Введение Важнейшие проблемы народного хозяйства России Улучшение качественных характеристик

• Название: Введение Важнейшие проблемы народного хозяйства России Улучшение качественных характеристик
• Анкор: Kurs_lektsy.docx
• Дата: 19.09.2017
• Размер: 3.48 Mb.
• Имя файла: Kurs_lektsy.docx
• Тип: Документы; #8771
• страница: 16 из 32

часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

К предметам труда относятся заготовки и изделия. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методам обработки, формообразования и сборки, которые определены ГОСТ 3.1109-82 (литье, формование, ковка, штамповка, сварка, монтаж, пайка, склеивание, нанесение покрытий, технический контроль, контроль технологического процесса; обработка: черновая, чистовая, механическая, давлением, резанием, термическая, электрофизическая, электрохимическая и другие).

Технологический процесс представляет собой совокупность различных операций, в результате выполнения которых изменяются размеры, форма, свойства предметов труда, выполняется соединение деталей в сборочные единицы и изделия, осуществляется контроль требований чертежа и технических условий.

Технологические процессы подразделяют на три вида: единичный, типовой и групповой.

Технологический процесс изготовления изделий одного наименования, типоразмера и исполнения не зависимо от типа производства относится к единичному технологическому процессу.

Технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками называют типовым технологическим процессом.

Групповой технологический процесс - это технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

По степени детализации описание технологических процессов подразделяют на маршрутное, операционное, маршрутно-операционное.

Маршрутное описание технологического процесса заключается в сокращенном описании всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

Операционное описание технологического процесса характеризуется полным описанием всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов:

Маршрутно-операционным описанием технологического процесса называют сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.

К общим правилам разработки технологических процессов следует отнести следующие.

Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным и обеспечивать выполнение всех требований чертежа и технических условий, повышение производительности труда и качества изделий, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду. Прогрессивность технологического процесса оценивается по показателям, установленным отраслевой системой аттестации технологических процессов.

Технологический процесс разрабатывают на изготовление изделий, конструкция которых отработана на технологичность с учетом необходимости получения значений базовых показателей этой технологичности.

Технологический процесс должен соответствовать требованиям техники безопасности и промышленной санитарии, изложенным в системе стандартов безопасности труда (ССБТ), инструкциях и других нормативных документах.

Известно, что за несколько последних десятилетий в технологии производственных процессов происходят качественные изменения, которые сопровождаются ростом отрицательного воздействия на окружающую среду. Поэтому вопросы экологии должны быть в центре внимания при разработке технологических процессов.

Имеющиеся типовые или групповые технологические процессы являются основой для разработки отсутствия в качестве такой основы, принимают ранее принятые прогрессивные решения в действующих единичных технологических процессах изготовления аналогичных изделий.

Для разработки технологических процессов используют исходную информацию, которую подразделяют на базовую, руководящую и справочную.
Технологическая операция. Структура технологической операции
Технологической операцией называют законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте. Она является основным элементом производственного планирования и учета. На выполнение операций устанавливают нормы времени и расценки. По операциям определяют трудоемкость и себестоимость процесса, необходимое количество производственных рабочих и средств технологического оснащения.

ГОСТ 3.1109-82 определены основные элементы технологических операций. Технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.

При выполнении перехода режимы работы иногда изменяются без воздействия рабочего, то есть автоматически. Например, при выполнении перехода на станках с адаптивным или программным управлением.

Переходы могут выполняться путем удаления одного или нескольких слоев материала, за один или несколько рабочих ходов.

Однократное перемещение инструмента относительно заготовки, которое сопровождается изменением ее размеров, качества и свойств, является законченной частью технологического перехода и определяется как рабочий ход. Однократные же перемещения инструмента относительно заготовки, необходимые для подготовки рабочего хода, представляют собой вспомогательный ход.

Все действия рабочего, совершаемые им при выполнении технологического перехода, разделяются на отдельные приемы.

Приемом называют законченную совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.

Закрепление заготовок, смена инструмента и другие законченные части технологической операции, которые состоят из действий человека и (или) оборудования, не сопровождающиеся изменением свойств предметов труда, но необходимые для технологического перехода, называются вспомогательными переходами.

Установом называется часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении заготовок или собираемой сборочной единицей.

При одном установе заготовка может занимать различные позиции.

Позиция-это фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовкой и собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции.

Наладкой называют подготовку технологического оборудования и технологической оснастки к вы-полнениютехнологической операции. К наладке относятся установка приспособления на станке, установка на размер комплекта режущего инструмента и т.д.

Подналадка - дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) оснастка в процессе работы для восстановления достигнутых при наладке значений параметров.

Настройка станка на размер - придание лезвию инструмента требуемого расположения относительно баз заготовки.

Совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса, называется средствами технологического оснащения.

Технологическое оборудование - это средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещают материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка (примерами технологического оборудования являются литейные машины, прессы, металлорежущие станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т.п.).

В технологическую оснастку включаются средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса инструмент, штампы, приспособления, калибры, пресс-формы, модели, литейные формы и т.д.).

Приспособление - технологическая оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции.

Технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния, называется инструментом.

Рабочий ход (проход) — однократное относительное движение приспособления и заготовки, в результате которого с ее поверхности удаляется один слой материала, равный глубине резания.
Заготовительное производство. Основные технологии получения заготовок: литье, ковка, штамповка
Способы изготовления заготовок

Выбор метода и способа получения заготовки

 

Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет высокие требования к рациональному выбору заготовок, к уровню их технологичности, в значительной мере определяющей затраты на технологическую подготовку производства, себестоимость, надёжность и долговечность изделий.

Правильно выбрать способ получения заготовки – означает определить рациональный технологический процесс её получения с учётом материала детали, требований к точности её изготовления, технических условий, эксплуатационных характеристик и серийности выпуска.

Машиностроение располагает большим количеством способов получения деталей. Это многообразие, с одной стороны, позволяет существенно повысить эксплуатационные характеристики машин за счёт использования свойств исходного материала, с другой – создаёт трудности при выборе рационального, экономичного способа получения детали.

Особенно важно правильно выбрать вид заготовки, назначить наиболее рациональный технологический процесс её изготовления в условиях автоматизированного производства, когда размеры детали при механической обработке получаются «автоматически» на предварительно настроенных агрегатных станках или станках с числовым программным управлением (ЧПУ). В этом случае недостаточные припуски так же вредны, как и излишние, а неравномерная твёрдость материала или большие уклоны на заготовке могут вызвать значительные колебания в допусках размеров готовой детали.

Поэтому очень важен экономически и технологически обоснованный выбор вида заготовки для данного производства.

Максимальное приближение геометрических форм и размеров заготовки к размерам и форме готовой детали – главная задача заготовительного производства.

Заданные конструктором геометрия, размеры и марка материала детали во многом определяют технологию изготовления. Таким образом, выбор вида заготовки происходит в процессе конструирования, так как при расчёте деталей на прочность, износостойкость или при учете других показателей эксплуатационных характеристик конструктор исходит из физико-механических свойств применяемого материала с учётом влияния способа получения заготовки.

 

Факторы, влияющие на себестоимость производства в машиностроении, делятся на три группы:

1-я группа – конструктивные факторы, т.е. конструктивное решение самой детали, обеспечивающее приемлемость её для изготовления обработкой давлением, литьем, сваркой; выбор марки материала и технологических условий;

2-я группа – производственные факторы, т.е. характер и культура производства, технологическая оснащенность, организационные и технологические уровни производства;

3-я группа – технологические факторы, характеризующие способ формообразования заготовок, выбор самой заготовки, оборудования и технологического процесса получения детали.

То, насколько полно в заготовке учтено влияние факторов первой и второй групп, позволяет судить о технологичности заготовки.

Подтехнологичностью заготовки принято понимать, насколько данная заготовка соответствует требованиям производства и обеспечивает долговечность и надежность работы детали при эксплуатации.

Выпуск технологичной заготовки в заданных масштабах производства обеспечивает минимальные производственные затраты, себестоимость, трудоемкость и материалоемкость.

Третья группа факторов важна, когда детали могут быть получены одним или несколькими способами литья или обработки давлением, например, фланцы, тройники, шестерни. Однако при литье структура металла, а следовательно, и механические свойства, ниже, чем при обработке металлов давлением. Также, особенно при литье в кокиль или под давлением, выше вероятность возникновения литейных напряжений и наличия пористости.

При штамповке, создавая направленную структуру, можно увеличить эксплуатационные свойства детали. В то же время заданный параметр шероховатости поверхности и точность размеров могут быть обеспечены в обоих случаях.

Таким образом, при выборе способов получения заготовки в первую очередь следует учитывать основные факторы (себестоимость и требования к качеству), ориентироваться на то, что в конкретном случае является определяющим.

В качестве другого примера можно рассмотреть крупногабаритные детали значительной массы, требующие для своего изготовления уникального оборудования большой мощности. Такие детали целесообразно изготавливать сварными. Это позволяет сократить длительность цикла изготовления, повысить качество металла за счет применения слитков меньшей массы с меньшим количеством литейных дефектов, но при этом уменьшается коэффициент использования металла, увеличивается трудоемкость.

Оптимальное решение при выборе заготовок может быть найдено только при условии комплексного анализа влияния на себестоимость всех факторов, при обязательном условии положительного влияния способа получения заготовки на качество изделия.

В себестоимости изготовления детали значительную долю составляют затраты на материал (около 60 %). Поэтому пути снижения себестоимости целесообразно искать в снижении расхода материала.

Технологичность детали с определенной степенью приближения оценивается следующими показателями:

– коэффициент выхода годного () ;

– весовой точности () ;

– использования металла ().

– характеризует расход металла в заготовительном цехе, размер брака, технологических отходов, определяется по формуле:

где: – масса исходного металла; – масса заготавливаемого металла.

– отражает степень приближения формы и размеров заготовки к форме и размерам детали, т.е. характеризует объем механической обработки, определяется по формуле:

где: – масса готовой детали.

– отражает общий расход металла на изготавливаемую деталь, определяется по формуле:

 

Общие принципы выбора заготовки

 Наиболее широко для получения заготовок в машиностроении применяют следующие методы: литье, обработка металла давлением и сварка, а также комбинация этих методов.

Каждый из методов содержит большое число способов получения заготовок.

Метод – это группа технологических процессов, в основе которых лежит единый принцип формообразования.

Литье – получение заготовок путем заливки расплавленного металла заданного химического состава в литейную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки.

Обработка давлением – технологические процессы, которые основаны на пластическом формоизменении металла.

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений из металлов и сплавов в результате образования атомно-молекулярных связей между частицами соединяемых заготовок.

При выборе метода необходимо ориентироваться в первую очередь на материал и требования к нему с точки зрения обеспечения служебных свойств изделия (литье – чугун, стали с обозначением Л).

Особо ответственные детали, к которым предъявляются высокие требования по размеру зерна, направлению волокон, а также по уровню механических свойств, всегда следует изготавливать из заготовок, полученной обработкой давлением.

Выбор способа получения заготовки сложная задача.

Способ получения заготовки должен быть экономичным, обеспечивающим высокое качество детали, производительным, нетрудоемким.
Основные факторы, влияющие на выбор способа получения заготовки.

Характер производства.

Для мелкосерийного и единичного производства характерно использование в качестве заготовок горячекатаного проката, отливок, полученных в песчано-глинистых формах, поковок, полученных ковкой.

Это обуславливает большие припуски, значительный объем последующей механической обработки, повышение трудоемкости.

В условиях крупносерийного и массового производств рентабельны способы получения заготовок: горячая объемная штамповка; литье в кокиль, под давлением, в оболочковые формы по выплавляемым моделям.

Применение этих способов позволяет значительно сократить припуски, снизить трудоемкость изготовления детали.

Повышение точности формообразующих процессов, выбор наиболее точных и прогрессивных способов получения заготовок на базе увеличения серийности производства является одним из важнейших резервов повышения технического уровня производства.

Материалы и требования, предъявляемые к качеству детали

Материалы должны обладать необходимым запасом определенных технологических свойств – ковкостью, штампуемостью, жидкотекучестью, свариваемостью, обрабатываемостью.

Для деформируемых материалов необходимым технологическим свойством является технологическая пластичность. Особо жесткие требования по технологической пластичности предъявляются к сплавам, из которых детали получают холодной обработкой давлением – выдавливанием, вытяжкой, гибкой, формовкой.

Если металл обладает низкой жидкотекучестью, высокой склонностью к усадке, то не рекомендуется применять литье в кокиль, под давлением, так как из-за низкой податливости металлической формы могут возникнуть литейные напряжения, коробление отливки, трещины. Целесообразно применять оболочковое литье и литье в песчано-глинистые формы.

Для ответственных, тяжело нагруженных деталей (валы, шестерни, зубатые колеса), для которых предъявляются определенные требования к качеству металла и к физико-механическим свойствам – целесообразно использовать поковки, так как в процессе деформирования создается мелкозернистая, направленная волокнистая структура, значительно повышающая физико-механические свойства материала.