Качество и экономичность машины

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал в г. Сызрани

 

 

С. П. ПЕТРОВА

 

.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ проЦЕССЫ

МАШИНОСТРОЕНИЯ

 

Конспект лекций

 

Самара

Самарский государственный технический университет

2011

 

 

УДК 621.002.001.63 (075.8)

О 79

 

 

Рецензенты: канд. техн. наук В.А. Рожнятовский.

 

 

Петрова С. П.

О 79 Технологические процессы машиностроения: Учеб. пособ./ А П. Осипов, С. П. Петрова – Самара. Самар. гос. техн. ун-т 2010. – 172 с., ил.

 

ISBN

 

Рассмотрены методы формообразования поверхностей, как традиционные аналоговые, так и нетрадиционные.

Для студентов высших технических учебных заведений. Может быть полезно технологам и конструкторам машиностроительных предприятий.

 

УДК 621.002.001.63 (075.8)

О79

ISBN

© А П. Осипов, С. П. Петрова, 2010

© Самарский государственный

технический университет, 2010

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемое учебное пособие написано в соответствии с требованиями образовательного стандарта для высшего профессионального образования к минимуму содержания дисциплины «Технологические процессы в машиностроении».

Дисциплина «Технологические процессы в машиностроении» относится к числу основополагающих учебных дисциплин. Проектирование конкурентоспособных изделий, «высокое качество – низкая цена», организация их производства невозможны без технологического обеспечения и достаточного уровня знаний в области технологии.

Кроме того, дисциплина «Технологические процессы в машиностроении» служит базой для изучения многих специальных дисциплин. Она охватывает широкий круг процессов, определяющих качество и работоспособность машины.

Цель данного учебного пособия – помочь студенту овладеть знаниями в области традиционных аналоговых и нетрадиционных высоких технологий.

Современное машиностроение является одной из наиболее сложных отраслей промышленности, в которой разрабатываются и выпускаются изделия, интегрирующие в себе новейшие достижения науки и техники, формы и методы проектирования и производства. Для него характерны частая сменяемость изделий в производстве, непрерывное повышение требований к их качеству, разнообразие и сложность технологических процессов.

 

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей задачей при разработке технологического процесса изготовления любой детали является выбор методов получения и обработки заготовки, обеспечивающих создание на ней заданных чертежом геометрической формы и шероховатости поверхностей.

Методы формообразования поверхностей делятся на две группы. К первой из них относятся методы литья, обработки давлением, сварки и порошковая металлургия. Пользуясь этими методами уже на стадии изготовления заготовки, получают необходимую форму поверхности. Однако поверхности заготовок характеризуются значительными отклонениями размеров, формы, расположения и шероховатости. Для обеспечения требуемого качества поверхности заготовки обрабатывают. Вторая группа включает методы обработки заготовок, среди них методы обработки резанием, пластическим деформированием, физико-химические методы.

Каждая из этих групп характеризуется определенными технологическими возможностями. Однако не только эти возможности определяют выбор конкретного метода формообразования при разработке технологического процесса изготовления детали. Большое значение имеют тип производства, материал детали и его свойства, размеры детали, их точность и ряд других показателей.

Современное машиностроение предъявляет высокие требования к качеству деталей машин. Это определило необходимость применения прогрессивных формообразующих технологий. Среди них есть как традиционные методы формообразования, в основе которых лежит механическое воздействие на материал детали, так и новые нетрадиционные методы на базе новых физических явлений, позволяющих изменить форму и качество детали.

Развитие производства в современных условиях предполагает широкое использование нетрадиционных технологических процессов при создании новой техники, качественно соответствующей мировому уровню

Эти вопросы, а также ряд других аспектов методов формообразования поверхностей деталей, раскрываются последовательно в учебном пособии, построенном таким образом, что на основе изложенного в нем теоретического материала по каждому из его разделов можно провести одну или несколько лабораторных работ.

 

Лекция 1

 

1. Общие сведения об изделиях машиностроения.

Общая характеристика объектов машиностроительного производства. Служебное назначение и показатели качества изделий машиностроения

Машина – это механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразные движения для преобразования энергии или производства работ.

Машина обеспечивает качественное преобразование в готовый продукт, механизм – только количественные преобразования.

Работа машины может быть представлена по схеме:

 

Исходный продукт	МАШИНА	Продукция
Энергия

 

Продукция – результат производства в виде сырья, полуфабрикатов и т.д.

 

 

Исходный продукт	Энергия	Машина	Продукция
Заготовка	Электрическая	Станок	Деталь
Ткань, нить	Механическая	Швейная машина	Шов
Груз	Тепловая	Автомобиль	Перевезенный груз
Руда, кокс	Тепловая, химическая	Доменная печь	Чугун
Потенциальная энергия	Механическая	Часы	Отсчет времени

 

Под служебным назначением машины понимается максимально уточненная и четко сформулированная задача, для решения которой предназначается машина.

Формулировка служебного назначения должна выражать не только общую задачу, должна отражать все условия и требования, которые уточняют, конкретизируют задачу.

Машины подразделяются на машины-двигатели, предназначенные для преобразования энергии из одного вида в другой, удобный для ее использования (внутренняя энергия в механическую работу), и рабочие машины (машины-орудия труда), производящие изменения формы, свойств и положения объектов (прессы, подъемные устройства).

 

Жизненный цикл машины

 

В процессе производства машины, механизмы, их агрегаты, детали являются изделиями.

Изделие - это предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

 

Изделия

 

основного производства: относятся те изделия, которые предназначены для поставки, реализации потребителю или заказчику.

вспомогательного производства: предназначены для внутреннего потребления на том предприятии, где эти изделия изготавливают.

Качество и экономичность машины

 

Под качеством понимается совокупность свойств, позволяющих машине выполнять своё служебное назначение.

Общий технический уровень машины определяется степенью её совершенства, которая характеризуется мощностью, КПД, производительностью, экономичностью, степенью автоматизации и рядом других показателей.

Качество изделия закладывается при проектировании, обеспечивается в процессе производства и поддерживается в эксплуатации.

 

 

Показатели качества продукции: · Производительность; · Мощность; · Надежность; · Долговечность; · КПД; · Удобство управления; · Уровень шума; · Эстетические показатели и т.д.

Показатели экономичности:   · Стоимость продукции; · Удельное потребление энергии, топлива и т.д.; · Себестоимость машины; · Материалоёмкость; · Стоимость технического обслуживания; · Ремонт и прочее.

Для общей оценки качества изделий машиностроения большое значение имеет их работоспособность.

Работоспособность – такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя заданные значения параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Надежность – это свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность.

Отказ – это событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия.

Время работы изделия до отказа, выраженное в часах называется наработкой до отказа.

Отказ является событием случайным, наработка до отказа является случайной величиной.

Ресурсом называется наработка в часах до достижения предельного регламентированного состояния (предельный износ и т.п.).

Виды ресурсов: гарантированный до первого ремонта, межремонтный, назначенный (технический).

Срок службы изделия – это календарный срок до наступления предельного состояния.

Надежность является комплексным свойством, включающим в себя понятие безотказности и долговечности.

Безотказность – это свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки, при этом предполагается работа без регулировок и ремонта.

Долговечность – это свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность до наступления  предельного состояния, т.е. в течение всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние характеризуется тем, что уже не возможна дальнейшая эксплуатация.

Надежность изделия закладывается при проектировании, обеспечивается при производстве и поддерживается при эксплуатации.

Качество изделия, кроме эксплуатационных показателей, характеризуется экономичностью изготовления, эксплуатации и ремонта, а также системой производственно-технологических показателей. К таким показателям относятся: трудоёмкость - продолжительность изготовления изделия в человеко-часах; станкоёмкость - время, в течение которого должны быть заняты станки и другое оборудование для изготовления изделия, измеряется в станкочасах; производственный цикл - календарный интервал времени от начала до конца изготовления изделия; конструктивная преемственность - возможность использования в изделии деталей, применяемых в других изделиях; технологическая преемственность - возможность использования применяемых на предприятии технологических процессов или операций, средств технологического оснащения для изготовления и ремонта изделия.

 

Важнейшие показатели качества машин в значительной степени определяются точностью их изготовления. Точность является одной из определяющих характеристик машиностроения. Повышение нагрузок и скоростей машин, а также возрастание требований к их надежности заставляют уделять все больше внимания обеспечению точности изготовления машин, механизмов, сборочных единиц и отдельных деталей.

Под точностью обработки понимают соответствие формы, размеров и положения обработанной поверхности требованиям чертежа и технических условий.

По ряду причин при любых методах обработки полученное значение параметра отличается от заданного. Разность этих значений называют погрешностью обработки. Абсолютная погрешность обработки выражается в единицах рассматриваемого параметра и определяется разностью между действительным значением параметра и его номинальным значением. Отношение абсолютной погрешности к заданному значению параметра называют относительной погрешностью.

Классификацию погрешностей обработки можно укрупнено представить в следующем виде:

- погрешность размера;

-.погрешность расположения поверхностей;

- погрешность формы поверхности;

- волнистость поверхности;

- шероховатость поверхности.

Оптимальная точность изготовления деталей обеспечивается ограничением указанных погрешностей их предельными значениями, то есть соответствующими допусками.

Заданные чертежом допуски, ограничивающие отклонения геометрических параметров поверхностей детали, должны обеспечить служебное назначение машины. Эти допуски устанавливаются соответствующими ГОСТами.

Основные понятия производства изделий

Производственный процесс- это совокупность действий людей и орудий производства, необходимых для выпуска готовых изделий на данном предприятии. Основной частью производственного процесса является технологический процесс.

Технологический процесс – это часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида и внутренних свойств предмета производства и их контроль.

Технологические процессы строятся по определенным методам их выполнения и включают в себя процессы механической обработки, обработки давлением, литья, термической обработки, сборки, покрытий поверхностей и т.д.

Технологическая операция - это законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте над одним или одновременно несколькими обрабатываемыми изделиями.

Кроме технологических операций в состав технологического процесса могут входить вспомогательные операции (транспортные, контрольные, маркировочные и т.д.), не изменяющие размеров, формы, внешнего вида и свойств обрабатываемого изделия, но необходимые для осуществления технологических операций.

Технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.

Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении заготовок.