Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
1. Роль машиностроения в народном хозяйстве страны.
Машиностроение является ведущей отраслью современной промышленности. Значение машиностроения в народном хозяйстве определяется тем, что оно создает один из важнейших элементов производительных сил – орудие труда. Продукция машиностроения поставляется всем отраслям народного хозяйства, поэтому их технический прогресс во многом зависит от уровня развития машиностроения. Машиностроение в силу разнообразия орудий производства и общего разделения труда подразделяется на отдельные отрасли. Главными отраслями машиностроения являются: станкостроение, тяжелое машиностроение,
транспортное, энергетическое, сельскохозяйственное, атомное машиностроение и др. В каждой отрасли машиностроения существуют свои специфические технологические методы и приемы, однако для машиностроения в целом характерна общность сырьевых материалов (черные и цветные металлы, их сплавы) и идентичность основных технологических принципов превращения их в детали (литье, ковка, штамповка, обработка резаньем и др.), а деталей в изделие (сварка, сборка и др.)
Важнейшая роль принадлежит технологии машиностроения –отрасли науки о технических процессах изготовления отдельных деталей и о процессах их сборки в сборочные единицы, механизмы и машины.
Предметом технологии машиностроения является учение об изготовлении машин заданного качества при установленной программе их выпуска и наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда. Важнейшей задачей является улучшение технического уровня и качества продукции машиностроения, повышение единичной мощности, надежности, технологичности, а также экономичности и производительности выпускаемой техники. Для решения этой задачи необходимо широко внедрять гибкие переналаживаемые производства и системы автоматизированного проектирования, автоматические линии, машины и оборудование со встроенными средствами микропроцессорной техники, многооперационные станки с числовым программным управлением, робототехнические, роторные и роторно-конвейерные комплексы; переходить на комплексную поставку технологических систем и комплектов машин. Необходимо также увеличить загрузку производственных мощностей, коэффициенты сменности работы оборудования, что позволит повысить производительность труда в машиностроении при существенном снижении себестоимости продукции.
2. Структура машиностроительного производства.
Машиностроительные предприятия состоят из отдельных производственных единиц, называемых цехами, службами и хозяйствами.
Цеха заводов разделяются на основные, вспомогательные и побочные. Основные цеха работают непосредственно над созданием промышленной продукции. При технологическом принципе организации производства основные цеха разделяются на заготовительные ( чугунный, сталелитейный, кузнечно-прессовый и др.), обрабатывающие (механический, термический и др.) и выпускающие продукцию. Выпускающие цеха обеспечивают сборку и выпуск готовых машин.
Вспомогательные цеха (ремонтный, инструментальный и др.) заняты обслуживанием основных цехов, побочные цеха - утилизацией отходов. Производственные службы и хозяйства подразделяются на складские, энергетические, транспортные, санитарно-технические и общезаводские. Склады предназначены для хранения материалов, полуфабрикатов, готовых изделий, инструментов и т.д. К энергетической службе относятся : электроподстанция, котельная, компрессорные установки и т.д. Транспортная служба имеет в своем распоряжении железнодорожные пути и путевые устройства и т.д. Санитарно-техническая служба ведает отоплением, вентиляцией, водоснабжением и т.д. К общезаводским службам относятся лаборатории, заводоуправление, медпункт и др.
Машиностроительное предприятие представляет собой совокупность ряда производств, связанных единым технологическим процессом.
3. Структура машиностроительного производства.
Изделием называют любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Различают следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты. Изделия в зависимости от назначения делятся на изделия основного и вспомогательного производства. Изделия основного производства предназначаются для поставки (реализации) другим предприятиям или в систему торговли, изделия вспомогательного производства (например, резцы, различные приспособления) – для собственных нужд предприятия. В зависимости от степени сложности изделия делятся на группы:
неспецифизированные, не имеющие составных частей (детали);
специфицированные, включающие две и более составные части (сборочные единицы, комплексы, комплекты);
Деталь – это изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций.
Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций (свинчиванием, сваркой и т.д.)
Комплекс – это два или более специфицированных изделия, не соединенных между собой и предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.
Комплект – набор несоединенных изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (например, комплект запасных частей).
Любая машина представляет собой совокупность согласованных звеньев (механизмов), осуществляющих целесообразные движения для преобразования энергии или выполнения полезной работы. Различие между машинами обусловлено многообразием рабочих процессов, протекающих в них. Их сходство определяется наличием одинаковых механизмов.
Механизм представляет собой совокупность связанных звеньев, предназначенных для передачи и преобразования движения одного или нескольких звеньев в определенные движения других звеньев. В зависимости от назначения машины делятся две группы:
1. машины-двигатели, с помощью которых энергия одного вида преобразуется в энергию другого вида;
2. машины-орудия или рабочие машины, которые используют подведенную к ним энергию, производят определенную работу.
Современная рабочая машина состоит из трех основных механизмов: двигательного, передаточного и исполнительного.
Основой рабочей машины является исполнительный механизм, который предопределяет целевое назначение машины. Двигательный и передаточный механизмы обеспечивают движения, необходимые для работы исполнительного механизма: двигательный приводит машину в действие, передаточный же не только передает движение, но и регулирует его в случае необходимости. Все рабочие машины подразделяются на четыре группы:
технологические или обрабатывающие (металлорежущие станки, прессы, молоты и т.д.);
транспортирующие (транспортеры и т.д.);
транспортные (автомобили, локомотивы и т.д.);
грузоподъемные (краны, лебедки и т.д.)
4. Основы технологии обработки металлов давлением.
Современные машины и приборы состоят из большого количества деталей, изготовленных из разнообразных материалов, которые значительно отличаются друг от друга химическим составом, физико-механическими и технологическими свойствами, внешним видом и стоимостью. Значительная часть деталей машин изготавливается из металлов и сплавов, поскольку они должны иметь определенную прочность. Металлы и сплавы при одном и том же химическом составе могут иметь различное структурное строение в зависимости от применяемых методов и режимов термической и механической обработки. Обработка металлов давлением нашла широкое применение в различных отраслях промышленности, и прежде всего в металлургии и машиностроении, для получения металлических материалов и заготовок.
Обработка металлов давлением основана на использовании пластических свойств металлов, определяющих их способность необратимо менять свою форму без разрушения под действием внешних сил или внутренних напряжений. При обработке металлов давлением изменение формы заготовки происходит за счет перераспределения металла в самой заготовке. Это резко снижает отходы металла и позволяет свести к минимуму припуски на механическую обработку. Само давление изменяет не только форму заготовки, но благотворно действует на обрабатываемый материал, на его структуру и физико-химические свойства, делая его более прочным. Под действием внешних сил металл деформируется, при этом необходимо различать упругую и пластическую деформации. Упругой называют деформацию, при которой деформируемый металл полностью восстанавливает свои размеры и форму после снятия внешних сил. Если после снятия внешних сил деформируемый металл не восстанавливает свои размеры и формы, то такую деформацию называют пластической или остаточной. Пластичность – способность твердого тела сохранять целостность без видимых нарушений в процессе деформирования.
Обработка металлов может быть холодной и горячей. При горячей обработке протекает процесс рекристаллизации. Этот процесс является разупрочняющим и характеризуется образованием новых зерен в замен деформированных. Металл приобретает равновесную неориентированную структуру. Температура, при которой в деформируемом металле начинают возникать новые мельчайшие зерна, называют температурой рекристаллизации. Холодная обработка металлических заготовок возможна в случаях, если пластичность материала достаточна для формоизменения заготовки и превращения ее в готовую деталь или полуфабрикат. Преимущества холодной обработки металлов давлением заключаются в том, что можно только давлением
получить на детали высокую точность. При холодной обработке температура нагрева металла более низкая, чем температура рекристаллизации, и в этих условиях рекристаллизация не происходит; металл упрочняется, т.е. повышается твердость, прочность, но понижается коррозийная стойкость, электропроводимость, теплопроводность.
К основным способам обработки металлов давлением относятся:
4. ковка - технологический процесс горячей деформации металлов с (помощью универсального инструмента на кузнечном оборудовании молот, пресс, ковочная машина). Преимуществом ковки является возможность изготавливать поковки при различном типе производства, особенно при индивидуальном, экономно использовать металлы и сплавы, избегать больших затрат на кузнечный инструмент. Недостатки ковки: полученные изделия имеют невысокую точность, невысокая производительность. Применяется ковка преимущественно на машиностроительных предприятиях, в инструментальной промышленности, при выполнении ремонтных работ, при изготовлении уникальных по весу и габаритам заготовок и поковок ответственного назначения.
5. горячая объемная штамповка — обработка заготовок из сортового проката давлением с помощью специализированного инструмента – штампа. Рабочая поверхность штампа соответствует конфигурации изготавливаемого изделия. При штамповке существенно сокращаются отходы материала заготовки, повышаются коэффициент использования металла и коэффициент выхода годного, снижается себестоимость поковок несмотря на возрастание расходов по изготовлению и обслуживанию штампов. Качество поверхности при штамповке высокое. Применение штамповки оправдано экономически в условиях крупносерийного производства.
6. листовая штамповка - метод получения плоских и объемных тонкостенных изделий из листового материала путем деформирования его на прессах с помощью штампов. Современное производство металлоизделий невозможно представить без применения технологических процессов листовой штамповки. Число деталей, изготавливаемых листовой штамповкой, во многих изделиях составляет не менее 60%. При производстве товаров широкого потребления (посуда, фурнитура мебельная и строительная, электроизделия и т.п.) - 98%, в автомобилях - 75%, сельхозмашинах – 80%), электродвигателях -90%. Штамп является относительно дорогостоящей технологической оснасткой, поэтому может быть эффективно использован только при массовом или крупносерийном производстве
Подавляющее большинство способов обработки материалов давлением весьма рационально используют исходную заготовку при формировании проката, проволоки, штамповки – отходы составляют несколько процентов, в некоторых случаях процесс может быть вообще безотходным. По производительности технологические процессы обработки материалов давлением не знают себе равных.
5. Основы технологии литейного производства. Сущность и назначение литейного производства. Специальные способы литья.
Литейное производство изготавливает достаточно большой ассортимент различных заготовок из черных и цветных металлов и сплавов. Характерной особенностью способа получения заготовок литьем является техническая и экономическая целесообразность его применения при индивидуальном, серийном, и массовом производстве, причем масса отливок может лежать в широком диапазоне. Нет такой отрасли общественного производства, где бы ни применялись отливки. Это самый древний способ формообразования.
Для получения качественной отливки металл должен иметь свойства: жидкотекучесть, усадку сплавов, газопоглащение, ликвацию (неоднородность химического состава и структуры металла).
Сущность способа литья заготовок заключается в том, что приготовленный по специальной технологии расплав металла определенного состава разливают в литейные формы, где он, застывая, приобретает соответствующие размеры и форму. В зависимости от вида литейной формы разливают литье в разовые и постоянные (многоразовые) формы.
Наибольшее количество отливок (до 80%о) получают литьем в песчаные (земляно-песчаные) формы, так как этот метод является универсальным применительно к литейным материалам, типу производства, к массе и габаритам отливок. Этим способом отливают: станины и корпуса машин, шкивы, диски, кольца, секции отопительных радиаторов, головки и блоки цилиндров двигателей, люки и плиты, зубчатые колеса и т.д.
Многоразовые формы изготавливают из металлических сплавов (чугун, сталь, алюминиевые сплавы и т.д.), гипса, глины, графита, керамических и металлокерамических материалов, бетона. Метод литья в многоразовые формы не может быть применен в индивидуальном и мелкосерийном производстве, поскольку изготовление постоянной литейной формы - дорогостоящий процесс по сравнению с производством песчаной формы. Преимущества этого метода: возможность автоматизации и механизации всех процессов, повышение точности размеров и уменьшение шероховатости поверхности, повышение производительности труда и улучшение условий труда рабочих мест. Недостатки: высокая стоимость изготовления форм, быстрое охлаждение затрудняет получение тонкостенных отливок сложной формы, низкая газопроницаемость. Литье в металлические формы получило название литье в кокиль.
Процесс литья состоит из следующих стадий: изготовление литейной оснастки, приготовление формовочных смесей, изготовление литейных форм, расплавление металла и заливка литейных форм, охлаждение и выбивка из форм, контроль качества отливок.
К специальным методам литья относятся:
Недостатки: ограниченный срок службы, опасность появления трещин в отливках, большая трудоемкость получения отливок со сложными профилями.
3. литье по выплавляемым моделям - модель изготавливают из такого материала (технический воск), который без разрушения формы можно выплавить или растворить и получить неразъемную форму, что обеспечивает высокую герметическую точность отливок. Преимущества: возможность изготовления деталей из сплавов, не поддающихся механической обработке, получение высокоточных отливок, возможность получения узлов машин. Недостатки: сложность и высокая трудоемкость технологического процесса, высокая стоимость отливок.
Все специальные методы литья обеспечивают получение отливок по форме и размерам близких по форме и размерам готовых изделий, т.е. очень низкий расход металла при механической обработке. В структуре себестоимости литья основную долю затрат составляют затраты на металл (до80%).
6.
Процесс обработки материалов резанием получил большое распространение во всех отраслях производства для формоизменения и придания соответствующих размеров заготовкам из различных материалов: дерева, природного камня, металлов и сплавов, пластмасс, стекла, керамических материалов. Сущность процесса заключается в том, что с помощью режущего инструмента с заготовки удаляют в определенных местах так называемый припуск, последовательно приближая ее форму и размеры к требуемым, превращая ее в готовое изделие. Обработку резаньем можно производить вручную и с помощью станков.
Преимуществом обработки материалов резанием является возможность получения геометрической формы точных размеров с низкой шероховатость поверхности при различном типе производства. Резанием обрабатывают различные материалы, свойства которых лежат в широком диапазоне: это пластичные и хрупкие материалы, металлические и неметаллические, природные и искусственные, твердые и мягкие. Главное назначение обработки резанием – получение взаимозаменяемых деталей. Для этого необходимо изготавливать детали требуемой точности. Под точностью изготовления деталей понимается степень соответствия ее всем требованиям рабочего чертежа и стандартам. Для нормирования точности изготовления изделий установлены степениточности квалитеты. Квалитет – это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для номинальных размеров. В соответствии с действующим стандартом установлено 19 квалитетов точности: 01, 0, 1, 2, 3,...17. Самый точный -01, самый грубый -17-й квалитет.
Для измерения и контроля размеров применяют мерительный инструмент и приборы. Простейшими и наиболее часто применяемыми инструментами являются: линейка, угломер, штангенциркуль, микрометр, глубиномер, нутромер, предназначенный для измерения внутренних размеров.
Одним из показателей качества обработанной поверхности является шероховатость поверхности – это совокупность неровностей, образующих рельеф поверхности детали или заготовки в пределах определенного участка.
Взаимозаменяемость - свойство независимо изготовленных деталей занимать свое место в сборочной единице без дополнительной слесарной обработки при сборке.
Для снятия слоя металла с заготовки необходимо режущему инструменту и заготовке сообщить относительное движение. Оно обеспечивается механизмами металлорежущих станков, в которых устанавливаются и закрепляются режущий инструмент и заготовка. Для осуществления обработки резанием необходимо сочетание двух видов движения: главного движения резания, которое определяет объем отделения стружки и движения подачи, которое обеспечивает врезание режущей кромки (лезвия инструмента) в новые слои металла.
Основными методами обработки резанием являются:
1. точение - при точении стружку снимают резцом. Обрабатываемое изделие вращается, а резец движется вдоль него. Так обрабатываются цилиндрические поверхности и поверхности сложных тел вращения.
Качество и производительность обработки материалов резанием во многом зависят от применяемого инструмента, материала конструкции режущей кромки резца, фрезы, сверла. Известно, что наивысшее качество обработки поверхностей обеспечивают твердосплавные, керамические и алмазные инструменты.
Обработка резанием – дорогой и трудоемкий вид обработки, сопровождается значительными потерями металла, который превращается в стружку.
Наиболее прогрессивным в настоящее время является стремление при литье и обработке давлением получать такую точность размеров изделия, такую чистоту поверхности, чтобы исключить обработку резанием.
При любом способе обработки процесс резания характеризуется элементами режима резания:
Качество и себестоимость продукции определяется выбором режимов резания. Себестоимость продукции оценивается трудоемкостью единицы продукции.
PAGE 4