольшое число типов станков), состоящих в большинстве случаев из нескольких переходов и, наоборот, из большого числа, но простых операций, содержащих, как прави- ло, лишь одну обработку.

Отсюда, метод концентрации операций - метод обработки, соединяющий более простые операции в одну сложную.

Преимущество метода - уменьшение затрат рабочего времени (трудоемкости), сокращение производственного цикла, облегча- ется производственное планирование, способствует совершен- ствованию конструкций станков.

Недостаток - требует применения высокопроизводительных станков и станков специального назначения, что может быть оправдано с экономической точки зрения лишь при достаточно большом масштабе производства. Сложен переход на новые из- делия.

Метод концентрации операций основан на трех формах:

-организационная (метод обработки прежний, но нужна ре- организация рабочего места - новое оборудование);

-механическая (замена установки позициями);

-технологическая (простые операции заменяются сложны-

ми).

Концентрация операций на одном станке, как правило, воз- можно лишь для однородных обработок (на станках многократ- ной обработки - многошпиндельные станки).

Метод дифференциации операций - метод обработки, расчле- няющий сложную операцию на более простые.

10