Иванов В.П._Фруцкий В.А. Технолог процессы в машиностр. Оборудование и технология высокоэффективных процессов обработки материалов Новополоцк пгу 2009
 Скачать 3.56 Mb.
|
|
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Полоцкий государственный университет» В. П. ИВАНОВ, В. А. ФРУЦКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по специальности «Оборудование и технология высокоэффективных процессов обработки материалов» Новополоцк ПГУ 2009 УДК 621.757(075.8) ББК 34.5я73 И20 РЕЦЕНЗЕНТЫ: кафедра материаловедения и технологии металлов Белорусского государ- ственного технологического университета (заведующий кафедрой доктор техни- ческих наук, профессор А. К. ВЕРШИНА); профессор кафедры технологии металлов Белорусского государственного аграрного технического университета, доктор технических наук, профессор Л. М. АКУЛОВИЧ И20 Иванов, В. П. Технологические процессы в машиностроении : учеб. пособие / В. П. Иванов, В. А. Фруцкий. – Новополоцк : ПГУ, 2009. – 240 с. ISBN 978-985-418-973-4. Приведены производственный процесс и структура промышленного пред- приятия и влияние на нее типа производства. Показано влияние средств техно- логического оснащения на производительность труда и качество продукции. Приведены различные виды термической и механической обработки. Даны ме- тодика расчета режима резания заготовок и оформления технологической до- кументации. Представлены процессы изготовления типовых деталей машин: корпус- ных, валов и осей, гильз и дисков, шатунов, рычагов и коромысел, зубчатых колес. Обоснована необходимость упрочнения деталей при их изготовлении и приведены основные его способы, основанные на использовании концентриро- ванного вложения энергии. Изложение сборочных процессов сопровождается описанием образования сборочных комплектов деталей, балансировки деталей, сборочных операций и организации сборки. Для студентов технических вузов, будет полезно специалистам машино- строительных предприятий. УДК 621.757(075.8) ББК 34.5я73 ISBN 978-985-418-973-4 © Иванов В. П., Фруцкий В. А., 2009 © УО «Полоцкий государственный университет», 2009 3 ВВЕДЕНИЕ Технический уровень и качество изделий машиностроения должны не- прерывно повышаться с целью завоевания ими позиций на рынке продукции. Технический уровень машин повышают применением новых материалов и технических решений и использованием современных методов расчета и ис- пытаний машин и их частей. Сокращению сроков постановки продукции на производство способствует четкая организация соответствующих работ. Ка- чество продукции определяется, во-первых, полнотой и значениями парамет- ров деталей, сборочных единиц, агрегатов и машин, установленных при про- ектировании этих изделий, и, во-вторых, обеспечением этих параметров при изготовлении изделий. Необходимые значения параметров обеспечивают при технологической подготовке производства за счет выбора технологического оборудования, приспособлений и инструмента и применения оптимальных режимов обработки. Эффективность машиностроительного производства определяется его организацией, в том числе мероприятиями, уменьшающими расход производ- ственных ресурсов (материалов, энергии, рабочего времени работников и др.). Приступая к изучению дисциплины, студент должен обладать следую- щими сведениями из дисциплин, которые изучались ранее: – технологическое обеспечение качества изготовления машин (техно- логия машиностроения); – металлы и сплавы, термическая обработка (материаловедение); – лезвийная и абразивная обработка заготовок (теория резания); – устройство и эксплуатационные характеристики металлорежущего, кузнеч- но-прессового и сборочного оборудования (технологическое оборудование); – конструкция и технологические возможности режущих и измеритель- ных инструментов (технологическая оснастка); – экологические последствия машиностроительного производства (ос- новы экологии); – правила безопасной эксплуатации технологического оборудования (охрана труда). Цель дисциплины «Технология машиностроения (специальная часть)» состоит в приобретении студентами знаний и умений, достаточных для раз- работки современных технологических процессов изготовления и упрочнения типовых деталей и сборки агрегатов и машин. Поставленная цель достигается путем изучения структуры машино- строительного предприятия, его производственного и технологических про- цессов, возможностей различных видов обработки заготовок, применяемой технологической документации, оптимизации технологических процессов из- готовления типовых деталей с их упрочнением, сборки типовых соединений с последующей сборкой агрегатов и машин с применением новых научных знаний и передового производственного опыта. 4 1. МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ПРОЦЕССЫ, ДОКУМЕНТАЦИЯ Машиностроительное производство – система научных и управлен- ческих учреждений и промышленных предприятий, которые подготавли- вают производство, организуют его и изготавливают для продажи машины, агрегаты и детали. 1.1. Машиностроительное предприятие 1.1.1. Виды и производственная структура машиностроительных предприятий Машиностроительное предприятие – промышленное предприятие, состоящее из множества взаимодействующих производств, цехов, участ- ков, отделений, отделов и служб, которое изготавливает технику (машины, агрегаты и детали). Назначение, структура, функции и производственная мощность предприятий определяются видами выпускаемой продукции, содержанием и объемом выполняемых работ, которые в свою очередь зависят от кон- центрации производства, его предметной и технологической специализа- ции и кооперации с другими предприятиями. Предприятия в зависимости от их состава и содержания производст- венного цикла бывают трех видов. К первому виду относят предприятия с полным производственным циклом, включающим все процессы изготовления машин, они имеют все основные цехи. Ко второму виду относят предприятия, выпускающие только заго- товки для изготовления деталей, т. е. отливки, поковки, штамповки, кото- рыми они снабжают другие машиностроительные предприятия. Основны- ми цехами этих заводов являются литейные или кузнечные цехи. На этих заводах производят предварительную обработку заготовок (обдирку), пре- дусматривающую снятие поверхностного слоя с целью обнаружения де- фектов, а также для исключения перевозки отходов. К третьему виду относят предприятия, выполняющие механиче- скую обработку заготовок, полученных с других предприятий, и сборку агрегатов и машин, а также заводы, производящие только сборку машин из деталей, узлов и агрегатов, полученных с других заводов. В первом случае в составе предприятия имеются обрабатывающие и сборочные цехи, во втором – только сборочные. 5 Производственная структура предприятия – это состав его произ- водств, цехов, участков, отделов и служб с указанием связей между ними. Для выполнения нужных функций любое предприятие имеет в своем со- ставе основное, вспомогательное и обслуживающее производства и заво- доуправление. Основное производство занято выпуском продукции для продажи или обмена. Вспомогательное производство служит для обеспечения жизнедея- тельности основного производства. Во вспомогательном производстве из- готавливают средства технологического оснащения, необходимые в ос- новном производстве, приобретение которых невозможно или нецелесооб- разно. Это производство содержит в исправном состоянии здания и соору- жения, средства технологического оснащения (СТО), энергосистемы и ин- женерные сети. Оно обеспечивает основное производство некоторыми ре- сурсами (теплом, холодом, водой, сжатым воздухом, чистым воздухом, га- зами, электроэнергией и др.). Его службы – инструментальный цех, отделы главного механика и энергетика, ремонтно-строительный цех. Обслуживающее производство обеспечивает материалами, полу- фабрикатами и услугами основное и вспомогательное производства. В его составе имеются транспортный цех, службы снабжения и сбыта со склад- ским хозяйством. Заводоуправление состоит из администрации, других должностных лиц, отделов и лабораторий. Состав и функции заводоуправления зави- сят от мощности и специализации предприятия. Заводские отделы – это отделы маркетинга, главного технолога и главного конструктора, техни- ческого контроля, материально-технического снабжения, планово- экономический, финансово-сбытовой, производственно-диспетчерский, труда и заработной платы, кадров. Основные функции заводских лаборато- рий: химический и металлографический анализ материалов, ремонт и по- верка средств измерений, исследования в области совершенствования средств и процессов производства, сбор данных о надежности проданной техники и др. Кроме указанных подразделений, в составе предприятия имеются проходная и охрана, пожарное депо с помещениями для дежурного персо- нала, заводские учебные подразделения (курсы повышения квалификации, инженерные семинары, кафедры вузов и др.), медицинский пункт (амбула- тория), здания (помещения) общественных организаций, столовая и мага- зины, подразделения связи. 6 1.1.2. Структура основного производства предприятия Основное производство включает заготовительные, обрабатывающие и сборочные цехи. Заготовительные цехи: чугунолитейный, сталелитейный, литейный цех цветных металлов, кузнечный (кузнечно-прессовый, кузнечно-штам- повый) и заготовительный. Чугунолитейный цех имеет участки: землеприготовительный, стерж- невой, формовочный, сушильный, ваграночный, заливочный, для обрубки и очистки отливок, термический. Здесь получают отливки из серого, ков- кого и высокопрочного чугуна. Сталелитейный цех, кроме того, имеет электропечи или конвертеры. На небольших предприятиях эти цехи объе- диняют. Сталелитейный цех создают на предприятии только в том случае, если потребность в стальных отливках оправдывает его целесообразность. В составе цехов имеются склады оснастки, материалов и заготовок. Литейный цех цветных металлов имеет формовочное, стержневое, плавильное, заливочное и обрубное отделения. Кузнечный цех имеет кузницу и прессовое отделение (с молотами, ковочными машинами, прессами, печами и другим оборудованием), где ведут кузнечные работы, а также термические, травильные и заготовитель- ные (для резки металла) отделения, склады металла и поковок. На автомо- бильных заводах прессовые цехи очень крупные и организуются отдельно от кузнечных. Заготовительный цех служит для изготовления заготовок из сорто- вого (фасонного, круглого и листового) металла. В нем выполняют предва- рительные операции по разрезке, правке, центрованию и обдирке сортово- го материала для всех механических цехов завода. Если механический цех, потребляющий такие заготовки, один, то в составе механического цеха устраивают заготовительное отделение. Обрабатывающие цехи: механический, сварочный, термический, пе- реработки резины и пластмасс, холодной штамповки, металлопокрытий и деревообрабатывающий. Механический цех включает станочное отделение, склад материалов, заготовок и деталей, инструментально-раздаточную кладовую с заточкой инструмента, контрольное отделение, отделения для приготовления СОЖ, ее утилизации, сортировки и переработки стружки. В сварочном цехе изготавливают сварные изделия. Термический цех служит для упрочняющей термической (закалки и отпуска) и химико-термической (цементации, азотирования, цианирова- ния, борирования и др.) обработки. 7 В цехе переработки резины и пластмасс наносят покрытия на сталь- ные изделия, изготавливают уплотняющие и другие детали. Цех холодной штамповки со складами служит для изготовления де- талей или заготовок из листового металла. Цех гальванических покрытий необходим для нанесения защитных и износостойких покрытий на поверхности деталей для предохранения их от коррозии, защиты от цементации и повышения долговечности. Деревообрабатывающий цех с отделениями сушильным, станочной и ручной обработки служит для изготовления изделий из дерева, тары и литейной оснастки. К сборочным цехам относятся: комплектовочно-сборочный, окра- сочный и обкаточно-испытательный. В комплектовочно-сборочном цехе вначале образуют сборочные комплекты агрегатов из деталей, которые обеспечат нормативные замы- кающие размеры в соединениях, а затем путем узловой и общей сборки получают агрегаты и машины. Как правило, общая сборка поточная. Окрасочный цех служит для нанесения на подготовленные поверх- ности агрегатов и машин лакокрасочных материалов и их сушки для защи- ты от неблагоприятного воздействия внешней среды и придания им товар- ного вида. В цехе выполняют противокоррозионную защиту панелей ма- шин, подверженных интенсивному влиянию влаги и солей. В массовом производстве окрасочное оборудование включается в технологический процесс сборочного цеха. В обкаточно-испытательном цехе готовят собранные агрегаты или машины к предстоящей эксплуатации и испытывают их. В свою очередь, обкатка агрегатов состоит в приработке их трущихся соединений. Маши- ны, собранные из обкатанных агрегатов, также обкатывают. Испытания продукции необходимы для подтверждения соответствия изготовленной техники установленным техническим и договорным требованиям. В цехе имеется участок устранения дефектов. 1.1.3. Технологическая схема предприятия Технологическая схема предприятия – это графическое изображение расположения производственных зон, зданий и сооружений на территории предприятия с указанием перемещения материалов, заготовок и изделий в соответствии с технологическим процессом изготовления продукции. На схеме отмечают железную или автомобильную дорогу для дос- тавки материалов и полуфабрикатов на предприятие и вывоза товарной продукции, склады, здания и зоны и приводят направления перемещений. 8 Территорию предприятия по функциональным признакам делят на зоны: предзаводскую (за пределами ограды предприятия), складскую, про- изводственную, энергетическую, транспортную, хозяйственную, подсоб- ную и административно-бытовую. Зоны располагают с учетом технологи- ческих связей и особенностей производственного процесса, формы терри- тории предприятия, грузооборота и видов транспорта, противопожарных и санитарно-гигиенических требований, особенностей взаимодействия с примыкающими дорогами, коммуникациями, соседними предприятиями и жилыми домами, а также с учетом направления меридиана, температуры воздуха и преобладающего направления ветров. Предзаводскую зону предприятия размещают вне предприятия со стороны основных подъездов и подходов работающих. Проходные пред- приятия располагают на расстоянии не более 1,5 км друг от друга. Здесь предусматривают открытую площадку для стоянки личного транспорта, расположенную рядом с административно-бытовым корпусом. Со складской зоны начинается производственный процесс и в ней он заканчивается. Ее размещают с учетом расположения на предприятии же- лезной дороги. В зоне располагают склады материально-технического обеспечения и склады сбыта. Производственная зона – это основная часть предприятия. Здесь размещают здания основного и обслуживающего производства. Энергетическая зона включает компрессорную, трансформаторные подстанции, котельную, технологические и противопожарные резервуары и др. Компрессорную и трансформаторные подстанции размещают в цен- тре заводской энергетической нагрузки. Транспортная зона включает подразделения заводского транспорта, обслуживающего внешние и внутренние межцеховые перевозки. Хозяйственная зона включает подразделения, которые обеспечивают в чистоте и порядке территорию и помещения предприятия. В подсобной зоне располагают производство, которое использует вторичные ресурсы предприятия в виде неиспользуемого тепла и отходов столовой для выращивания цветов, овощей и животных. Его размещают на отдаленных и неудобных частях территории предприятия. Административно-бытовая зона включает административную и инженерную части, столовую, медпункт, клуб, библиотеку и др. Вход в административно-бытовой корпус должен быть непосредственно с улицы без захода на территорию предприятия. Расположение зон предприятия должно обеспечить кратчайшие пути перемещения материальных потоков по территории предприятия без их пере- сечения. Участки для расширения предприятий намечают за его границами. 9 Для уменьшения вредного влияния действующего предприятия на живущих и работающих рядом людей предусматривают санитарно- защитную зону, примыкающую к границе земельного участка предпри- ятия. Эту зону, в зависимости от видов технологических процессов и вред- ных выбросов, назначают шириной от 50 до 1000 м. В зависимости от формы и размеров заводской территории сущест- вует несколько технологических схем: прямолинейных, угловых и комби- нированных. Прямолинейную схему с линейным расположением зданий в один или несколько рядов параллельно железнодорожным путям (рис. 1.1, а) применяют для крупных заводов с большим грузооборотом, когда терри- тория имеет форму длинного вытянутого прямоугольника. Угловая схема расположения зданий и зон (рис. 1.1, б) применяется на территории квадратной формы. а) б) в) Рис. 1.1. Технологические схемы предприятий: а – прямолинейная; б – угловая; в – комбинированная 10 Комбинированная технологическая схема (рис. 1.1, в) более эффек- тивна. Здесь подводные железнодорожные пути, линия заготовительных цехов и главный сборочный конвейер предприятия расположены парал- лельно друг другу. Перпендикулярно им располагают обрабатывающие цехи. Здания, в котором расположены обрабатывающие и сборочные цехи, напоминают в плане букву Ш. Форма здания соответствует направлению движения изделий, при этом создаются хорошие условия проветривания и естественного освещения. Вопросы для самоконтроля 1. Каковы функции машиностроительного производства? 2. Приведите структу- ру предприятия. 3. Приведите назначение и состав цехов основного производства. 4. С какой целью изображают технологическую схему предприятия? |