Современные машины ОМД, пути создания и принципы совершенствования

Результаты развития машиностроения можно увидеть вокруг себя. Без машин сложно представить нашу жизнь. Они окружают нас повсюду, являются нашими помощниками и даже иногда заменяют работу человека. Их действия точны и быстры. Но для того чтобы машина работала правильно и бесперебойно, управлять ею должен знающий, умный человек. И то, что должна делать машина, тоже зависит от человека. Именно поэтому управлять машинами большая ответственность.

Человеческое общество постоянно испытывает потребности в новых видах продукции, в сокращении затрат труда при производстве освоенной продукции. Эти потребности могут быть удовлетворены с помощью новых машин.

Развитие машиностроения продолжается, и каждый день тысячи человек трудятся над тем, чтобы усовершенствовать, улучшить и повысить эксплуатационные показатели машин, сделать их более удобными и совершенными. В современных условиях развитие науки и техники все в большей степени подчиняется решению проблем общества.

Развитие ковочно-штамповочного производства, как наиболее прогрессивного метода обработки давлением металлов, связано с внедрением механизации и автоматизации технологических, транспортных операций и нагрева. Большое значение приобретают конструкции, способные на основе механизации повысить точность и чистоту поковок до такого состояния, которое исключило бы необходимость дальнейшей механической обработки.

Теоретическая мысль русских инженеров в анализе работы кузнечных машин находится на сравнительно большой высоте для своего времени.

Для начала конструирования обязательно нужно изучить предшествующий опыт, выбрать прототип и постараться его усовершенствовать. Конструкция должна обеспечивать следующие качества:

- функциональную целесообразность (выполнение заданных функций разумными средствами)

- удобство

- безопасность

- технологичность

- патентную чистоту

Изобретатели во многих случаях предлагают решения, опережающие состояние техники на текущий период. Ускоренное внедрение изобретений есть путь к решению проблемы создания новой техники.

Таким образом, для производства любой машины необходимо иметь:

· материалы

· станки и инструмент для получения деталей и комплектующих;

· оборудование для создания сборочных единиц и готовых изделий

· работу с максимальной организацией производственного процесса

· квалифицированный персонал, осуществляющий и совершенствующий процесс производства машин.

Какое бы назначение ни имела машина, возможности конструктора ограничены выбором материалов с необходимыми свойствами. Трудом сотен поколений были открыты и освоены десятки металлов и тысячи сплавов и соединений.

В настоящее время к металлам относят 80 элементов периодической системы Д.И. Менделеева. Каждый металл обладает своими особенностями. Сравнивая между собой разные металлы, видно, что наряду с общими свойствами и поведением, они имеют и явные различия. Например, металлы сильно различаются по температуре плавления (ртуть при комнатной температуре остается жидкой и затвердевает только при - 38,50С, галлий плавиться, если держать его в руке - температура его плавления 29,50 С, а чтобы расплавить вольфрам, его нужно нагреть до 34500С).

Переворот в технике происходит с интенсивным развитием алюминиевой и магниевой промышленности. В последние десятилетия человечество получило в свое распоряжение группу тугоплавких переходных металлов: титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, рений, молибден, вольфрам; редкоземельных металлов цериевой группы - лантан, церий, неодим, празеодим, иттрий.[15]

Для производственного процесса машиностроители получают с металлургических заводов исходные материалы. Их огромное количество, и для того, чтобы правильно ориентироваться и выбрать наиболее подходящий материал для тех или иных условий работы, требуется много знаний.

Большую часть широко используемых материалов занимают черные сплавы. Черными называются сплавы железа с углеродом - стали и чугуны. Огромное количество сталей принято классифицировать по назначению:

- конструкционные стали - стали, используемые для изготовления деталей машин;

- инструментальные стали - стали, идущие на изготовление режущего, измерительного и штампового инструмента;

- стали и сплавы с особыми свойствами, обладающие каким-либо резко выраженным качеством: нержавеющие, жаропрочные, теплоустойчивые, износостойкие и т.д.

Следующая большая группа материалов - цветные. К ним относятся алюминий и его сплавы, магний и его сплавы, медь и ее сплавы и другие.

Все большее применение в различных областях отечественного машиностроения находят неметаллические материалы. Это всевозможные резины, пластические массы, стекло наполненные полимеры. Не металлические материалы используются для разнообразных изделий машиностроения: амортизаторов, прокладок, демпфирующих колец, втулок, плат, пластин, корпусов, диэлектриков и т.д.

Еще в глубокой древности, были известны порошковые сплавы, но их промышленное производство было налажено с 1827 года П.Г. Соболевским, который организовал изготовление монет из порошка платины, путем прессования и спекания.

На сегодняшний день это достаточно весомая подгруппа машиностроительных материалов - сплавы, изготавливаемые путем прессования и спекания без расплавления или с частичным расплавлением.

Перспективным способом создания нового материала, становится комбинирование материалов. Комбинирование материалов - это особый класс новых гетерофазных материалов, состоящих, как правило, из высокопрочных наполнителей и пластичных связующих. Наполнитель в виде усиливающих элементов расположен равномерно или неравномерно по всему сечению матрицы. Совместная работа разнородных компонентов дает эффект, равносильный созданию нового материала, свойства которого количественно и качественно отличаются от свойств каждого из составляющих. Композиции могут быть применены для создания покрытий и деталей узлов. Важнейшим достоинством комбинирования материалов является возможность создания конструкций с заранее заданными свойствами, наиболее полно отвечающими характеру и условиям работы.

В настоящее время в различных областях техники применяют КМ, сформированные на основе металлических, керамических и полимерных матриц.

В распоряжении современного специалиста имеется огромная база материалов с самыми различными свойствами и очевидна достаточно сложная задача по выбору наиболее подходящего из них в каждом конкретном случае.

Процесс выбора материалов происходит в режиме диалога системы с пользователем. Пользовательский интерфейс системы прост и удобен. Вопросы задаются либо автоматически, либо устанавливаются самим пользователем. По мере того, как система получает от пользователя ответы на вопросы, она сокращает номенклатуру поиска.

В целях помощи в принятии окончательного решения о выборе материала и обеспечения полезной информацией, система снабжена справками. Справки доступны в любой момент работы с системой и содержат: ГОСТы, область применения, формы поставки, библиографические ссылки.

Право окончательного выбора в конечном счете остается за человеком, специалистом, который занимается выбором материала, в связи, с чем не стоит забывать об экологическом аспекте использования материала. Тысячи лет человек использует земные запасы металлов, постоянно совершенствуются методы разработки ископаемых и процессы обогащения руд, развивается металлургия. Но запасы металлов на нашей планете не безграничны и в настоящее время оценены достаточно точно. В земной коре (литосфере) на глубине до 1 км содержатся следующие металлы в весовых процентах см. Табл. 1.

Таблица 1.

Металл	Доля в весовых %	Металл	Доля в весовых, %
Алюминий	8	Титан	0,6
Железо	5	Медь	0,01
Никель	0,01	Олово	0,004
Цинк	0,004	Свинец	0,0016
Серебро	0,00001	Золото	0,0000005
Магний	2,1	Платина	0,00000005

Ограниченность земных ресурсов заставляет человечество обратиться к запасам металлов в мировом океане и в космосе.

Не менее важен вопрос утилизации и переработки использованных материалов. Особенно остро он звучит для неметаллических материалов.

Итак, материалы, конструкция и технология равноценны и взаимозависимы и все эти параметры имеют влияние на функции и потребительские качества конструкции.

Совокупность отдельных процессов, выполняемых для получения изделий, называют производственным процессом, включая вспомогательные элементы: транспортировку, контроль, изготовление инструмента и приспособлений, упаковку. [1-с.171]

Часть производственного процесса, непосредственно связанная с превращением исходного материала в готовое изделие, называется технологическим процессом. Разработкой технологического процесса изготовления деталей и конструкций занимается отдел главного технолога. Инструментальный цех готовит всю технологическую оснастку. После технологической подготовки приступают к изготовлению деталей, из которых и собираются изделия.