Polityka rozwoju inżynierii mechanicznej. Kierunki rozwoju produkcji maszynowej Główne kierunki rozwoju inżynierii mechanicznej

PODSTAWY TECHNOLOGICZNE INŻYNIERII MECHANICZNEJ

Notatki z wykładów

Opracowano przez: A.S. Antonow

WSTĘP

Inżynieria mechaniczna jest jedną z najważniejszych i wiodących gałęzi gospodarki narodowej. To właśnie inżynieria mechaniczna w dużej mierze determinuje materialną podstawę postępu technicznego i tempo rozwoju wszystkich pozostałych gałęzi przemysłu, rolnictwa, energetyki i transportu.

Aby stale sprostać rosnącym potrzebom produkcji, inżynieria mechaniczna, bazując na najnowszych osiągnięciach nauki i techniki, musi nie tylko udoskonalać konstrukcje różnych urządzeń technicznych, ale także stale udoskonalać technologie ich wytwarzania.

Szybki rozwój produkcji inżynierii mechanicznej wymagał naukowego rozwiązania zagadnień związanych z produkcją maszyn, co doprowadziło do powstania nauki o technologii inżynierii mechanicznej.

Obecnie naukowcy i pracownicy produkcyjni przywiązują dużą wagę do opracowywania i wdrażania nowych, wysoce wydajnych procesów technologicznych, nowych materiałów, w tym niemetalowych, zmniejszających metaliczność produktów, oszczędzających paliwo, energię i zasoby pracy, zwiększając niezawodność i trwałość maszyn. Technologia inżynierii mechanicznej odgrywa ważną rolę w rozwiązywaniu tych problemów.

Technologia budowy maszyn jako nauka stosowana ma ogromne znaczenie w kształceniu specjalistów dla różnych gałęzi kompleksu inżynierii mechanicznej. Wyposaża ich w wiedzę, która pozwala im opracowywać nowe zaawansowane technologie i tworzyć maszyny odpowiadające współczesnemu poziomowi rozwoju nauki i technologii.

Przedmiotem technologii budowy maszyn jest badanie praw rządzących procesem wytwarzania maszyn o określonej jakości, w ilości ustalonej programem produkcji, w określonych ramach czasowych i po najniższych kosztach.

Cel badania Dyscyplina „Technologiczne podstawy budowy maszyn” to opanowanie ugruntowanego systemu wiedzy i umiejętności praktycznych w zakresie projektowania procesów technologicznych wytwarzania części i montażu maszyn o określonej jakości w planowanej ilości przy wysokich wskaźnikach technicznych i ekonomicznych produkcji.

Cele badania dyscypliny - opanowanie teoretycznych podstaw technologii inżynierii mechanicznej oraz uzasadnianie decyzji podejmowanych w zakresie projektowania i zarządzania procesami tworzenia i wytwarzania maszyn na odpowiednim poziomie naukowym i technicznym.

Teoretyczną i praktyczną podstawą technologicznych podstaw inżynierii mechanicznej są dyscypliny „Nauka o materiałach”, „Technologia materiałów”, „Projektowanie i produkcja detali”, „Teoria skrawania”, „Narzędzia obróbcze”, „Urządzenia do przetwarzania”, „Standardyzacja dokładności i pomiary techniczne”, „Organizacja produkcyjna i zarządzanie przedsiębiorstwem”. Dyscyplina ta stanowi podstawę nowoczesnej bazy wiedzy w zakresie technologii inżynierii mechanicznej.

Kurs „Podstawy technologiczne budowy maszyn” omawia następujące zagadnienia:

– Procesy produkcyjne i technologiczne.

– Precyzyjna obróbka. Jakość powierzchni części maszyn.

– Podstawy bazowania. Wybór podstaw do obróbki detali.

– Teoria łańcuchów wymiarowych. Systemy połączeń wymiarowych.

– Wykroje części maszyn.

– Możliwość wytwarzania projektu produktu.

– Naddatki na obróbkę.

– Podstawowe zasady, metodologia projektowania procesów technologicznych i obliczenia techniczne.

– Obróbka powierzchni zewnętrznych korpusów obrotowych.

– Obróbka powierzchni wewnętrznych korpusów obrotowych.

– Obróbka gwintowanych powierzchni części.

– Obróbka powierzchni płaskich i rowków w przedmiotach.

– Obróbka kształtowanych powierzchni.

– Obróbka powierzchni wielowypustowych.

– Obróbka powierzchni przekładni. Obróbka detali na obrabiarkach do kół zębatych.

– Dobór urządzeń technologicznych.

– Technologia wytwarzania części standardowych.

– Dokumentacja technologiczna.

– Projektowanie narzędzi.

– Kontrola techniczna i badania.

– Technologia montażu maszynowego. Produkcja montażowa.

Główne kierunki rozwoju technologii budowy maszyn to:

1) Tworzenie nowych metod przetwarzania.

2) Doskonalenie istniejących metod przetwórstwa (zwiększanie poziomu mechanizacji i automatyzacji procesów produkcyjnych, przyspieszanie procesów produkcyjnych w oparciu o wprowadzenie produkcji ciągłej).

Pierwszy kierunek obejmuje tworzenie i wdrażanie następujących metod przetwarzania:

− obróbka elektromechaniczna i elektroerozyjna,

− obróbka elektrohydrauliczna, elektrochemiczna, elektrościerna i ultradźwiękowa,

− obróbka wiązką elektronów i strumieniem plazmy, z wykorzystaniem generatorów kwantowych (laserów),

− obróbka elektroferromagnetyczna itp.

Wymienione metody obróbki, wraz z takimi środkami, jak wykorzystanie atomów wody i jej cząstek, a także diamentów naturalnych i sztucznych jako narzędzi, rozwój szybkiej obróbki ciśnieniowej i metody prasowania indukcyjnego, stanowią jeden z głównych kierunków rozwoju doskonalenie technologii w inżynierii mechanicznej.

Drugi kierunek obejmuje:

1) unifikacja maszyn i mechanizmów;

2) zbliżenie kształtu półfabrykatu do kształtu gotowego produktu;

3) specjalizacja i doskonalenie sprzętu do obróbki skrawaniem;

4) udoskonalenie narzędzia obróbczego i zwiększenie usuwania metalu podczas skrawania;

5) złożona technologia w inżynierii mechanicznej;

6) mechanizacja, automatyzacja i tworzenie automatycznych linii i fabryk;

7) wykorzystanie technologii komputerowej do rozwiązywania problemów technologicznych i organizacyjnych.

Wpływ prawidłowego pozycjonowania na dokładność obrabianych powierzchni. Przykłady obliczeń.

Od poprawności rozwiązania problemu podstaw technologicznych w dużej mierze zależą następujące czynniki: rzeczywista dokładność określonych wymiarów liniowych; prawidłowe względne położenie obrabianych powierzchni; precyzja obróbki, jaką musi wytrzymać pracownik wykonujący zaprojektowaną operację technologiczną; ogólna produktywność obróbki detalu.

Na dokładność obrabianej powierzchni wpływa wiele czynników, a wśród nich szczególne znaczenie ma kontakt powierzchni przedmiotu obrabianego z elementami montażowymi osprzętu. Wyjaśnia to fakt, że powierzchnia przedmiotu obrabianego jest w niektórych przypadkach poddawana wstępnej obróbce lub w ogóle nie jest poddawana obróbce.

Podczas automatyzacji produkcji znaczenie prawidłowego wyboru baz technologicznych wzrasta jeszcze bardziej, ponieważ wszystkie tego typu przetwarzanie opierają się na zasadzie automatycznego uzyskiwania wymiarów, w którym baza technologiczna jest jednym z głównych elementów składowych. W związku z tym o wyborze podstaw technologicznych technolog decyduje już na samym początku projektowania procesu technologicznego, jednocześnie z kwestią kolejności i rodzajów obróbki poszczególnych powierzchni przedmiotu obrabianego. W tym przypadku przydzielanie baz technologicznych rozpoczyna się od wyboru bazy technologicznej do wykonania pierwszej operacji.

Po zakończeniu pierwszej operacji konieczne jest ustalenie podstaw technologicznych do późniejszej obróbki przedmiotu obrabianego. Takie podstawy będą już obrobionymi powierzchniami. Muszą zapewnić obróbkę powierzchni wykonawczych, zaprojektować podstawy główne i pomocnicze o niezbędnych parametrach chropowatości, z określonymi dopuszczalnymi odchyłkami wielkości, kształtu geometrycznego i względnego położenia powierzchni. Muszą także zapewniać niezawodne mocowanie przedmiotu obrabianego, aby wykluczyć elastyczne odkształcenie jego różnych powierzchni, a błędy montażowe były minimalne.

W procesie opracowywania procesów technologicznych decydując się na wybór baz należy dążyć do przestrzegania zasad łączenia baz i stałości baz.

Błąd bazowy wpływa na dokładność wymiarów, dokładność względnego położenia powierzchni i nie wpływa na dokładność ich kształtu. W przypadku różnych schematów instalacji błąd pozycjonowania można znaleźć na podstawie obliczeń geometrycznych. Aby wyeliminować i ograniczyć błędy pozycjonowania, należy łączyć bazy technologiczne i pomiarowe, zwiększać dokładność wymiarów baz technologicznych, dobierać racjonalne rozmieszczenie elementów instalacji i prawidłowo przypisywać ich rozmiary, eliminować lub zmniejszać szczeliny przy mocowaniu detali do łączników lub elementy instalacji żeńskiej.

Rozważmy obliczenie błędów bazowych podczas instalowania gładkich cylindrycznych wałów w pryzmacie.

Położenie obrabianej powierzchni w pryzmacie (ryc. 20, a) można określić na trzy różne sposoby - wymiary h, n i m. Wyznaczmy wahania tych rozmiarów, tj. bazowanie na błędach podczas wykonywania operacji na skonfigurowanej maszynie.

Jak wynika ze schematów (ryc. 20, b) łańcuchów wymiarowych, każdy z zachowanych rozmiarów jest ostateczny w trójogniwowym łańcuchu wymiarowym. W konsekwencji błąd zachowanych wymiarów będzie wyznaczany za pomocą równań:

; ; .

Łącznik B 1 to wymiar pomiędzy geometrycznym środkiem pryzmatu a ostrzem tnącym narzędzia dostosowany do rozmiaru. Dla partii części przetworzonych z jednego ustawienia błąd wielkości B 1 można uznać za równy zeru, tj. TB1 = 0.

Wówczas błąd zachowanych wymiarów będzie wyznaczany jedynie przez wahania wymiarów łączących środek geometryczny pryzmatu z podstawami obliczeniowymi (pomiarowymi) i jest to błąd podstawowy. Stąd,

Z ryc. 20 i znajdujemy

; ; .

W rezultacie otrzymujemy:

; ; .

Porównując otrzymane wyniki łatwo zauważyć, że błąd bazowy w wielkości m będzie największy, a w wielkości n najmniejszy.

Uzyskany wynik pokazuje, że na wielkość błędu bazowania wpływają także parametry geometryczne elementu bazowego urządzenia, w którym osadzany jest przedmiot, a w szczególności kąt wierzchołka pryzmatu.

Teoria łańcuchów wymiarowych

1.4.1 Rodzaje łańcuchów wymiarowych, podstawowe pojęcia i definicje.

Łańcuchy wymiarowe odzwierciedlają obiektywne zależności wymiarowe w konstrukcji maszyny, procesach technologicznych wytwarzania jej części i montażu oraz podczas pomiarów, które powstają zgodnie z warunkami rozwiązywanych problemów.

Łańcuch wymiarowy– zbiór wymiarów bezpośrednio zaangażowanych w rozwiązanie problemu i tworzących zamkniętą pętlę. Łańcuchy wymiarowe są oznaczone wielkimi literami alfabetu rosyjskiego ( A, B, W, …, I) i małe litery alfabetu greckiego ( β , γ , …, z wyjątkiem α , δ , ξ , λ , ω ).

Wymiary tworzące łańcuch wymiarowy nazywane są ogniwami łańcucha wymiarowego. Jedno ogniwo w łańcuchu wymiarowym zamyka się (początkowo), a reszta to komponenty.

Zamknięcie Ogniwo (początkowe) łańcucha wymiarowego to ogniwo uzyskane jako ostatnie lub pierwsze (początkowe) podczas jego budowy. Łącze zamykające (początkowe) wyróżnia się symbolem Δ – Δ(ryc. 1).

składniki Ogniwo w łańcuchu wymiarowym to ogniwo w łańcuchu wymiarowym, które jest funkcjonalnie połączone z ogniwem zamykającym. Połączenia składowe, w zależności od ich wpływu na łącze zamykające, mogą rosnąć lub maleć:

Wzrastającyłącze nazywa się łączem, ze zwiększającą się który, link zamykający wzrasta. Takie połączenie jest oznaczone strzałką od lewej do prawej nad literą – (ryc. 1).

Redukcjałącze nazywa się łączem, ze zwiększającą się który, link zamykający maleje. Takie połączenie jest oznaczone strzałką od prawej do lewej nad literą – , (ryc. 1).

Łącze kompensacyjne– ogniwo, którego zmiana wartości pozwala uzyskać wymaganą dokładność łącza zamykającego; Takie połączenie wyróżnia się zamknięciem go w kwadracie (ryc. 1).

Wspólne łącze– ogniwo należące jednocześnie do kilku łańcuchów wymiarowych. W jego oznaczeniu używa się tyle liter, ile ogniw w liczbie łańcuchów - 1 = O 3 = NA 6.

W zależności od charakteru rozwiązywanego problemu łańcuchy wymiarowe dzielą się na projektowe, technologiczne i pomiarowe.

Zaprojektuj łańcuch wymiarowy– łańcuch wymiarowy określający odległość lub względny obrót powierzchni (osi) w częściach. Przykładem konstrukcyjnego łańcucha wymiarowego jest łańcuch wymiarowy pokazany na ryc. 1.

Technologiczne łańcuchy wymiarowe– łańcuchy wymiarowe, które zapewniają wymaganą odległość lub względny obrót powierzchni produktu podczas jego wytwarzania.

Technologiczne łańcuchy wymiarowe są Pierwszy I drugi Uprzejmy.

Do łańcuchów technologicznych pierwszego rodzaju zalicza się systemy technologiczne łączące maszynę, osprzęt, narzędzie i część – AIDS. Przykład takiego układu technologicznego pokazano na rys. 3,

Gdzie Z–maszyna – W 1, B 2, B 3;

P- urządzenie - B 1, O 2, O 3, O 4;

I- narzędzie - O 5;

D- Szczegół - Δ.

Zamykanie linkułańcuch technologiczny pierwszego rodzaju ( A) jest połączeniem zawartym pomiędzy krawędzią tnącą narzędzia a podstawą (lub odpowiednimi osiami). Zatem w obwodzie pokazanym na ryc. 3, łącze Δ zamyka się i należy do części; spinki do mankietów W 1, B 2, B 3 należą do maszyny (są elementami konstrukcyjnymi maszyny); spinki do mankietów B 1, O 2, O 3, O 4 należą do urządzenia (są elementami konstrukcyjnymi urządzenia lub innego wyposażenia technologicznego); połączyć O 5 należy do narzędzia (szerokość frezu tarczowego).

Łańcuch technologiczny pierwszego rodzaju można przedstawić szczegółowo (ryc. 3, a) lub uprościć (ryc. 3, b).

Do łańcuchów technologicznych drugiego rodzaju zalicza się łańcuchy wymiarowe łączące poszczególne operacje i przejścia (łańcuchy pierwszego rodzaju). Aby zidentyfikować łańcuch technologiczny drugiego typu, należy przeanalizować cały proces technologiczny wytworzenia części, od operacji, w której następuje rozwiązanie zadania, aż do początku procesu technologicznego. Na ryc. Na rysunku 4 przedstawiono analizę procesu technologicznego wytwarzania walca, dla którego konieczne jest zapewnienie długości stopnia L = AΔ. Podczas wykonywania rolki łańcuchy pierwszego i drugiego rodzaju biorą udział w rozwiązaniu problemu. Łańcuchy drugiego rodzaju obejmują łańcuch wymiarowy A, który łączy operacje (przejścia) uzyskania lewej i prawej szyjki wałka; i łańcuch wymiarowy W, który łączy operacje (przejścia) uzyskania jednej z szyjek i końców przedmiotu obrabianego. Łańcuchy wymiarowe B, G, D są łańcuchami pierwszego rodzaju.

Pomiar łańcucha wymiarowego– łańcuch, za pomocą którego znana jest wartość mierzonej wielkości, rotacji względnej, odległości powierzchni lub ich osi wytwarzanego lub wytwarzanego produktu (rys. 5).

Główny łańcuch wymiarowy– łańcuch, którego ogniwem zamykającym jest rozmiar (odległość, rotacja względna) podany zgodnie z rozwiązaniem problemu głównego (łańcuch A na ryc. 3).

Pochodny łańcuch wymiarowy– łańcuch, którego ogniwo zamykające jest jednym z ogniw składowych głównego łańcucha wymiarowego (łańcuch B I W na ryc. 3).

Wyprowadzony łańcuch wymiarowy ujawnia zawartość ogniwa składowego głównego łańcucha wymiarowego.

W zależności od charakteru ogniw, łańcuchy wymiarowe mogą być liniowe lub kątowe.

Liniowy łańcuch wymiarowy– łańcuch, którego ogniwa mają wymiary liniowe. Są one oznaczone wielkimi literami alfabetu rosyjskiego ( A, B, …, I) i dwustronną strzałkę.

Łańcuch wymiarowy kątowy– łańcuch, którego ogniwa mają parametry kątowe. Są one oznaczone małymi literami alfabetu greckiego ( β , γ , ...) i strzałkę jednokierunkową (ryc. 3).

Zgodnie z ich geometrycznym przedstawieniem łańcuchy mogą być płaskie lub przestrzenne.

Płaski łańcuch wymiarowy- łańcuch, którego ogniwa znajdują się w jednej lub kilku równoległych płaszczyznach.

Przestrzenny łańcuch wymiarowy- łańcuch, którego ogniwa znajdują się w nierównoległych płaszczyznach.

W zależności od rodzaju połączeń, łańcuchy wymiarowe mogą być łączone równolegle, szeregowo i równolegle.

Obwody połączone równolegle– łańcuchy posiadające jedno lub więcej wspólnych ogniw (ryc. 6, a).

Obwody połączone szeregowo– łańcuchy, w których każdy kolejny ma jedną wspólną podstawę z poprzednim (rys. 6, b).

Obwody połączone szeregowo równolegle(kombinowane) – łańcuchy posiadające oba typy połączeń (rys. 6, c).

Metoda dopasowania

Istota metody dopasowania polega na tym, że wymaganą dokładność ogniwa zamykającego łańcucha wymiarowego osiąga się poprzez zmianę rozmiaru ogniwa kompensacyjnego poprzez usunięcie z niego określonej warstwy materiału.

Jeżeli dokładność ogniwa zamykającego zostanie osiągnięta metodą dopasowania, na wszystkich ogniwach składowych łańcucha wymiarowego ustala się rozsądne, osiągalne (ekonomiczne) tolerancje w danych warunkach produkcji:

Wartości pola tolerancji ustawiane niezależnie od określonej wartości TΔ Pola początkowe łącza zamykającego mogą prowadzić do tego, że odchylenia łącza zamykającego wyjdą poza jego granice, tj.

Nadmiar błędu na łączu zamykającym, którego największa wartość nazywana jest największą obliczoną kompensacją , należy usunąć z łańcucha wymiarowego poprzez zmianę wartości wybranego wcześniej ogniwa kompensacyjnego.

Wybierając kompensator w łańcuchu wymiarowym, kieruje się następującymi rozważaniami.

Jako kompensator wybiera się część, której zmiana rozmiaru (będąca jednym z ogniw składowych) wymaga najmniejszego kosztu podczas dodatkowej obróbki.

Niedopuszczalne jest wybieranie jako kompensatora części, której rozmiar jest wspólnym ogniwem składowym równolegle połączonych łańcuchów wymiarowych. Naruszenie tego warunku prowadzi do pojawienia się błędu, który „wędruje” z jednego łańcucha wymiarowego do drugiego.

Dowolne przypisanie współrzędnych punktów środkowych pól tolerancji ogniw składowych może prowadzić do tego, że kompensator nie posiada niezbędnego zapasu materiału do montażu. Aby zapewnić kompensatorowi minimalną wymaganą do pasowania warstwę materiału (naddatek), a jednocześnie wystarczającą do wyeliminowania maksymalnego odchylenia łącznika zamykającego, należy wprowadzić korektę do współrzędnej środka pola tolerancji łącza kompensacyjnego OK.

Wpuść trójwymiarowy łańcuch A(Rys. 13) wymaganą dokładność łącznika zamykającego charakteryzują wartości i ; I - pola tolerancji połączeń komponentów, które są ekonomicznie wykonalne dla danych warunków produkcji; i są współrzędnymi środków pól tolerancji.

Przy tych tolerancjach odchylenia ogniwa zamykającego AΔ możliwe w obrębie współrzędnych środka pola tolerancji. Największe możliwe odchylenie AΔ jest oddalony od górnej granicy o kwotę OK, którego wartość można określić w następujący sposób:

Główną zaletą metody pasowania jest możliwość wytwarzania części z ekonomicznymi tolerancjami. Sposób montażu może zapewnić wysoką dokładność łącznika zamykającego. Jednakże prace montażowe wykonywane są głównie ręcznie i wymagają wysoko wykwalifikowanych pracowników.

Metoda regulacji

Istota metody polega na tym, że wymaganą dokładność ogniwa zamykającego łańcucha wymiarowego uzyskuje się poprzez zmianę wielkości ogniwa kompensacyjnego bez usuwania materiału z kompensatora.

Zasadniczo metoda regulacji jest podobna do metody dopasowania. Różnica między nimi polega na sposobie zmiany wielkości ogniwa kompensacyjnego.

Rozróżnia się regulację za pomocą kompensatora ruchomego i nieruchomego.

Osiągnięcie dokładności luzu AΔ użycie ruchomego kompensatora pokazano na ryc. 14, a i użycie nieruchomego kompensatora na ryc. 14, b.


A)	B)
a – za pomocą ruchomego kompensatora; b – przy zastosowaniu stałego kompensatora Rysunek 14 – Osiąganie dokładności luzu Δ

Tolerancje przy metodzie regulacji przypisuje się analogicznie jak przy metodzie pasowania: ustala się pola tolerancji, które są ekonomicznie akceptowalne dla danych warunków produkcji. oraz współrzędne ich środków .

W przypadku korzystania z ruchomego kompensatora określ , co jest brane pod uwagę przy opracowywaniu konstrukcji ruchomego kompensatora i określaniu jego rozdzielczości.

Stosując kompensator stały należy wziąć pod uwagę fakt, że kompensator stały nie jest w stanie skompensować własnego odchylenia. Dlatego

Gdzie m-2 oznacza, że przy sumowaniu wartości i kompensator nie są brane pod uwagę.

Stąd, .

gdzie jest zakresem tolerancji ograniczającym odchyłki wielkości kompensatora.

Metoda kontroli ma następujące zalety.

Możliwe jest osiągnięcie dowolnego stopnia dokładności ogniwa zamykającego przy rozsądnych tolerancjach na wszystkich ogniwach składowych.

Przeprowadzenie prac dostosowawczych nie wymaga dużo czasu, co mogą wykonać niewykwalifikowani pracownicy.

Nie ma żadnych trudności w racjonowaniu i organizacji prac montażowych.

Zapewnia maszynom i mechanizmom możliwość okresowego lub ciągłego i automatycznego utrzymywania wymaganej dokładności ogniwa zamykającego, która jest tracona na skutek zużycia, odkształcenia termicznego i sprężystego części i innych przyczyn.

Zalety metody regulacji są szczególnie widoczne w wieloogniwowych łańcuchach wymiarowych. Wprowadzenie kompensatorów do konstrukcji maszyn i mechanizmów ułatwia zapewnienie dokładności ogniw zamykających nie tylko w procesie produkcyjnym, ale także podczas eksploatacji maszyn, co pozytywnie wpływa na ich efektywność.

Kończąc rozważania na temat metod osiągnięcia wymaganej dokładności ogniwa zamykającego, zauważamy, że obliczenia teoretyczno-probabilistyczne nieodłącznie związane z metodą niepełnej zamienności można z powodzeniem zastosować w metodach grupowej wymienności, dopasowania i regulacji. Na przykład użycie metody rachunku prawdopodobieństwa podczas sumowania wartości pól tolerancji produkcji doprowadzi do mniejszej wartości ok, a w efekcie do mniejszej liczby stopni kompensacyjnych i zwiększonej efektywności ekonomicznej sposobu sterowania, choć będzie się to wiązało z pewnym ryzykiem.

Półfabrykaty części maszyn

1.5.1 Wymagania technologiczne dla przedmiotów obrabianych na różnych urządzeniach do cięcia metalu. Wymagania dotyczące doboru detali na maszyny CNC

Wymagania technologiczne dla półfabrykatów poddawanych cięciu na różnych urządzeniach do cięcia metalu.

Wymagania technologiczne dla półfabrykatów są zdeterminowane koniecznością spełnienia warunków technicznych, które określają naddatki, chropowatość powierzchni, twardość i skrawalność. Powierzchnie stosowane podczas obróbki jako podstawy technologiczne muszą być płaskie i gładkie, bez wlewów, ubytków, występów, spadków odlewniczych lub tłoczących oraz zadziorów.

Przy pozyskiwaniu części z półfabrykatów poddawanych cięciu konieczne jest:

1) kształty i rozmiary półfabrykatów, właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne materiału należy dobierać z uwzględnieniem możliwości stosowania postępowych, wysokowydajnych metod wytwarzania części;

2) zapewnić optymalność i aktualność wyznaczania dopuszczalnych odchyłek kształtu i położenia powierzchni, wymagań dotyczących parametrów chropowatości obrabianych powierzchni;

3) zachować jedność podstaw projektowych i technologicznych;

4) ujednolicenia elementów konstrukcyjnych części do grupowego przetwarzania zgodnie ze standardowymi procesami technologicznymi i wykorzystaniem standardowego sprzętu i narzędzi rekonfigurowalnych;

5) zapewnić zmniejszenie pracochłonności wykonania części (skrócenie czasu maszynowego i pomocniczego) ze względu na:

Zastosowanie materiałów łatwo przetwarzalnych;

Zwiększanie dokładności wytwarzania detali oraz stosowanie znormalizowanych i ujednoliconych detali wykonywanych metodami progresywnego formowania (odlewanie, kucie na zimno itp.);

Zapewnienie sztywności konstrukcji części w celu niezawodnego mocowania i wyeliminowania deformacji części podczas obróbki;

Zmniejszenie ilości obrabianych powierzchni i ich długości;

Podział projektu części na prostsze formy w celu połączenia kilku prostych części w jedną;

Zapewnienie dostępności instrumentalnej konstrukcji (wygoda wejścia i wyjścia narzędzia, dostęp narzędzia do obrabianych powierzchni) podczas wytwarzania i kontroli.

Wymagania dotyczące doboru detali na maszyny CNC.

Głównym warunkiem efektywnego wykorzystania maszyn CNC jest racjonalny dobór asortymentu części, które mają być wytwarzane na tych maszynach.

Podstawowe wymagania dotyczące doboru części do obróbki na maszynach CNC:

1) Części muszą mieć złożony kształt lub zakrzywione powierzchnie, których produkcja na maszynach uniwersalnych wymaga specjalnego wyposażenia technologicznego, kształtowych narzędzi skrawających i wymaga znacznego czasu pomocniczego.

2) Konfiguracja części powinna umożliwiać skupienie jak największej liczby operacji w jednej. Liczba operacji wykonywanych na maszynie uniwersalnej musi być większa niż przy obróbce na maszynie CNC. W przypadku części korpusowych obrobione powierzchnie powinny być skoncentrowane na czterech bocznych stronach części, co pozwala na obróbkę części w jednej instalacji na stole obrotowym. Pozostałe dwie powierzchnie nie powinny być poddawane obróbce lub powinny być poddane minimalnej obróbce.

3) Możliwość zamontowania i zabezpieczenia przedmiotu obrabianego na maszynie za pomocą prostych urządzeń.

4) Przedmioty nie powinny mieć długich wytaczań, które wymagają użycia wytaczaków, ponieważ Na maszynach CNC wytaczanie odbywa się na krótkich sztywnych trzpieniach.

5) Wymagania dotyczące wyrównania otworów w przeciwległych stosach nie powinny być rygorystyczne. W takim przypadku, jeśli oś otworu nie przechodzi przez środek stołu, wymagany jest dodatkowy ruch stołu wzdłuż współrzędnej poziomej.

6) Obróbka nie powinna obejmować operacji wymagających regulacji narzędzi w trakcie pracy maszyny.

7) Całkowita liczba narzędzi wymaganych do obróbki części powinna być ograniczona do minimum. Osiąga się to poprzez ujednolicenie rozmiarów otworów, gwintów, rowków itp.

Na półfabrykaty produkowane na maszynie CNC nakładane są dodatkowe wymagania:

1) Dodatki i tolerancje muszą być minimalne. Zaleca się zmniejszenie ich o 10...30 w stosunku do obróbki na maszynie ręcznej.

2) Twardość detali powinna wahać się w małych granicach, aby móc regulować czas wymiany narzędzi.

3) Dostępność baz technologicznych spełniających warunek połączenia osi współrzędnych przedmiotu obrabianego z osiami układu współrzędnych maszyny.

Wymagania dokręcania dotyczące dokładności i właściwości materiałowych detali obrabianych na maszynach CNC tłumaczy się koniecznością zmniejszenia obciążenia maszyny.

Wpływ prawidłowego doboru rodzaju przedmiotu obrabianego na wskaźniki techniczno-ekonomiczne procesu technologicznego: pracochłonność, koszt, produktywność. Główne kierunki w inżynierii mechanicznej w zakresie wykorzystania technologii bezodpadowej do produkcji części i oszczędności w produkcji półfabrykatów

Opracowując technologię obróbki części, jednym z pierwszych do rozwiązania jest problem doboru przedmiotu obrabianego, który zależy od kształtu konstrukcyjnego części, wymagań technicznych, materiału, jego przeznaczenia, warunków pracy w maszynie i naprężeń doświadczony.

O wyborze rodzaju przedmiotu obrabianego decyduje także skala produkcji, a także opłacalność produkcji.

Wybór przedmiotu obrabianego oznacza ustalenie sposobu jego uzyskania, określenie naddatków na obróbkę powierzchni, obliczenie wymiarów i ustalenie tolerancji dla niedokładności produkcyjnych.

Dzięki odpowiednio wybranej metodzie uzyskania przedmiotu obrabianego zmniejsza się pracochłonność obróbki mechanicznej, zmniejsza się zużycie metalu i energii elektrycznej, zwalnia się sprzęt i przestrzeń produkcyjna.

Wybierając przedmiot, technolog kieruje się możliwościami technicznymi sklepów zaopatrzeniowych przedsiębiorstwa.

Kształt i wymiary przedmiotu obrabianego muszą być jak najbardziej zbliżone do kształtu i wymiarów części; Idealny (precyzyjny) przedmiot obrabiany to taki, który nie wymaga obróbki mechanicznej, tj. faktycznie jest to skończona część.

Jednak im kształt i rozmiar przedmiotu obrabianego jest bliższy kształtowi i wymiarom części, tym wyższe są koszty jego produkcji, dlatego wskazane jest stosowanie takich półfabrykatów w produkcji masowej i na dużą skalę.

Jeżeli przedmiot można uzyskać na kilka sposobów, wówczas przeprowadza się kalkulację ekonomiczną kosztu każdego rodzaju i porównuje, która metoda jest bardziej opłacalna. W obliczeniach uwzględnia się nie tylko koszt materiału potrzebnego do wytworzenia przedmiotu obrabianego (porównanie według stopnia wykorzystania materiału), ale także koszt wytworzenia samego przedmiotu obrabianego, który obejmuje odpisy amortyzacyjne od kosztu wyposażenia oraz koszt urządzeń do produkcji oraz koszty energii elektrycznej, gazu, pary i innych surowców.

Jednym ze wskaźników charakteryzujących wydajność wybranego przedmiotu obrabianego jest współczynnik wykorzystania materiału K m. Definiuje się go jako stosunek masy części Q do masy przedmiotu obrabianego Q:

Km=pytanie

Racjonalne kształty i rodzaje wybranego przedmiotu obrabianego charakteryzują się wartościami tego współczynnika bliskimi jedności, co prowadzi do niższych kosztów późniejszej obróbki, mniejszego zużycia materiału, energii, narzędzi itp.

Średnio w inżynierii mechanicznej stopień wykorzystania metalu jest stosunkowo niski i wynosi Km=0,7…0,75, w produkcji na dużą skalę i masowo Km=0,85...0,9 i jednorazowo Km =0,5…0,6.

Wiadomo, że największy udział w kosztach wyrobów inżynierskich mają koszty materiałów. Aby je zmniejszyć, starają się jak najbardziej zbliżyć wymiary i kształt detali do wymiarów i kształtu gotowych części. Dlatego we współczesnej produkcji jednym z głównych kierunków rozwoju technologii obróbki mechanicznej jest stosowanie półwyrobów o ekonomicznych formach konstrukcyjnych, które zapewniają obróbkę z najwyższą produktywnością i najmniejszym marnotrawstwem materiałów.

Zastosowanie bardziej precyzyjnych i złożonych detali w inżynierii mechanicznej jest jednym z głównych sposobów oszczędzania materiałów i tworzenia bezodpadowy I technologie niskoodpadowe i intensyfikacja procesów technologicznych. Ten postępowy trend doprowadził do powstania i rozwoju wielu nowoczesnych metod wytwarzania precyzyjnych detali.

Przejście z przerywanych procesów technologicznych na ciągłe automatyczne, zapewniające zwiększoną produktywność i jakość produktu.

Efektywne wykorzystanie maszyn i urządzeń.

Wprowadzenie technologii bezodpadowej.

Stworzenie GPS-u.

Powszechne zastosowanie robotów i systemów robotycznych

Obliczanie błędów bazowych na przykładach instalacji różnych części. Ilość baz wymaganych do bazowania. Liczba zasad wymagana do bazowania. Podczas obróbki detali na maszynach i instalowania ich w uchwytach, w wielu przypadkach nie ma potrzeby pełnej orientacji detali przy użyciu całego zestawu trzech podstaw stykających się z sześcioma punktami podparcia uchwytu lub maszyny. I tak np. przy obróbce płaszczyzny przedmiotu pryzmatycznego, orientacja przedmiotu na maszynie w kierunku poziomych osi współrzędnych w celu uzyskania wymaganego rozmiaru nie ma znaczenia, dlatego powierzchnie boczne przedmiotu obrabianego tracą wartość podstawy.

Podczas obróbki cylindrycznych detali w celu ich zamocowania w wielu przypadkach nie ma również potrzeby stosowania zestawu wszystkich trzech podstaw.

Na przykład podczas wiercenia przelotowego i wytaczania przedmiotu obrabianego trzymanego w uchwycie stosowana jest tylko jedna podwójna podstawa prowadząca, która styka się z czterema punktami podparcia. Przy wierceniu otworu schodkowego, przy zachowaniu wymiaru liniowego a, należy zastosować dwie podstawy: podwójną prowadnicę i podporową.

Przy montażu rolek centralnie opierają się one na krótkich, stromych stożkach otworów środkowych wykorzystujących pięć punktów odniesienia i pozbawione są pięciu stopni swobody. Jednocześnie rolki zachowują szósty stopień swobody - możliwość obrotu wokół własnej osi, niezbędną do obróbki. Ponadto stosowany w takich przypadkach docisk nie jest bynajmniej szóstym punktem podparcia, gdyż nie uczestniczy w opieraniu przedmiotu obrabianego i nie orientuje jego położenia, a jedynie służy do przenoszenia obrotu na przedmiot obrabiany.

Projektując operacje technologiczne, na szkicu operacyjnym przedstawia się tzw. „schemat baz teoretycznych”.

Schemat podstaw teoretycznych to diagram położenia idealnych punktów odniesienia i punktów warunkowych na bazach technologicznych przedmiotu obrabianego, symbolizujący powiązania pozycyjne przedmiotu z przyjętym układem współrzędnych. Jednocześnie na konturach powierzchni przedmiotów obrabianych, przyjętych jako podstawy technologiczne, umieszcza się symbole na idealnych punktach styku przedmiotów i osprzętu, którymi są: oraz przedmiot obrabiany o odpowiedniej liczbie stopni swobody. Symbole podpór, zacisków i urządzeń instalacyjnych podano w GOST 3.1107-81.

Obliczanie błędów bazowych na przykładach instalacji różnych części:

Zasada łączenia (jedności) zasad. Wyznaczając podstawy technologiczne precyzyjnej obróbki przedmiotu, za podstawy technologiczne należy przyjąć powierzchnie, które są zarówno podstawą projektową, jak i pomiarową części, a także służą jako podstawy do montażu wyrobów. Łącząc podstawy technologiczne, projektowe i pomiarowe, półfabrykat obrabiany jest według wymiarów wskazanych na rysunku wykonawczym, z wykorzystaniem całego zakresu tolerancji wymiarowych przewidzianego przez projektanta.

Jeżeli baza technologiczna nie pokrywa się z bazą projektową lub pomiarową, technolog zmuszony jest zastąpić wymiary wprowadzone na rysunkach roboczych z baz projektowych i pomiarowych wygodniejszymi wymiarami technologicznymi wprowadzonymi bezpośrednio z baz technologicznych. W tym przypadku odpowiednie łańcuchy wymiarowe przedmiotu obrabianego ulegają wydłużeniu, a pola tolerancji wymiarów pierwotnych, ustalone z podstaw obliczeniowych, rozkładają się na nowo wprowadzone wymiary pośrednie, które łączą podstawy technologiczne z podstawami konstrukcyjnymi i z obrobionymi powierzchniami . Ostatecznie prowadzi to do zaostrzenia tolerancji wymiarów zachowanych podczas obróbki detali, do wzrostu kosztów procesu obróbki i spadku jego produktywności.

Można to zilustrować na następującym przykładzie. Podczas obróbki rowka na głębokość 10H14 (ryc. 6.24, a), aby uprościć konstrukcję uchwytu, wygodnie jest zamontować przedmiot na dolnej powierzchni B (ryc. 6.24, d). Ponieważ dno rowka C jest połączone wymiarem 10 +0 "36 z górną płaszczyzną A, płaszczyzna ta jest podstawą projektową i pomiarową rowka. W tym przypadku baza technologiczna - powierzchnia B nie pokrywa się z podstawy konstrukcyjnej i pomiarowej i nie jest z nimi powiązany ani wielkością, ani warunkiem prawidłowego położenia względnego. Ponieważ podczas pracy na skonfigurowanej maszynie odległość od osi frezu do płaszczyzny stołu pozostaje niezmieniona (k = const1), a co za tym idzie, również rozmiar c, który nie jest pokazany na rysunku, jest również stały, wówczas nie można zachować rozmiaru głębokości rowka a = 10" 56 mm, ponieważ na jego wahania bezpośrednio wpływa błąd rozmiaru b - - 50- o.62 mm, zachowany w poprzedniej operacji (ryc. 6.24, b).

Oczywiście w tym przypadku na szkicu operacyjnym frezowania rowka konieczne jest umieszczenie wymiaru technologicznego c, którego dokładność nie zależy od poprzedniej operacji, i wskazane jest usunięcie wymiaru projektowego a = 10 + 0 '36 mm od szkicu. Obliczenia wielkości technologicznej c, a także nowej tolerancji technologicznej wielkości b można dokonać w oparciu o łańcuch wymiarowy pokazany na rys. 6,24, ok. Z rysunku jasno wynika, że c = b-a = = 50 - 10 = 40 mm.

Tolerancję rozmiaru c wyznacza się z tego samego łańcucha wymiarowego, w którym rozmiarem początkowym jest rozmiar obliczeniowy a = = 10 +0,зс, gdyż całość obliczeń opiera się na założeniu, że rozmiar a powinien zostać uzyskany automatycznie w granicach tolerancji określonych przez projektanta przy wykonywaniu elementów łańcucha o wielkości 6 i c w granicach ustalonych dla nich tolerancji. Zgodnie ze wzorem (5.3) Ta = Tb + Tc, skąd Tc – Ta – Tb. Podstawiając odpowiednie wartości, otrzymujemy Tc = 0,36-0,62.

Ponieważ tolerancja jest wielkością znacznie dodatnią i nie może być ujemna, powstałego równania nie można rozwiązać bez zwiększania odejmowania lub bez zmniejszania odejmowania.

Ostatecznie rozmiarowi b przypisuje się tolerancję równą najbliższej standardowej, przy zachowaniu ujemnego odchylenia pola tolerancji od wartości nominalnej ustalonej na rysunku, czyli b = 50_о 16 = = 50h11.

Następnie tolerancja projektowa wielkości technologicznej

Obliczona wartość wymiaru c = 40-o!sv mm. Ostatecznie przyjmuje się najbliższą standardową wartość tego rozmiaru - = 401о;”« mm, co odpowiada wartości 40b11. Wartości graniczne określonego rozmiaru technologicznego mieszczą się w granicach wymiarów projektowych.

Sprawdź obliczenia dla maksimum i minimum (a max = = 50 - (40 - 0,33) = 10 +0 - 33; a min = 50 - 0,16 - (40 - 0,17) = = 10 +0 ' 01 ) pokazuje, że wartości graniczne pierwotnego wymiaru projektowegoa mieszczą się w granicach rozmiarów granicznych ustalonych na rysunku, a przeliczenie wymiarów zostało wykonane prawidłowo,

W przypadku, gdy wymiar standardowy najbliższy obliczonemu rozmiarowi technologicznemu c różni się istotnie wartością swojego pola tolerancji od obliczonego, ostatecznie można przyjąć obliczony rozmiar c.

Na podstawie przeprowadzonych obliczeń w szkicach eksploatacyjnych przedmiotu obrabianego zamiast wymiarów rysunkowych 10H14 i 50h14 należy wpisać nowe wymiary b = 50h11 i c = 40b11. Tym samym, ze względu na rozbieżność podstawy technologicznej i projektowej (pomiarowej), pracownik faktycznie musi zachować zauważalnie węższe tolerancje w porównaniu z tolerancjami ustalonymi przez projektanta. W rozpatrywanym przypadku zamiast tolerancji na h14 ustalonych na rysunku należy zachować tolerancje na h11 i b1.

ZASADA STAŁOŚCI PODSTAW. Zasada stałości baz polega na tym, że opracowując proces technologiczny należy dążyć do wykorzystania tej samej bazy technologicznej, nie dopuszczając zmiany bazy technologicznej, chyba że jest to absolutnie konieczne (nie licząc zmiany bazy projektowej).

Chęć przeprowadzenia obróbki na jednej bazie technologicznej tłumaczy się tym, że jakakolwiek zmiana baz technologicznych zwiększa błąd względnego położenia powierzchni obrabianych z różnych baz technologicznych, dodatkowo wprowadzając do niego błąd względnego położenia baz technologicznych samych, z których obrobiono powierzchnie.

Na przykład, jeśli na przedmiocie pokazanym na ryc. 6.26, c, wymagane jest zapewnienie wyrównania osi symetrii czterech małych otworów z osią otworu centralnego w granicach dopuszczalnego błędu A = ±0,1 mm i wytaczanie otworu centralnego na tokarce (ryc. 6.26, b) i wiercenie czterech małych otworów w szablonie (ryc. 6.26, c) odbywa się przy użyciu różnych podstaw A i B, wówczas rzeczywista wartość przemieszczenia osi zwiększa się o wielkość błędu względnego położenia zastosowanych podstaw, tj. przez tolerancję wielkości 100. Potwierdza to obliczenie technologicznego łańcucha wymiarowego (ryc. 6.26, d):

W tym przypadku spełniony jest wymóg rysunku dotyczący ustawienia osi z błędem ±0,1 mm.

Skuteczność odbudowy wszystkich sektorów gospodarki narodowej zależy w decydującym stopniu od inżynierii mechanicznej. To w nim materializują się idee naukowo-techniczne, powstają nowe układy maszyn, które determinują postęp w innych sektorach gospodarki.

Inżynierom mechanikom postawiono zadanie: radykalnie podnieść poziom techniczno-ekonomiczny i jakość swoich produktów, przejść na produkcję najnowocześniejszych maszyn, obrabiarek i przyrządów. Mieć wąsy Aby spowolnić produkcję nowych maszyn, konieczne jest 3-4-krotne skrócenie czasu rozwoju i doskonalenia nowej technologii. Jednocześnie zastrzega się, że wszystkie nowo opanowane typy sprzętu do budowy maszyn powinny być 1,2 ... 2 razy lepsze pod względem wydajności i niezawodności w stosunku do wytwarzanych podobnych produktów, a specyficzne * zużycie materiałów nowych maszyn powinno zostać zmniejszone o 12 ... 18%. (Priorytetowy rozwój mają takie gałęzie inżynierii mechanicznej, jak budowa obrabiarek, przemysł elektryczny, mikroelektronika, technologia komputerowa i budowa przyrządów! Cały przemysł informatyczny jest prawdziwym katalizatorem postępu naukowo-technicznego. Tempo wzrostu produkcji tych gałęzi przemysłu planuje się na poziomie 1,3 ... 1,6 razy wyższym niż średnia dla całej inżynierii mechanicznej.

Obecnie stworzono zasadniczo nową klasę maszyn, która staje się powszechna, zapewniając wysoką produktywność - zautomatyzowane systemy produkcyjne (plaże, warsztaty, fabryki). Gwałtownie rośnie produkcja robotów przemysłowych, które posiadają sztuczne widzenie, odbierają polecenia głosowe i szybko dostosowują się do zmieniających się warunków pracy.

Nasz kraj opracował nową klasę sprzętu, jak linie przenośników obrotowych i obrotowych do budowy maszyn i obróbki metali. W porównaniu do konwencjonalnych typów sprzętu zapewniają wzrost wydajności pracy o 10 lub więcej.

* Często używane do oceny różnych opcji konkretne wskaźniki-- stosunek masy produktu do jego charakterystycznego parametru (moc, moment obrotowy, produktywność itp.).

Wymagania dotyczące maszyn i części

Zgodnie ze współczesnymi trendami, na większość projektowanych maszyn nakładane są następujące wymagania ogólne:

· wysoka wydajność;

· ekonomiczna produkcja i eksploatacja;

· równomierność ruchu;

· wysoka wydajność;

· automatyzacja cykli pracy;

· dokładność pracy;

· zwartość, niezawodność i trwałość;

· wygoda i bezpieczeństwo obsługi;

· przenośność;

· zgodność wyglądu z wymogami estetyki technicznej.

Podczas projektowania i produkcji maszyn należy ściśle przestrzegać norm państwowych (GOST).

Zastosowanie w maszynie standardowych części i zespołów zmniejsza liczbę standardowych rozmiarów, zapewnia wymienność, umożliwia szybkie i tanie wytwarzanie nowych maszyn oraz ułatwia naprawy w trakcie eksploatacji. Produkcja standardowych części i elementów maszyn odbywa się w wyspecjalizowanych warsztatach i fabrykach, co poprawia ich jakość i obniża koszty.

Jednym z głównych wymagań stawianych maszynom i ich częściom jest wykonalność projektu, co znacząco wpływa na koszt samochodu.

Techniczny i nazywają projekt charakteryzujący się minimalnymi kosztami podczas produkcji i eksploatacji.

Produktywność projektu charakteryzuje się:

1. zastosowanie w nowej maszynie części o minimalnej obróbce skrawaniem, z szeroko stosowanym tłoczeniem, odlewaniem precyzyjnym, walcowaniem kształtowym i spawaniem;

2. ujednolicenie tej konstrukcji, tj. zastosowanie identycznych części w różnych elementach maszyny;

3. maksymalne wykorzystanie standardowych elementów konstrukcyjnych części (gwinty, rowki, fazowania itp.), a także standardowych jakości i pasowań;

4. zastosowanie w nowej maszynie części i zespołów opanowanych wcześniej w produkcji.

Niezawodność maszyny

Głównymi wskaźnikami niezawodności są prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy i awaryjność.

Prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracyP(f) zwany prawdopodobieństwo, że awaria produktu nie wystąpi w danym przedziale czasu lub w danym czasie eksploatacji.

Jeśli w czasie pracy T od numeru NIE identyczne produkty zostały wycofane z powodu awarii Nie produktów, następnie prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy produktu

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

Zatem przykładowo, jeżeli według wyników badań w tych samych warunkach partia wyrobów licząca nr = 1000 sztuk, po 5000 godzinach pracy N 1 = 100 wyrobów uległa uszkodzeniu, to prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy tych produktów

P(t)== 1 – Nt/No= 1-100/1000=0,9.

Prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy złożonego produktu jest równe iloczynowi prawdopodobieństw bezawaryjnej pracy poszczególnych jego elementów:

P (t) = P 1 (t) P 2 (t)…Pn(t)

Ze wzoru 3.2. wynika z tego Im więcej elementów posiada produkt, tym jest mniej niezawodny.

Współczynnik awaryjności(T). W różnych okresach eksploatacji lub testowania produktów liczba awarii w jednostce czasu jest różna. Liczba awarii w jednostce czasu nazywana jest współczynnikiem awaryjności. Zatem w poprzednim przykładzie podczas testowania w przedziale od 0 do 5000 godzin zawiodło 100 produktów. Oznacza to, że średnio 0,02% produktów ulega awarii w ciągu 1 godziny (1 produkt na 50 godzin pracy).

Typowa zależność wskaźnika awaryjności K(t) od czasu operacji T dla większości maszyn i ich podzespołów pokazano na rys. 0,1. W początkowym okresie pracy - okres docierania - wskaźnik awaryjności jest wysoki. W tym okresie pojawiają się różne wady produkcyjne. Następnie maleje, zbliżając się do stałej wartości odpowiadającej okres normalnej pracy. Przyczyną awarii w tym okresie są przypadkowe przeciążenia i ukryte wady produkcyjne (mikropęknięcia itp.). Pod koniec okresu użytkowania nadchodzi okres noszenia, gdy wskaźnik awaryjności szybko wzrasta i dlatego produkt musi zostać wycofany.

Podstawy niezawodności projektant kładzie podczas testowania produktu. Niezawodność zależy także od jakości produktu i zgodności z normami eksploatacyjnymi. Zmniejsza się monotonicznie w okresie użytkowania.

Istnieją wysoce niezawodne urządzenia w technologii, na przykład w transporcie kolejowym, lotnictwie, astronautyce itp.

Ryż. 3.1. Zależność awaryjności od czasu eksploatacji

„Niezawodność maszyn” to nowa forma łączenia nauki z produkcją, mająca na celu przyspieszenie postępu naukowo-technologicznego.

Efektywny rozwój wszystkich sektorów gospodarki kraju w decydującym stopniu zależy od inżynierii mechanicznej. To właśnie w inżynierii mechanicznej materializują się zaawansowane pomysły naukowo-techniczne i powstają nowe maszyny, które determinują postęp w innych sektorach gospodarki.

Nowoczesna inżynieria mechaniczna charakteryzuje się podwyższonymi wymaganiami dotyczącymi poziomu technicznego, jakości i niezawodności produktów oraz ograniczeniem starzenia się sprzętu. Prowadzi to do konieczności ciągłego skracania czasu projektowania przy jednoczesnym doskonaleniu projektów nowych maszyn i technologii ich wytwarzania, wprowadzaniu nowych materiałów i dokładniejszych metod obliczeniowych.

Wskaźnikiem wysokiego poziomu inżynierii mechanicznej jest elastyczna, zautomatyzowana produkcja(GAP) - produkcja wyrobów w oparciu o kompleksową automatyzację samego procesu technologicznego i takich operacji procesu produkcyjnego, jak kontrola jakości, diagnostyka urządzeń technologicznych, magazynowanie i transport, a także procedury i operacje projektowania i technologicznego przygotowania produkcji. W tym zakresie proces technologiczny realizowany jest w GAP przy wykorzystaniu zrobotyzowanego sprzętu technologicznego – elastyczne moduły produkcyjne(robot, prasa robotyczna, zrobotyzowane centrum spawalnicze). Sterowanie modułami odbywa się za pomocą wymiennych programów, a szeroko stosowane są mikroprocesory (urządzenia do automatycznego przetwarzania informacji i sterowania tym procesem). Projektowanie obiektów w GAP odbywa się z wykorzystaniem systemów komputerowego wspomagania projektowania (CAD, patrz poniżej) oraz zautomatyzowanych systemów technologicznego przygotowania produkcji.

Charakterystyczne jest stosowanie technologii oszczędzających materiał, pracę i energię, maszyny sterowane komputerowo, elastyczne systemy produkcyjne, w którym urządzenia technologiczne i systemy ich wspomagania działają w trybie automatycznym i mają właściwość zautomatyzowanego przełączania w ramach ustalonej klasy wyrobów i zakresów ich charakterystyk.

Aplikacja roboty przemysłowe pozwala zwiększyć produktywność sprzętu, poprawić warunki pracy i bezpieczeństwo pracowników, zmniejszyć wpływ czynnika subiektywnego oraz poprawić jakość poprzez optymalizację i automatyzację procesów technologicznych.

Dalszy wzrost poziomu techniczno-ekonomicznego i jakości wyrobów inżynierskich związany jest z pomyślnym rozwiązaniem następujących zadań:

1) poszerzanie obszarów zastosowań projektowania komputerowego;

2) zwiększenie niezawodności i żywotności maszyn;

3) zmniejszenie materiałochłonności konstrukcji;

4) zmniejszenie zużycia energii, zwiększenie wydajności mechanizmów.

Rozwiązanie wielu z tych problemów polega na ulepszeniu obliczeń i optymalizacji projektu, które z kolei można rozwiązać przy użyciu nowoczesnej technologii komputerowej.

Dalszy wzrost poziomu techniczno-ekonomicznego i jakości wyrobów inżynierskich związany jest z pomyślnym rozwiązaniem następujących zadań:

1) poszerzanie obszarów zastosowań projektowania komputerowego;

2) zwiększenie niezawodności i żywotności maszyn;

3) zmniejszenie materiałochłonności konstrukcji;

4) zmniejszenie zużycia energii, zwiększenie wydajności mechanizmów.

Rozwiązanie wielu z tych problemów polega na ulepszeniu obliczeń i optymalizacji projektu, które z kolei można rozwiązać przy użyciu nowoczesnej technologii komputerowej.

Wszystko o tuningu samochodów

Polityka rozwoju inżynierii mechanicznej. Kierunki rozwoju produkcji maszynowej Główne kierunki rozwoju inżynierii mechanicznej