книги / Технология машиностроения.-1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2018

УДК 621-043.84(078) Т38

Авторы: В.А. Лосев, Е.А. Морозов, Е.А. Гашев, А.А. Дроздов, П.Н. Килина, А.С. Кузнецов, А.О. Трофимов

Рецензенты:

д-р техн. наук, профессор А.М. Ханов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);

канд. техн. наук И.В.Подборнов (ЗАО «Новомет-Пермь»)

Технология машиностроения : учеб. пособие / В.А. ЛоТ38 сев, Е.А. Морозов, Е.А. Гашев [и др.]. – Пермь : Изд-во Перм.

нац. исслед. политехн. ун-та, 2018. – 124 с.

ISBN 978-5-398-01943-8

Представлен теоретический и практический материал по проектированию технологических процессов механической обработки. Рассмотрены основные термины технологии машиностроения, вопросы базирования, достижения точности и качества поверхностного слоя деталей машин. Приведены методики расчета размерных цепей, а также размерный анализ технологических процессов и решение технологических задач с помощью размерных цепей.

Предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению 15.03.01 – Машиностроение, профилю «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и др. Может быть полезно специалистам предприятий и аспирантам.

УДК 621-043.84(078)

2

3

4

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Техно» – по-гречески искусство, но в соответствии с реалиями сегодняшнего дня более точным переводом будет не искусство, а навык, умение. Навык и умение это всегда что-то определенное, повторяющееся. Это способ, например, получения продукта. Его всегда можно разделить на составляющие (делай раз, делай два, делай три). Эти составляющие можно описать так, чтобы другой человек мог их воспроизвести и сделать вещь.

В этом и состоит глубинная суть технологий. Они всегда записываются, их приводят к стандарту и совершенствуют. Технологию всегда можно перевести в информационную форму, отличную от ее материального воплощения. Технологию получения стали можно изложить на бумаге, и для этого не нужна металлургическая печь.

Под технологией машиностроения (ТМС) понимают научную дисциплину (прикладную), рассматривающую процессы механической обработки деталей машин и их сборки, а также вопросы выбора заготовок и методы их изготовления.

«Технология» требует оптимальных решений, и многие из них возведены в «постулат» (единство установочных и измерительных баз, неизменность баз). Технологу нужно действовать по давно отработанным правилам. Но эти правила подобны нотам и законам композиции. А музыку, как известно, пишет композитор, как и технолог – технологию обработки деталей.

Цель дисциплины «Технология машиностроения» – выявле-

ние и изучение взаимосвязей между элементами технологической системы при изготовлении машин.

Задачи изучения дисциплины. В процессе освоения дисцип-

лины необходимо изучить:

•основные понятия и определения;

•взаимосвязи в производственном процессе изготовления ма-

шины;

•базы и базирование;

•основы размерного анализа;

5

•сборочные размерные цепи;

•формирование физико-механических характеристик материала;

•закономерности формирования размерных связей в детали при ее изготовлении;

•нормирование производственного процесса;

•основы проектирования технологического процесса обработки детали машин.

6

1. МАШИНА КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА

Машина (лат. machina – механизм, устройство, конструкция) – это техническое устройство, осуществляющее механические движения для производства полезной работы или преобразования энергии.

Машины делятся на два класса:

•машины-двигатели – служат для преобразования одного вида энергии в другой;

•рабочие машины (машины-орудия) – производят изменения формы, свойств и положения предмета труда.

Машины, механизмы, их агрегаты или детали в процессе про-

изводства их на предприятии являются изделиями.

Деталь по ГОСТ 2.101–68 – это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (валик, корпус и т.п.)

Сборочная единица (узел) – изделие (шпиндельный узел, коробка скоростей), составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе при помощи сборочных операций (свинчивание, сочленение, клепка, сварка, пайка, опрессовка, развальцовка, склеивание, сшивка, укладка и т.п.).

Агрегат – это совокупность механизмов. Агрегаты создают, как правило, для решения какой-либо одной задачи. Иногда агрегатом называют несколько машин, работающих вместе, например машин- но-тракторный агрегат.

Сборку изделия из агрегатов называют агрегатной или мо-

дульной.

Технологическая сборочная единица (узел) – это сборочная еди-

ница, которая собирается отдельно от других составных частей изделия и может выполнять определенную функцию только совместно

сдругими составными частями (станина, поворотная головка, стол и салазки, консоль, коробка подач и другие части металлорежущего станка).

7

Характеристики качества машин

Эксплуатационные показатели:

•работоспособность;

•надежность;

•срок службы;

•ресурс;

•безотказность;

•долговечность.

Производственно-технологические показатели:

•трудоемкость;

•станкоемкость;

•производственный цикл;

•конструктивная преемственность изделия;

•технологическая преемственность изделия.

Кроме этого, экономичность эксплуатации, изготовления и ремонта.

Качество машины (продукции) по ГОСТ 15467–79 – совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением.

1.1. Производственный и технологический процессы

Производственный процесс по ГОСТ 14.004–83 – это совокуп-

ность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта продукции.

Выделяют следующие этапы:

1)получение (изготовление) исходных заготовок деталей: прокат, литье, ковка, штамповка и т.п.;

2)механическая обработка заготовок на станках с целью получения деталей с заданными размерами и формами;

3)сборка сборочных единиц;

4)сборка всей машины;

5)испытание и регулирование машин;

6)окраска, отделка, упаковка машины.

8

«Технологический процесс» по ГОСТ 3.1109–82 – часть произ-

водственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

1.2.Виды (типы) производства

Взависимости от программы выпуска, вида продукции, технических и экономических условий выполнения производственного процесса все производства делятся:

•на единичное (индивидуальное);

•серийное (мелко-, средне-, крупно-);

•массовое.

Производственный и технологический процессы каждого из этих типов производства имеют свои особенности.

Единичным называют производство, характеризуемое малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается (ГОСТ 14.004–83). На одном и том же заводе (цехе/участке) могут существовать различные виды производства, т.е. различные детали изготавливаются на заводе или цехе по разным технологическим принципам. Например, тяжелое машиностроение и ракетостроение работают в условиях единичного производства, однако мелкие детали, производящиеся на таком производстве в большом количестве, изготавливаются серийно или даже массово.

Единичное производство – универсальное; изготавливаются разнохарактерные изделия, поэтому оно должно быть гибким, приспособленным к выполнению различных заданий.

Признаки единичного производства:

•наличие универсального оборудования для изготовления изделий широкой номенклатуры;

•технологический процесс имеет концентрированный харак-

тер: на одном рабочем месте выполняется несколько операций, а иногда и полная обработка деталей разнообразных конструкций и из различных материалов;

9

•приспособление (оснастка) имеет универсальный характер, например, УСП;

•режущий и мерительный инструмент должен быть универсальным (стандартным).

Серийное производство – характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями.

Основной принцип – выполнение операций механической обработки и сборки всей партии (серии) целиком. Понятия «партия» и «серия» обозначают количество одновременно запускаемых в производство деталей и машин соответственно. Технологический процесс в серийном производстве строится по принципу дифференциации, т.е. разделения на отдельные операции, которые закреплены за отдельными станками (рабочими местами).

Применяемые станки: универсальные, специализированные, специальные, автоматизированные, агрегатные.

При использовании универсальных станков широко применяется:

•оснастка «нулевой» очереди;

•специализированные и специальные приспособления;

•специализированный и специальный режущий инструмент;

•измерительный инструмент в виде предельных (стандартных

испециальных) калибров и шаблонов.

Массовым производством называют производство, характеризуемое большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция.

Поточно-массовое производство характеризуется тактом выпуска – интервалом между выпуском двух смежных изделий.

При массовом прямоточном производстве такт не всегда соблюдается, образуются заделы на станках, и движение заготовок протекает с перерывами.

При крупносерийном и массовом производстве технологический процесс строится по принципам:

10