Лекции,часть1

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова»

Кафедра технологии лесного машиностроения и ремонта

А. В. Трофимов, кандидат технических наук, доцент В. А. Марков, кандидат технических наук, доцент

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Ч а с т ь I

Текст лекций для студентов направлений 151000

«Технологические машины и оборудование» и 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических

машин и комплексов»

Санкт-Петербург

2013

Рассмотрен и рекомендован к изданию учебно-методической комиссией лесомеханического факультета

Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета 27 сентября 2012 г.

О т в . р е д а к т о р доктор технических наук, профессор В. В. Балихин

Р е ц е н з е н т ы :

кафедра технологии металлов и ремонта Петрозаводского государственного университета

(зав. кафедрой доктор технических наук, профессор А. В. Питухин), директор ООО «Лестехсервис-СПб»

кандидат технических наук, доцент О. А. Михайлов

УДК 621.002 (075.8)

Трофимов, А. В.

Основы технологии машиностроения: текст лекций / А. В. Трофимов, В. А. Марков. – СПб.: СПбГЛТУ, 2013. – 64 с.

ISBN 978-5-9239-0554-0

Представлено кафедрой технологии лесного машиностроения и ремонта.

В представленном материале конспективно изложены основные вопросы первой части учебной дисциплины «Основы технологии машиностроения». Текст лекций соответствует Государственному образовательному стандарту РФ. Рассмотрены вопросы изготовления продукции лесного машиностроения, точности механической обработки. Для проверки восприятия материала и получения навыков его применения после каждой темы приведены контрольные вопросы.

Предназначен для студентов дневной и заочной форм обучения по направлениям 151000, 190600.

Табл. 1. Ил. 43. Библиогр. 4 назв.

2

Технологический процесс с целью эффективного управления делят на части, характеризуемые определѐнными признаками.

Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте . Операция:

–является основным элементом процесса, для которого разрабатывается технологическая документация, ведется планирование и учет работ;

–выполняется над одной заготовкой, на одном рабочем месте, с помощью размещенного на этом месте оборудования, обслуживаемого закреплѐнным персоналом.

Каждую операцию можно разделить на несколько элементов, выполняемых в определѐнной последовательности.

Технологический переход – законченная часть операции, выполняе-

мая одними средствами технологического оснащения (режущий инстру-

мент) при постоянных (или автоматически изменяющихся) режимах и неизменной установке заготовки. Технологический переход связан (при резании) с получением каждой поверхности.

Например. Обработка отверстия в рамках одной технологической операции может выполняться несколькими инструментами: сверлом – зенкером – разверткой. В этом случае необходимо три перехода. Растачивание трехступенчатого отверстия блоком резцов – один переход.

Вспомогательный переход – часть технологической операции, содержащая действия рабочего и механизмов, необходимые для выполнения технологического перехода (установка и закрепление детали, смена приспособления и тому подобное).

Технологический переход при механической обработке может выполняться за один или несколько рабочих ходов.

Рабочий ход (проход) – однократное относительное движение режущего инструмента и заготовки, в результате которого с ее поверхности удаляется один слой материала, равный глубине резания.

Для обеспечения рабочего хода необходимо выполнить вспомогательный ход(ы) – законченную часть технологического перехода, состоящую из однократного относительного перемещения режущего инструмента и заготовки, не связанную со снятием слоя металла и необходимую для подготовки рабочего хода.

Элементы операции могут выполняться разными способами, для характеристики которых используется термин – приѐм.

Прием – законченная совокупность действий, направленных на выполнение перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, переход – «установить заготовку» включает в себя ряд

Рабочее место – часть пространства цеха (участка), предназначенная для выполнения операции одним или группой рабочих, в котором размещены оборудование, инструменты, приспособления.

5

действий: взять заготовку из тары – переместить к приспособлению – забазировать – закрепить.

Перед обработкой заготовку необходимо расположить относительно рабочих органов станка и закрепить (зафиксировать). Процесс придания заготовке требуемого положения и еѐ закрепление называется установом. Для полной обработки заготовки необходимо, как правило, несколько установов.

При выполнении отдельных частей операции иногда необходимо перемещение заготовки в пространстве (часто вместе с приспособлением). Каждое новое фиксированное положение заготовки совместно с приспособлением, в котором она установлена, относительно рабочих органов станка, называется позиция.

Для удобства проектирования технологические процессы разделяются на виды в зависимости от количества выпускаемых наименований изделий.

Единичный технологический процесс – процесс изготовления изделия одного наименования, типоразмера и исполнения. Характерен для оригинальных изделий (не имеющих общих конструктивных и технологических признаков с другими изделиями, выпускаемыми на предприятии).

Унифицированный технологический процесс – процесс, относящийся к группе изделий, характеризуемых общими признаками. Унификация выполняется, в основном, по двум направлениям:

типовой технологический процесс – процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками

(ГОСТ 3.1109–82);

групповой технологический процесс – процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками (разрабатываются на уровне предприятия).

Изделия, в зависимости от потребностей, производят в разных количествах, определяемых объемом и программой выпуска.

Объем выпуска характеризует примерное количество машин, дета-

лей, заготовок, изделий, подлежащих выпуску в течение планируемого периода времени (год, месяц). Это понятие используется на стадии проектирования завода, цеха, технологического процесса.

Программа выпуска – перечень изделий с указанием объѐма выпуска по каждому наименованию на планируемый период (год, месяц). Программу выпуска изделий устанавливают в соответствии с планом предприятия.

Выпуск изделий организуется единичными экземплярами, сериями или партиями.

С е р и я – общее число изделий, подлежащих изготовлению по неизменным чертежам. Размер серии зависит от совершенства конструкции и степени спроса у потребителей.

П а р т и я – количество изделий одного наименования и типоразмера, одновременно (или непрерывно) поступающих для обработки на одно рабочее место в течение определенного времени.

6

Составляющие элементы и технологический процесс в целом традиционно характеризуются комплексом показателей экономической эффективности (производительность, полная себестоимость, технологическая себестоимость, приведѐнные затраты и др.).

Для количественной оценки иногда удобно пользоваться следующими параметрами.

Ц и к л – отрезок календарного времени, определяющий длительность периодически повторяющейся технологической операции от начала до еѐ окончания.

Т а к т – промежуток времени, через который периодически осуществляется выпуск изделия. Если говорят, что машину изготавливают с тактом в 5 мин, это значит, что через каждые 5 мин завод выпускает машину.

Р и т м выпуска – величина обратная такту.

1.3. Техническая подготовка производства машин

Техническая подготовка в организации производства машин проходит три этапа:

1.Конструкторская подготовка, которая завершается созданием комплекса технической документации в соответствии с требованиями ЕСКД.

2.Технологическая подготовка – включает все виды деятельности, обеспечивающие технологическую готовность производства к изготовлению изделий, отвечающих требованиям заказчика (рынка). Перечень, содержание и последовательность работ регламентированы стандартом РФ Р50995.3.1–96 «Технологическое обеспечение создания продукции. Технологическая подготовка производства».

Объѐм работ по этапу в зависимости от типа производства может составлять от (30…40) до (40…50)% от общего объѐма работ.

3.Календарное планирование – определение объѐмов и номенклатуры выпуска изделий на планируемый период.

Контрольные вопросы

1.Чем вызвана необходимость разделения технологического процесса на составляющие элементы (операции, переходы и др.)?

2.Назовите отличительные признаки следующих элементов технологического процесса:

– технологическая операция;

– технологический переход;

– вспомогательный переход;

– рабочий ход;

– вспомогательный ход;

7

– приѐм.

3.Какой структурный элемент технологического процесса является основным при планировании работ в машиностроении?

4.Чем отличаются понятия «производственный процесс» и «технологический процесс»?

5.Что является результатом работ по технологической подготовке производства?

6.Почему предметом изучения дисциплины являются, в основном, процессы механической обработки заготовок и сборки изделий?

Т е м а 2. ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВ. КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ

Машиностроительное производство представляет сложную систему взаимодействующих элементов. Для решения задач планирования в многообразных производственных условиях целесообразно всѐ множество разделить по классификационным признакам. В качестве основных при-

знаков принимают широту номенклатуры и объѐм выпуска изделий.

В соответствии с рекомендациями ГОСТ 14.004–83 выделяют три ти-

па производств: единичное, серийное и массовое.

Каждый тип характеризуется следующими признаками.

1.Объѐм выпускаемых изделий.

2.Объѐм операционных партий.

3.Количество операций, выполняемых на одном рабочем месте в течение месяца.

4.Степень универсальности оборудования.

5.Степень универсальности технологической оснастки.

6.Порядок расстановки оборудования;

7.Вид используемых заготовок.

8.Методы обеспечения точности.

9.Методы обеспечения взаимозаменяемости (при сборке).

10.Квалификация персонала.

11.Степень разработки технологической документации.

12.Применяемые методы нормирования.

Единичное производство выделяется широкой номенклатурой и малым объемом выпуска. Изделия изготавливаются единичными экземплярами, разнообразными по форме и размерам, причем повторяемость изделий редка или совсем отсутствует. Продукция единичного производства – опытные образцы, тяжелые прессы, уникальные станки и т. п.

При этом типе производства, как правило, используются универсальное оборудование, приспособления и измерительный инструмент; рабочие имеют высокую квалификацию; сборка производится с использованием

8

слесарно-пригоночных работ (т. е. по месту). Станки располагаются по принципу однородности обработки, т. е. создаются участки станков, предназначенных для одного вида обработки, – токарные, строгальные, фрезерные и др. Заготовки – простейшие, с малой точностью и большими припусками. Точность обеспечивается методом пробных ходов. Документация упрощѐнная. Применяется опытно-статистическое нормирование труда.

Серийное производство, характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями. Возможна партия из одного изделия. Продукция серийного производства – станки, компрессоры, судовые двигатели и т.п.

В зависимости от количества изделий в партии и коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. В настоящее время, этот тип производства обеспечивает около 75 % объѐма продукции машиностроения.

Серийное производство занимает по всем параметрам промежуточное положение между единичным и массовым.

Массовому производству присуща узкая номенклатура и большой объем выпуска продукции, непрерывно изготавливаемой в течение продолжительного времени.

Основной является поточная форма организации, при которой операции обработки или сборки машины закреплены за определенным специальным высокопроизводительным оборудованием, расположенным в порядке выполнения процесса. Изготавливаемая деталь передается с одной операции на следующую сразу после выполнения предшествующей, как правило, с помощью специальных транспортных устройств. Заготовки – точное литьѐ, горячая объѐмная штамповка, калибровка. Точность обеспечивается автоматическим получением размеров на настроенных станках. Достигается полная и групповая взаимозаменяемость. Персонал средней квалификации при высококвалифицированных наладчиках. Технологическая документация разрабатывается самым детальным образом. Технические нормы тщательно рассчитываются и подвергаются проверке. Продукция массового производства – автомобили, часы, холодильники, телевизоры и т. п. В лесной промышленности и лесном хозяйстве этот тип производства не встречается.

Разделение производства условно. На одном и том же предприятии можно встретить все типы, но преобладает обычно один. Правильная классификация является сложной задачей, требующей от технолога понимания реальной производственной обстановки, ближайших перспектив развития предприятия, умения проводить анализ и технико-экономические расчѐты.

Для определения типа производства на стадии проектирования часто используется коэффициент закрепления операций (Кз.о) – отношение всех технологических операций, выполняемых в течение календарного месяца, к числу рабочих мест.

9

Рекомендованы следующие значения показателя: 1 – массовое производство; от 2 до 10 – крупносерийное производство;

от 10 до 20 – среднесерийное производство; от 20 до 40 – мелкосерийное производство; свыше 40 – единичное производство.

На предварительных стадиях проектирования, при отсутствии необходимых данных, тип производства можно определить на основе программы выпуска и массы изделий по материалам табл. 2.1.

Контрольные вопросы

1.Почему разделение производств по типам является «условным»?

2.Как определить тип производства на проектной стадии работ?

3.Чем отличаются понятия «серия» и «партия» изделий?

4.Приведите примеры машиностроительных предприятий лесной промышленности и лесного хозяйства, других отраслей с различным типом производства. Обоснуйте свои оценки.

5.При каких типах производств эффективно использование следующих видов металлообрабатывающего оборудования:

– универсальные станки;

– полуавтоматы;

– станки с ЧПУ;

– гибкие автоматизированные модули;

– автоматизированные комплексы? Обоснуйте рекомендации.

10