Глава 1. Машиностроение как средство технического перевооружения промышленности

В.Н. Андреев, Ю.А. Калошин

Технология конструкционных материалов

 

Учебно-практическое пособие

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение ……………………………………………………………………………. 5

Глава 1. Машиностроение как средство технического перевооружения

 промышленности ………………………………………………………………..… 5

1.1. Производственный и технологический процессы ………………………….. 8

1.2. Структура технологического процесса ………………………………...…… 9

1.3. Типы машиностроительного производства …………………………..…… 12

1.4. Виды обработки деталей …………………………………………………… 14

1.5. Технологичность конструкций машин и деталей ………………………… 15

Вопросы для самоконтроля по теме ………………………………………..…… 16

Тесты по теме ………………………………………………………………..…… 16

Глава 2. Точность механической обработки заготовок ……………….… 16

2.1. Понятие точности и основные факторы, влияющие

на точность обработки …………………………………………………………… 16

2.2. Шероховатость поверхности и ее влияние на эксплуатационные

свойства машин ……………………………………………………………………19

Вопросы для самоконтроля по теме …………………………………………..… 21

Тесты по теме ………………………………………………………………..…… 21

Глава 3. Базирование деталей и заготовок в процессе обработки ……… 21

3.1. Понятие о базах и их видах ……………………………………………….… 21

3.2. Способы установки заготовок на станках. Правило шести точек.

Принципы базирования………………………………………………………...… 22

Вопросы для самоконтроля по теме …………………………………………..… 26

Тесты по теме …………………………………………………………………..… 26

Глава 4. Выбор заготовки в зависимости от типа производства

и величины припусков на обработку …………………………………………… 26

4.1. Виды заготовок и методы их изготовления ……………………………..… 26

4.2. Припуски на обработку деталей …………………………………………… 28

Вопросы для самоконтроля по теме …………………………………………..… 30

Тесты по теме …………………………………………………………………..… 30

Глава 5. Основы технического нормирования …………………………… 30

Вопросы для самоконтроля по теме …………………………………………..… 32

Тесты по теме …………………………………………………………………..… 32

Глава 6. Основные принципы построения технологических

процессов изготовления машин …………………………………………….…… 33

6.1. Основы проектирования технологических процессов ………………….… 33

6.2. Типизация технологических процессов ………………………………….… 37

6.3. Критерии оценки технологического процесса …………………………..… 38

Вопросы для самоконтроля по теме …………………………………………..… 39

Тесты по теме …………………………………………………………………...… 40

Глава 7. Основные сведения о станочных приспособлениях …………… 41

7.1. Классификация и назначение ……………………………………………..… 41

7.2. Разновидности станочных приспособлений ……………………………..… 45

Вопросы для самоконтроля по теме ………………………………………..…… 47

Тесты по теме …………………………………………………………………..… 47

Глава 8. Сборка машин ……………………………………………….…… 47

8.1. Основные понятия ………………………………………………………...… 47

8.2. Методы сборки ……………………………………………………………… 48

8.3. Техническое нормирование сборочных операций …………………...…… 51

8.4. Основы проектирования технологических процессов сборки ………....… 51

Вопросы для самоконтроля по теме …………………………………………..… 55

Тесты по теме …………………………………………………………………...... 56

Тесты по дисциплине …………………………………………………………..… 56

Ответы на тесты по темам ……………………………………………………..… 57

Перечень тем лабораторных работ и практических занятий по дисциплине …58

 

Список рекомендуемой литературы ……………………………………….…… 58

 

 

Введение

Настоящее учебно-практическое пособие предназначено для оказания помощи при изучении дисциплины «Технология конструкционных материалов», в результате чего студенты получат знания по изготовлению типовых деталей машин, усвоению методики и техники разработки передовых, наиболее экономичных и производительных технологических процессов изготовления, сборки и ремонта пищевых машин и аппаратов.

Разделы данного пособия составлены в соответствии с рабочей программой курса «Технология конструкционных материалов».

Основные задачи, решаемые в учебно-практическом пособии - научить студентов:

- анализировать конструкцию машины и ее деталей с точки зрения технологичности;

- выбирать методы обработки заготовок, которые обеспечивали бы получение заданной производительности, точности обработки и качества поверхности изготовляемых деталей;

- разрабатывать технологические процессы изготовления типовых деталей машин в серийном производстве;

- оформлять необходимую технологическую документацию;

- разрабатывать технологические процессы сборки различных изделий машиностроения.

 

 

Глава 1. Машиностроение как средство технического перевооружения промышленности

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция – машины различного назначения, поставляемые всем отраслям

промышленности. Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технология обработки давлением, технология сварки, технология механической обработки, технология сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии, охватывающей все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.

Технология конструкционных материалов – это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьших затратах живого и общественного труда, т.е. при наименьшей себестоимости. Поэтому под «технологией конструкционных материалов» принято понимать научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки деталей и сборки машин и попутно затрагивающую вопросы выбора заготовок и методы их изготовления. В машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном путем механической обработки, так как другие способы обработки не всегда могут обеспечить выполнение этих технических требований. В процессе механической обработки деталей машин, возникает наибольшее число проблемных вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленных конструкторами перед производством.

Технология конструкционных материалов как наука прошла в своем развитии несколько этапов:

I этап: совпадает с завершением периода восстановления и началом реконструкции промышленности страны (до 1929-30гг.) и характеризуется накоплением отечественного и зарубежного производственного опыта изготовления машин.

II этап: относится к периоду I-ых пятилеток до начала отечественной войны (1939-1941гг.) и определяется продолжением накопления производственного опыта с проведением его обобщения и систематизации, началом разработки общих научных принципов построения технологических процессов (Соколовский А.П., Каширин А.И., Кован В.М., Яхин А.Б.).

III этап: охватывает годы войны и послевоенного развития (1941-1970гг.). Отличается интенсивным развитием технологии конструкционных материалов, разработкой новых технологических идей и формированием научных основ данной науки.

IV этап: с 1970 г. и по настоящее время. Отличительная особенность современного этапа развития технологии конструкционных материалов – широкое использование достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических проблем и практических задач. Широко применяется вычислительная техника при проектировании техпроцессов и математическое моделирование процессов механической обработки. Осуществляется автоматизация программирования процессов обработки на широко распространяющихся станках с ЧПУ. Создаются системы автоматизированного проектирования техпроцессов – САПР ТП. Углубляется разработка проблемы влияния технологии на физико-химическое состояние металла поверхностного слоя обрабатываемых заготовок. Продолжается разработка проблемы технологической наследственности и упрочняющей технологии. Ведутся работы по созданию гибких автоматизированных систем на основе использования ЭВМ и компьютерной техники, автоматизации межоперационного транспорта и контроля и робототехники.  

Процесс механической обработки связан с эксплуатацией сложного оборудования – металлорежущих станков; трудоемкость и себестоимость механической обработки больше, чем на других этапах процесса изготовления машин.

Эти обстоятельства объясняют развитие «Технологии конструкционных материалов» как научной дисциплины, в первую очередь, в направлении изучения вопросов технологии механической обработки и сборки, в наибольшей степени влияющей на производственную деятельность предприятия.

Задачи, которые призвана решать «Технология конструкционных материалов» как наука:

1. Улучшить качество изделий и машин.

2. Снизить металлоемкость и стоимость оборудования на единицу мощности или производительности.

3. Интенсифицировать производство, углубить и расширить специализацию, кооперацию, унификацию.

4. Усилить техническое переворужение, которое заключается в том, что новое оборудование, которое отправляется на машиностроительные заводы для замены старого должно отличаться более высокой производительностью, износостойкостью, надежностью и прочностью.

 5. Дальнейшее развитие и специализация заготовительной базы.

6. Увеличение производительности труда за счет внедрения новой техники с применением ЭВМ и систем компьютерной техники.

Точность изготовления деталей и связанная с ней надежность машин является в современном автоматизированном машиностроении первостепенной задачей. Низкая точность и необоснованное завышение ее недопустимо, так как: в первом случае машина получается неработоспособной и ненадежной, во втором – резко усложняется ее производство и, следовательно, завышается себестоимость изделия. Решение вопросов точности должно производиться комплексно. Так, повышение точности изготовления заготовок при росте их себестоимости, снижает трудоемкость и себестоимость механической обработки и наоборот. В свою очередь, повышение точности механической обработки сокращает трудоемкость и себестоимость сборки в результате устранения пригоночных работ и обеспечения взаимозаменяемости деталей изделия. Таким образом, важной задачей при установлении технологического процесса является выбор оптимального варианта изготовления деталей изделия и определение необходимой точности на каждом этапе создание машины с учетом возможности производства и экономики.

 Важнейшей характеристикой современных машин является их качество. В соответствии с ГОСТ 15467-89 под качеством продукции понимается совокупность свойств обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением. Степень совершенства машины, выражающаяся ее мощностью, КПД, производительностью и экономичностью, степенью автоматизации и точностью работы и др. показателями, определяет общий технический уровень машины.

Для общей оценки качества машины применяются следующие основные эксплуатационные и производственно-технологические характеристики:

1. Работоспособность – такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров, установленных нормативно-технической документацией.

2. Надежность – свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность.

3. Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия.

4. Наработка до отказа – время работы до отказа, выраженное в часах (величина случайная).

5. Срок службы изделия – определятся его наработкой до достижения предельного регламентированного состояния (предельный износ) и называется ресурсом. Ресурс в отработанных часах или допустимый срок службы изделия (в календарных часах) является неслучайной детерминированной величиной. 

6. Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого периода времени или некоторой наработки (без регулирования и ремонта).

7. Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т.е. в течение всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

8. Трудоемкость – определяется продолжительностью изготовления изделия при нормальной интенсивности труда в часах (нормочасы).

9. Станкоемкость – продолжительность времени, в течение которого должны быть заняты станки или другое оборудование для изготовления всех деталей изделия (станкочасы).

10. Производственный цикл – интервал календарного времени от начала до окончания процесса изготовления или ремонта изделия.

11. Конструктивная преемственность изделия – свойство изделия, определяющее возможность использования в нем деталей и сборочных единиц, применяемых в других изделиях.

12. Технологическая преемственность изделия – свойство изделия, определяющее возможность использования применяемых на предприятии технологических процессов, отдельных технологических операций и средств технологического оснащения для его изготовления или ремонта.

Литература:[1, c. 11-45, 55-77, 501-508], [2, c. 5-6], [3, c. 5-7], [4, c. 5-10].