- •Введение
- •Основные положения, понятия и определения
- •Жизненный цикл изделий машиностроения и его технологическая составляющая
- •Основные термины
- •Понятие о машине и ее служебном назначении
- •Качество и экономичность машины
- •Понятие о точности
- •Точность детали
- •Точность машины
- •Отклонения характеристик качества изделий от требуемых величин
- •Положение теории вероятностей и математической статистики, используемые в технологии машиностроения
- •Тема 3. Связи в машине и производственном процессе её изготовления
- •Связи в машине и производственном процессе её изготовления
- •Определение понятия "связь"
- •Свойства связей
- •Тема 4. Базирование и базы в машиностроении (2 часа лекции)
- •Базирование и размерные цепи
- •Основы базирования
- •Классификация баз
- •Рекомендации к решению задач по базированию
- •Тема 5. Теория размерных цепей (2 часа лекции)
- •Теория размерных цепей
- •Термины и определения
- •Основные понятия
- •Звенья размерных цепей
- •Виды размерных цепей
- •Размеры и отклонения
- •Расчетные коэффициенты
- •Методы достижения точности замыкающего звена
- •Задачи и способы расчета размерных цепей
- •Конструкторские и технологические размерные цепи
- •Тема 6. Порядок построения размерных цепей. (2 часа лекции)
- •Порядок построения размерных цепей
- •Последовательность построения размерной цепи
- •Нахождение замыкающего звена, его допуска, и координаты середины поля допуска
- •Выявление составляющих звеньев размерной цепи
- •Методы достижения точности замыкающего звена
- •Метод полной взаимозаменяемости
- •Метод неполной взаимозаменяемости
- •Метод групповой взаимозаменяемости
- •Метод пригонки.
- •Метод регулирования
- •Методика и примеры расчета размерных цепей
- •Основные расчетные формулы
- •Последовательность расчетов
- •Примеры расчетов допусков (прямая задача)
- •Тема 8. Формирование свойств материала детали. (2 часа лекции)
- •Формирование свойств материала и размерных связей в процессе изготовления детали
- •Формирование свойств материала детали
- •Свойства материала заготовок
- •Воздействия механической обработки на свойства материала заготовок
- •Влияние смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
- •Обработка методами поверхностно-пластического деформирования (ППД).
- •Воздействия на свойства материала заготовок термической и химико-термической обработок
- •Обеспечение требуемых свойств материала детали в процессе изготовления
- •Тема 9. Обеспечение точности детали (2 часа лекции)
- •Достижение требуемой точности формы, размеров и относительного положения поверхностей детали в процессе изготовления
- •Три этапа в выполнении операции
- •Сокращение погрешности установки Определенность и неопределенность базирования заготовки.
- •Тема 10. Точность технологической системы (2 часа лекции)
- •Настройка и поднастройка технологической системы
- •Сокращение погрешности динамической настройки технологической системы
- •Информационное обеспечение производственного процесса
- •Свойства технологической информации и информационные связи
- •Технологическая задача и информационное обеспечение ее решения
- •Структура информационных связей в производственном процессе
- •Задачи технологов в разработке информационных процессов
- •Тема 12. Временные связи в производственном процессе (2 часа лекция)
- •Компоненты временных связей
- •Виды и формы организации производственного процесса
- •Основы технического нормирования
- •Пути сокращения затрат времени на выполнение операции
- •Пути сокращения подготовительно-заключительного времени
- •Сокращения штучного времени
- •Вспомогательное время
- •Структуры временных связей в операциях технологического процесса
- •Тема 13. Разработка технологических процессов сборки (4 часа лекции)
- •Основы разработки технологического процесса изготовления машины
- •Последовательность разработки технологического процесса изготовления машины
- •Разработка технологического процесса сборки машины
- •Исходные данные для проектирования
- •Выбор вида и формы организации производственного процесса сборки машины
- •Изучение и анализ чертежей изделия
- •Размерный анализ изделия и выбор метода достижения точности замыкающего звена
- •Анализ технологичности конструкции изделия
- •Разработка последовательности сборки машины
- •Разработка технологических схем сборки
- •Составление перечня работ и их нормирование.
- •Уточнение типа и организационной формы производства.
- •Проектирование операций условий среднего производства
- •Построение циклограммы сборки
- •Разработка компоновки и планировки сборочного цеха (участка)
- •Тема 14. Разработка технологического процесса изготовления детали (8 часов лекции)
- •Разработка технологических процессов изготовления деталей
- •Выбор вида и формы организации производственного процесса изготовления деталей
- •Выбор полуфабриката и технологического процесса изготовления заготовок
- •Изучение служебного назначения детали. Анализ технических требований и норм точности
- •Переход от служебного назначения изделия к техническим условиям на отдельные детали
- •Выбор технологических баз
- •Выбор способов обработки и числа необходимых переходов.
- •Расчет припусков и межпереходных размеров
- •Выбор режимов обработки заготовки
- •Формирование операций из переходов, выбор оборудования и нормирование
- •Оформление документации
- •Тема 15. Современный этап развития технологии машиностроения. (2 часа лекции)
- •Заключение
Назначение технологической документации заключается в том, чтобы дать исчерпывающую информацию исполнителям о строении технологического процесса, оборудовании, инструментах, режимах обработки, трудоемкости операций, разрядах работ и их расценках. Технологические карты, ведомости оснастки, комплектовочные карты и пр. являются оперативными документами в планировании и управлении производством.
Одновременно с разработкой технологического процесса разрабатывают технические задания на проектирование специального оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента, штампов. Техническое задание должно содержать подробное описание служебного назначения объекта проектирования.
Например, в задании на проектирование станочного приспособления должны быть указаны обрабатываемые поверхности и применяемый способ обработки, выдерживаемые размеры и допуски, ограничивающие их отклонения, схема базирования и закрепления заготовки. В дополнение к этому должны быть приведены сведения о виде, размерах и точности заготовки, об исполнительных поверхностях станка, на которые можно устанавливать приспособление, о типе силового привода в приспособлении, об используемых инструментах, о допустимых затратах времени на установку и съем заготовки.
ТЕМА 15. СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ. (2 ЧАСА ЛЕКЦИИ)
Заключение
Только за последние 3 года (1999 - 2001 гг.) по технологии машиностроения в Российской Федерации защищено 38 докторских и 108 кандидатских диссертаций. Анализ этих работ, а также грантов и научно-технических публикаций по технологии машиностроения, научнотехнических проектов по производственным технологиям показывает, что перспективными направлениями научно-технических исследований в технологии машиностроения являются:
1)новые наукоемкие технологии в машиностроении;
2)комбинированные методы обработки;
3)технологическое обеспечение и повышение качества изделий машиностроения;
4)технологическое повышение производительности и снижение себестоимости изделий машиностроения;
5)совершенствование существующих и разработка новых энерго- и
материалообеспечивающих технологических процессов изготовления изделий машиностроения;
6)технологическое формирование поверхностных слоев деталей машин различными методами: легирования, имплантации и нанесения покрытий;
7)объединение проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделий машиностроения в единый технологический процесс;
8)технологическое обеспечение закономерно-изменяющегосякачества поверхностного слоя и эксплуатационных свойств деталей машин;
9) создание |
банка |
данных |
|
по |
технологическому |
обеспечению |
||
непосредственно |
эксплуатационных |
свойств |
деталей |
машин |
и |
их |
||
соединений; |
|
|
|
|
|
|
|
|
10)технологическая наследственность от получения материалов до эксплуатации машин; |
||||||||
11) новые |
типовые, |
групповые |
и |
модульные |
технологические |
|||
процессы изделий машиностроения; |
|
|
|
|
|
|
|
12)создание адаптивных технологических систем;
13)совершенствование и разработка новых САПР технологических процессов;
14)технологические среды и самоорганизующиеся технологические системы.
При этом не исключается, а приветствуется открытие новых научных направлений, которые могут внести вклад в развитие технологии машиностроения как науки.
11)Жесткая конкурентная борьба машиностроительных предприятий в условиях открытой рыночной экономики, несомненно, приведет к востребованности технологической науки в нашей стране.
Наукоемкими конкурентоспособными считаются такие технологии, которые базируются на последних достижениях науки; системном построении; моделировании; оптимизации себестоимости изготовления, эксплуатации и ремонта изделия; новых и комбинированных наукоемких методах обработки и техпроцессах; компьютерной технологической среде и комплексной автоматизации производства, что позволяет им быть конкурентоспособными.
Реализация таких технологий требует соответствующего технического оснащения (прецизионное высокоточное оборудование технологическая оснастка и инструмент для механической, физико-химической и комбинированной обработки, в том числе и по нанесению различных покрытий, автоматизированные системы диагностики и контроля, компьютерные сети) и кадрового обеспечения (высокая квалификация всех работников, научное консультирование и др.)
Как правило, наукоемкие технологии в машиностроении применяются для повышения функциональных свойств изделий и их конкурентоспособности.
Структурно это представлено на рис. З.1.
Рис. З.1. Структура конкурентоспособных наукоемких технологий
Основным свойством наукоемких технологий являются результаты фундаментальных и прикладных исследований, на которых они базируются.
Системность предполагает диалектическую взаимосвязь, взаимодействие всех элементов технологической системы, всех основных процессов, явлений и составляющих. Системность особо важна как требование прецизионности и соответствие этим требованиям всех структурных элементов технологической системы обработки и сборки (оборудование, инструмент, обрабатываемый материал, оснастка, измерения, диагностика, работа исполнительных органов).
Важнейшим свойством наукоемких технологий, безусловно, является новый техпроцесс. Он доминирует во всей технологической системе и должен отвечать самым разнообразным требованиям, но, главное, быть потенциально способным обеспечить достижение нового уровня функциональных свойств изделия. Здесь богатыми возможностями обладают те устойчивые и надежные техпроцессы, в которых эффективно используются физические, химические, электрохимические и другие явления в сочетании со специальными свойствами инструмента,
технологической среды, например, криогенное резание, диффузионное формообразование изделий
ит.п. Разработка новых техпроцессов имеет поэтапный характер:
1.На этапе маркетинга оценивается изделие как совокупность потребительских свойств, а затем определяется уровень тех потребительских свойств изделия, которые в состоянии обеспечить его конкурентоспособность.
2.Исходя из этого, определяются требования к качеству изделий, узлов, сборке в соответствии с уровнем функциональных, экологических и эстетических свойств и оптимальной их долговечности.
3.Выделение из требуемых геометрических, физико-химических параметров качества поверхностного слоя деталей тех, достижение которых требует нетрадиционных решений как при изготовлении, так и эксплуатации.
4.Определение традиционных критериев для уровня характеристик нетрадиционного техпроцесса, потенциально способного обеспечить получение требуемых функциональных, эстетических и экологических свойств изделия.
5.Выявление предпосылок создания нового техпроцесса на базе использования традиционных и нетрадиционных способов обработки и технического оснащения.
6.Создание физической и математической модели техпроцесса и их виртуальное, теоретическое и экспериментальное исследование.
Многопараметрическая оптимизация техпроцесса (физические, технологические,
экономические критерии).
8.Создание систем диагностики техпроцесса и его технического оснащения.
9.Разработка технологического процесса.
10.Оценка соответствия реального уровня функциональных, эстетических,
экономических свойств изделия требуемому.
Несомненно, существенным признаком наукоемких технологий является комплексная автоматизация, базирующаяся на компьютерном управлении всеми процессами проектирования, изготовления и сборки, на физическом, геометрическом и математическом моделировании, всестороннем анализе моделей процесса или его составляющих.
Наличие рассматриваемого признака требует системного подхода к ее компьютерноинтеллектуальной среде, т.е. перехода к системам CAD/CAM System. Таким путем обеспечивается сочетание гибкости и автоматизиции, прецизионности и производительности.
Системный подход предполагает использование не отдельных математических моделей, а системы взаимосвязанных моделей с непременной параметрической и структурной оптимизацией. Например, параметрическая оптимизация преследует цель минимизации ряда характеристик процесса размерной обработки, прежде всего энергетических затрат, минимизации толщины срезов, силы резания и уровня температуры, интенсивности окислительных процессов и т.д.
Для наукоемкой технологии нужна высокая степень («глубина») оптимальности для сравнительно узкого конкретного диапазона условий и требований. Базой такой оптимальности могут быть только глубокие специальные исследования в этой области, разработка автоматизированных систем научного обеспечения, включая использование мирового опыта, специальных методов
оптимизации, методов достижения прецизионности, технологического обеспечения функциональных свойств и др.
Важную роль играет техническое обеспечение наукоемких технологий, в рамках которого в качестве основных условий реализации выступают прецизионность оборудования, инструмента, оснастки, системы диагностики и контроля. Все это происходит в рамках основных направлений развития, например, технологии размерной обработки (рис. З.2) прежде всего создания новых
техпроцессов, прецизионного оборудования и средств технологического обеспечения, новых форм построения технологических процессов. Результаты развития каждого из этих направлений в сочетании с новейшими достижениями науки и смежных областей техники является естественными источниками наукоемких технологий.
Рис. З.2. База наукоемких технологий обработки материалов
При этом прогресс в создании техпроцессов наукоемких конкурентоспособных технологий, как и традиционных технологий, является определяющим и характеризуется наиболее высокими темпами повышения производительности и качества.
Важнейшим свойством наукоемких технологий является их кадровое обеспечение. Разработка и реализация таких технологий требует высокообразованных специалистов на всех стадиях их жизненного цикла. Практически все специалисты, включая станочников и операторов, должны иметь высшее образование. Это хорошо просматривается на примере многих японских, американских и западноевропейских фирм.
Таким образом, технология машиностроения подошла к новому этапу своею развития - новым наукоемким технологиям, реализация которых позволяет машиностроителям создавать конкурентоспособные изделия.
тем