1. Изделие и его составные части. Понятие о производственном и технологическом процессах. Элементы технологической операции
 Скачать 244.25 Kb.
|
|
1. Изделие и его составные части. Понятие о производственном и технологическом процессах. Элементы технологической операции. Изделие характеризуется большим разнообразием свойств: конструктивных, технологических и эксплуатационных. Для оценки качества изделий машиностроения используют восемь видов показателей качества: показатели назначения, надежности, уровня стандартизации и унификации, технологичности, эстетические, эргономические, патентно-правовые и экономические. Совокупность показателей можно разделить на две категории: - показатели технического характера, отражающие степень пригодности изделия к использованию его по прямому назначению (надежность, эргономика и т.д.); - показатели экономического характера, показывающие непосредственно или косвенно уровень материальных, трудовых и финансовых затрат на достижение и реализацию показателей первой категории, во всех возможных сферах проявления (создания, производства и эксплуатации) качества изделия; показатели второй категории включают в основном показатели технологичности. Как объект проектирования изделие проходит ряд стадий по ГОСТ 2.103-68. Как объект производства изделие рассматривается с позиций технологической подготовки производства, методов получения заготовок, обработки, сборки, испытания и контроля. Как объект эксплуатации изделие анализируется по соответствию эксплуатационных параметров техническому заданию; удобству и сокращению трудоемкости подготовки изделия к функционированию и контролю его работоспособности, удобству и сокращению трудоемкости профилактических и ремонтных работ, требуемых для повышения срока службы и восстановления работоспособности изделия, по сохранению технических параметров изделия в период длительного хранения. Изделие состоит из деталей и узлов. Детали и узлы могут соединяться в группы. Различают изделия основного производства и изделия вспомогательного производства. Деталь – элементарная часть машины, изготовленная без применения сборочных приспособлений. Узел (сборочная единица) – разъемное или неразъемное соединение деталей. Группа – соединение узлов и деталей, являющихся одной из основных составных частей машин, а также совокупность узлов и деталей, объединенных общностью выполняемых функций. Под изделиями понимаются машины, узлы машин, детали, приборы, электроаппараты, их узлы и детали.Производственным процессом называется совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.Технологический процесс (ГОСТ 3.1109-82) – часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.Рабочее место – участок производственной площади, оборудованный применительно к выполняемой операции или выполняемой работе.Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. 2 Типы производства и ихкракая харакеристика В машиностроении различают три типа производств: единичное, серийное и массовое. Единичное производство характеризуется изготовлением небольших количеств изделий разнообразных по конструкции, применением универсального оборудования, высокой квалификацией рабочих и более высокой себестоимостью продукции по сравнению с другими типами производства. К единичному производству на автозаводах относятся изготовление опытных образцов автомобилей в экспериментальном цехе, в тяжелом машиностроении – производство крупных гидротурбин, прокатных станов и т.п. В серийном производстве изготовление деталей осуществляется партиями, изделий сериями, повторяющимися через определенные промежутки времени. После изготовления данной партии деталей производится переналадка станков на выполнение операций той же или другой партии. Серийное производство характеризуется применением как универсального, так и специального оборудования и приспособлений, расстановкой оборудования как по типам станков, так и по технологическому процессу. В зависимости от величины партии заготовок или изделий в серии различают мелкосерийное, средне- и крупносерийное производства. К серийному производству относятся станкостроение, производство стационарных двигателей внутреннего сгорания, компрессоров. Массовым производством называется производство, при котором изготовление однотипных деталей и изделий ведется непрерывно и в большом количестве в течении длительного времени (несколько лет). Массовое производство характеризуется специализацией рабочих на выполнение отдельных операций, применением высокопроизводительного оборудования, специальных приспособлений и инструмента, расположением оборудования в последовательности, соответствующей выполнению операции, т.е. по потоку, высокой степенью механизации и автоматизации технологических процессов. В технико-экономическом отношении массовое производство является наиболее эффективным. К массовому производству относятся автомобилестроение и тракторостроение. 3 Технологичность конструкции изделий. Технологичность рассматривается как совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения, при обеспечении установленных значений показателей качества, в принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта. Таким образом, технологичная конструкция наряду с высокими эксплуатационными качествами должна обеспечить минимальные трудоемкость, материалоемкость и себестоимость изделия. Технологичность конструкции оценивают посредством системы показателей, которая включает: основные показатели; дополнительные показатели – технико-экономические и технические; уровень технологичности конструкции по трудоемкости и по себестоимости изготовления. К основным показателям технологичности относятся трудоемкость изготовления изделия и технологическая себестоимость, определяемая суммой затрат на выполнение технологических процессов изготовления изделия без учета покупных изделий. 4 Технологические методы получения заготовок. При изготовлении первичных заготовок деталей машин требуется максимально снижать их трудоемкость, объем механической обработки и расход материала. Заготовки изготавливаются различными технологическими методами: отливкой, ковкой, горячей объемной штамповкой, холодной штамповкой из листа, штампосваркой, формообразованием из порошковых материалов, отливкой и штамповкой из пластмасс, изготовлением из проката (стандартного и специального) и другие. В условиях крупносерийного и массового производства первичная заготовка по форме и размерам должна максимально приближаться к форме и размерам готовой детали. 5 Точность обработки деталей: виды погрешностейи причины их возникновения, факторы определяющие точность обработки. Под точностью изготовления детали понимается степень соответствия ее параметров параметрам, заданным конструктором в рабочем чертеже детали. Соответствие деталей – реальной и заданной конструктором – определяется следующими параметрами: - точностью формы детали или ее рабочих поверхностей, характеризуемой обычно овальностью, конусностью, прямолинейностью и другими; - точностью размеров деталей, определяемой отклонением размеров от номинальных; - точностью взаимного расположения поверхностей, задаваемой параллельностью, перпендикулярностью, концентричностью; - качеством поверхности, определяемым шероховатостью и физико-механическими свойствами (материалом, термообработкой, поверхностной твердостью и другими). Точность обработки может быть обеспечена двумя методами: - установкой инструмента на размер способом пробных проходов и промеров и автоматическим получением размеров; - наладкой станка (установка инструмента в определенное положение относительно станка один раз при его наладке на операцию) и автоматическим получением размеров. Отклонения параметров реальной детали от заданных параметров называются погрешностью. Причины возникновения погрешностей при обработке: - неточность изготовления и износ станка и приспособлений; - неточность изготовления и износ режущего инструмента; - упругие деформации системы СПИД; - температурные деформации системы СПИД; - деформации деталей под влиянием внутренних напряжений; - неточность настройки станка на размер; - неточность установки, базирования и измерения. 6 Методы обеспечения точности сборки изделия. Точность сборки — свойство технологического процесса сборки изделия обеспечивать соответствие действительных значений параметров изделия значениям, заданным в технической документации. Точность сборки зависит от: -точности размеров и формы; -шероховатости сопрягаемых поверхностей деталей; -их взаимного положения при сборке; -технического состояния средств технологического оснащения; -деформации системы «оборудование — приспособление — инструмент — изделие» в момент выполнения сборки и т. п. Требуемая точность сборки изделий достигается одним из пяти методов: полной, неполной и групповой взаимозаменяемости, регулирования и пригонки. Метод полной взаимозаменяемости — метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем соединения деталей без их выбора, подбора или изменения размеров. Применение метода полной взаимозаменяемости целесообразно при сборке соединений, состоящих из небольшого количества деталей, так как увеличение числа деталей требует обработки сопряженных поверхностей с меньшими допусками, что не всегда технически достижимо и экономически целесообразно. Метод неполной взаимозаменяемости — метод, при котором требуемая точность сборки достигается не у всех соединений при сопряжении деталей без их выбора, подбора или изменения размеров, а у заранее обусловленной их части, т. е. определенный процент (или доли процента) соединений не удовлетворяет требованиям точности сборки и требует разборки и повторной сборки. Метод неполной взаимозаменяемости целесообразен, если дополнительные затраты на выполнение разборочно-сборочных работ меньше затрат на изготовление сопрягаемых деталей с более узкими допусками, обеспечивающими получение требуемой точности сборки у всех соединений. Метод групповой взаимозаменяемости (так называемый селективный метод) — метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем соединения деталей, принадлежащих к одной из размерных групп, на которые они предварительно рассортированы. В пределах каждой группы требуемая точность сборки достигается методом полной взаимозаменяемости. Данный метод обеспечивает высокую точность сборки, однако сопряжен с дополнительной операцией сортировки деталей на размерные группы, необходимостью хранения запасов деталей всех размерных групп и невозможностью использования части деталей, когда сопрягаемые детали неравномерно распределяются по размерным группам. Метод регулирования — метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем изменения размера одной из деталей (или группы деталей) соединения, называемой компенсатором, без снятия слоя материала. Например, требуемая точность осевого зазора (натяга) соединений с коническими подшипниками качения (дифференциал, главная передача, механизм рулевого управления и др.) обеспечивается изменением толщины неподвижного компенсатора, а точность зазора между торцом клапана и болтом толкателя или коромысла (клапаном-коромыслом) достигается путем изменения положения подвижного компенсатора — регулировочного болта — в осевом направлении. Метод пригонки — метод, при котором требуемая точность сборки достигается путем изменения размера компенсатора со снятием слоя материала. Например, требуемая точность посадки плунжера в гильзе или клапана в корпусе форсунки, а также герметичность в соединении клапан — седло головки цилиндров достигается путем притирки. 7 Качество поверхностей деталей. Влияние качества обработанной поверхности на эксплуатационные свойства деталей машины. Качество поверхности характеризуется физико-механическими и геометрическими свойствами поверхностного слоя детали. К физико-механическим свойствам относятся структура поверхностного слоя, твердость, степень и глубина наклепа, остаточные напряжения. Геометрическими свойствами являются шероховатость и направление неровностей поверхности, погрешности формы (конусность, овальность и др.). Качество поверхности оказывает влияние на все эксплуатационные свойства деталей машин: износостойкость, усталостную прочность, прочность неподвижных посадок, коррозийную стойкость и др. Из геометрических свойств наибольшее влияние на точность механической обработки и эксплуатационные свойства деталей оказывает шероховатость. Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Базовая длина – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, и для количественного определения ее параметров. Шероховатость характеризует микрогеометрию поверхности. Овальность, конусность, бочкообразность и т.д. характеризуют макрогеометрию поверхности. Эксплуатационные свойства деталей находятся в прямой связи с геометрическими характеристиками поверхности и свойствами поверхностного слоя. Износ деталей в значительной степени зависит от высоты и формы неровностей поверхности. Износоустойчивость детали определяется главным образом верхней частью профиля поверхности. В начальный период работы в местах контакта развиваются напряжения, часто превышающие предел текучести. При больших удельных давлениях и без смазки износ мало зависит от шероховатости, при облегченных условиях – зависит от шероховатости. Направление неровностей и шероховатость поверхности по разному влияют на износ при различных видах трения: - при сухом трении износ увеличивается во всех случаях с увеличением шероховатости, но наибольший износ имеет место при направлении неровностей перпендикулярно направлению рабочего движения; - при граничном (полужидкостном) трении и малой шероховатости поверхности наибольший износ наблюдается при параллельности неровностей направлению рабочего движения; с увеличением шероховатости поверхности износ увеличивается при перпендикулярности направления неровностей направлению рабочего движения; - при жидкостном трении влияние шероховатости сказывается лишь на толщине несущего слоя. Необходимо выбирать такой метод обработки резанием, который дает наиболее благоприятное с позиций износа направление неровностей. Так, коленвалы, работающие при обильной смазке, должны иметь направление неровностей поверхности, параллельное рабочему движению. Таким образом, отделочные операции для трущихся поверхностей следует назначать исходя из условий эксплуатации, а не только из удобств обработки резанием. Поверхности, у которых направление неровностей совпадает, имеет наибольший коэффициент трения. Наименьший коэффициент трения достигается при расположении направления неровностей на сопряженных поверхностях под углом или произвольно (притирка, хонингование и т.п.). 8 Станочные приспособления: назначение, классификация, конструктивные элементы приспособлений. Станочными приспособлениями называют устройства, помещаемые на станке и предназначенные для установки и закрепления обрабатываемых заготовок или режущих инструментов. Приспособления для установки и закрепления режущего инструмента называют вспомогательным инструментом. Все приспособления можно разделить на три группы: универсальные, специализированные и специальные. Универсальные приспособления являются приспособлениями общего назначения, не требующими наладки, и применяются для обработки различных деталей: патроны, люнеты, центры, поводковые устройства, используемые при обработке на токарных и шлифовальных станках, тиски, поворотные столы, делительные устройства к фрезерным станкам и другие. Специализированные приспособления относятся к числу универсальных приспособлений, требующих переналадки для обработки различных по форме и размерам деталей. Универсальные и специализированные приспособления обычно нормализуются. В связи с этим переналаживаемые приспособления подразделяются на универсально-наладочные и универсально-сборные приспособления. В универсально-наладочных приспособлениях переналадка производится при помощи дополнительных или сменных элементов, например, сменных кулачков патронов, сменных губок к тискам, поворотных стоек и других. Универсально-сборные приспособления состоят целиком из нормализованных узлов и деталей. Специальные приспособления предназначаются для одной определенной операции по обработке данной детали и изготавливаются единицами, реже два экземпляра. Универсальные приспособления проектируются и изготавливаются станкостроительными заводами, в то время как проектирование и изготовление специальных приспособлений осуществляются самим предприятием, производящим автомобили. |