Politika rozvoje strojírenství. Směry rozvoje strojírenské výroby Hlavní směry rozvoje strojírenství

TECHNOLOGICKÉ ZÁKLADY STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ

Poznámky k výuce

Sestavil: A.S. Antonov

ÚVOD

Strojírenství je jedním z nejdůležitějších a předních odvětví národního hospodářství. Právě strojírenství do značné míry určuje materiálovou základnu technického pokroku a tempo rozvoje všech ostatních odvětví průmyslu, zemědělství, energetiky a dopravy.

Aby bylo možné neustále uspokojovat rostoucí potřeby výroby, musí strojírenství, založené na nejnovějších výdobytcích vědy a techniky, nejen zdokonalovat návrhy různých technických zařízení, ale také neustále zdokonalovat technologie pro jejich výrobu.

Prudký rozvoj strojírenské výroby si vyžádal vědecké řešení otázek souvisejících s výrobou strojů, což vedlo ke vzniku nauky o strojírenské technologii.

V současné době věnují vědci a výrobní pracovníci velkou pozornost vývoji a zavádění nových vysoce účinných technologických postupů, nových materiálů včetně nekovových, snižování kovové náročnosti výrobků, úspoře paliv, energie a pracovních zdrojů, zvyšování spolehlivosti a životnosti strojů. Při řešení těchto problémů hraje důležitou roli strojírenská technologie.

Strojírenská technologie jako aplikovaná věda má velký význam při přípravě odborníků pro různá odvětví strojírenského komplexu. Vybavuje je znalostmi, které jim umožňují vyvíjet nové pokročilé technologie a vytvářet stroje splňující moderní úroveň rozvoje vědy a techniky.

Předmětem strojírenské technologie je studium zákonitostí, které působí v procesu výroby strojů dané kvality v množství stanoveném výrobním programem, v daném časovém rámci a s nejnižšími náklady.

Účel studie Disciplína „Technologické základy strojírenství“ je zvládnutí fundovaného systému znalostí a praktických dovedností při navrhování technologických postupů výroby dílů a montáže strojů dané kvality v plánovaném množství s vysokými technickými a ekonomickými ukazateli výroby.

Cíle studia disciplíny - zvládnutí teoretických základů strojírenské technologie a zdůvodnění rozhodnutí při navrhování a řízení procesů vytváření a výroby strojů na patřičné vědeckotechnické úrovni.

Teoretickým a praktickým základem technologických základů strojírenství jsou obory „Nauka o materiálech“, „Technologie materiálů“, „Konstrukce a výroba obrobků“, „Teorie řezání“, „Obráběcí nástroje“, „Obráběcí zařízení“, "Standardizace přesnosti a technická měření", "Produkce organizace a řízení podniku." Tato disciplína tvoří základ moderní znalostní báze strojírenské technologie.

Kurz „Technologické základy strojírenství“ prověřuje následující problémy:

– Výrobní a technologické postupy.

– Přesné obrábění. Kvalita povrchů strojních součástí.

– Základy zakládání. Výběr podkladů při zpracování obrobků.

– Teorie rozměrových řetězců. Systémy rozměrových spojů.

– Přířezy strojních součástí.

– Vyrobitelnost designu produktu.

– Přídavky na obrábění.

– Základní principy, metodika navrhování technologických postupů a technických výpočtů.

– Zpracování vnějších povrchů rotačních těles.

– Zpracování vnitřních povrchů rotačních těles.

– Zpracování závitových ploch součásti.

– Obrábění rovinných ploch a drážek v obrobcích.

– Zpracování tvarových ploch.

– Obrábění drážkovaných ploch.

– Obrábění ozubených ploch. Zpracování obrobků na ozubených řezacích strojích.

– Výběr technologického zařízení.

– Technologie výroby normalizovaných dílů.

– Technologická dokumentace.

– Konstrukce nástroje.

– Technická kontrola a testování.

– Technologie strojní montáže. Montážní výroba.

Hlavní směry vývoje strojírenské technologie jsou:

1) Tvorba nových metod zpracování.

2) Zlepšení stávajících zpracovatelských metod (zvýšení úrovně mechanizace a automatizace výrobních procesů, zrychlení výrobních procesů na základě zavedení kontinuální výroby).

První směr zahrnuje vytvoření a implementaci následujících metod zpracování:

- elektromechanické a elektrické výbojové obrábění,

- elektrohydraulické, elektrochemické, elektroabrazivní a ultrazvukové zpracování,

– zpracování elektronovým paprskem a plazmovým paprskem pomocí kvantových generátorů (laserů),

− elektroferomagnetické zpracování atd.

Uvedené způsoby zpracování spolu s takovými opatřeními, jako je použití atomů vody a jejich částic, jakož i přírodních a umělých diamantů jako nástrojů, vývoj vysokorychlostního tlakového zpracování a metoda indukčního lisování jsou jedním z hlavních směrů pro zdokonalování technologií ve strojírenství.

Druhý směr zahrnuje:

1) unifikace strojů a mechanismů;

2) přiblížení tvaru obrobku tvaru hotového výrobku;

3) specializace a zdokonalování kovoobráběcích zařízení;

4) zlepšení obráběcího nástroje a zvýšení úběru kovu při řezání;

5) komplexní technologie ve strojírenství;

6) mechanizace, automatizace a vytváření automatických linek a továren;

7) využití výpočetní techniky k řešení technologických a organizačních problémů.

Vliv správného polohování na přesnost obrobených ploch. Příklady výpočtů.

Na správnosti řešení problematiky technologických podkladů do značné míry závisí následující faktory: skutečná přesnost zadaných lineárních rozměrů; správná relativní poloha ošetřovaných povrchů; přesnost zpracování, kterou musí pracovník vydržet při provádění navržené technologické operace; celkovou produktivitu zpracování obrobku.

Přesnost obrobené plochy je ovlivňována různými faktory a mezi nimi je zvláště důležitý kontakt povrchu obrobku s instalačními prvky upínacího přípravku. To je vysvětleno skutečností, že povrch obrobku je v některých případech předem upraven nebo není ošetřen vůbec.

Při automatizaci výroby se význam správného výběru technologických základů ještě zvyšuje, protože všechny tyto typy zpracování jsou založeny na principu automatického získávání rozměrů, ve kterém je technologická základna jedním z hlavních konstitučních prvků. Otázku volby technologických základů v tomto ohledu řeší technolog hned na začátku návrhu technologického postupu současně s otázkou posloupnosti a druhů opracování jednotlivých povrchů obrobku. Zadání technologických základů v tomto případě začíná výběrem technologické základny pro provedení první operace.

Po dokončení první operace je nutné vytvořit technologické základy pro následné zpracování obrobku. Takové základy budou již ošetřené povrchy. Musí zajistit zpracování výkonných ploch, navrhnout hlavní a pomocné podklady s potřebnými parametry drsnosti, se stanovenými přípustnými odchylkami velikosti, geometrického tvaru a vzájemné polohy ploch. Musí také zajistit spolehlivé upevnění obrobku tak, aby byla vyloučena pružná deformace jeho různých povrchů a byly minimální chyby při instalaci.

V procesu vývoje technologických postupů by se při rozhodování o volbě základů mělo usilovat o dodržení zásad kombinování základů a stálosti základů.

Chyba základny ovlivňuje přesnost rozměrů, přesnost vzájemné polohy ploch a neovlivňuje přesnost jejich tvaru. U různých instalačních schémat lze chybu umístění nalézt na základě geometrických výpočtů. Pro eliminaci a omezení chyb polohování je nutné kombinovat technologické a měřící základny, zvýšit přesnost rozměrů technologických základen, zvolit racionální uspořádání instalačních prvků a správně přiřadit jejich velikosti, odstranit nebo snížit mezery při osazování obrobků na samčí popř. ženské instalační prvky.

Uvažujme výpočet chyb základování při instalaci hladkých válcových hřídelí do hranolu.

Polohu opracované plochy v hranolu (obr. 20, a) lze zadat třemi různými způsoby - rozměry h, n a m. Obr. Stanovme kolísání těchto velikostí, tzn. zakládání chyb při provádění operace na nakonfigurovaném stroji.

Jak vyplývá z diagramů (obr. 20, b) rozměrových řetězců, každá z dodržovaných velikostí je konečná v trojčlánkovém rozměrovém řetězci. V důsledku toho bude chyba v udržovaných rozměrech určena rovnicemi:

; ; .

Spoj B 1 je velikost mezi geometrickým středem hranolu a řezným ostřím nástroje přizpůsobeného velikosti. Pro dávku dílů zpracovaných z jednoho nastavení lze chybu velikosti B 1 považovat za rovnou nule, tzn. TB 1 = 0.

Pak bude chyba v udržovaných rozměrech určena pouze kolísáním rozměrů spojujících geometrický střed hranolu s návrhovými (měřícími) podstavami a to je chyba podstavy. Proto,

Z Obr. 20 a najdeme

; ; .

V důsledku toho dostaneme:

; ; .

Při porovnání získaných výsledků je snadné si všimnout, že základní chyba ve velikosti m bude největší a ve velikosti n nejmenší.

Získaný výsledek ukazuje, že velikost chyby základování je také ovlivněna geometrickými parametry základového prvku zařízení, kde je obrobek instalován, a zejména úhlem ve vrcholu hranolu.

Teorie rozměrových řetězců

1.4.1 Typy rozměrových řetězců, základní pojmy a definice.

Rozměrové řetězce odrážejí objektivní rozměrové vztahy v konstrukci stroje, technologických postupech výroby jeho dílů a montáže a při měřeních, která vznikají v souladu s podmínkami řešené problematiky.

Rozměrový řetěz– soubor dimenzí, které se přímo účastní řešení problému a tvoří uzavřenou smyčku. Rozměrové řetězce jsou označeny velkými písmeny ruské abecedy ( A, B, V, …, já) a malá písmena řecké abecedy ( β , γ , …, až na α , δ , ξ , λ , ω ).

Rozměry, které tvoří rozměrový řetězec, se nazývají články rozměrového řetězce. Jeden článek v dimenzionálním řetězci se uzavírá (počáteční) a zbytek jsou komponenty.

Zavírání(Počáteční) článek rozměrového řetězce je článek získaný jako poslední nebo první (počáteční) během jeho konstrukce. Závěrečný (počáteční) odkaz je odlišen symbolem Δ – A Δ(Obr. 1).

KomponentyČlánek v rozměrovém řetězci je článek v rozměrovém řetězci, který je funkčně spojen s uzavíracím článkem. Základní vazby, v závislosti na jejich vlivu na uzavírací vazbu, mohou narůstat nebo klesat:

Vzrůstající odkaz se nazývá odkaz, s rostoucím což, závěrečný odkaz zvyšuje. Takový odkaz je označen šipkou zleva doprava nad písmenem – (obr. 1).

Snížení odkaz se nazývá odkaz, s rostoucím což, závěrečný odkaz klesá. Takový odkaz je označen šipkou zprava doleva nad písmenem – , (obr. 1).

Kompenzační odkaz– spoj, jehož změnou je dosaženo požadované přesnosti; Takový odkaz se odlišuje uzavřením do čtverce (obr. 1).

Společný odkaz– článek, který současně patří do několika rozměrových řetězců. Jeho označení používá tolik písmen, kolik je článků v počtu řetězců - A 1 = AT 3 = V 6.

Podle charakteru řešeného problému se rozměrové řetězce dělí na konstrukční, technologické a měřicí.

Designový rozměrový řetěz– rozměrový řetězec, který určuje vzdálenost nebo relativní natočení ploch (os) po částech. Příkladem designového rozměrového řetězce je rozměrový řetězec znázorněný na Obr. 1.

Technologické rozměrové řetězce– rozměrové řetězy, které zajišťují požadovanou vzdálenost nebo relativní natočení povrchů výrobku při jejich výrobě.

Technologické rozměrové řetězce jsou První A druhý druh.

Technologické řetězce prvního druhu zahrnují technologické systémy, které spojují stroj, přípravek, nástroj a součást - AIDS. Příklad takového technologického systému je na Obr. 3,

Kde S-stroj - V 1, B 2, B 3;

P- přístroj - B 1, AT 2, AT 3, AT 4;

A- nástroj - V 5;

D- detail - A Δ.

Závěrečný odkaz technologický řetězec prvního druhu ( A) je spojnice uzavřená mezi břitem nástroje a základnou (nebo odpovídajícími osami). Takže v obvodu znázorněném na Obr. 3, odkaz A Δ je uzavírací a patří k dílu; Odkazy V 1, B 2, B 3 patří ke stroji (jsou konstrukční prvky stroje); Odkazy B 1, AT 2, AT 3, AT 4 patří k zařízení (jsou konstrukční prvky zařízení nebo jiného technologického zařízení); odkaz V 5 patří k nástroji (šířka kotoučové frézy).

Technologický řetězec prvního druhu lze znázornit podrobně (obr. 3, a) nebo zjednodušeně (obr. 3, b).

Technologické řetězce druhého druhu zahrnují rozměrové řetězce spojující jednotlivé operace a přechody (řetězce prvního druhu). Pro identifikaci technologického řetězce druhého typu je nutné analyzovat celý technologický proces výroby dílu, od operace, při které je řešení úkolu dokončeno, až po začátek technologického procesu. Na Obr. Na obrázku 4 je uveden rozbor technologického postupu výroby válečku, u kterého je nutné zajistit délku kroku L = AΔ. Při výrobě válečku se do řešení problému zapojují řetězy prvního a druhého druhu. Řetězy druhého druhu zahrnují rozměrový řetězec A, který spojuje operace (přechody) získávání levého a pravého hrdla válečku; a rozměrový řetězec V, která spojuje operace (přechody) získání jednoho z hrdel a konců obrobku. Rozměrové řetězy B, G, D jsou řetězy prvního druhu.

Měření rozměrového řetězce– řetězec, s jehož pomocí je známa hodnota měřeného rozměru, vzájemného natočení, vzdálenosti ploch nebo jejich os vyráběného nebo vyráběného výrobku (obr. 5).

Hlavní rozměrový řetězec– řetěz, jehož uzavíracím článkem je velikost (vzdálenost, relativní natočení) poskytnutá v souladu s řešením hlavního problému (řetěz A na Obr. 3).

Odvozený rozměrový řetězec– řetěz, jehož uzavírací článek je jedním ze základních článků hlavního rozměrového řetězce (řetěz B A V na Obr. 3).

Odvozený rozměrový řetězec odhaluje obsah základního článku hlavního rozměrového řetězce.

Podle povahy článků mohou být rozměrové řetězce lineární nebo hranaté.

Lineární rozměrový řetězec– řetěz, jehož články mají lineární rozměry. Jsou označeny velkými písmeny ruské abecedy ( A, B, …, já) a oboustrannou šipkou.

Úhlový rozměrový řetěz– řetěz, jehož články jsou úhlové parametry. Jsou označeny malými písmeny řecké abecedy ( β , γ , ...) a jednosměrná šipka (obr. 3).

Podle geometrického znázornění mohou být řetězce ploché nebo prostorové.

Plochý rozměrný řetěz– řetěz, jehož články jsou umístěny v jedné nebo více rovnoběžných rovinách.

Prostorový rozměrový řetězec– řetěz, jehož články jsou umístěny v nerovnoběžných rovinách.

Podle typu spojení mohou být rozměrové řetězce paralelně, sériově a paralelně sériově spojené.

Paralelně zapojené obvody– řetězy s jedním nebo více společnými články (obr. 6, a).

Sériově zapojené obvody– řetězce, ve kterých má každý následující jeden společný základ s předchozím (obr. 6, b).

Paralelně sériově zapojené obvody(kombinované) – řetězy s oběma typy připojení (obr. 6, c).

Fit metoda

Podstatou způsobu lícování je, že požadované přesnosti uzavíracího článku rozměrového řetězu je dosaženo změnou velikosti vyrovnávacího článku tím, že se z něj odstraní určitá vrstva materiálu.

Při dosažení přesnosti uzavíracího článku metodou lícování jsou stanoveny přiměřené dosažitelné (ekonomické) tolerance za daných výrobních podmínek na všech článcích komponentů rozměrového řetězce:

Hodnoty pole tolerance se nastavují nezávisle na zadané hodnotě TΔ startovní pole uzavírací vazby může vést k tomu, že výchylky uzavírací vazby půjdou za její meze, tzn.

Nadměrná chyba na uzavírací spojce, jejíž největší hodnota se nazývá největší vypočítaná kompenzace , musí být odstraněn z rozměrového řetězce změnou hodnoty předem zvoleného kompenzačního článku.

Při výběru kompenzátoru v rozměrovém řetězci se člověk řídí následujícími úvahami.

Jako kompenzátor je vybrán díl, jehož změna velikosti (která je jedním ze základních článků) vyžaduje nejnižší náklady při dodatečném zpracování.

Je nepřijatelné vybrat jako kompenzátor součást, jejíž velikost je společným základním článkem paralelně spojených rozměrových řetězců. Porušení této podmínky vede k výskytu chyby, která „putuje“ z jednoho rozměrového řetězce do druhého.

Libovolné přiřazení souřadnic středů tolerančních polí článků komponent může vést k tomu, že kompenzátor nemá potřebnou zásobu materiálu pro montáž. Aby byl kompenzátor opatřen minimální potřebnou vrstvou materiálu (příspěvkem) pro lícování a zároveň dostatečným k odstranění maximální výchylky uzavíracího článku, musí být zavedena korekce do souřadnic středu tolerančního pole. kompenzačního odkazu Δk.

Vpusťte tříčlánkový rozměrný řetězec A(obr. 13) požadovaná přesnost závěrného článku je charakterizována hodnotami a ; A - toleranční pole článků součástí, která jsou pro dané výrobní podmínky ekonomicky proveditelná; a jsou souřadnicemi středů tolerančních polí.

S těmito tolerancemi jsou odchylky uzavíracího článku AΔ možné v rámci souřadnic středu tolerančního pole. Největší možná odchylka AΔ je od horní hranice vzdálena o částku Δk, jehož hodnotu lze určit takto:

Hlavní výhodou metody lícování je schopnost vyrábět díly s ekonomickými tolerancemi. Způsob montáže může zajistit vysokou přesnost uzavíracího článku. Montážní práce se však provádějí převážně ručně a vyžadují vysoce kvalifikované pracovníky.

Způsob regulace

Podstatou metody je, že požadované přesnosti uzavíracího článku rozměrového řetězce je dosaženo změnou velikosti vyrovnávacího článku bez odebírání materiálu z kompenzátoru.

Metoda regulace je ve své podstatě podobná metodě fitování. Rozdíl mezi nimi spočívá ve způsobu změny velikosti kompenzačního článku.

Rozlišuje se regulace pomocí pohyblivého a pevného kompenzátoru.

Dosažení přesnosti vůlí AΔ použití pohyblivého kompenzátoru je znázorněno na obr. 14, a, a použití pevného kompenzátoru na obr. 14, b. Obr.


A)	b)
a – pomocí pohyblivého kompenzátoru; b – pomocí pevného kompenzátoru Obrázek 14 – Dosažení přesnosti vůle A Δ

Tolerance u způsobu regulace se přidělují stejným způsobem jako u způsobu lícování: jsou stanovena toleranční pole, která jsou pro dané výrobní podmínky ekonomicky přijatelná. a souřadnice jejich středů .

Při použití pohyblivého kompenzátoru určete , který je zohledněn při vývoji konstrukce pohyblivého kompenzátoru a stanovení jeho rozlišení.

Při použití pevného kompenzátoru je třeba vzít v úvahu skutečnost, že pevný kompenzátor není schopen kompenzovat vlastní odchylku. Proto

Kde m-2 znamená, že při sčítání hodnot a kompenzátoru se neberou v úvahu.

Proto, .

kde je toleranční pásmo omezující odchylky velikosti kompenzátoru.

Způsob ovládání má následující výhody.

Je možné dosáhnout libovolného stupně přesnosti uzavíracího článku s přiměřenými tolerancemi na všech článcích komponentů.

Provedení seřizovacích prací, které mohou provádět i nekvalifikovaní pracovníci, nevyžaduje mnoho času.

S přidělováním a organizováním montážních prací nejsou žádné potíže.

Poskytuje strojům a mechanismům schopnost periodicky nebo průběžně a automaticky udržovat požadovanou přesnost uzavíracího článku, která se ztrácí opotřebením, tepelnou a elastickou deformací dílů a z jiných důvodů.

Výhody způsobu regulace jsou patrné zejména u vícečlánkových rozměrových řetězců. Zavedení kompenzátorů do konstrukce strojů a mechanismů usnadňuje zajištění přesnosti uzavíracích článků nejen při výrobním procesu, ale i při provozu strojů, což má pozitivní vliv na jejich účinnost.

Na závěr úvahy o metodách pro dosažení požadované přesnosti závěrného článku poznamenáváme, že teoreticko-pravděpodobnostní výpočty vlastní metody neúplné zaměnitelnosti lze úspěšně aplikovat v metodách skupinové zaměnitelnosti, lícování a regulace. Například použití metody teorie pravděpodobnosti při sčítání hodnot polí tolerance výroby povede k menší hodnotě δk a v konečném důsledku k menšímu počtu stupňů kompenzátoru a zvýšení ekonomické efektivity způsobu řízení, i když to bude spojeno s určitým rizikem.

Polotovary strojních dílů

1.5.1 Technologické požadavky na obrobky zpracovávané na různých kovoobráběcích zařízeních. Požadavky na výběr obrobků pro CNC stroje

Technologické požadavky na obrobky podléhající řezání na různých kovoobráběcích zařízeních.

Technologické požadavky na obrobky jsou dány nutností dodržet technické podmínky určující přídavky, drsnost povrchu, tvrdost a obrobitelnost. Povrchy používané při obrábění jako technologické podklady musí být rovné a hladké, bez nálitků, výlisků, výstupků, odlévacích nebo lisovaných svahů a otřepů.

Při získávání dílů z obrobků podrobených řezání je nutné:

1) tvary a velikosti obrobků, fyzikální, chemické a mechanické vlastnosti materiálu by měly být vybrány s ohledem na možnost použití progresivních vysoce výkonných metod pro výrobu dílů;

2) zajistit optimálnost a platnost přidělování přípustných odchylek tvaru a umístění povrchů, požadavky na parametry drsnosti opracovávaných povrchů;

3) zachovat jednotu konstrukčních a technologických základen;

4) sjednotit konstrukční prvky dílů pro skupinové zpracování podle standardních technologických postupů a použití standardních rekonfigurovatelných zařízení a nástrojů;

5) zajistit snížení pracnosti výroby dílu (zkrácení strojního a pomocného času) díky:

Aplikace snadno zpracovatelných materiálů;

Zvyšování přesnosti výroby obrobků a používání normalizovaných a unifikovaných obrobků vyrobených progresivními metodami tváření (odlévání, hlavičky za studena atd.);

Zajištění tuhosti konstrukce součásti pro spolehlivé upevnění a eliminaci deformace součásti během zpracování;

Snížení počtu opracovaných povrchů a jejich délky;

Rozdělení návrhu součásti do jednodušších forem pro spojení několika jednoduchých součástí do jedné;

Zajištění instrumentální přístupnosti konstrukcí (pohodlnost vstupu a výstupu nástroje, přístup nástroje k obrobeným plochám) při výrobě a kontrole.

Požadavky na výběr obrobků pro CNC stroje.

Hlavní podmínkou efektivního využití CNC strojů je racionální výběr sortimentu dílů, které budou na těchto strojích vyráběny.

Základní požadavky na výběr dílů pro zpracování na CNC strojích:

1) Díly musí mít složitý tvar nebo zakřivené plochy, jejichž výroba na univerzálních strojích vyžaduje speciální technologické vybavení, tvarové řezné nástroje a vyžaduje značný pomocný čas.

2) Konfigurace dílů by měla umožňovat soustředění co největšího počtu operací do jedné. Počet operací prováděných na univerzálním stroji musí být větší než při zpracování na CNC stroji. U dílů skříně by měly být obrobené plochy soustředěny na čtyři boční strany dílu, což umožňuje opracování dílu v jedné instalaci na otočném stole. Zbývající dva povrchy by se neměly ošetřovat nebo by měly být ošetřovány minimálně.

3) Schopnost instalovat a zajistit obrobek na stroji pomocí jednoduchých zařízení.

4) Obrobky by neměly mít dlouhé vyvrtávání, které vyžaduje použití vyvrtávacích tyčí, protože Na CNC strojích se vyvrtávání provádí na krátkých tuhých trnech.

5) Požadavky na vyrovnání otvorů v protilehlých svazcích by neměly být přísné. V tomto případě, pokud osa otvoru neprochází středem stolu, je nutný další pohyb stolu podél vodorovné souřadnice.

6) Zpracování by nemělo obsahovat operace, které vyžadují seřízení nástrojů během provozu stroje.

7) Celkový počet nástrojů potřebných ke zpracování součásti by měl být co nejmenší. Toho je dosaženo sjednocením velikostí otvorů, závitů, drážek atd.

Na polotovary vyrobené na CNC stroji jsou kladeny další požadavky:

1) Povolení a tolerance musí být minimální. Doporučuje se je snížit o 10...30 oproti zpracování na ručním stroji.

2) Tvrdost obrobků by měla kolísat v malých mezích, aby bylo možné regulovat dobu výměny nástrojů.

3) Dostupnost technologických základů, které splňují podmínku kombinace souřadných os obrobku s osami souřadného systému stroje.

Utahovací požadavky na přesnost a materiálové vlastnosti obrobků zpracovávaných na CNC strojích se vysvětluje potřebou snížit zatížení stroje.

Vliv správné volby typu obrobku na technicko-ekonomické ukazatele technologického procesu: pracnost, náklady, produktivita. Hlavní směry ve strojírenství pro využití bezodpadové technologie pro výrobu dílů a úsporu peněz při výrobě polotovarů

Při vývoji technologie opracování dílce je jako jeden z prvních řešen problém výběru obrobku, který závisí na konstrukčním tvaru dílu, technických požadavcích, materiálu, jeho účelu, provozních podmínkách ve stroji a namáhání. zkušený.

Výběr typu obrobku je dán také rozsahem výroby a také hospodárností výroby.

Výběr obrobku znamená stanovení způsobu jeho získání, stanovení přídavků na povrchovou úpravu, výpočet rozměrů a stanovení tolerancí pro výrobní nepřesnosti.

Při správně zvoleném způsobu získání obrobku se snižuje pracnost mechanického zpracování, snižuje se spotřeba kovu a elektřiny, uvolňuje se zařízení a výrobní prostor.

Při výběru obrobku se technolog řídí technickými možnostmi zásobovacích obchodů podniku.

Tvar a rozměry obrobku se musí co nejvíce blížit tvaru a rozměrům součásti; Ideální (přesný) obrobek je takový, který nevyžaduje mechanické opracování, tzn. vlastně hotový díl.

Čím se však tvar a velikost obrobku blíží tvaru a rozměrům součásti, tím vyšší jsou náklady na jeho výrobu, proto je vhodné takové obrobky používat v hromadné a velkosériové výrobě.

Pokud lze obrobek získat více způsoby, provede se ekonomická kalkulace nákladů na každý typ a porovná se, která metoda je výhodnější. Výpočet zohledňuje nejen náklady na materiál potřebný pro výrobu obrobku (porovnání podle míry využití materiálu), ale také náklady na výrobu samotného obrobku, které zahrnují odpisy z nákladů na zařízení a náklady na zařízení pro výrobu a náklady na elektřinu, plyn, páru a další zdroje.

Jedním z ukazatelů charakterizujících efektivitu zvoleného obrobku je faktor využití materiálu K m. Je definován jako poměr hmotnosti součásti q na hmotnost obrobku Q:

K m=q/Q

Racionální tvary a typy vybraného obrobku se vyznačují hodnotami tohoto koeficientu blízkými jednotce, což vede k nižším nákladům na následné obrábění, nižší spotřebě materiálu, energie, nástrojů atd.

V průměru ve strojírenství je míra využití kovů relativně nízká a dosahuje K m=0,7…0,75 ve velkosériové a hromadné výrobě K m=0,85...0,9, a v jediném K m =0,5…0,6.

Je známo, že největší podíl na nákladech na strojírenské výrobky mají náklady na materiál. Pro jejich zmenšení se snaží rozměry a tvar obrobků co nejvíce přiblížit rozměrům a tvaru hotových dílů. Proto je v moderní výrobě jedním z hlavních směrů ve vývoji technologie mechanického zpracování použití obrobků s ekonomickými konstrukčními formami, které zajišťují zpracování s nejvyšší produktivitou a nejmenším odpadem materiálů.

Použití přesnějších a složitějších obrobků ve strojírenství je jedním z hlavních způsobů, jak šetřit materiály, vytvářet bez odpadu A nízkoodpadové technologie a intenzifikace technologických procesů. Tento progresivní trend vedl ke vzniku a rozvoji mnoha moderních metod výroby přesných obrobků.

Přechod z přerušovaných technologických procesů na kontinuální automatické, zajišťující zvýšení produktivity a kvality výrobků.

Efektivní využití strojů a zařízení.

Zavádění bezodpadové technologie.

Vytvoření GPS.

Široké použití robotů a robotických systémů

Výpočet chyb základů pomocí příkladů instalací různých dílů. Počet základen potřebných pro založení. Počet základen potřebný pro založení. Při zpracování obrobků na strojích a jejich instalaci do přípravků není v mnoha případech potřeba kompletní orientace obrobků pomocí celé sady tří podstavců v kontaktu se šesti opěrnými body přípravku nebo stroje. Takže např. při zpracování roviny hranolového obrobku nezáleží na orientaci obrobku na stroji ve směru vodorovných souřadnicových os pro získání požadované velikosti, proto boční plochy obrobku ztrácejí hodnotu základny.

Při zpracování válcových obrobků pro jejich uchycení také v mnoha případech není potřeba používat sadu všech tří podstavců.

Například při vrtání a vyvrtávání obrobku drženého ve sklíčidle se používá pouze jedna dvojitá vodicí základna, která je v kontaktu se čtyřmi opěrnými body. Při vrtání stupňovité díry při zachování lineárního rozměru a je nutné použít dvě základny: dvojité vedení a opěrné.

Při instalaci válečků do středů vycházejí z krátkých strmých kuželů středových otvorů pomocí pěti referenčních bodů a jsou zbaveny pěti stupňů volnosti. Válce si přitom zachovávají šestý stupeň volnosti – možnost otáčení kolem vlastní osy, nezbytnou pro zpracování. Navíc svěrka použitá v takových případech není v žádném případě šestým opěrným bodem, protože se nepodílí na zakládání obrobku a neorientuje jeho polohu, ale slouží pouze k přenosu rotace na obrobek.

Při návrhu technologických operací je na provozním náčrtu znázorněno tzv. „teoretické schéma základů“.

Teoretické základní schéma je schéma umístění ideálních referenčních bodů a podmíněných bodů na technologických základech obrobku, symbolizující polohové vazby obrobku s převzatým souřadným systémem. Současně se na obrysových liniích povrchů obrobků, přijatých jako technologické základy, umísťují symboly na ideální kontaktní body obrobků a přípravků, které: a obrobek s odpovídajícím počtem stupňů volnosti. Symboly podpěr, svorek a instalačních zařízení jsou uvedeny v GOST 3.1107-81.

Výpočet chyb základů pomocí příkladů instalací různých dílů:

Princip spojování (jednoty) bází. Při zadávání technologických podkladů pro přesné opracování obrobku je třeba jako technologické podklady brát povrchy, které jsou jak konstrukčními, tak i měřicími podklady součásti a zároveň slouží jako podklady pro montáž výrobků. Při kombinaci technologických, konstrukčních a měřických podkladů je obrobek zpracován podle rozměrů uvedených na pracovním výkresu s využitím celého rozsahu tolerancí rozměrů dodaného konstruktérem.

Pokud se technologická základna neshoduje s projekční nebo měřickou základnou, je technolog nucen nahradit rozměry zadané v pracovních výkresech z projekčních a měřických podkladů vhodnějšími technologickými rozměry zadanými přímo z technologických podkladů. V tomto případě se prodlouží odpovídající rozměrové řetězce obrobku a toleranční pole pro původní rozměry, stanovené z konstrukčních podkladů, se rozdělí mezi nově zavedené mezirozměry, které spojují technologické základy s konstrukčními podklady a s opracovanými plochami. . V konečném důsledku to vede ke zpřísnění tolerancí rozměrů udržovaných během zpracování obrobků, ke zvýšení nákladů na proces zpracování a snížení jeho produktivity.

To lze ilustrovat na následujícím příkladu. Při zpracování drážky do hloubky 10H14 (obr. 6.24, a) je pro zjednodušení konstrukce přípravku vhodné instalovat obrobek na spodní plochu B (obr. 6.24, d). Vzhledem k tomu, že dno drážky C je spojeno o velikosti 10 +0 "36 s horní rovinou A, je tato rovina návrhovými a měřícími základnami pro drážku. V tomto případě se technologická základna - plocha B neshoduje s konstrukční a měřící základny a nesouvisí s nimi ani velikostí, ani podmínkou správné relativní polohy Protože při práci na konfigurovaném stroji zůstává vzdálenost od osy frézy k rovině stolu nezměněna (k = const1), a tedy i. velikost c, která není na výkrese znázorněna, je také konstantní, pak nelze dodržet velikost hloubky drážky a = 10" 56 mm, protože její kolísání je přímo ovlivněno chybou velikosti b - - 50- o,62 mm, zachována v předchozí operaci (obr. 6.24, b).

Je zřejmé, že v tomto případě je nutné na provozní náčrt frézování drážky uvést technologický rozměr c, jehož přesnost nezávisí na předchozí operaci a je vhodné odstranit konstrukční rozměr a = 10 + 0 ' 36 mm od náčrtu. Výpočet technologické velikosti c, stejně jako nové technologické tolerance velikosti b, lze provést na základě rozměrového řetězce znázorněného na Obr. 6,24, c. Z obrázku je zřejmé, že c = b-a = = 50 - 10 = 40 mm.

Tolerance velikosti c je určena ze stejného rozměrového řetězce, ve kterém je výchozí velikost návrhovou velikostí a = = 10 +0,зс, protože celý výpočet je proveden na základě předpokladu, že velikost a by měla být získána automaticky v rámci tolerance určené konstruktérem při provádění součástí řetězu velikosti 6 a c v rámci tolerancí pro ně stanovených. Podle vzorce (5.3) Ta = Tb + Tc, odkud Tc - Ta - Tb. Dosazením odpovídajících hodnot získáme Tc = 0,36-0,62.

Protože tolerance je výrazně kladná veličina a nemůže být záporná, nelze výslednou rovnici vyřešit bez zvýšení minuendu nebo bez snížení subtrahendu.

Nakonec je velikost b přiřazena s tolerancí rovnou nejbližší standardní, při zachování mínusové odchylky tolerančního pole od jmenovité hodnoty stanovené výkresem, tj. b = 50_® 16 = = 50h11.

Dále návrhová tolerance technologické velikosti

Vypočtená hodnota velikosti c = 40-o!sv mm. Nejbližší standardní hodnota této velikosti je nakonec přijata s - = 401®;"« mm, což odpovídá hodnotě 40b11. Mezní hodnoty uvedené technologické velikosti jsou v mezích konstrukčních rozměrů.

Kontrolní výpočet pro maximum a minimum (a max = = 50 - (40 - 0,33) = 10 +0 - 33; a min = 50 - 0,16 - (40 - 0,17) = = 10 +0' 01) ukazuje, že limitní hodnoty původní konstrukční velikosta jsou v mezích mezních velikostí stanovených výkresem a přepočet rozměrů byl proveden správně,

V případech, kdy se standardní rozměr nejbližší vypočtenému technologickému rozměru c výrazně liší hodnotou svého tolerančního pole od vypočteného, lze vypočítaný rozměr c nakonec akceptovat.

Na základě provedených výpočtů by měly být v provozních náčrtech obrobku místo rozměrů výkresu 10H14 a 50h14 zadány nové rozměry b = 50h11 a c = 40b11. Pracovník tak musí kvůli nesouladu mezi technologickým a konstrukčním (měřicím) základem ve skutečnosti dodržovat znatelně užší tolerance oproti tolerancím stanoveným konstruktérem. V uvažovaném případě musí být místo tolerancí h14 stanovených výkresem zachovány tolerance h11 a b1.

PRINCIP STÁLOSTI ZÁKLADŮ. Princip stálosti základů spočívá v tom, že při vývoji technologického postupu je nutné usilovat o použití stejného technologického základu, aniž by bylo možné provést změnu technologických základů, pokud to není nezbytně nutné (nepočítaje změnu základu návrhu).

Touha provádět zpracování na jedné technologické základně je vysvětlena skutečností, že jakákoli změna v technologických základech zvyšuje chybu v relativní poloze povrchů zpracovávaných z různých technologických základů a navíc do ní vnáší chybu v relativní poloze technologických základen. samy, ze kterých byly povrchy zpracovány.

Pokud je například na obrobku znázorněném na Obr. 6.26, c, je nutné zajistit vyrovnání osy symetrie čtyř malých otvorů s osou středového otvoru v rámci dovolené chyby A = ±0,1 mm a vyvrtání středového otvoru na soustruhu (obr. 6.26, b) a vrtání čtyř malých otvorů v přípravku ( obr. 6.26, c) se provádějí s použitím různých základen A a B, pak se skutečná hodnota posunutí os zvyšuje o velikost chyby v relativní poloze použitých základen, tj. tolerancí velikosti 100. To je potvrzeno výpočtem technologického rozměrového řetězce (obr. 6.26, d):

V tomto případě je splněn požadavek výkresu na vyrovnání os v rámci chyby ±0,1 mm.

Efektivita rekonstrukcí všech odvětví národního hospodářství závisí rozhodující měrou na strojírenství. Právě v něm se zhmotňují vědecké a technické myšlenky, vznikají nové strojové systémy, které určují pokrok v jiných odvětvích hospodářství.

Strojní inženýři dostali za úkol: prudce zvýšit technickou a ekonomickou úroveň a kvalitu svých výrobků, přejít na výrobu nejnovějších strojů, obráběcích strojů a nástrojů. Mít knír Pro zpomalení výroby nových strojů je nutné zkrátit dobu vývoje a zvládnutí nové technologie 3-4x. Současně je stanoveno, že všechny nově zvládnuté typy strojního zařízení by měly být 1,2 ... 2krát lepší v produktivitě a spolehlivosti než vyráběné podobné výrobky, přičemž specifická * spotřeba materiálu nových strojů by měla být snížena o 12 ... 18 %. (Prioritně se rozvíjejí taková odvětví strojírenství, jako je výroba obráběcích strojů, elektrotechnický průmysl, mikroelektronika, výpočetní technika a výroba přístrojů! Celý průmysl výpočetní techniky je skutečným katalyzátorem vědeckého a technologického pokroku. Tempo růstu produkce těchto odvětví je plánován na 1,3 ... 1, 6krát vyšší než je průměr pro strojírenství jako celek.

V současné době byla vytvořena a rozšiřuje se zásadně nová třída strojů, které poskytují vysokou produktivitu - automatizované výrobní systémy (staveniště, dílny, továrny). Produkce průmyslových robotů, které mají umělé vidění, vnímají řečové příkazy a rychle se přizpůsobují měnícím se pracovním podmínkám, rychle roste.

Naše země vyvinula tak novou třídu zařízení, jako jsou rotační a rotační dopravníkové linky pro strojírenství a kovoobrábění. Oproti běžným typům zařízení poskytují zvýšení produktivity práce o 10 a více.

* Často se používá k hodnocení různých možností specifické ukazatele - poměr hmotnosti produktu k jeho charakteristickému parametru (výkon, točivý moment, produktivita atd.).

Požadavky na stroje a díly

V souladu s moderními trendy jsou na většinu navržených strojů kladeny tyto obecné požadavky:

· vysoký výkon;

· hospodárná výroba a provoz;

· rovnoměrnost pohybu;

· vysoká účinnost;

· automatizace pracovních cyklů;

· přesnost práce;

· kompaktnost, spolehlivost a životnost;

· pohodlí a bezpečnost obsluhy;

· přepravitelnost;

· soulad vzhledu s požadavky technické estetiky.

Při navrhování a výrobě strojů musí být přísně dodržovány státní normy (GOST).

Použití standardních dílů a sestav ve stroji snižuje počet standardních velikostí, zajišťuje zaměnitelnost, umožňuje rychle a levně vyrábět nové stroje a usnadňuje opravy za provozu. Výroba standardních dílů a strojních součástí se provádí ve specializovaných dílnách a továrnách, což zlepšuje jejich kvalitu a snižuje náklady.

Jedním z hlavních požadavků na stroje a jejich části je vyrobitelnost konstrukce, což výrazně ovlivňuje cenu vozu.

Technologický a nazývají design, který se vyznačuje minimálními náklady při výrobě a provozu.

Vyrobitelnost designu se vyznačuje:

1. použití dílů s minimálním obráběním v novém stroji, s široce používaným lisováním, přesným litím, tvarovým válcováním a svařováním;

2. sjednocení tohoto provedení, tj. použití identických dílů v různých součástech stroje;

3. maximální využití standardních konstrukčních prvků dílů (závity, drážky, zkosení atd.), jakož i standardní kvality a lícování;

4. použití dílů a sestav dříve zvládnutých ve výrobě v novém stroji.

Spolehlivost stroje

Hlavními ukazateli spolehlivosti jsou pravděpodobnost bezporuchového provozu a poruchovost.

Pravděpodobnost bezporuchového provozuP(f) volal pravděpodobnost, že k poruše produktu nedojde v daném časovém intervalu nebo v daném provozním čase.

Pokud během provozní doby t z čísla Ne identické produkty byly staženy z důvodu poruch Nt výrobků, pak pravděpodobnost bezporuchového provozu výrobku

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

Pokud tedy například podle výsledků testování za stejných podmínek šarže výrobků skládající se z No = 1000 kusů, po 5000 hodinách provozu N 1 = 100 výrobků selhalo, pak pravděpodobnost bezporuchového provozu těchto produktů

P(t)== 1 – Nt/Ne= 1-100/1000=0,9.

Pravděpodobnost bezporuchového provozu složitého výrobku se rovná součinu pravděpodobností bezporuchového provozu jeho jednotlivých prvků:

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

Ze vzorce 3.2. z toho vyplývá Čím více prvků produkt obsahuje, tím je méně spolehlivý.

Poruchovost(t). Během různých období provozu nebo testování výrobků je počet poruch za jednotku času různý. Počet poruch za jednotku času se nazývá poruchovost. V předchozím příkladu tedy během testování v intervalu od 0 do 5000 hodin selhalo 100 výrobků. To znamená, že v průměru 0,02 % výrobků selže za 1 hodinu (1 výrobek za 50 hodin provozu).

Typický vztah poruchovosti K(t) od doby provozu t pro většinu strojů a jejich součástí je na Obr. 0,1. Během počátečního období práce - období záběhu - poruchovost je vysoká. V tomto období se objevují různé výrobní vady. Poté klesá a blíží se konstantní hodnotě odpovídající období běžného provozu. Příčinou poruch v tomto období jsou nahodilá přetížení a skryté výrobní vady (mikrotrhliny apod.). Nastává konec životnosti doba nošení, když se počet poruch rychle zvyšuje, a proto je nutné výrobek přerušit.

Základy spolehlivosti klade konstruktér při testování výrobku. Spolehlivost závisí také na kvalitě výrobku a na dodržování provozních norem. Během životnosti monotónně klesá.

V technice existují vysoce spolehlivá zařízení, například v železniční dopravě, letectví, kosmonautice atd.

Rýže. 3.1. Závislost poruchovosti na době provozu

„Spolehlivost strojů“ je nová forma propojení vědy s výrobou, která má urychlit vědecký a technologický pokrok.

Efektivní rozvoj všech odvětví ekonomiky země závisí rozhodující měrou na strojírenství. Právě ve strojírenství se nejprve zhmotňují pokročilé vědecké a technické myšlenky a vznikají nové stroje, které určují pokrok v jiných odvětvích hospodářství.

Moderní strojírenství se vyznačuje zvyšujícími se požadavky na technickou úroveň, kvalitu a spolehlivost výrobků a snižováním zastaralosti zařízení. To vede k potřebě neustále zkracovat dobu projektování při současném zlepšování konstrukcí nových strojů a jejich výrobní technologie, zavádění nových materiálů a přesnějších výpočtových metod.

Ukazatelem vysoké úrovně strojírenství je flexibilní automatizovaná výroba(GAP) - výroba produktů na základě komplexní automatizace samotného technologického procesu a takových operací výrobního procesu jako je kontrola kvality, diagnostika technologických zařízení, skladování a přeprava, dále postupy a operace konstrukční a technologické přípravy výroby. V tomto ohledu je technologický proces implementován v GAP pomocí robotického technologického zařízení - flexibilní výrobní moduly(robostroj, robotický lis, robotické svařovací centrum). Moduly jsou řízeny pomocí výměnných programů a široce používané jsou mikroprocesory (zařízení pro automatické zpracování informací a řízení tohoto procesu). Návrh objektů v GAP se provádí pomocí počítačově podporovaných konstrukčních systémů (CAD, viz níže) a automatizovaných systémů pro technologickou přípravu výroby.

Charakteristické je použití technologií šetřících materiál, práci a energii, počítačem řízené stroje, flexibilní výrobní systémy, ve kterém technologické zařízení a jeho podpůrné systémy pracují v automatickém režimu a mají vlastnost automatizovaného přestavování v rámci stanovené třídy výrobků a rozsahů jejich vlastností.

aplikace průmyslové roboty umožňuje zvýšit produktivitu zařízení, zlepšit pracovní podmínky a bezpečnost pracovníků, snížit vliv subjektivního faktoru a zlepšit kvalitu prostřednictvím optimalizace a automatizace technologických procesů.

Další zvyšování technické a ekonomické úrovně a kvality strojírenských výrobků souvisí s úspěšností řešení následujících úkolů:

1) rozšíření oblastí aplikace počítačově podporovaného navrhování;

2) zvýšení spolehlivosti a životnosti strojů;

3) snížení spotřeby materiálu konstrukcí;

4) snížení spotřeby energie, zvýšení účinnosti mechanismů.

Řešení mnoha z těchto problémů spočívá ve zlepšení výpočtů a optimalizaci návrhu, což lze zase vyřešit pomocí moderní výpočetní techniky.

Další zvyšování technické a ekonomické úrovně a kvality strojírenských výrobků souvisí s úspěšností řešení následujících úkolů:

1) rozšíření oblastí aplikace počítačově podporovaného navrhování;

2) zvýšení spolehlivosti a životnosti strojů;

3) snížení spotřeby materiálu konstrukcí;

4) snížení spotřeby energie, zvýšení účinnosti mechanismů.

Řešení mnoha z těchto problémů spočívá ve zlepšení výpočtů a optimalizaci návrhu, což lze zase vyřešit pomocí moderní výpočetní techniky.

Vše o tuningu aut

Politika rozvoje strojírenství. Směry rozvoje strojírenské výroby Hlavní směry rozvoje strojírenství