- •Технологические процессы в машиностроении
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объём дисциплины и виды учебной работы
- •Перечень видов практических занятий и контроля
- •Тема 4.2. Термообработка поверхностей деталей
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для спец. 151001.65
- •2.2.3. Тематический план дисциплины для спец. 151001.65
- •2.2.4. Тематический план дисциплины для спец. 0805.02
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникативных технологий
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия для спец.151001.65
- •2.5.1. Практические занятия для спец. 080502.65
- •2.5.2. Лабораторные работы для спец.151001.65
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект Введение
- •Раздел 1. Основные понятия и определения
- •1.1. Машина как объект производства
- •1.2. Структура машиностроительного производства
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Конструкционные материалы, применяемые в машиностроении
- •2.1. Черные и цветные металлы и сплавы
- •2.2. Неметаллические и композиционные материалы
- •2.3. Производство конструкционных материалов
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3. Технологические процессы изготовления исходных заготовок
- •3.1. Технологии литейного производства
- •Тема 3.2. Обработка металлов давлением
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 4. Технология обработки поверхностей деталей машин
- •Тема 4.1. Технологии механической обработки резанием
- •Тема 4.2. Технологические методы формообразования поверхностей заготовок абразивным инструментом
- •Тема 4.4. Методы отделочной обработки поверхностей деталей машин
- •Тема 4.3. Термообработка поверхностей деталей машин
- •Тема 4.4. Электрофизические и электрохимические методы обработки
- •Тема 4.5. Методы обработки заготовок без снятия стружки
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 5. Основы технологии сборочных работ
- •Тема 5.1. Технологические процессы сварки
- •Тема 5.2. Сборочные работы при различных видах сборки
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 6. Основы технологической подготовки производства изделий
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий
- •3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ Общие указания
- •Охрана труда и техника безопасности при выполнении лабораторных работ
- •Лабораторная работа №1 Измерение шероховатости поверхности деталей, обработанных на металлорежущем оборудовании
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 3 Выбор лезвийного метода обработки детали типа «тел вращения»
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •Лабораторная работа 2
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.5. Методические указания к проведению практических занятий
- •Экономический анализ при выборе заготовки
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к ее выполнению
- •Методические указания к выполнению контрольной работы
- •4.2. Текущий контроль Тренировочные тесты Тест 1
- •Правильные ответы на тесты
- •4.3. Итоговый контроль Вопросы к экзамену
- •Содержание
3. Информационные ресурсы дисциплины
3.1. Библиографический список
Основной:
1. Схиртладзе, А.Г. Технологические процессы в машиностроении: учеб. для вузов/ А.Г. Схиртладзе. – М.: Высш.шк, 2007.
2. Черепахин, А.А. Технология конструкционных материалов. Обработка резанием: учеб. пособие для вузов/А.А. Черепахин, В.А. Кузнецов. – М.: Акаде-мия, 2008. – 286 c.
Дополнительный:
3. Технология конструкционных материалов: учеб. для вузов/ А.М. Дальский [и др.]. – М.: Машиностроение, 2003.
4. Солнцев, Ю.П. Материаловедение: учебник для вузов/ Ю.П. Солнцев, Е.И. Пряхин; под ред. Ю.П. Солнцева. – Изд.4-е, перераб. и доп.– СПб.: Химиздат, 2007.
5. Афонькин, М.Г. Производство заготовок в машиностроении/М.Г. Афонькин, В.Б. Звягин. – Изд.2-е, доп. и перераб. – СПб.: Политехника, 2007.
6. Серебреницкий, П.П. Краткий справочник технолога-машиностроителя. – СПб.: Политехника, 2007. – 951 с.
3.2. Опорный конспект Введение
Процесс создания машины, оборудования, детали охватывает несколько связанных между собой этапов, начиная с определения потребительских свойств и служебного назначения, разработки конструкции и технологии ее изготовления, самого изготовления и кончая отправкой потребителю. Для этого необходимо осуществить производственный (технологический) процесс, то есть превратить предметы производства в полезную для человека продукцию. Детали, узлы и другие компоненты машин чрезвычайно разнообразны, и для их изготовления необходимы как материалы с самыми различными свойствами, так и технологические процессы, основанные на различных принципах действия. Многолетняя практика показывает, что в современном машиностроительном производстве не существует универсальных методов обработки, в равной степени эффективных для изготовления различных деталей из разных материалов. Каждый метод обработки имеет свою конкретную область применения.
Ключевыми признаками любой технологии надо считать наличие многократных действий, следующих друг за другом; наличие объектов воздействия, претерпевающих целенаправленные изменения; наличие материализованных средств технологического оснащения, посредством которых реализуются воздействия на объекты.
Раздел 1. Основные понятия и определения
В этом разделе изучаются следующие темы: «Машина как объект производства», «Структура машиностроительного производства».
1.1. Машина как объект производства
В этот теме изучаются следующие вопросы:
– функциональное и структурное описание машины;
– служебное назначение машины;
– качество машины, система показателей качества;
– структура машины как объекта производства;
– жизненный цикл изделия.
Машина представляет собой устройство, выполняющее механические движения и силовые воздействия, необходимые для выполнения тех или иных рабочих процессов.Любая машина создается для удовлетворения определенной потребности человека, которая находит отражение в служебном назначении машины. Современные машины являются, как правило, сложными системами, состоящими из нескольких функциональных частей. Такими частями являются двигатели, механическая система и система управления движением. Двигатель является той функциональной частью машины, в которой осуществляется преобразование какого-либо вида энергии (электрической, гидравлической, тепловой) в механическую работу. Механическая система осуществляет преобразование простейших движений, создаваемых двигателями, в сложные движения рабочих органов машины. Важными функциональными частями современных машин являются системы управления движением. Системы программного управления, формируя управляющие сигналы, задают тем самым программные движения рабочих органов машины.
Служебное назначение машины. Создание изделия начинается с определения задачи, для решения которой оно создается. Служебное назначение машины – это совокупность потребительских свойств и технических требований, т.е. максимально уточненная и четко сформулированная задача, для решения которой предназначена машина. Формулировка служебного назначения отражает не только общую задачу, для решения которой создается машина, но и все дополнительные условия и требования, которые эту задачу количественно уточняют и конкретизируют. Формулировка служебного назначения машины может содержать также ряд дополнительных сведений, которые, необходимо учитывать при ее проектировании и изготовлении, например требования к внешнему виду, безопасности работы, удобству и простоте обслуживания и управления, уровню шума, КПД, степени механизации и автоматизации.
Качество машины, система основных показателей. Служебное назначение описывают как словесно, так и системой количественных показателей, определяющих конкретные функции, условия работы и ряд дополнительных моментов в соответствии с той задачей, которую намечают решать с помощью создаваемой машины. Нередко чрезмерно жесткие, экономически неоправданные требования к точности и другим показателям качества являются следствием недостаточно глубокого изучения и выявления служебного назначения машины. Для того чтобы машина экономично выполняла свое служебное назначение, она должна обладать необходимым для этого качеством.
Под качеством машины понимают совокупность свойств, определяющих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии со служебным назначением и отличающих машину от других. Качество каждой машины характеризуется рядом методически правильно отобранных показателей, для каждого из которых должна быть установлена количественная величина с допуском на ее отклонение, оправдываемое экономичностью выполнения машиной ее служебного назначения.
Система качественных показателей с установленными для них количественными данными и допусками, описывающая служебное назначение машины, получила название технических условий и норм точности на приемку готовой машины. К основным показателям качества машины относятся:
– стабильность выполнения служебного назначения;
– качество выпускаемой продукции;
– долговечность физическая, т.е. способность сохранять первоначальное качество во времени;
– долговечность моральная, или способность экономично выполнять служебное назначение в период работы;
– производительность;
– безопасность работы;
– удобство и простота обслуживания и управления;
– коэффициент полезного действия;
– степень механизации и автоматизации;
– уровень шума, экологическая безопасность (безвредность) и пр.
Каждый из перечисленных основных показателей применительно к тому или иному типу машины конкретизируется в виде целой системы дополнительных качественных и количественных показателей. Они характеризуют особенности, которыми должны обладать машины соответствующего типа, предназначенные для выполнения данного служебного назначения.
В технических условиях формулируется задача, которую предстоит решить, как в процессе конструирования машины, так и во время ее изготовления.
Основные технические характеристики и качественные показатели некоторых машин и составляющих их частей, выпускаемых в больших объемах, стандартизированы.
Одними из важнейших показателей качества, оказывающих большое влияние на трудоемкость изготовления изделия, является геометрическая точность и качество поверхностного слоя детали.
В общем случае под точностью понимается степень приближения фактического значения параметра к заданному значению. Под геометрической точностью детали понимается степень приближения реальной детали к ее геометрическому прототипу.
Точность поверхности определяется точность ее размеров и геометрической формы. Размер понимается как расстояние между двумя небольшими участками двух или одной поверхности. Точность геометрической формы поверхности описывается с помощью трех показателей точности: макрогеометрии, волнистости и микрогеометрии: 1) под макрогеометрическими отклонениями понимают отклонения реальной поверхности от правильной геометрической формы в пределах габаритных размеров этой поверхности; 2) под волнистостью понимают периодические неровности поверхности, встречающиеся на участках протяженностью от 1 до 10 мм; 3) под микрогеометрическими отклонениями (микронеровностями) понимают отклонения реальной поверхности в пределах небольших ее участков, обычно размером 1 мм(микрогеометрические отклонения называют шероховатостью поверхности).
Одной из задач технологии является изготовление машин, фактические отклонения которых от желаемого идеала не выходили бы за пределы установленных допусков. Например, с уменьшением допусков на показатели качества машина или другое устройство будет работать экономичнее, но это вызовет увеличение стоимости изготовления и повысит расходы на эксплуатацию (до-роже будет стоить ремонт).
Жизненный цикл изделия (машины) – период времени от зарождения идеи о необходимости и возможности создания нового изделия, от формирования исходных требований к нему до окончания его эксплуатации (потребления), то есть до снятия его с эксплуатации или до утилизации, если она необходима и является существенной с точки зрения затрат времени и средств.
Жизненный цикл изделия включает следующие стадии: 1 – изучение рынка (маркетинг); 2 – научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы; 3 – техническая подготовка производства; 4 – производство изделия; 5 – эксплуатация изделия с последующей его утилизацией.
Важная роль в жизненном цикле изделия отводится технической подготовке производства, которая включает в себя: конструкторскую подготовку производства на базе систем автоматизированного проектирования (САПР): разработку конструкции изделия и создание сборочных чертежей, рабочих чертежей деталей, запускаемых в производство, с оформлением соответствующих спецификаций и другой конструкторской документации; технологическую подготовку производства (ТПП), включающую совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства; календарное планирование производственного процесса изготовления изделий в установленные сроки при заданных объемах выпуска и затратах.
Стадии проектно-конструкторских работ (конструкторская подготовка производства) и технологических (технологическая подготовка производства) являются наиболее длительными и трудоемкими в процессе создания новой техники. Так, технологическая подготовка занимает обычно более 50 % времени всей технической подготовки производства. Поэтому в условиях жесткой конкуренции, когда время на подготовку производства исчисляется не годами, а неделями и даже днями, необходимость использования новейшей вычислительной техники, систем автоматизированного проектирования (САПР) и различных программ для ТПП является объективной реальностью. В практике машиностроения в самостоятельную стадию может быть выделена организационная подготовка производства, в процессе которой решаются задачи организации основного, вспомогательного и обслуживающего производств. Создание новых и реконструкция существующих организационных проектов машиностроительных предприятий, их строительство и подготовка к выпуску новой техники требуют больших капитальных вложений и продолжительности по времени. На действующих предприятиях выбирается наиболее рациональный метод перехода на выпуск новой продукции.
Отладка производственных процессов, внесение необходимых конструкторских и технологических изменений, повышение навыков рабочих составляет стадию освоения выпуска продукции. Освоенной считается продукция, трудоемкость и себестоимость которой соответствуют технической документации при запланированном объеме выпуска. Особенно эта стадия становится существенной, если выпуск новой техники начинают до полной технологической и организационной подготовленности производства.
Структура жизненного цикла по составу стадий и по отношению затрат зависит от характера объекта производства и объема выпуска новой техники.
Для машин, выпускаемых в единичных экземплярах или в небольших количествах, может быть сокращена стадия технологической подготовки производства (путем более укрупненной проработки технологии и использования универсальной или унифицированной оснастки) и практически отсутствует стадия освоения выпуска, а стадия производства включает длительность цикла изготовления одного или нескольких изделий. В массовом же производстве возрастает значение технологической подготовки производства, существенными становятся затраты на организационную подготовку и освоение выпуска новой техники.
Структура машины как объекта производства. Изделием в машиностроении называют любой предмет производства, подлежащий изготовлению на предприятии. Изделием могут быть машина, ее элементы в сборке и даже отдельная деталь, заготовка, в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства.
Изделия могут быть не специфицированными (не имеющими составных частей) и специфицированными (состоящими из двух или более частей).
В Единой системе конструкторской документации (ЕСКД) установлены следующие виды изделий: деталь, сборочная единица, комплекты, комплексы.
Деталь – неразъемное изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (например, валик из одного куска металла, литой корпус).
Деталь характеризуется комплексом свойств, к числу которых относятся: свойства материала детали; форма ее поверхности; размеры детали; точность размеров и формы; качество поверхности детали.
Важной характеристикой детали является также ее себестоимость.
Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе путем сборочных операций (свинчиванием, запрессовкой, развальцовкой, клепкой, сваркой, пайкой), например, станок, редуктор, сварной корпус.
Комплекс – это два и более специфицированных (состоящих из двух и более составных частей) изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций; например: автоматическая линия, цех-автомат, станок с ЧПУ с управляющими панелями и т. п.
Комплект – это два и более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера; например: комплекты запасных частей, инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры, упаковочной тары и т. п.