Технология машиностроения. Курс лекций для студентов III курса направления подготовки 35. 03. 06 Агроинженерия В. В. Чекмарев фгбоу во Саратовский гау
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» Технология машиностроения Краткий курс лекций для студентов III курса Направление подготовки 35.03.06 Агроинженерия Профиль подготовки Технологические инновации в сельскохозяйственном машиностроении Саратов 2016 2 УДК ББК Р Р99 Технология машиностроения: краткий курс лекций для студентов III курса направления подготовки 35.03.06 «Агроинженерия» / В.В. Чекмарев // ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ».-Саратов, 2016.-58 с. ISBN … Краткий курс лекций по дисциплине «Технология машиностроения» составлен в соответствии с программой дисциплины и предназначен для студентов направления подготовки 35.03.06 «Агроинженерия». Краткий курс содержит теоретический материал по основным вопросам технологии машиностроения, направлен на формирование у студентов знаний об основных закономерностях при осуществлении выбора заготовок, методов формирования новых поверхностей на деталях машин с требуемыми эксплуатационными характеристиками, выбора металлорежущего оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента, основ проектирования технологических процессов механической обработки деталей машин. Материал ориентирован на вопросы профессиональной компетенции будущих специалистов сельскохозяйственного производства. УДК 54 ББК 54 © Чекмарев В.В., 2014 ISBN… © ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ», 2014 3 Введение Современные методы и организационные формы ремонта машин базируются на принципах специализации и концентрации ремонтных работ и выполняются на предприятиях, оснащенных современным технологическим оборудованием. Освоение курса «Технология машиностроения» позволит инженеру применять на ремонтных предприятиях передовую технологию машиностроительных заводов, что положительно скажется на качестве ремонта и экономике ремонтных предприятий. Вы на предыдущих курсах изучили дисциплины «Технология конструкционных материалов», «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения». В ходе изучения дисциплины мы рассмотрим вопросы разработки технологических процессов изготовления типовых деталей и сборки сельскохозяйственных машин. Технология машиностроения — наука о производстве машин — изучает технологические процессы, применяемые на машиностроительных заводах при изготовлении машин требуемого качества, в установленном программой количестве и при наименьшей себестоимости. Сельскохозяйственное машиностроение — отрасль машиностроения, поэтому в изучаемом курсе будут рассмотрены как общие вопросы технологии машиностроения, так и особенности технологии сельскохозяйственного машиностроения. Технология машиностроения рассматривает методы разработки и построения рациональных технологических процессов, выбор способа получения заготовки, подбор технологического оборудования, инструмента и приспособлений, назначение режима резания и установление технически обоснованных норм времени. Применение тщательно разработанной и технически обоснованной технологии повышает технологическую дисциплину, обеспечивая заданное качество продукции при высокой экономической эффективности производства. 4 Лекция №1 Теоретические основы технологии машиностроения 1.1. Изделия машиностроительного производства Изделием машиностроительного производства называется предмет (набор предметов), являющийся продуктом конечной стадии производства завода, цеха, участка, линии. Различают изделия основного и вспомогательного производств. К изделиям основного производства относится продукция, предназначенная для поставки заказ- чикам или для реализации торговыми организациями. К изделиям вспомогательного производства относится продукция, предназначенная только для собственных нужд предприятия. Единая система конструкторской документации (ЕСКД) устанавливает следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты. Деталью называется изделие (или часть изделия), изготовленное или подлежащее изготовлению из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций. Таким образом, деталь — это изделие или первичный элемент сложного изделия, характеризующийся отсутствием в нем разъемных и неразъемных соединений. Сборочная единица представляет собой изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии-изготовителе сборочными операциями: свинчи- ванием, сочленением, клепкой, сваркой, пайкой и т. п. Примерами сборочных единиц служат автомобиль, станок, редуктор, карбюратор и т. д. Комплексом называются два и более специфицированных (имеющих спецификацию) изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Примерами комплексов могут служить: поточная линия станков, доильная установка и т. п. Комплект образуют два и более изделия, не соединенных на предприятии- изготовителе сборочными операциями и представляющих собой набор изделий, имею- щих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера. Примеры: комплект запасных частей, комплект инструмента и принадлежностей, комплект измерительной аппаратуры и т. п. Сборочная единица первого порядка может состоять из нескольких простых сборочных единиц второго порядка и т. д. В сельском хозяйстве в зависимости от сложности и назначения изделия применяются термины: машина (комбайн, трактор), агрегат (аппарат), орудие (рабочий орган). 1.2. Производственный и технологический процессы В машиностроении различают производственный и технологический процессы. Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в изделия. Производственный процесс включает: подготовку средств производства, организацию и обслуживание рабочего места, настройку станков, подготовку инструмента и приспособлений, получение и хранение 5 материалов и полуфабрикатов, изготовление деталей, сборку узлов и изделий, транспортировку на всех стадиях производства, технический контроль, окраску и упа- ковку готовой продукции, планирование, нормирование и учет. Технологический процесс — часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. Технологический процесс механической обработки — часть производственного процесса, содержащая действия по изменению размеров, формы и свойств обрабатываемой заготовки и последующему их контролю. Технологический процесс делится на технологические операции, которые состоят из переходов. Переходы могут быть технологическими и вспомогательными. В свою очередь, технологические переходы содержат рабочие и вспомогательные ходы. В операции выделяют установы и позиции Технологической операцией называется законченная часть технологического процесса, выполняемая па одном рабочем месте. Технологический переход — законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и обрабатываемых поверхностей. Вспомогательный переход — законченная часть технологической операции, состоящая из действий, не сопровождаемых изменением формы, размеров и шероховатости поверхности (установка заготовки, смена инструмента и т. д.). Рабочий ход — часть технологического перехода, сопровождаемая изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки и заключающаяся в однократном перемещении инструмента относительно заготовки. Вспомогательный ход — часть технологического перехода, не сопровождаемая изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки и заключающаяся в перемещении инструмента относительно заготовки. Установ — часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении заготовки. Позиция — фиксированное положение заготовки совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования. 1.3. Типы и организационные формы машиностроительного производства В машиностроении различают три типа производства: единичное (индивидуальное), серийное и массовое. Серийное производство, в свою очередь, подразделяется на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операции К з.о , определяемым по формуле К з.о = О/Р, где О - число различных операций; Р - число рабочих мест, на которых выполняются различные операции. Значение коэффициента закрепления операции К з.о принимается для планового периода, равного одному месяцу. Для различных типов производств коэффициент закрепления операций имеет следующие значения: массовое - К з.о = 1; 6 крупносерийное производство - К з.о ≤ 10; среднесерийное производство - 10 < К з.о ≤ 20; мелкосерийное производство - 20 < К з.о ≤ 40; единичное производство - К з.о > 40. Единичное и мелкосерийное производства характеризуются выпуском изделий в малых, редко повторяющихся или вовсе не повторяющихся количествах при широкой номенклатуре выпускаемых изделий. В этих условиях применяются преимущественно универсальное оборудование, нормализованный режущий инстру- мент и универсальная технологическая оснастка. Оборудование в цехах располагается по групповому признаку (т. е. с разбивкой на участки токарных, фрезерных, строгальных станков и т. д.). Для выполнения производственной программы требуются рабочие высокой квалификации с универсальными навыками. В сельскохозяйственном машиностроении единичное и мелкосерийное производства имеют место при изготов- лении опытных образцов машин. Среднесерийное производство характеризуется установившейся номенклатурой выпускаемой продукции, повторяющимися сериями изготовляемых изделий. При серийном производстве возможны частичная специализация оборудования и применение автоматов и полуавтоматов, обладающих возможностью их переналадки при переходе от одних изделий к другим. Крупносерийное и массовое производства характеризуются выпуском в больших количествах определенных изделий ограниченной номенклатуры. Выпуск продукции происходит непрерывно. При изготовлении нескольких моделей или конструкций изделий они выпускаются параллельно или одновременно. Оборудование устанавливается в последовательности выполнения операций технологического процесса. Массовое и крупносерийное производства отличаются широким применением автоматических станков и линий, высокой степенью автоматизации всех производственных процессов и применением специальной оснастки (приспособлений, вспомогательного режущего и измерительного инструмента). Квалификация рабочих на операционных работах может быть невысокой, но настройку станков производят квалифицированные рабочие— наладчики. В массовом производстве обеспечивается низкая себестоимость продукции. При строгой технологической дисциплине достигаются единообразие, точность и высокое качество выпускаемых изделий. Каждому типу производства соответствуют определенная форма его организации и система расположения технологического оборудования. Для единичного и мелкосерийного производства наиболее характерна расстановка оборудования по группам станков. В этом случае организуются участки токарных, фрезерных, шлифовальных и других станков, на которых выполняются соответствующие операции. Заготовки в процессе обработки переходят с одного участка на другой. При серийном производстве целесообразно применять предметную форму организации (участки обработки валов, шестерен, втулок). В этом случае каждый участок предназначен для изготовления одной или нескольких однотипных деталей. Станки располагаются в последовательности выполнения технологических операций, а детали на станках обрабатываются партиями. После завершения обработки партия 7 заготовок поступает к следующему станку, на резервную площадку или промежуточный склад. Контроль деталей осуществляется партиями. Для крупносерийного и массового производства наиболее характерна прямоточная форма организации, при которой станки располагаются в последовательности выполнения технологических операций. При этом станки закрепляются за определенными операциями. Обработка ведется таким образом, что заготовки со станка на станок поступают не партиями, а поштучно. Транспортирование деталей от одного рабочего места к другому производится различными немеханизированными транспортными устройствами (рольганги, наклонные лотки) без создания принудительного такта. При этой форме организации штучное время отдельных операций не согласовано с тактом поточной линии, поэтому у отдельных рабочих мест могут создаваться заделы промежуточных заготовок. Наиболее производительной является непрерывно-поточная форма организации, используемая в массовом производстве, когда заготовки перемещаются по рабочим местам в соответствии с технологическим процессом, причем штучное время обработки на всех операциях согласовано с тактом поточной линии, поэтому обрабатываемые заготовки непрерывным потоком перемещаются с одного рабочего места на другое. Работа поточной линии должна быть построена так, чтобы выпуск продукции происходил равномерно с обеспечением заданного такта выпуска. Такт выпуска - промежуток времени (мин), через который с линии должно выпускаться очередное изделие (деталь, сборочная единица): τ = 60F д /N, где Fд—действительный фонд времени работы оборудования за рассматриваемый период времени (год, месяц, смена), ч; N— количество изделий, выпускаемых с поточной линии за рассматриваемый период времени. В общезаводском плане работа всех поточных линий и участков подчинена заданному такту выпуска изделия завода. Такт выпуска — основная расчетная величина для операций, выполняемых на поточной липни. Технологический процесс должен быть построен так, чтобы штучное время каждой операции было равно или кратно такту выпуска. Станочное оборудование на потоке должно быть загружено не менее чем на 70%. Недогрузка рабочих мест устраняется применением многостаночного обслуживания. На поточных линиях выполняются не только операции механической обработки или сборки, но и термическая обработка, лужение, окраска, мойка, упаковка и т. д. Чтобы исключить возможные перебои на поточной линии, предусматриваются межоперационные заделы с запасами, позволяющими устранить неритмичность работы поточной линии (накопители и т. п.). Высшая форма поточно-массового производства — автоматическая линия, включающая ряд технологически связанных станков с автоматизированным процессом обработки, управления, перемещения и контроля. Вопросы для самоконтроля 1. Чем отличается производственный процесс от технологического? 2. Какие бывают типы производства в зависимости от программы? 8 3. Что такое такт выпуска?. Список литературы Основная 1. Базров, Б.М. Основы технологии машиностроения : учебник / Б. М. Базров. - 2-е изд. - М. : Машиностроение, 2007. - 736 с. : ил. - (В для вузов). - ISBN 978-5-217- 03374-4 Дополнительная 1. Некрасов, С.С. Технология сельскохозяйственного машиностроения. Общий и спец. курсы : учебник / С. С. Некрасов, И. Л. Приходько, Л. Г. Баграмов. - М. : КолосС, 2005. - 360 с. : ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений). - ISBN 5-9532-0148-6 2. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред.- Минск : Высшая школа, 1983. 3. Ансеров, М.А. Приспособления для металлорежущих станков / М.А. Ансеров.- М. «Машиностроение, 1960. 9 Лекция №2 Технологические характеристики типовых заготовительных процессов 2.1. Виды заготовок и их характеристика Заготовки — это отрезки проката, поковки, штамповки, отливки из металла или другого конструкционного материала, предназначенные для изготовления де- талей путем механической обработки. Различают исходные заготовки, подготовленные к выполнению операций механической обработки, и промежуточные заготовки, находящиеся на любой стадии технологического процесса обработки. После завершения всего маршрута обработки заготовки превращаются в детали. Выбор заготовки заключается в установлении метода ее изготовления, расчете или выборе припусков на обработку и определении размеров заготовки. Метод изготовления заготовки определяется формой и размерами детали, технологическими свойствами материала, его температурой плавления, структурной характеристикой (направление волокон и размеры зерна). При выборе заготовки учитываются сортамент материала (прокат), имеющееся оборудование, производствен- ная программа, тип производства, степень его механизации и автоматизации. Оптимальный вариант изготовления заготовки устанавливается на основании технико- экономических расчетов. Повышение точности заготовок (уменьшение припусков) позволяет экономить металл, снижать стоимость и трудоемкость механической обработки, но при этом может возрасти стоимость изготовления исходных заготовок. При малой производственной программе применение некоторых технологических процессов изготовления заготовки (горячая штамповка и др.) может оказаться экономически нецелесообразным в связи с высокой стоимостью технологического оборудования и оснастки. |