И технологий машиностроения

При выполнении курсового и особенно дипломного проектирования студент должен провести сравнительный анализ возможных альтернативных вариантов выбора материалов и технологических процессов промышленного производства изделий машиностроения и обработки материалов. В общем виде это означает, что выбирается и обосновывается из ряда возможных вариантов такой проектный вариант, который отвечает заданным техническим требова-ниям, является наиболее экономичным, отвечает потребностям рынка.

Методики экономического обоснования и сравнения альтернативных вариантов рассматриваются в специальных курсах, соответствующей литера-туре и методических разработках.

Технологическое и техническое проектирование должно содержать сравнительные данные, не менее двух вариантов выбора материалов и технологий машиностроения. За исходный базовый вариант принимается один из следующих:

· вариант, изученный при прохождении производственной техноло-гической практики на промышленном предприятии;

· вариант, принятый по литературным данным (монографиям, жур-нальным статьям и т.д.);

·  вариант, рекомендованный преподавателем-руководителем по резуль-татам научно-исследовательских работ кафедры или других организаций.

Студент проводит критическую оценку исходного базового варианта, принятого в нем материала изделия и технологии изготовления, включая упрочняющую обработку изделия, применяемое техническое оборудование и т.д., устанавливает определенные недостатки (длительность технологического процесса, применение дорогостоящего оборудования, повышенный расход электроэнергии, дефицитность применяемых материалов и другие особен-ности). На основе критического инженерного анализа принимается одно из следующих решений:

1. Радикальная замена базового варианта новым проектированием другого способа изготовления и упрочнения с соответствующим изменением
марки материала или использованием иного вида материала.

2. Возможно сохранение исходного базового варианта упроч-няющей обработки с принятием некоторых новых частных решений. Например: применение другого технологического оборудования, более дешевого, занимающего меньшую площадь, с меньшим расходом энергоносителей. Возможно использование более дешевых марок сталей, других способов закалки и т.д.

В зависимости от конкретных задач проектирования может быть большое разнообразие инженерных решений технического, технологического, ма-териаловедческого, экономического характера и т.д. Таким образом, студент в процессе проектирования на основе технолого-экономического анализа должен принять обоснованное новое более прогрессивное оптимальное техноло-гическое и материаловедческое решение. На этой базе проводится разработка всех разделов проекта, даются данные в сравнении двух вариантов технологии и материала.

В условиях рыночной экономики, динамично изменяющегося мира с течением времени меняются потребности рынка. Изменение рынка, потреб-ностей человека в тех или иных товарах движет технологию. Выдаваемое преподавателем студенту задание на проектирование должно обязательно содержать рыночно обоснованную программу выпуска продукции. Это вопрос спроса на данную продукцию рынка, вопрос маркетинга. В зависимости от потребностей рынка, заданной программы выпуска определяются серийность производства, оказывающая большое влияние на выбор технологии, оборудо-вания, другие проектные решения. Подход к решению вопросов выбора альтернативных вариантов технологических процессов показан ниже на конкретном примере.

Задание. Выполнить проектирование технологического процесса термической обработки деталей коробки перемены передач автомобиля. Глуби-на упрочняемого поверхностного слоя 0,7...1,1 мм, твердость поверхности этого слоя HRC 58...62, предел текучести сердцевины 600 МПа. Годовая программа выпуска - 30 тысяч автомобилей (выпуск деталей 3200 тонн в год).

Решение. Основными упрочняемыми деталями коробки перемены передач являются зубчатые колеса. В автомобилестроении применяют следующие два основных варианта термической обработки этих зубчатых колес:

· газовая цементация в эндогазе, закалка после подстуживания, низкий
отпуск;

· нитроцеменгация в газовой среде из 80...90 % эндогаза, 5...8 % природного газа, 2...7% аммиака, ступенчатая закалка в масляной или щелоч-ной ванне, низкий отпуск.                                          

Рассмотрим сравнительные данные этих двух вариантов (по данным Баскаева Х.К., Самохоцкого А.И. и опыту ЗИЛа).

Для газовой цементации и закалки применяем муфельную печь толкательного типа, затем проводится дробеструйная очистка и низкотемпе-ратурный отпуск в конвейерной печи. Нитроцементацию и закалку выполняем в безмуфельной печи непрерывного действия с последующим отпуском в конвейерной печи. Марка стали 25ХГТ.

По данным технических характеристик оборудования и заданной годовой программе выполняются соответствующие расчеты, результаты которых представлены в табл. 22.

Таблица 22