Политика за развитие на машиностроенето. Насоки за развитие на машиностроителното производство Основни насоки в развитието на машиностроенето

ТЕХНОЛОГИЧНИ ОСНОВИ НА МАШИНОСТРОЕНИЕТО

Бележки от лекции

Съставител: A.S. Антонов

ВЪВЕДЕНИЕ

Машиностроенето е един от най-важните и водещи отрасли на националната икономика. Това е машиностроенето, което до голяма степен определя материалната основа на техническия прогрес и темповете на развитие на всички други отрасли, селското стопанство, енергетиката и транспорта.

За да отговаря постоянно на нарастващите нужди на производството, машиностроенето, основано на най-новите постижения на науката и технологиите, трябва не само да подобрява дизайна на различни технически устройства, но и непрекъснато да подобрява технологиите за тяхното производство.

Бързото развитие на машиностроителното производство изисква научно решение на проблемите, свързани с производството на машини, което доведе до появата на науката за технологията на машиностроенето.

В момента учените и производствените работници обръщат голямо внимание на разработването и внедряването на нови високоефективни технологични процеси, нови материали, включително неметални, намаляване на металоемкостта на продуктите, спестяване на гориво, енергия и трудови ресурси, повишаване на надеждността и издръжливостта на машини. Технологията на машиностроенето играе важна роля при решаването на тези проблеми.

Технологията на машиностроенето като приложна наука е от голямо значение за подготовката на специалисти за различни отрасли на машиностроителния комплекс. Той ги оборудва със знания, които им позволяват да разработват нови модерни технологии и да създават машини, които отговарят на съвременното ниво на развитие на науката и технологиите.

Предметът на технологията на машиностроенето е изучаването на законите, които действат в процеса на производство на машини с определено качество в количеството, установено от производствената програма, в рамките на даден период от време и с най-ниски разходи.

Целта на изследванетоДисциплината "Технологични основи на машиностроенето" е овладяването на добре обоснована система от знания и практически умения за проектиране на технологични процеси за производство на детайли и монтаж на машини с определено качество в планирано количество с високи технически и икономически показатели на производството.

Цели на изследванетодисциплини - овладяване на теоретичните основи на технологията на машиностроенето и обосноваване на решенията, взети при проектирането и управлението на процесите на създаване и производство на машини на подходящо научно и техническо ниво.

Теоретичната и практическа основа на технологичните основи на машиностроенето са дисциплините „Материалознание“, „Технология на материалите“, „Проектиране и производство на детайли“, „Теория на рязането“, „Обработващи инструменти“, „Обработващо оборудване“, „Стандартизация на точността и технически измервания“, „Организация на производството и управление на предприятието“. Тази дисциплина формира основата на съвременната база от знания за технологията на машиностроенето.

Курсът “Технологични основи на машиностроенето” разглежда следните въпроси:

– Производствени и технологични процеси.

– Прецизна обработка. Качество на повърхностите на машинните части.

– Основи на базирането. Избор на основи при обработка на детайли.

– Теория на размерните вериги. Системи за размерни връзки.

– Заготовки на машинни части.

– Технологичност на дизайна на продукта.

– Допуски за механична обработка.

– Основни принципи, методика за проектиране на технологични процеси и технически изчисления.

– Обработка на външни повърхности на тела на въртене.

– Обработка на вътрешни повърхности на тела на въртене.

– Обработка на резбови повърхности на детайл.

– Обработка на плоски повърхности и жлебове в детайлите.

– Обработка на профилирани повърхности.

– Обработка на шлицови повърхности.

– Обработка на зъбни повърхности. Обработка на заготовки на зъбонарезни машини.

– Избор на технологично оборудване.

– Технология на производство на стандартни детайли.

– Технологична документация.

– Дизайн на инструменти.

– Технически контрол и изпитване.

– Технология на машинен монтаж. Монтажно производство.

Основните направления на развитие на технологията на машиностроенето са:

1) Създаване на нови методи за обработка.

2) Подобряване на съществуващите методи на обработка (повишаване на нивото на механизация и автоматизация на производствените процеси, ускоряване на производствените процеси въз основа на въвеждането на непрекъснато производство).

Първата посока включва създаването и внедряването на следните методи за обработка:

− електромеханична и електроерозионна обработка,

− електрохидравлична, електрохимична, електроабразивна и ултразвукова обработка,

− обработка с електронен лъч и плазмена струя, с помощта на квантови генератори (лазери),

− електроферомагнитна обработка и др.

Изброените методи на обработка, заедно с такива мерки като използването на водни атоми и техните частици, както и естествени и изкуствени диаманти като инструменти, развитието на високоскоростна обработка под налягане и метода на индукционно пресоване са едно от основните направления за подобряване на технологиите в машиностроенето.

Второто направление включва:

1) унификация на машини и механизми;

2) приближаване на формата на детайла до формата на крайния продукт;

3) специализация и усъвършенстване на металорежещото оборудване;

4) подобряване на инструмента за обработка и увеличаване на отстраняването на метала по време на рязане;

5) комплексна технология в машиностроенето;

6) механизация, автоматизация и създаване на автоматични линии и фабрики;

7) използване на компютърни технологии за решаване на технологични и организационни проблеми.

Влиянието на правилното позициониране върху точността на обработените повърхности. Примери за изчисление.

От правилността на решението на въпроса за технологичните основи до голяма степен зависят следните фактори: действителната точност на посочените линейни размери; правилно взаимно разположение на обработваните повърхности; точността на обработка, която трябва да издържи работникът при изпълнение на проектираната технологична операция; обща производителност на обработка на детайла.

Точността на обработената повърхност се влияе от различни фактори, сред които контактът на повърхността на детайла с монтажните елементи на приспособлението е от особено значение. Това се обяснява с факта, че повърхността на детайла в някои случаи е предварително обработена или изобщо не е обработена.

При автоматизирането на производството значението на правилния избор на технологични бази се увеличава още повече, тъй като всички тези видове обработка се основават на принципа на автоматично получаване на размери, в които технологичната база е един от основните съставни елементи. В тази връзка въпросът за избора на технологични основи се решава от технолога в самото начало на проектирането на технологичния процес, едновременно с въпроса за последователността и видовете обработка на отделните повърхности на детайла. В този случай определянето на технологичните бази започва с избора на технологична база за извършване на първата операция.

След завършване на първата операция е необходимо да се създадат технологични основи за последваща обработка на детайла. Такива основи ще бъдат вече обработени повърхности. Те трябва да осигурят обработката на изпълнителните повърхности, да проектират основните и спомагателните основи с необходимите параметри на грапавостта, с определени допустими отклонения в размера, геометричната форма и взаимното разположение на повърхностите. Те също така трябва да осигурят надеждно закрепване на детайла, така че да се изключи еластичната деформация на различните му повърхности и грешките при монтажа да са минимални.

В процеса на разработване на технологични процеси, когато се взема решение за избора на основи, трябва да се стремим да спазваме принципите на комбиниране на основи и постоянство на основите.

Грешката при базиране влияе върху точността на размерите, точността на взаимното разположение на повърхностите и не влияе върху точността на тяхната форма. За различни монтажни схеми грешката при позициониране може да се намери въз основа на геометрични изчисления. За да се елиминират и намалят грешките при позициониране, е необходимо да се комбинират технологични и измервателни бази, да се повиши точността на размерите на технологичните бази, да се избере рационално разположение на монтажните елементи и да се зададат правилно техните размери, да се премахнат или намалят празнините при монтиране на детайлите към мъжки или женски монтажни елементи.

Нека разгледаме изчисляването на грешките при основаване при монтиране на гладки цилиндрични валове в призма.

Позицията на повърхността, обработвана в призмата (фиг. 20, а), може да бъде зададена по три различни начина - размери h, n и m. Нека определим колебанията на тези размери, т.е. грешки при базиране при извършване на операция на конфигурирана машина.

Както следва от диаграмите (фиг. 20, b) на размерните вериги, всеки от поддържаните размери е последният в тризвенна размерна верига. Следователно грешката в поддържаните размери ще се определя от уравненията:

; ; .

Връзка B 1 е размерът между геометричния център на призмата и режещото острие на инструмента, регулиран според размера. За партида от детайли, обработени от една настройка, грешката в размер B 1 може да се счита за равна на нула, т.е. TB 1 = 0.

Тогава грешката в поддържаните размери ще се определя само от колебанията в размерите, свързващи геометричния център на призмата с проектните (измервателните) основи, и това е основната грешка. следователно

От фиг. 20, и намираме

; ; .

В резултат получаваме:

; ; .

Сравнявайки получените резултати, лесно се забелязва, че грешката на базиране в размер m ще бъде най-голяма, а в размер n най-малка.

Полученият резултат показва, че големината на грешката при базиране също се влияе от геометричните параметри на базовия елемент на устройството, където е монтиран детайлът, и по-специално от ъгъла при върха на призмата.

Теория на размерните вериги

1.4.1 Видове размерни вериги, основни понятия и определения.

Размерните вериги отразяват обективни размерни връзки в дизайна на машината, технологичните процеси на производство на нейните части и монтаж, както и по време на измервания, които възникват в съответствие с условията на решаваните проблеми.

Размерна верига– набор от измерения, пряко участващи в решаването на проблема и образуващи затворен цикъл. Размерните вериги са обозначени с главни букви на руската азбука ( А, Б, IN, …, аз) и малки букви от гръцката азбука ( β , γ , …, с изключение α , δ , ξ , λ , ω ).

Размерите, които образуват размерна верига, се наричат връзки на размерната верига. Една връзка в размерната верига е затваряща (начална), а останалите са компоненти.

Затваряне(Първоначалната) връзка на размерната верига е връзката, получена последна или първа (начална) по време на нейното изграждане. Затварящата (началната) връзка се отличава със символа Δ – A Δ(Фиг. 1).

КомпонентиВръзка в размерна верига е връзка в размерна верига, която е функционално свързана със затварящата връзка. Съставните връзки, в зависимост от влиянието им върху затварящата връзка, могат да бъдат нарастващи или намаляващи:

Повишаване навръзката се нарича връзка, с увеличаванекоето, затварящата връзка се увеличава.Такава връзка се обозначава със стрелка отляво надясно над буквата – (фиг. 1).

Намаляваневръзката се нарича връзка, с увеличаванекоето, затварящата връзка намалява. Такава връзка е обозначена със стрелка отдясно наляво над буквата – , (фиг. 1).

Компенсираща връзка– връзка, чрез промяна на стойността на която се постига необходимата точност на затварящата връзка; Такава връзка се отличава, като се огради в квадрат (фиг. 1).

Обща връзка– връзка, която едновременно принадлежи към няколко размерни вериги. Обозначението му използва толкова букви, колкото връзки в колко вериги е - A 1 = НА 3 = НА 6.

Въз основа на естеството на проблема, който се решава, размерните вериги се разделят на дизайнерски, технологични и измервателни.

Дизайн на размерна верига– размерна верига, която определя разстоянието или относителното въртене на повърхности (оси) в части. Пример за конструктивна размерна верига е размерната верига, показана на фиг. 1.

Технологични размерни вериги– размерни вериги, които осигуряват необходимото разстояние или относително завъртане на повърхностите на продукта по време на тяхното производство.

Технологичните размерни вериги са първиИ второмил.

Технологичните вериги от първи вид включват технологични системи, които свързват машина, приспособление, инструмент и част - СПИН. Пример за такава технологична система е показан на фиг. 3,

Където СЪС– машина – В 1, Б 2, Б 3;

П– устройство – Б 1, НА 2, НА 3, НА 4;

И– инструмент – НА 5;

д– детайл – A Δ.

Затваряне на връзкататехнологична верига от първи вид ( А) е връзката, затворена между режещия ръб на инструмента и основата (или съответните оси). Така че във веригата, показана на фиг. 3, връзка A Δзатваря се и принадлежи на частта; връзки В 1, Б 2, Б 3принадлежат към машината (са структурни елементи на машината); връзки Б 1, НА 2, НА 3, НА 4принадлежат към устройството (са структурни елементи на устройството или друго технологично оборудване); връзка НА 5принадлежи към инструмента (ширина на дисковия нож).

Технологичната верига от първи вид може да бъде изобразена подробно (фиг. 3, а) или опростена (фиг. 3, б).

Технологичните вериги от втори вид включват размерни вериги, свързващи отделни операции и преходи (вериги от първи вид). За да се идентифицира технологична верига от втори тип, е необходимо да се анализира целият технологичен процес на производство на част, от операцията, при която е завършено решението на задачата, до началото на технологичния процес. На фиг. Фигура 4 представя анализ на технологичния процес на производство на ролка, за който е необходимо да се осигури дължината на стъпката Л = AΔ. При изработката на ролка в решаването на проблема участват вериги от първи и втори вид. Веригите от втория вид включват размерна верига А, който свързва операциите (преходите) за получаване на лявата и дясната шийка на ролката; и размерна верига IN, който свързва операциите (преходите) за получаване на една от шийките и краищата на детайла. Размерни вериги Б, Ж, дса вериги от първи вид.

Измервателна размерна верига– верига, с помощта на която се знае стойността на измерения размер, относително завъртане, разстояние на повърхности или техните оси на произведен или произведен продукт (фиг. 5).

Основна размерна верига– верига, чието затварящо звено е размерът (разстояние, относително въртене), предоставен в съответствие с решението на основния проблем (верига Ана фиг. 3).

Произведена размерна верига– верига, чието затварящо звено е едно от съставните звена на основната размерна верига (верига БИ INна фиг. 3).

Получената размерна верига разкрива съдържанието на съставната връзка на основната размерна верига.

Според характера на връзките размерните вериги могат да бъдат линейни и ъглови.

Линейна размерна верига– верига, чиито връзки са с линейни размери. Те са обозначени с главни букви на руската азбука ( А, Б, …, аз) и двустранна стрелка.

Ъглова размерна верига– верига, чиито връзки са ъглови параметри. Те са обозначени с малки букви от гръцката азбука ( β , γ , ...) и еднопосочна стрелка (фиг. 3).

Според геометричното си представяне веригите могат да бъдат плоски и пространствени.

Плоска размерна верига– верига, чиито връзки са разположени в една или повече успоредни равнини.

Пространствена размерна верига– верига, чиито връзки са разположени в непаралелни равнини.

Според вида на връзките размерните вериги могат да бъдат свързани успоредно, последователно и успоредно-последователно.

Паралелно свързани вериги– вериги с една или повече общи връзки (фиг. 6, а).

Последователно свързани вериги– вериги, в които всяка следваща има една обща основа с предходната (фиг. 6, б).

Паралелно последователно свързани вериги(комбинирани) – вериги, имащи и двата вида връзки (фиг. 6, в).

Метод на прилягане

Същността на метода на монтаж е, че необходимата точност на затварящата връзка на размерната верига се постига чрез промяна на размера на компенсиращата връзка чрез отстраняване на определен слой материал от нея.

Когато точността на затварящата връзка се постига чрез метода на монтиране, се установяват разумно постижими (икономически) допуски при дадените производствени условия на всички компонентни връзки на веригата с размери:

Стойностите на полето за толеранс се задават независимо от определената стойност TΔначалните полета на затварящата връзка могат да доведат до факта, че отклоненията на затварящата връзка ще надхвърлят нейните граници, т.е.

Излишна грешка на затварящата връзка, чиято най-голяма стойност се нарича най-голямата изчислена компенсация , трябва да бъдат премахнати от размерната верига чрез промяна на стойността на предварително избрана компенсираща връзка.

При избора на компенсатор в размерната верига се ръководи от следните съображения.

Като компенсатор се избира част, чиято промяна на размера (която е една от съставните връзки), която изисква най-малко разходи по време на допълнителна обработка.

Недопустимо е да се избира като компенсатор част, чийто размер е обща съставна връзка от паралелно свързани размерни вериги. Нарушаването на това условие води до появата на грешка, която „се скита“ от една измерена верига в друга.

Произволното присвояване на координатите на средните точки на полетата на толерантност на компонентните връзки може да доведе до факта, че компенсаторът няма необходимата доставка на материал за монтаж. За да се осигури на компенсатора минимално необходимия слой материал (допуск) за прилягане и в същото време достатъчен за елиминиране на максималното отклонение на затварящата връзка, трябва да се въведе корекция в координатата на средата на толерантното поле на компенсиращата връзка Δk.

Пуснете тризвенна тримерна верига А(фиг. 13) необходимата точност на затварящата връзка се характеризира със стойностите и ; И - полета на толерантност на компонентните връзки, които са икономически осъществими за дадени производствени условия; и са координатите на центровете на допусковите полета.

С тези допуски, отклоненията на затварящата връзка AΔвъзможни в рамките на координатите на средата на толерантното поле. Най-голямото възможно отклонение AΔсе отдалечава от горната граница със сумата Δk, чиято стойност може да се определи, както следва:

Основното предимство на метода на монтаж е възможността за производство на части с икономични допуски. Методът на монтиране може да осигури висока точност на затварящата връзка. Монтажната работа обаче се извършва предимно ръчно и изисква висококвалифицирани работници.

Метод на регулиране

Същността на метода е, че необходимата точност на затварящата връзка на размерната верига се постига чрез промяна на размера на компенсиращата връзка без отстраняване на материала от компенсатора.

Принципно по своята същност методът на регулиране е подобен на метода на монтажа. Разликата между тях се състои в метода за промяна на размера на компенсиращата връзка.

Прави се разлика между регулиране с помощта на подвижен и неподвижен компенсатор.

Постигане на точност на клиренса AΔизползване на подвижен компенсатор е показано на фиг. 14, а, и използване на неподвижен компенсатор на фиг. 14, б.


а)	б)
а – с помощта на подвижен компенсатор; b – използване на фиксиран компенсатор Фигура 14 – Постигане на точност на хлабината A Δ

Допустимите отклонения с метода на регулиране се задават по същия начин, както при метода на монтаж: установяват се полета на допустими отклонения, които са икономически приемливи за дадени производствени условия. и координатите на средните им точки .

Когато използвате подвижен компенсатор, определете , което се взема предвид при разработването на дизайна на подвижен компенсатор и определяне на неговата разделителна способност.

Когато използвате фиксиран компенсатор, трябва да вземете предвид факта, че фиксираният компенсатор не е в състояние да компенсира собственото си отклонение. Ето защо

Където m-2означава, че при сумиране на стойностите и компенсаторът не се вземат предвид.

следователно .

където е границата на толерантност, ограничаваща отклоненията в размера на компенсатора.

Методът на контрол има следните предимства.

Възможно е да се постигне всякаква степен на точност на затварящата връзка с разумни допустими отклонения на всички съставни връзки.

Не изисква много време за извършване на настройка, която може да се извърши от неквалифицирани работници.

Няма трудности при нормирането и организирането на монтажната работа.

Осигурява на машините и механизмите възможност периодично или непрекъснато и автоматично да поддържат необходимата точност на затварящата връзка, която се губи поради износване, термична и еластична деформация на детайлите и други причини.

Предимствата на метода на регулиране са особено забележими при многозвенни размерни вериги. Въвеждането на компенсатори в дизайна на машини и механизми улеснява осигуряването на точността на затварящите връзки не само по време на производствения процес, но и по време на работа на машините, което има положителен ефект върху тяхната ефективност.

Завършвайки разглеждането на методите за постигане на необходимата точност на затварящата връзка, отбелязваме, че теоретико-вероятностните изчисления, присъщи на метода на непълната взаимозаменяемост, могат успешно да се прилагат в методите на групова взаимозаменяемост, монтиране и регулиране. Например, използването на метод на теория на вероятностите при сумиране на стойностите на полетата на производствен толеранс ще доведе до по-малка стойност δk, и в крайна сметка до по-малък брой компенсаторни етапи и повишена икономическа ефективност на метода на управление, въпреки че това ще бъде свързано с известен риск.

Заготовки за машинни части

1.5.1 Технологични изисквания за детайли, обработвани на различни металорежещи съоръжения. Изисквания за избор на заготовки за CNC машини

Технологични изисквания към детайлите, подложени на рязане на различни металорежещи съоръжения.

Технологичните изисквания към заготовките се определят от необходимостта от спазване на техническите условия, които определят допуски, грапавост на повърхността, твърдост и обработваемост. Повърхностите, използвани по време на обработката като технологични основи, трябва да бъдат равни и гладки, без издатини, издатини, издатини, наклони за леене или щамповане и неравности.

При получаване на части от детайли, подложени на рязане, е необходимо:

1) формите и размерите на детайлите, физичните, химичните и механичните свойства на материала трябва да бъдат избрани, като се вземе предвид възможността за използване на прогресивни високоефективни методи за производство на части;

2) гарантира оптималността и валидността на определянето на допустимите отклонения във формата и местоположението на повърхностите, изискванията за параметрите на грапавостта на обработваните повърхности;

3) поддържат единството на дизайнерските и технологичните основи;

4) унифициране на структурни елементи на части за групова обработка съгласно стандартните технологични процеси и използването на стандартно реконфигурируемо оборудване и инструменти;

5) осигурете намаляване на трудоемкостта на производството на част (намаляване на машинното и спомагателното време) поради:

Приложение на лесно обработваеми материали;

Повишаване на точността на изработване на заготовки и използване на стандартизирани и унифицирани заготовки, изработени чрез прогресивни методи на формоване (леене, студено зареждане и др.);

Осигуряване на твърдост на конструкцията на частта за надеждно закрепване и елиминиране на деформацията на частта по време на обработката;

Намаляване на броя на обработваните повърхности и тяхната дължина;

Разбиване на дизайна на част на по-прости форми за комбиниране на няколко прости части в една;

Осигуряване на инструментална достъпност на конструкциите (удобство на входа и изхода на инструмента, достъп на инструмента до обработваните повърхности) по време на производство и контрол.

Изисквания за избор на заготовки за CNC машини.

Основното условие за ефективното използване на машините с ЦПУ е рационалният избор на гамата от детайли, които ще бъдат произведени на тези машини.

Основни изисквания за избор на детайли за обработка на CNC машини:

1) Частите трябва да имат сложна форма или извити повърхности, производството на които на универсални машини изисква специално технологично оборудване, оформени режещи инструменти и изисква значително помощно време.

2) Конфигурацията на частите трябва да позволява концентрирането на възможно най-много операции в една. Броят на операциите, извършвани на универсална машина, трябва да бъде по-голям, отколкото при обработка на CNC машина. За частите на корпуса обработените повърхности трябва да бъдат концентрирани върху четирите странични страни на детайла, което позволява детайлът да се обработва в една инсталация на въртящата се маса. Останалите две повърхности не трябва да бъдат третирани или трябва да бъдат минимално третирани.

3) Възможност за инсталиране и закрепване на детайла върху машината с помощта на прости устройства.

4) Заготовките не трябва да имат дълги отвори, които изискват използването на бормашини, т.к При машините с ЦПУ пробиването се извършва на къси твърди дорници.

5) Изискванията за подравняване на дупките в противоположните стекове не трябва да бъдат строги. В този случай, ако оста на отвора не минава през центъра на масата, е необходимо допълнително движение на масата по хоризонталната координата.

6) Обработката не трябва да съдържа операции, които изискват настройка на инструментите по време на работа на машината.

7) Общият брой инструменти, необходими за обработка на детайла, трябва да бъде сведен до минимум. Това се постига чрез уеднаквяване на размерите на отворите, резбите, жлебовете и др.

Към заготовките, произведени на CNC машина, се налагат допълнителни изисквания:

1) Допуските и допустимите отклонения трябва да са минимални. Препоръчва се намаляването им с 10...30 спрямо обработката на ръчна машина.

2) Твърдостта на детайлите трябва да се колебае в малки граници, за да може да се регулира времето за смяна на инструменти.

3) Наличие на технологични бази, които отговарят на условието за комбиниране на координатните оси на детайла с осите на координатната система на машината.

Затягането на изискванията за точността и свойствата на материалите на детайлите, обработвани на машини с ЦПУ, се обяснява с необходимостта от намаляване на натоварването на машината.

Влиянието на правилния избор на вида на детайла върху техническите и икономическите показатели на технологичния процес: интензивност на труда, себестойност, производителност. Основните насоки в машиностроенето за използване на безотпадна технология за производство на части и спестяване на пари в заготовково производство

При разработването на технология за обработка на част, един от първите, които трябва да се реши, е проблемът за избор на детайл, който зависи от структурната форма на детайла, техническите изисквания, материала, предназначението му, условията на работа в машината и напреженията. опитен.

Изборът на вида на детайла се определя и от мащаба на производството, както и от рентабилността на производството.

Изборът на детайл означава установяване на метод за получаването му, определяне на допуски за повърхностна обработка, изчисляване на размерите и установяване на допустими отклонения за производствени неточности.

С правилно избрания метод за получаване на детайла се намалява трудоемкостта на механичната обработка, намалява се потреблението на метал и електроенергия, освобождава се оборудване и производствено пространство.

При избора на детайл технологът се ръководи от техническите възможности на цеховете за доставка на предприятието.

Формата и размерите на детайла трябва да бъдат възможно най-близки до формата и размерите на детайла; Идеален (прецизен) детайл е този, който не изисква механична обработка, т.е. всъщност като завършена част.

Но колкото по-близки са формата и размерът на детайла до формата и размерите на детайла, толкова по-високи са разходите за неговото производство, следователно е препоръчително да се използват такива детайли в масово и широкомащабно производство.

Ако детайлът може да бъде получен по няколко начина, тогава се извършва икономическо изчисление на цената на всеки тип и се прави сравнение кой метод е по-изгоден. Изчислението взема предвид не само цената на материала, необходим за производството на детайла (сравнение според степента на използване на материала), но и разходите за производство на самия детайл, което включва амортизационни отчисления от цената на оборудването и разходите за оборудване за производство и разходите за електроенергия, газ, пара и други ресурси.

Един от показателите, характеризиращи ефективността на избрания детайл е коефициент на използване на материала K m. Определя се като съотношение на масата на детайла ркъм масата на детайла Q:

K m=q/Q

Рационалните форми и видове на избрания детайл се характеризират със стойности на този коефициент, близки до единица, което води до по-ниски разходи за последваща обработка, по-малък разход на материали, енергия, инструменти и др.

Средно в машиностроенето степента на използване на метала е относително ниска и възлиза на K m=0,7…0,75, при широкомащабно и масово производство K m=0,85...0,9, а в единичен K m =0,5…0,6.

Известно е, че най-голям дял в себестойността на инженерните продукти заемат разходите за материали. За да ги намалят, те се стремят да доближат размерите и формата на детайлите възможно най-близо до размерите и формата на готовите части. Ето защо в съвременното производство едно от основните направления в развитието на технологията за механична обработка е използването на детайли с икономични структурни форми, които осигуряват обработка с най-висока производителност и най-малко отпадъци от материали.

Използването на по-прецизни и сложни детайли в машиностроенето е един от основните начини за пестене на материали, създаване безотпадниИ малоотпадна технология и интензификация на технологичните процеси. Тази прогресивна тенденция доведе до появата и развитието на много съвременни методи за производство на прецизни детайли.

Преходът от периодични технологични процеси към непрекъснати автоматични, осигуряващи повишена производителност и качество на продукта.

Ефективно използване на машини и оборудване.

Въвеждане на безотпадна технология.

Създаване на GPS.

Широко разпространено използване на роботи и роботизирани системи

Изчисляване на грешките при основаване с помощта на примери за монтаж на различни части. Брой бази, необходими за базиране. Броят на основите, необходими за базиране. Когато обработвате детайли на машини и ги монтирате в приспособления, в много случаи няма нужда от пълна ориентация на детайлите, като използвате целия комплект от три основи в контакт с шестте опорни точки на приспособлението или машината. Така например, когато обработвате равнината на призматичен детайл, ориентацията на детайла върху машината по посока на хоризонталните координатни оси за получаване на необходимия размер няма значение, следователно страничните повърхности на детайла губят стойността на базите.

При обработката на цилиндрични детайли за тяхното монтиране в много случаи също не е необходимо да се използва комплект от трите основи.

Например, когато чрез пробиване и пробиване на детайл, държан в патронник, се използва само една двойна водеща основа, която е в контакт с четири опорни точки. При пробиване на стъпаловиден отвор, при запазване на линейния размер a, е необходимо да се използват две основи: двойна направляваща и опорна.

При монтиране на ролките в центровете, те се основават на късите стръмни конуси на централните отвори, като се използват пет референтни точки и са лишени от пет степени на свобода. В същото време ролките запазват шестата степен на свобода - способността да се въртят около собствената си ос, необходима за обработка. Освен това скобата, използвана в такива случаи, в никакъв случай не е шеста опорна точка, тъй като тя не участва в основата на детайла и не ориентира неговата позиция, а служи само за предаване на въртене към детайла.

При проектирането на технологичните операции на оперативната скица се изобразява така наречената „теоретична базова схема“.

Теоретичната базова схема е диаграма на разположението на идеални опорни точки и условни точки върху технологичните основи на детайла, символизиращи позиционните връзки на детайла с възприетата координатна система. В същото време върху контурните линии на повърхностите на детайлите, приети като технологични основи, се поставят символи върху идеалните точки на контакт на детайлите и приспособленията, които: и детайла със съответния брой степени на свобода. Символите на опорите, скобите и монтажните устройства са дадени в GOST 3.1107-81.

Изчисляване на грешките при основаване с помощта на примери за монтаж на различни части:

Принципът на комбиниране (единство) на основите. При определяне на технологични основи за прецизна обработка на детайла, повърхностите, които са както проектни, така и измервателни основи за детайла, а също така се използват като основи за сглобяване на продукти, трябва да се приемат като технологични бази. При комбиниране на технологични, дизайнерски и измервателни бази, детайлът се обработва според размерите, посочени в работния чертеж, като се използва целият диапазон на допустимите отклонения на размера, предоставен от дизайнера.

Ако технологичната база не съвпада с проектната или измервателната база, технологът е принуден да замени размерите, въведени в работните чертежи от проектните и измервателните бази, с по-удобни технологични размери, въведени директно от технологичните бази. В този случай съответните размерни вериги на детайла се удължават и допусковите полета за оригиналните размери, зададени от проектните бази, се разпределят между нововъведените междинни размери, които свързват технологичните бази с проектните бази и с обработените повърхности . В крайна сметка това води до по-строги толеранси на размерите, поддържани по време на обработката на детайлите, до оскъпяване на процеса на обработка и намаляване на неговата производителност.

Това може да се илюстрира със следния пример. При обработка на жлеб до дълбочина 10H14 (фиг. 6.24, а), за да се опрости конструкцията на приспособлението, е удобно детайлът да се монтира върху долната повърхност B (фиг. 6.24, d). Тъй като дъното на жлеба С е свързано с размер 10 +0 "36 с горната равнина А, тази равнина е проектната и измервателна основа за жлеба. В този случай технологичната основа - повърхност В не съвпада с проектните и измервателните основи и не е свързано с тях нито по размер, нито по условие на правилното относително положение, тъй като при работа на конфигурирана машина разстоянието от оста на фрезата до равнината на масата остава непроменено (k = const1) и следователно размер c, който не е показан на чертежа, също е постоянен, тогава размерът на дълбочината на канала a = 10" 56 mm не може да се поддържа, тъй като неговото колебание е пряко повлияно от грешката в размер b - - 50- o.62 mm, поддържан в предишната операция (фиг. 6.24, b).

Очевидно в този случай на оперативната скица на фрезоване на жлеба е необходимо да се постави технологичният размер c, чиято точност не зависи от предишната операция и е препоръчително да се премахне проектният размер a = 10 + 0 '36 мм от скицата. Изчисляването на технологичния размер c, както и новия технологичен толеранс на размер b, може да се направи въз основа на размерната верига, показана на фиг. 6.24, c. От фигурата става ясно, че c = b-a = 50 - 10 = 40 mm.

Допустимото отклонение на размер c се определя от същата размерна верига, в която първоначалният размер е проектният размер a = = 10 +0,zs, тъй като цялото изчисление се прави въз основа на предпоставката, че размер a трябва да се получи автоматично в рамките на толеранса, определен от проектанта при изпълнение на размерите на веригата на компонентите 6 и c в рамките на допустимите отклонения, установени за тях. В съответствие с формула (5.3) Ta = Tb + Tc, от където Tc - Ta - Tb. Замествайки съответните стойности, получаваме Tc = 0,36-0,62.

Тъй като толерансът е значително положителна величина и не може да бъде отрицателен, полученото уравнение не може да бъде решено без увеличаване на умаляваното или без намаляване на субтрахенда.

Накрая, размерът b се задава с толеранс, равен на най-близкия стандартен, като се поддържа минус отклонението на полето на толеранс от номиналната стойност, установена от чертежа, т.е. b = 50_о 16 = = 50h11.

След това проектният толеранс на технологичния размер

Изчислената стойност на размера c = 40-o!sv mm. Най-близката стандартна стойност на този размер е окончателно приета с - = 401о;"« mm, съответстваща на стойността 40b11. Граничните стойности на посочения технологичен размер са в границите на проектните размери.

Проверете изчислението за максимум и минимум (a max = = 50 - (40 - 0,33) = 10 +0 - 33; a min = 50 - 0,16 - (40 - 0,17) = = 10 +0 '01 ) показва, че граничните стойности на оригиналния проектен размер a са в границите на граничните размери, установени от чертежа, и преизчисляването на размерите е извършено правилно,

В случаите, когато стандартният размер, най-близък до изчисления технологичен размер c, се различава значително в стойността на неговото поле на допуск от изчисления, окончателно може да се приеме изчисленият размер c.

Въз основа на извършените изчисления, в работните скици на детайла, вместо чертежните размери 10H14 и 50h14, трябва да се въведат нови размери b = 50h11 и c = 40b11. По този начин, поради несъответствието между технологичната и проектната (измервателната) база, работникът всъщност трябва да поддържа значително по-строги допуски в сравнение с допустимите отклонения, установени от проектанта. В разглеждания случай, вместо допустимите отклонения на h14, установени от чертежа, трябва да се поддържат допустимите отклонения на h11 и b1.

ПРИНЦИП НА ПОСТОЯНСТВОТО НА БАЗИТЕ. Принципът на постоянство на основите е, че при разработването на технологичен процес е необходимо да се стремим да използваме една и съща технологична база, без да допускаме промяна на технологичните бази, освен ако не е абсолютно необходимо (без да се брои промяната на проектната база).

Желанието да се извърши обработка на една технологична база се обяснява с факта, че всяка промяна в технологичните бази увеличава грешката в относителната позиция на повърхностите, обработвани от различни технологични бази, като допълнително въвежда в нея грешката в относителната позиция на технологичните бази самите, от които са обработени повърхностите.

Например, ако върху детайла, показан на фиг. 6.26, c, се изисква да се осигури подравняване на оста на симетрия на четири малки отвора с оста на централния отвор в рамките на допустимата грешка A = ±0,1 mm и пробиване на централния отвор на струг (фиг. 6.26, b) и пробиване на четири малки дупки в шаблона ( Фиг. 6.26, c) се извършват с помощта на различни основи A и B, тогава действителната стойност на изместването на осите се увеличава с размера на грешката в относителната позиция на използваните основи, т.е. с допустимото отклонение на размера от 100. Това се потвърждава от изчисляването на технологичната размерна верига (фиг. 6.26, d):

В този случай е изпълнено изискването на чертежа за центриране на осите с грешка от ±0,1 mm.

Ефективността на реконструкцията на всички отрасли на националната икономика зависи в голяма степен от машиностроенето. Именно в него се материализират научно-технически идеи, създават се нови машинни системи, които определят прогреса в други сектори на икономиката.

Пред машинните инженери е поставена задача: рязко да повишат технико-икономическото ниво и качеството на своите продукти, да преминат към производството на най-новите машини, металорежещи машини и инструменти. Да имаш мустаци За да се забави производството на нови машини, е необходимо да се намали времето за разработване и усвояване на новата технология 3-4 пъти.В същото време е предвидено, че всички новоусвоени видове машиностроително оборудване трябва да бъдат 1,2 ... 2 пъти по-добри от производителността и надеждността на произведените подобни продукти, докато специфичният * разход на материали на новите машини трябва да бъде намален с 12 ... 18%. (Приоритетно развитие се дава на такива клонове на машиностроенето като машиностроенето, електротехническата промишленост, микроелектрониката, компютърните технологии и инструментостроенето! Цялата индустрия на компютърните науки е истински катализатор за научно-техническия прогрес. Темпът на растеж на производството на тези индустрии е планирано на 1,3 ... 1, 6 пъти по-високо от средното за машиностроенето като цяло.

В момента е създаден и се разпространява принципно нов клас машини, осигуряващи висока производителност - автоматизирани производствени системи (обекти, цехове, фабрики). Бързо нараства производството на промишлени роботи, които имат изкуствено зрение, възприемат речеви команди и бързо се адаптират към променящите се условия на работа.

Нашата страна разработи такъв нов клас оборудване като ротационни и ротационни конвейерни линии за машиностроене и металообработване. В сравнение с конвенционалните видове оборудване, те осигуряват увеличение на производителността на труда с 10 или повече.

* Често се използва за оценка на различни опции специфични показатели--съотношението на масата на продукта към неговия характерен параметър (мощност, въртящ момент, производителност и др.).

Изисквания към машините и частите

В съответствие със съвременните тенденции към повечето проектирани машини се налагат следните общи изисквания:

· висока производителност;

· икономично производство и експлоатация;

· равномерност на движението;

· висока ефективност;

· автоматизация на работните цикли;

· точност на работа;

· компактност, надеждност и дълготрайност;

· удобство и безопасност на обслужването;

· транспортируемост;

· съответствие на външния вид с изискванията на техническата естетика.

При проектирането и производството на машини трябва стриктно да се спазват държавните стандарти (GOSTs).

Използването на стандартни части и възли в една машина намалява броя на стандартните размери, осигурява взаимозаменяемост, дава възможност за бързо и евтино производство на нови машини и улеснява ремонта по време на работа. Производството на стандартни части и машинни компоненти се извършва в специализирани цехове и фабрики, което подобрява тяхното качество и намалява себестойността.

Едно от основните изисквания към машините и техните части е технологичността на конструкцията,което значително влияе върху цената на автомобила.

Технологичени наричат дизайн, който се характеризира с минимални разходи по време на производство и експлоатация.

Технологичността на дизайна се характеризира с:

1. използването на части с минимална механична обработка в новата машина, с широко използвани щамповане, прецизно леене, профилно валцуване и заваряване;

2. унификация на този дизайн, т.е. използването на идентични части в различни компоненти на машината;

3. максимално използване на стандартни конструктивни елементи на детайли (резби, жлебове, фаски и др.), както и стандартни качества и съвпадения;

4. използването в новата машина на предварително усвоени в производството части и възли.

Надеждност на машината

Основните показатели за надеждност са вероятността за безотказна работа и степента на отказ.

Вероятност за безпроблемна работаP(f)Наречен вероятността да не възникне повреда на продукта в рамките на даден интервал от време или в рамките на дадено работно време.

Ако по време на работа Tот номера Неидентични продукти бяха изтеглени поради неизправности Ntпродукти, тогава вероятността за безпроблемна работа на продукта

3.1. P(f)= (N 0- N t)/N 0= 1 - Nt/N0.

Така например, ако според резултатите от изпитването при същите условия партида продукти, състояща се от No = 1000 броя, след работа в продължение на 5000 часа, N 1 = 100 продукта се провали, тогава вероятността за безотказна работа от тези продукти

P(t)== 1 – Nt/No= 1-100/1000=0,9.

Вероятността за безотказна работа на сложен продукт е равна на произведението от вероятностите за безотказна работа на отделните му елементи:

P (t) = P 1 (t) P 2 (t)...Pn(t)

От формула 3.2. следва това Колкото повече елементи има един продукт, толкова по-малко надежден е той.

Процент на неуспех(T). През различните периоди на експлоатация или тестване на продуктите броят на отказите за единица време е различен. Броят на отказите за единица време се нарича степен на отказ. Така в предишния пример, по време на тестване в интервала от 0 до 5000 часа, 100 продукта са се провалили. Това означава, че средно 0,02% от продуктите се отказват за 1 час (1 продукт за 50 часа работа).

Типична връзка с процента на отказ K(t)от времето на работа Tза повечето машини и техните компоненти е показано на фиг. 0,1. През началния период на работа - период на разработка -степента на отказ е висока. През този период се появяват различни производствени дефекти. След това намалява, доближавайки се до постоянна стойност, съответстваща на период на нормална работа.Причините за отказите през този период са случайни претоварвания и скрити производствени дефекти (микропукнатини и др.). В края на експлоатационния живот идва период на износване,когато процентът на неуспехите нараства бързо и следователно продуктът трябва да бъде прекратен.

Основите на надеждността се полагат от дизайнера по време на тестването на продукта. Надеждността също зависи от качеството на продукта и от съответствието с работните стандарти.Намалява монотонно през експлоатационния живот.

Има високонадеждни устройства в техниката, например в железопътния транспорт, авиацията, космонавтиката и др.

Ориз. 3.1. Зависимост на степента на отказ от времето на работа

„Надеждността на машината“ е нова форма на свързване на науката с производството, предназначена да ускори научния и технологичен прогрес.

Ефективното развитие на всички отрасли на икономиката на страната зависи в решаваща степен от машиностроенето. Именно в машиностроенето първо се материализират напреднали научни и технически идеи и се създават нови машини, които определят прогреса в други сектори на икономиката.

Съвременното машиностроене се характеризира с повишени изисквания към техническото ниво, качеството и надеждността на продуктите, намаляване на остаряването на оборудването.Това води до необходимостта от постоянно намаляване на времето за проектиране, като същевременно се подобряват дизайните на новите машини и технологията на тяхното производство, въвеждането на нови материали и по-точни методи за изчисление.

Индикатор за високо ниво на машиностроенето е гъвкаво автоматизирано производство(GAP) - производство на продукти, базирано на комплексна автоматизация на самия технологичен процес и такива операции на производствения процес като контрол на качеството, диагностика на технологично оборудване, складиране и транспортиране, както и процедури и операции за проектиране и технологична подготовка на производството. В тази връзка технологичният процес се изпълнява в GAP с помощта на роботизирано технологично оборудване - гъвкави производствени модули(робот машина, робот преса, робот център за заваряване). Модулите се управляват с помощта на сменяеми програми, а микропроцесорите (устройства за автоматична обработка на информация и управление на този процес) са широко използвани. Проектирането на обекти в GAP се извършва с помощта на системи за компютърно проектиране (CAD, виж по-долу) и автоматизирани системи за технологична подготовка на производството.

Характерно е използването на материало-, трудо- и енергоспестяващи технологии, машини с компютърно управление, гъвкави производствени системи,при които технологичното оборудване и поддържащите го системи работят в автоматичен режим и имат свойството на автоматизирано превключване в рамките на установения клас продукти и диапазони на техните характеристики.

Приложение индустриални роботиви позволява да увеличите производителността на оборудването, да подобрите условията на труд и безопасността на работниците, да намалите влиянието на субективния фактор и да подобрите качеството чрез оптимизация и автоматизация на технологичните процеси.

По-нататъшното повишаване на технико-икономическото ниво и качеството на инженерните продукти е свързано с това колко успешно се решават следните задачи:

1) разширяване на областите на приложение на компютърно проектиране;

2) повишаване на надеждността и експлоатационния живот на машините;

3) намаляване на потреблението на материали на конструкциите;

4) намаляване на потреблението на енергия, повишаване на ефективността на механизмите.

Решението на много от тези проблеми се крие в подобряване на изчисленията и оптимизиране на дизайна,които от своя страна могат да бъдат решени с помощта на съвременни компютърни технологии.

1) разширяване на областите на приложение на компютърно проектиране;

2) повишаване на надеждността и експлоатационния живот на машините;

3) намаляване на потреблението на материали на конструкциите;

4) намаляване на потреблението на енергия, повишаване на ефективността на механизмите.

Всичко за тунинг на автомобили

Политика за развитие на машиностроенето. Насоки за развитие на машиностроителното производство Основни насоки в развитието на машиностроенето