Nikitenko

УДК 621.73.002. 5 (075.8)

ББК 34. 4 г я 7

Н 93

Рецензенты: генеральный директор, канд.техн.наук, ОАО «Ульяновский НИАТ» В. А. Марковцев, главный специалист прессовых работ ОАО «УАЗ» А. Г. Шанов

Утверждено редакционно-издательским советом Ульяновского государственного технического университета в качестве текста лекций

Никитенко, В. М.

Н 93 Технологические процессы в машиностроении : текст лекций / В.М. Никитенко, Ю. А. Курганова. – Ульяновск : УлГТУ, 2008. – 212 с.

ISBN 978-5-9795-0285-4

Пособие содержит ряд разделов, необходимых для ознакомления студентов с конструкционными материалами, которые служат для изготовления машин и других технических изделий. В пособии рассмотрены технологические способы производства черных и цветных металлов, изготовление заготовок и деталей машин из металлов и неметаллических материалов литьем, обработкой давлением, сваркой, резанием и другими способами.

Для студентов вузов машиностроительных специальностей. Работа подготовлена на кафедре «Материаловедение и обработка металлов давлением»

2

4

Вчетвертом разделе рассмотрены вопросы сварочного производства, процессы пайки и получение неразъемных клеевых соединений. Физические основы сварки, ее способы, различные виды оборудования.

Впятом разделе описаны основные процессы, протекающие при обработке металлов резанием. Приведены краткие сведения о металлорежущих станках, инструментах, работах, выполняемых на этом оборудовании. Здесь же рассмотрены вопросы электрофизической и электрохимической обработки.

Вшестом разделе рассматривают получение материалов на основе поли-

меров.

Вседьмом разделе рассмотрены технологические процессы сборки, вопросы контроля в машиностроении.

Развитие и совершенствование любого производства в настоящее время зависит от знаний инженера и от того, насколько он владеет методами изготовления деталей машин и их сварки. Важным направлением научно - технического процесса является создание и широкое применение новых конструкционных материалов для того, чтобы повысить технический уровень и надежность оборудования с учетом экономических показателей, для этого инженер должен обладать глубокими технологическими знаниями.

6

Раздел 1. Производственный процесс изготовления машины. Конструкционные материалы

Глава 1. Теоретические основы технологии машиностроения

Лекция 1. Понятие о производственном и технологическом процессах

Все то, что имеет общество для удовлетворения своих потребностей, связано с использованием или переработкой продуктов природы. Последнее неразрывно связано с необходимостью реализации тех или иных производственных процессов, т. е. в конечном итоге с затратами человеческого труда. В производственный процесс входят все этапы переработки продуктов природы в предметы (машины, строения, материалы и т. п.), необходимые человеку. Так, например, для создания станка необходимо добыть и переработать руду, затем из металла создать заготовки будущих деталей станка, осуществлять этап их переработки, а затем сборки. При создании машины обычно ограничиваются рассмотрением производственных процессов, реализуемых на машиностроительном предприятии.

Изделием в машиностроении называют любой предмет или набор предметов, подлежащих изготовлению. Изделием может быть любая машина или ее элементы в сборе, остальные детали в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для станкостроительного завода изделием являются станок или автоматическая линия, для завода изготовления крепежных деталей – болт, гайка и т. п.

Производственным процессом в машиностроении называют совокупность всех этапов, которые проходят полуфабрикаты на пути их превращения в готовую продукцию: металлообрабатывающие станки, литейные машины, куз- нечно-прессовое оборудование, приборы и другие.

На машиностроительном заводе производственный процесс включает: подготовку и обслуживание средств заготовок, их хранение; различные виды обработки (механическую, термическую и т.д.); сборку изделий и их транспортирование, отделку, окраску и упаковку, хранение готовой продукции.

Наилучший результат дает всегда тот производственный процесс, в котором все этапы строго организационно согласованы и экономически обоснованы.

Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. В результате выполнения технологических процессов изменяются физико-химические свойства материалов, геометрическая форма, размеры и относительное положение элементов деталей, качество поверхности, внешний вид объекта производства и т.д. Технологический процесс выполняют на рабочих местах. Рабочее место представляет собой часть

7

цеха, в котором размещено соответствующее оборудование. Технологический процесс состоит из технологических и вспомогательных операций (например, технологический процесс обработки валика состоит из токарных, фрезерных, шлифовальных и других операций).

Производственный состав машиностроительного завода. Машино-

строительные заводы состоят из отдельных производственных единиц, называемых цехами, и различных устройств.

Состав цехов, устройств и сооружений завода определяется объектом выпуска продукции, характером технологических процессов, требованиями к качеству изделий и другими производственными факторами, а также в значительной мере степенью специализации производства и кооперирования завода с другими предприятиями и смежными производствами.

Специализация предполагает сосредоточение большого объема выпуска строго определенных видов продукции на каждом предприятии.

Кооперирование предусматривает обеспечение заготовками (отливками, поковками, штамповками), комплектующими агрегатами, различными приборами и устройствами, изготовляемыми на других специализированных предприятиях.

Если проектируемый завод будет получать отливки в порядке кооперирования, то в его составе не будет литейных цехов. Например, некоторые станкостроительные заводы получают отливки со специализированного литейного завода, снабжающего потребителей литьем в централизованном порядке.

Состав энергетических и санитарно-технических устройств завода также может быть различными в зависимости от возможности кооперирования с другими промышленными и коммунальными предприятиями по снабжению электроэнергией, газом, паром, сжатым воздухом, в части устройства транспорта, водопровода, канализации и т. д.

Дальнейшее развитие специализации и в связи с этим широкое кооперирование предприятий значительно отразятся на производственной структуре заводов. Во многих случаях в составе машиностроительных заводов не предусматриваются литейные и кузнечно-штамповочные цехи, цехи по изготовлению крепежных деталей и т. д., так как заготовки, метизы и другие детали поставляются специализированными заводами. Многие заводы массового производства в порядке кооперирования со специализированными заводами также могут снабжаться готовыми узлами и агрегатами (механизмами) для выпускаемых машин; например, автомобильные и тракторные заводы – готовыми двигателями и др.

Состав машиностроительного завода можно разделить на следующие группы:

1) заготовительные цехи (чугунолитейные, сталелитейные, литейные цветных металлов, кузнечные, кузнечно-прессовые, прессовые, кузнечноштамповые и др.);

8

2)обрабатывающие цехи (механические, термические, холодной штамповки, деревообрабатывающие, металлопокрытий, сборочные, окрасочные и др.);

3)вспомогательные цехи (инструментальные, ремонтно-механические, электроремонтные, модельные, экспериментальные, испытательные и др.);

4)складские устройства (для металла, инструмента, формовочных и шихтовых материалов, принадлежностей и разных материалов для готовых изделий, топлива, моделей и др.);

5)энергетические устройства (электростанция, теплоэлектроцентраль, компрессорные и газогенераторные установки);

6)транспортные устройства;

7)санитарно-технические устройства (отопление, вентиляция, водоснабжение, канализация);

8)общезаводские учреждения и устройства (центральная лаборатория, технологическая лаборатория, центральная измерительная лаборатория, главная контора, проходная контора, медицинский пункт, амбулатория, устройства связи, столовая и др.).

Технологической операцией называют законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте одним или несколькими рабочими, или одной или несколькими единицами автоматического оборудования. Операция охватывает все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими совместно обрабатываемыми (собираемыми) объектами производства.

Операция является основным элементом производственного планирования и учета.

Трудоемкость производственного планирования и учета.

Трудоемкость технологического процесса, число рабочих, обеспечение оборудованием и инструментом определяют по числу операций.

К вспомогательным операциям относят контроль деталей, их транспортирование, складирование и другие работы. Технологические операции делят на технологические и вспомогательные переходы, а также на рабочие и вспомогательные ходы. Основным элементом операции является переход.

Технологический переход – законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. При обработке резанием технологический переход представляет собой процесс получения каждой новой поверхности или сочетания поверхностей режущим инструментом. Обработку осуществляют в один или несколько переходов (сверление отверстия – обработка в один переход, а получение отверстия тремя последовательно работающими инструментами: сверлом, зенкером, разверткой - обработка в три перехода). Переходы могут совмещаться во времени, например, обработка сразу трех отверстий тремя расточными оправками, или фрезерование трех сторон корпусной детали тремя торцевыми фрезами.

9

Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и качества поверхностей, но необходимы для выполнения технологического перехода (например, установка заготовки, ее закрепление, смена режущего инструмента).

Переходы могут быть совмещены во времени за счет одновременной обработки нескольких поверхностей детали несколькими режущими инструментами. Их можно выполнять последовательно, параллельно (например, одновременная обработка нескольких поверхностей не агрегатных или многорезцовых станках) и параллельно-последовательно.

Рабочим ходом называют законченную часть технологического перехода, состоящую из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности или свойств заготовки. При обработке резанием в результате каждого рабочего хода с поверхности или сочетания поверхностей заготовки снимается один слой материала. Для осуществления обработки заготовку устанавливают и закрепляют с требуемой точностью в приспособлении или на станке, при обработке - на сборочном стенде или другом оборудовании.

На станках, обрабатывающих тела вращения, под рабочим ходом понимают непрерывную работу инструмента, например на токарном станке снятие резцом одного слоя стружки непрерывно, на строгальном станке снятие одного слоя металла по всей поверхности.

Если слой материала не снимается, а подвергается пластической деформации (например, при образовании рифлений), также применяют понятие рабочего хода, как и при снятии стружки.

Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода.

Все действия рабочего, совершаемые им при выполнении технологической операции, расчленяются на отдельные приемы. Под приемом понимают законченное действие рабочего. Установом называют часть операции, выполняемую при одном закреплении заготовки (или нескольких одновременно обрабатываемых) на станке или в приспособлении, или собираемой сборочной единицы, так, например, обтачивание вала при закреплении в центрах - первый установ; обтачивание вала после его поворота и закрепления в центрах для обработки другого конца – второй установ. При каждом повороте детали на ка- кой-либо угол создается новый установ (при повороте детали необходимо указывать угол поворота: 45°, 90°, и т. д.) Установленная и закрепленная заготовка может изменять свое положение на станке относительно его рабочих органов под воздействием перемещающих или поворотных устройств, занимая новую позицию.

Позицией называется каждое отдельное положение заготовки, занимаемое ею относительно станка при неизменном ее закреплении.

10