Производственные технологии (стр. 15 )

Машиностроение является наиболее трудоемкой отраслью промышленности. Самый трудоемкий процесс в машиностроении – это сборка. На сборочных операциях занято от 20 до 50% работников предприятия, поэтому совершенствование технологии сборки – это одна из важнейших задач современного машиностроения.

5. Наука и ее возможное влияние на современное состояние технологии, их обратная связь.

Предметом технологии машиностроения является учение об изготовлении машин заданного качества при установленной программе их выпуска и наименьших затрат материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда.

6. Вид данного процесса по параметрам времени и пространства.

Процессы производства различных машин и механизмов растянуты во времени и пространстве, потому что технологический цикл на любом машиностроительном предприятии включает три последовательные стадии: изготовление заготовок, их обработку и сборку готовых деталей в сборочную единицу, механизм и машину, которые могут происходить на разных заводах и в разное время.

7. Необходимое технологическое оснащение, его характеристика, параметры и пределы применения.

Технологическое оснащение машиностроительного производства представлено большой группой технологического оборудования.

1. Литейное производство.

При помощи литейного производства получают отливки различной массы, простой и сложной формы из чугуна, стали, сплавов меди и алюминия, цинка и магния и т. д.

Технологическое оснащение литейного производства представляют:

-  модельная оснастка – приспособления для изготовления форм и стержней,

-  подмодельные щитки – плиты, служащие для размещения на них моделей и установки опоки при изготовлении литейной формы вручную,

-  опоки – деревянные или металлические рамки, каркасы, основное назначение которых состоит в удержании песчано-глинистой смеси, обеспечении достаточной прочности и жесткости формы при ее изготовлении, транспортировке и заливке металла,

-  прессовые, встряхивающие, пескометные и комбинированные формовочные машины для изготовления пресс-форм,

-  различные транспортные устройства для транспортировки изделий,

-  плавильные печи,

-  разливочное оборудование,

-  обрубочные агрегаты и др.

2. Обработка металлов.

При обработке металлов давлением применяются различные технологические процессы получения заготовок, полуфабрикатов и готовых изделий из черных и цветных металлов путем деформирования в холодном или горячем состоянии.

Основными способами обработки металлов давлением являются процессы прокатки (прокатный стан, состоящий из всевозможных механизмов и приборов), волочения (валки), штамповка (штамповочное оборудование) и др.

При обработке металлов резанием из последних снимается стружка для получения изделий заданных форм, размеров и обеспечения определенного технологией качества поверхности.

К технологическому оборудованию относятся различные металлорежущие станки: токарные, сверлильные, расточные, шлифовальные, полировальные, доводочные, заточные, электрофизические и электрохимические, зубо - и резьбообрабатывающие, фрезерные, строгальные, долбежные, протяжные, разрезные, агрегатные, обрабатывающие центры, промышленные роботы, станки с ЧПУ и др.; а так же режущий инструмент: однолезвийный (резцы), многолезвийный с двумя и более режущими кромками (сверла, зенкеры, развертки и др.).

3. Сборка.

При сборке механизмов и машин применяется различное технологическое оборудование. Оно включает: сварочные агрегаты, обычный режущий и измерительный слесарный инструмент, универсальная оснастка (тиски, струбцины, сборочные столы, стенды), специальные электрические и пневматические инструменты и приспособления (гайковерты, молотки, манипуляторы, сборочные кондукторы, быстродействующие фиксаторы, вращающиеся столы, и др.), прессы, нагревательные устройства, подъемно-транспортное оборудование и т. д.

8. Порядок проектирования технологии (укрупненно).

Проектирование технологических процессов в машиностроении преследует одну из следующих целей: 1) подготовка производства новой машины в рамках заданной (действующей) производственной системы; 2) совершенствование технологического процесса изготовления данной машины или ее типовых элементов в рамках действующей системы; 3) технологическое обоснование технического предложения на производственную систему или ее элементы (механосборочный цех либо его отделение, автоматическая линия, агрегатный станок и т. д.). Методы, средства и результаты достижения указанных целей зависят от типа производства.

Подготовка производства новой машины состоит из следующих этапов: 1) анализ исходных данных; 2) разработка технологического процесса сборки; 3) разработка технологических процессов изготовления деталей; 4) проектирование специальных инструментов, приспособлений и технологического оборудования; 5) изготовление специальных инструментов, приспособлений и оборудования; 6) внедрение технологического процесса. В обязанности технологов входит выполнение 1, 2, 3 и 6-го этапов. Кроме того, технологи разрабатывают технические предложения для 4-го этапа и осуществляют инженерное сопровождение 5-го.

9. Технологичность продукта на выходе данной технологии производства: возможные мероприятия ее повышения.

Важным свойством машин является их технологичность, т. е. степень соответствия конструкции машины оптимальным условиям ее изготовления при заданном масштабе выпуска.

Основной критерий технологичности конструкции машины составляют себестоимость ее изготовления. Поэтому при конструировании машин должны обеспечиваться их наименьшая материалоемкость, с учетом условий и характера технологических процессов изготовления, серийность выпуска и другие факторы, создающие наибольшую экономичность изготовления машины.

Себестоимость машин существенно зависит от степени стандартизации и унификации конструктивных элементов, высокий уровень которых является предпосылкой для применения прогрессивной технологии и высокопроизводительного оборудования при их изготовлении. Использование унифицированных деталей и сборочных единиц позволяющие широко примененять при проектировании машин современных методов расчета на базе ЭВМ, что способствует повышению производительности технологических и инженерных расчетов, снижению стоимости проектирования, улучшению качество проектных разработок. Например, при проектировании на ЭВМ станочных операций их производительность повышается на 20 – 30 %, а себестоимость обработки снижается на 10 – 15 %.

10. Механизация и автоматизация технологии: средства, методы, уровень современного состояния.

В условиях массового производства повышение производительности труда достигается за счет автоматизации технологических процессов, внедрения в производство специализированных станков, предназначенных для выполнения одной операции. Металлорежущее оборудование должно иметь максимальную концентрацию обработки, быть легко переналаживаемым и быстро окупаться. В наибольшей степени этим условиям удовлетворяет метод агрегатирования оборудования, т. е. создание различных станков из стандартных (нормализованных) сборочных единиц, каждая из которых имеет определенное назначение и может работать самостоятельно.

Агрегатные станки характеризуются лучшими качествами специальных и универсальных станков: простотой конструкций и высокой производительностью специальных станков с возможностью быстрой переналадки универсальных станков.

На обрабатывающих центрах, выпускаемых отечественной промышленностью, обеспечиваются автоматическая установка и перестановка в ходе выполнения технологической операции заготовок, режущих и вспомогательных инструментов и приспособлений, а также автоматический контроль обрабатываемых заготовок.

В массовом производстве наиболее эффективно располагать оборудование по ходу технологического процесса, что значительно сокращает длину пути, проходимого обрабатываемой деталью и уменьшает цикл производства. Непрерывная повторяемость операций на каждом рабочем месте создает возможность замены универсальных станков специальными, которые лучше приспособлены к определенному виду работ, обладают более высокой производительностью и легко могут быть автоматизированы. Совокупность машин-автоматов, соединенных автоматическими транспортирующими устройствами и единой системой управления, называется автоматической линией.

Наибольшее распространение получили автоматические станочные линии. Их основным оборудованием являются металлорежущие станки-автоматы, выполняющие цикл операций по обработке заготовок резанием. В машиностроении имеются автоматические линии специальные, специализированные и групповые (универсальные быстро переналаживаемые).

В машиностроении также распространены промышленные роботы – автоматические машины (стационарные или передвижные), состоящие из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и программируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

На основе роботов создаются роботизированные технологические комплексы (РТК). В промышленности имеются РТК, где роль технологического оборудования выполняет сам робот: сварочные, сборочные, окрасочные РТК.

Роботизированные технологические комплексы, образован на базе станков с ЧПУ, могут легко переналаживаться с одного изделия на другое.

С развитием станкостроения все большее применение находят станки с числовым программным управлением (ЧПУ).

Станки с адаптивным программным управлением (разновидность станков с ЧПУ), где роль резца выполняет электрическая искра, могут обрабатывать детали любой конфигурации, не требующие в дальнейшем слесарных, доводочных и других операций.

Использование автоматизированных линий из агрегатных станков позволяет увеличить производительность труда более чем в 30 раз. Большой эффект дают роторные и роторно-конвейерные линии.

11. Основные возможные направления в совершенствовании технологии в ближайшем будущем.

Важнейшей задачей является улучшение технического уровня и качества продукции машиностроения, повышение единичной мощности, надежности, технологичности, а также экономичности и производительности выпускаемой техники. Для этого необходимо широко внедрять гибкие переналаживаемые производства и системы автоматизированного проектирования, автоматические линии, машины и оборудование со встроенными средствами микропроцессорной техники, многооперационные станки с числовым программным управлением, робототехнические роторные и роторно-конвейерные комплексы; переходить на комплексную поставку технологических систем и комплектов машин. Следует также увеличить загрузку производственных мощностей, коэффициенты сменности работы оборудования, что позволит повысить производительность труда в машиностроении при существенном снижении себестоимости продукции.