7.4. Основні етапи створення машин. Машина та її елементи. Життєвий цикл машини і його стадії

Машина – це механізм або комплекс механізмів, призначений для виконання корисної роботи, пов’язаної з процесом перетворення енергії та збирання, зберігання чи перетворення інформації. З технологічної точки зору в машині виділяють такі складові: деталі і складальні одиниці.

Деталь – первинний елемент машини, виготовлений з однорідного за маркою і найменуванням матеріалу, що не містить з’єднань.

Складальна одиниця (або вузол) – сукупність з’єднаних між собою деталей або інших складальних одиниць, які монтують неза­лежно від решти машини.

Період часу від початку розробки конструкції машини до закінчення експлуатації називають її життєвим циклом. У життєвому циклі машини розрізняють дві основні стадії, а саме: створення машини та її експлуатація.

Стадія створення машини охоплює такі етапи:

• конструкторську підготовку виробництва (КПВ), під час якої створюють графічний і словесний опис будови машини, оформлений у вигляді конструкторської документації. КПВ на машинобудівному заводі виконує відділ головного конструктора;

• технологічну підготовку виробництва (ТПВ), яка включає проек­тування технології виготовлення деталей і складання машини з оформленням технологічної документації, замовлення або проектування та виготовлення засобів для виготовлення машини, установлення засобів та відлагодження технології. Більшість робіт з ТПВ, насамперед проектні, виконує відділ головного технолога;

• виробництво. Тут виготовляють заготовки, обробляють їх різними методами, перетворюючи в деталі; складають деталі у вузли і машини, регулюють та випробовують їх;

• життєвим циклом технологічного процесу називають час його здійснення та існування.

Стадія експлуатації машини включає її використання, обслуговування та ремонт.

Предметом вивчення цього заняття є етап виробництва, а саме: механічна обробка заготовок і складання машин, а також проектування технології і оснастки з етапу ТПВ.

Основна мета виробництва. Шляхи її досягнення. Виробництво машин для виробника – це спосіб отримання прибутку для задоволення своїх потреб. Прибуток П_р виробника залежить від кількості N реалізованих (проданих споживачеві) машин, їх ціни Ц, витрат В на виготовлення й реалізацію машини та податків П:

П_р = N∙[Ц – (В + П)].

Ціна та кількість реалізованих машин тим більші, чим вищу вартість машина має для споживача, тобто чим повніше, порівняно з іншими машина­ми того ж чи подібного призначення, вона задовольняє споживача у виконанні потрібної йому роботи, у його витратах на її придбання, використання й обслуговування, у його вимогах до зручності її експлуатації та в його естетич­них вимогах тощо, а також, чим більша кількість споживачів згідна за таку ціну придбати машину. Це означає, що виробник, зацікавлений у власному прибутку, змушений піклуватися про задоволення потреб споживача та направляти свої зусилля на виготовлення потрібних споживачам якісних машин.

Якість визначається конструкцією машини: її будовою, принципом дії, властивостями матеріалів, розмірними, кінематичними, силовими та іншими зв’язками між її функціонально важливими елементами. Якість машини закладається на стадії її конструювання і має бути досягнута під час її виготовлення.

Очевидно, що чим вища якість машини, тим якіснішими мають бути використані матеріали та складніша технологія, тобто тим більші витрати виробника. При цьому збільшення прибутку для вироб­ника за рахунок розширення ринку збуту та деякого підвищення ціни може бути поглинуто, якщо не повністю, то в значній мірі, додатковими витратами. Отже, збільшення прибутку не буде, або він буде неадекватний затраченим зусиллям.

Ціна на машину практично не залежить від витрат виробника, а визначається ситуацією на ринку. Тому може здатися, що свій прибуток виробник може збільшити, знижуючи якість машини й, тим самим, зменшуючи витрати. Така ситуація справді можлива, але лише за умови, коли немає конкуренції і виробництво є монопольним. Інакше зниження якості врешті-решт призведе до скорочення обсягу реалізації та зниження ціни, тобто до зменшення прибутку.

Отже, підвищення якості машини є необхідною умовою для ефектив­ної роботи машинобудівного виробництва, однак недостатньою. Досвід успішно діючих машинобудівних фірм показує, що другою обов’язковою умовою є комплексний підхід до вдосконалення всіх стадій створення машини із швидким впровадженням досягнень науки в техніці й технології та залучення висококваліфікованих фахівців.

Напрямами такого вдосконалення є наступне:

• на етапі конструкторської підготовки: створення технологічної конструкції машини, тобто такої, яка б задовольняла не лише вимоги споживача, але й була легкою та зручною для підготовки її виробництва і виготовлення. Технологічна конструкція має просту принципову схему, високий рівень уніфікації і низьку матеріаломісткість, а якість матеріалів, точність та якість поверхонь її елементів якнайповніше відповідає її функціям. Така конструкція враховує технологічні можливості конкретного виробництва;

• на етапі технологічної підготовки: закладення в технологію методів, засобів і організаційних форм виробництва, оптимальних для даного обсягу випуску та конструкції машини, застосування типізації і систем автоматизованого проектування технологічних процесів (САПР ТП);

• на етапі виробництва: кооперація і спеціалізація, автоматизація на базі верстатів з числовим програмним керуванням (ЧПК) і гнучких виробничих систем (ГВС), повне завантаження виробничих потужностей.

Безперечно, такі вдосконалення потребують додаткових витрат. Однак, вони врешті-решт будуть повністю компенсовані зменшенням часу і кош­тів на підготовку виробництва та саме виробництво, а також вищим прибутком на машину вищої якості.