Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Конспект лекций

.pdf
Скачиваний:
165
Добавлен:
20.02.2016
Размер:
5.6 Mб
Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ»

ЛЕКЦІЇ ПО КУРСУ «ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ МАШИНОБУДУВАННЯ»

для студентів 3-4 курсів спеціальності 07090202 «Технологія машинобудування»

частина 1

Затверджено на засіданні кафедри хімічного машинобудування протокол № від . 0 .2010

Дніпропетровськ УДХТУ 2010

1

Лекції по курсу «Технологічні основи машинобудування» для студентів 3-4 курсів спеціальності 070902 / Укл. Чухно М.С. – Дніпропетровськ: УГХТУ, 2010. – 110 с.

Укладач: М.С. Чухно, канд. техн. Наук

Відповідальний за випуск В.І. Ситар, канд. техн. Наук

Навчальне видання

Лекції по курсу «Технологічні основи машинобудування» для студентів 3-4 курсів спеціальності 070902

Укладач: ЧУХНО МИКОЛА СЕМЕНОВИЧ

Редактор Л.М. Тонкошкур Коректор Л.Я. Гоцуцова

Підписано до друку

Формат 60х84 1/16. Папір ксерокс. Друк

різограф. Умов.– друк. арк.

Облік.– вид. арк. Тираж 100 прим. Зам. №

Свідоцтво ДК № 303 від 27.12.2000.

УДХТУ, 49005, м. Дніпропетровськ – 5, просп. ім. Гагаріна, 8.

2

ЗМІСТ

 

1. ВСТУП

5

1.1. Значення машинобудування в сучасній промисловості

5

1.2. Деякі історичні свідчення розвитку машинобудування

7

1.3. Тенденції та перспективи розвитку технології машинобудування

11

1.4. Контрольні питання

14

2. 2. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ПОЛОЖЕННЯ

14

2.1. Основні поняття технології машинобудування

14

2.2. Виробнича програма і виробничий склад машинобудівного

підприємства

17

2.3. Виробничі і технологічні процеси

18

2.4. Характеристика типів виробництв та їх визначення

21

2.5. Основи технічного нормування

27

2.6. Контрольні питання

36

3.ТЕХНОЛОГІЧНІСТЬ КОНСТРУКЦІЇ ВИРОБІВ

36

3.1. Поняття та характеристика технологічності виробів

36

3.2. Вимоги технологічності при конструюванні

38

3.3. Вимоги технологічності при складанні

40

3.4. Вимоги технологічності при виготовленні заготівок

45

3.5. Вимоги технологічності при виготовленні деталей

47

3.6. Вимоги технологічності при експлуатації виробів

53

3.7. Методи оцінки технологічності виробів

54

3.8. Контрольні питання

56

4 . ЗАГОТІВЕЛЬНІ ОПЕРАЦІЇ

56

4.1. Заготівельні операції у хімічному машинобудуванні

56

4.1.1 Вибір заготовок в хімічному машинобудуванні

56

4.1.2 Припуски на обробку та їх визначення

61

4.1.3 Попередня обробка заготовок у хімічному машинобудуванні

66

4.1.3.1 Правка заготовок

67

3

 

4.1.3.2 Обдирання заготовок з круглого прокату

69

4.1.3.3 Способи розрізання заготовок

69

4.1.3.4 Центрування заготовок

72

4.1.3.5 Очищення та термообробка заготовок

74

4.2. Заготівельні операції у хімічному апаратобудуванні

75

4.2.1 Вибір заготовок в хімічному апаратобудуванні

75

4.2.2 Визначення припусків у хімічному апаратобудуванні

77

4.2.3 Попередня обробка заготовок у хімічному апаратобудуванні

78

4.2.3.1 Правка листового та сортового прокату

78

4.2.3.2 Способи очищення та розмічання листового прокату

84

4.2.3.3 Способи розрізання листового прокату

87

4.2.3.4 Обробка кромок

96

4.2.3.5 Способи гнуття листового прокату

97

4.2.3.6 Гнуття трубного прокату

105

4.3Контрольні питання

110

5. Література

111

4

1.ВСТУП

1.1.Значення машинобудування в сучасній промисловості

Технологія машинобудування – це наука про виготовлення машин заданої якості в установлені виробничі терміни та в необхідній кількості при мінімальній собівартості.

Технологія машинобудування як учбова дисципліна має ряд особливостей які відрізняють її від інших дисциплін. По перше технологія машинобудування – прикладна наука. Як писав один з її засновників проф.. Соколовський А.П. «вчення про технологію народилося в цеху й не повинно переривати з ним зв’язку. В іншому випадку робота технолога стане безплідною». По друге технологія машинобудування окрім того що вона є прикладною наукою разом з тим має значну теоретичну основу а саме:

-вчення про типізацію технологічних процесів та групові методи обробки;

-вчення про жорсткість системи ВПІД (верстат, пристрій, інструмент, деталь);

-точність процесу обробки;

-похибки обладнання та пристроїв і їх вплив на точність обробки;

-вплив механічної обробки на стан матеріалу обробленої деталі та експлуатаційні властивості;

-розрахунки оптимальних припусків на обробку;

-шляхи підвищення продуктивності та економічності технологічних процесів;

-теорія конструкторських та технологічних баз;

-вчення о технологічності виробів.

Технологія машинобудування – є комплексною інженерною та науковою дисципліною, яка тісно зв’язана з розробками багатьох інших дисциплін таких як: теорія різання, металорізальні верстати, допуски т а технічні

5

вимірювання, матеріалознавство, вища математика, фізика, теплотехніка та ін..

Першочергове значення технології машинобудування витікає з того, що людина не може існувати без використання в своєму житті машин та знарядь праці, які вивільняють людину від тяжкої виснажливої фізичної праці, або використовуються для культурних та матеріальних потреб. Потреби людства весь час зростають, тому зростає кількість та досконалість машин. А ефективне виготовлення цих машин і є задачею машинобудування. Крім того машини, які широко використовуються в різних галузях промисловості в зв’ язку з прискоренням науково-технічного прогресу швидко морально старіють, а це визиває необхідність їх заміни сучасним обладнанням. Зростання темпів НТП можливо прослідкувати хоча б на таких прикладах.

До створення парусних суден пройшло декілька тисяч років; До створення пароплавів – 600 років; До створення атомоходу 48 років.

Від відкриття електричного струму (Гальвані) до створення електричної станції пройшло 100 рок

ів. Від побудування атомного реактора (Фермі) – 42 роки; До атомної електростанції – 12 років.

Від створення телефону до телефонного зв язку пройшло 56 років, від ідеї радіо до радіозв’ язку – 35 років, від ідеї транзистора до його виробництва – 5 років.

У склад машинобудування також входить такий напрямок як апаратобудування. Апаратобудування пов’язано з такими галузями промисловості: хімічна, мікробіологічна, харчова та інші. Обладнання для цих галузей має свої особливості. У цих галузях широко використовуються ємкості апарати, які складаються з таких типових деталей як корпуса, днища, трубні решітки, фланці тощо. Для виготовлення цих деталей використовуються подібні технологічні операції (зварювання, розрізання листового прокату, штамповка тощо) та обладнання. В апаратобудуванні

6

находить широке розповсюдження виготовлення апаратури з економічно вигідних біметалічних матеріалів.

З усього цього витікає важливе значення першочергового розвитку машинобудування. Архімед в свій час захоплюючись властивостями важеля и перспективами його застосування вигукнув: «Дайте мені точку опору і я переверну увесь світ.» Так от машинобудування є саме та точка опору за допомогою якої можливо ефективно здійснити проведення і удосконалення технологічних процесів у будь якій галузі господарства.

Дуже важливим є знання з технології машинобудування для спеціалістів будь яких спеціальностей механічного профілю. Без знання цієї дисципліни неможлива ефективна праця будь-якого інженера-механіка.

1.2. Деякі історичні свідчення розвитку машинобудування

Обробка різних матеріалів відома з давніх часів.

Так у 1949 році при розкопках Авненського кургану в Південній Осетіі знайдено шматок бронзи – різець для обробки металу (золота та срібла), який відноситься до 3-хтисячолітньої давнини.

Винахід добування вогню обертанням між долонями загостреної палички привів до створення одного з способів обробки отворів.

Відомий кам’яний рельєф, який відноситься до еленічної епохи ( 300 років до н.е.) на якому зображений токарний верстат.

По ствердженню історика Плінія дехто Феодор, мешканець острову Самоса у Єгейському морі, за 400 років до нашої ери застосовував верстат для обточки виробив з металу. Цей верстат мав стійку, 2 бабки і пристрій для механічного обертання від ноги заготовки. Для рівномірного обертання служив маховик. На перших токарних верстатах різець тримали в руках, потім винайшли різцетримач, потім механічний привід пересування різця.

7

Вперше у Росію привезли верстат для обробки у 1711 році з Флоренції, який виготовив майстер Зінгер. Цар Петро 1 запросив його на службу, з цього часу почалося виготовлення верстатів у Росії.

Відомий російський майстер-самоучка А.К. Нартов побудував перший

усвіті верстат у 1788 році з механічним супортом.

У1794 році талановитий англійський механік Генрі Модслі побудував токарній верстат з самохіднім супортом.

Це великі досягнення в світі на той час.

Великі досягнення в створенні верстатів у Росії мають такі відомі майстри як:

- Яків Батіщев (верстат для одночасного свердління 24 стволів); - М.В.Ломоносов ( шліфувальний та інші верстати); - І.Кулібін, П. Захава ( нарізання різьби) та інші.

Відомий пріоритет Росії в організації взаємозамінного виробництва. Так перша інструкція по організації взаємозамінного виробництва розроблена у Росії і застосована на тульському збройному заводі ( автор інженер, граф Шувалов) Це було зроблено за 25 років до того як це зробив французький інженер Леблан, і за 100 років до того як були сформульовані основні принципи взаємозамінності Джозефом Вітвортом на з їзді англійських промисловців.

Багато прогресивних винаходів у створенні верстатів майстрами не отримало розповсюдження тому, що патентне право, наприклад, у Росії з’ явилося тільки в перший половині 19 століття. У той час як у Англії в 1623 році, а у Франції у 1791 році.

Самий ранній пристрій для свердлування металів описаній у німецьких рукописах, які відносяться до 15 століття.

З створенням парових машин виникла потреба в оброблюванні отворів розточуванням. На початку виготовлення отворів великого діаметру досягти необхідної точності було дуже важко. Так англійський машинобудівник Рейнольдс обробив отвір у циліндрі насоса діаметром 28 дюймів ( 711мм.)

8

Різниця діаметрів після обробки складала півмізинця. При цьому він казав: «Це досягнення велика радість для мене». В цей час створюються спеціальні розточувальні верстати у горизонтальному виконанні. Першим таким верстатом вважається верстат Джона Вілкінсона побудований у 1775 році у Англії, який дав на той час небачену точність. На ньому був оброблений циліндр парової машини Уатта . Різниця діаметрів складала близько товщини шестипенсової монети (1,6 мм.) при середньому діаметрі 72 дюйма (1829 мм.).

Точність сучасних розточувальних верстатів дає долі мікрометра. Відомо що І. Ползунов у Росії побудував парову машину раніше Уатта.

Він займався обробкою її циліндрів у 1765 році. Одначе креслень на обладнання верстатів не збереглося.

Перша установка по фрезеруванню площин була створена у Китаї у 1668 році. Верстати для обробки зубців були відомі вже в середині 17 сторіччя .

Історію появи стругального верстата зв’ язують з винаходом Фоком у середині 18 століття машини, яка описана французькою академією наук.

Найбільш древній спосіб обробки це обробка заготовки природнім камінням.

Розрізняють два способи: заточка всіляких ріжучих засобів та зброї і

обробка предметів для отримання заданих розмірів та якості

поверхонь.

Так, наприклад, заточувальний верстат показаний

на стародавній

гравюрі Ізраіля фон Меккенема, яка датована 1485 роком.

Досконалість приводів є значною технічною характеристикою верстатів. Як би механік 17 сторіччя раптом опинився в цеху сучасного заводу то більш усього він був би уражений не кількістю машин та їх формою (о їх призначенні він би швидко здогадався ), а тим що вони працюють без видимого підводу до них енергії.

Можна навести приклади розвитку приводів верстатів.

Перші устрої для обробки матеріалів різанням приводилися вручну:

9

-інструмент обертався між долонями;

-обертання інструмента за рахунок вірьовки;

-лучковий прилад (тятивою лука);

-обертання ногою за допомогою вірьовки;

-обертання за допомогою кривошипно-шатунного механізму ( швейна машинка)

-застосування в приводі маховика для рівномірного обертання;

-розподіл привода та верстата ( один робітник обертав, другий оброблював).

Наступний етап це:

-притягнення до обертання домашніх тварин;

-залучення для привода верстатів водяного колеса, який одночасно приводив у рух декілька верстатів від загального валу;

-застосування в другий половині 18 століття для спільного привода парової машини;

-застосування для приводів електродвигунів після винайдення у 1834 першого практично придатного електродвигуна відомим російським вченим академіком Б.С.Якобі;

-оснащення індивідуальним приводом окремого верстата;

-оснащення індивідуальними приводами окремих функціональних вузлів верстата;

-створення крокових двигунів і їх застосування на верстатах з ЧПК. Паралельно з розвитком засобів виробництва в машинобудуванні

розвивались і наукові основи виготовлення машин.

Першу наукову працю в якій узагальнювався досвід багатьох поколінь і яка заклала основи верстатобудування та обробки металів написав французький вчений Шарль Плюмье. По розпорядженню Петра 1 в 1716 році вона була переведена на російську мову. В книзі Плюмье вперше в літературі були вказані основні правила установки токарного верстата з урахуванням сприятливого освітлення та зручної висоти робочої зони.

10