Производственный и технологический процесс

Основные понятия и определение технологии

Термин «технология» происходит от греческого «техно...», что означает мастерство, ремесло, умение, и «...лого» - слово, учение.

Ведь технология от греческого - это знания ремесла.

Когда-то человека, который умел что-то делать, называли ремесленником.

Теперь говорят - "учение или знание технологии". А того, кто знает как изготовить ту или другую вещь, предоставить те или другие услуги и т.п., называют технологом.

Технология – это наука о способах воздействия на сырье, материалы и полуфабрикаты соответствующими орудиями производства для получения готовой продукции.

Перерабатывать сырье на продукцию можно разными способами. Ведь каждый способ - это отдельная технология, по которой изготавливают определенный вид продукции.

В современных технологиях широко используют научные достижения механики, физики, теплотехники, электротехники и других наук.

В наше время технология стала обширной областью знаний - она изучает и разрабатывает промышленные способы получения разных видов продукции. Имеем, например, технологии, по которым изготавливают автомобили, станки, локомотивы, вагоны и т.п..

Разработка технологии осуществляется по отраслям производства. Поэтому можно говорить о технологии машиностроения, технологии приборостроения, технологии строительного производства, технологии производства обуви и т.д.

Каждое предприятие выпускает продукцию по определенной технологии. Так, технология обработки металлов, сплавов и других конструкционных материалов резанием изучает и разрабатывает способы обработки их на резальных станках.

Выбор технологии зависит не только от вида сырья и продукции, которую изготавливают на предприятии, а и от ее количества. Например, комбайн, автомобиль или другую машину можно собрать из отдельных деталей на небольшой площади сборочного цеха. Если речь идет о сотнях тысяч комбайнов, автомобилей и других машин на год, то необходимо создать мощные конвейерные линии, к которым из всех цехов в определенной последовательности будут поступать детали и узлы.

На предприятии, какую бы продукцию не изготавливали, все подчиненно технологии. Итак, технология служит основой производства. Выбор технологии и соблюдение ее требований является залогом низкой себестоимости изготовляемой продукции и ее высокого качества.

 

1.2. Сырье, топливо, энергия – основные понятия и определения.

 

Сырьем называют предмет труда, на добычу или производство которого был затрачен труд и из которого в дальнейшем изготавливают продукцию.

Например, из железной руды изготавливают чугун. Итак, железная руда - это сырье, а чугун - продукция.

Сырье классифицируют по таким признакам как: происхождение, агрегатное состояние, важность в технологическом процессе и т.п.

І. По происхождению.По этому признаку сырье разделяют на первичное, искусственное и вторичное.

1.Первичным сырьем называют вещества естественного происхождения, которые не испытывают переработку.

Первичное сырье разделяют на минеральное, растительное и животное:

а) Минеральным сырьем называют полезные ископаемые, которые добывают в недрах Земли или на ее поверхности.

В зависимости от цели использования минеральное сырье разделяют на топливно-энергетическое, рудное, химическое, строительное и драгоценные камни, гидроминеральное.

Топливно-энергетическое сырье- это угли, нефть, торф, природный газ, горючие сланцы, уран и др. Оно является не только источником тепловой энергии, а и сырьем для химической, металлургической и других отраслей промышленности.

Рудное сырье- это железные, медные, хромовые, мангановые, молибденовые, никелевые и прочие руды. Промышленные руды содержат один или несколько металлов. Содержание металлов в этих рудах разное, но экономически выгодное для изъятия из них металлов на данном этапе развития технологии.

Химическое сырье - это минералы с небольшим содержанием металлов. Поэтому его часто называют минерально-химическим сырьем. Это калийные соли, сера, апатиты, фосфориты и т.п.

Строительное сырье и драгоценный камень. К строительному сырью относятся гранит, известняк, песок, глина и т.п. Из этого сырья изготовляют продукцию необходимую для строительного производства. Драгоценный камень (алмаз, янтарь, хрустальный кварц, аметист и т.п.) в основном является сырьем для ювелирной промышленности.

Гидроминеральное сырье- это подземные минеральные и пресные воды, а также рассолы.

б) Растительным сырьем называют наземную и подземную части растений (листья, ствол, цветы, семена, плоды, корневище и т.п.)

К растительному сырью относятся лен, конопля, сахарная свекла, хлопок, древесина, зерно и т.п. Из них изготавливают продукты питания, а также продукцию промышленного и бытового назначения. Так, из семян льна получают масло, из его стеблей волокна, а потом пряжу, из которой ткут ткани; из сахарной свеклы изготавливают сахар.

в) Животным сырьем называют шерсть, кожу, шелк, молоко, мех и т.п.

Перерабатывая сырье животного происхождения, получают продукты питания и продукцию бытового и промышленного назначения.

Растительное и животное сырье в отличие от минерального требует быстрой переработки, поскольку с течением времени его состав и качество изменяются. Для сохранности растительного и животного сырья на длительное время его высушивают, замораживают, консервируют, стерилизуют, сохраняют в атмосфере защитных газов и т.п..

Сырье растительного и животного происхождения восстанавливается человеческой работой, в то время как минеральное - нет.

Сырье минерального происхождения имеет определенные районы залежей и ограниченное количество. Сырье растительного и животного происхождения зависит от природных условий. Тем не менее, и минеральное, и растительное, и животное сырье надо использовать бережно.

2. Искусственным сырьем называют продукцию или полуфабрикат, изготовленную на другом предприятии или в подразделениях этого или других предприятий.

Например, готовая продукция домнового цеха – чугун, является сырьем для получения стали; готовая продукция ткацкого цеха – ткань, является сырьем для пошива одежды и т.п.

3. Вторичным сырьем называют промышленные и потребительские отходы и побочную продукцию.

Промышленными отходами называют остатки сырья и полуфабрикатов, которые образовалось в процессе изготовления основной продукции, которые частично или полностью утратили свои свойства и не отвечают установленным стандартам.

Промышленные отходы после переработки, а иногда и без нее, могут быть использованы в производстве или потреблении.

Потребительскими отходами называют изделия и вещества, которые в процессе пользования ними утратили свои свойства.

Например, изделия из металлов (утюг, кастрюля и т.п.) утратили пригодность к использованию и стали металлоломом;изделия из бумаги (книжки, газеты, журналы и т.п.) вследствие устаревшей информации и повреждения стали макулатурой;хлопчатобумажные и шерстяные изделия – ветошью.

Побочной продукцией называют такую продукцию, которая образовалась наряду с основной в процессе переработки сырья, но не была целью производства.

На побочную продукцию устанавливают стандарты, технические условия, цены. Побочную продукцию часто используют как готовую продукцию или она является сырьем для изготовления другой. Например, в процессе производства чугуна (основная продукция) получают шлак (побочная продукция), который является сырьем для изготовления строительных материалов (шлакоцемента, шлаковаты и т.п.).

Вторичное сырье полностью или частично заменяет первичное сырье при изготовлении продукции.Это экономически и экологически выгодно: продукция становится более дешевой и меньше загрязняется окружающая среда.

Искусственное и вторичное сырье называют материалами.

II. По агрегатному состоянию. Поэтому признаку сырье разделяют на твердое, жидкое и газовое.

Примером твердого сырья являются металлические руды, уголь, песок; жидкого- нефть, вода; газового - воздух, природные и промышленные газы.

III. По важности в технологическом процессе.По этому признаку сырье разделяют на основное и вспомогательное.

Основным сырьем называют сырье, которое служит основой изготовляемой продукции.

Например, железная руда служит основой для получения чугуна.

Вспомогательным сырьем называют такие составляющие сырья, которые придают продукции определенные свойства или гарантируют нормальный ход технологического процесса.

Например, смазочные масла обеспечивают надежную работу узлов оснащения.

Топливом называют вещества, в процессе сгорания (или деления, или соединения ядер) которых выделяется значительное количество теплоты.

Основной составляющей частью топлива является углерод. В разных видах топлива содержимое углерода разное - от 30 до 95%. В состав топлива входят также водород, кислород, азот, сера, пепел или шлак и прочие вещества.

С давних пор топливом были дрова, солома, древесный уголь и др. Позже к ним приобщили ископаемый уголь, природный газ, мазут, горючие сланцы и др. Теперь слово «топливо» употребляют и если речь идет о веществах, которые используются в ядерных реакторах, на атомных электростанциях и в ракетных двигателях. Соответственно говорят ядерное и ракетное топливо.

1. По происхождению топливо разделяют на природное и искусственное.

К природному топливу относят, например, дрова, торф, уголь, горючие сланцы и т.п..

Искусственное топливо получают переработкой природного топлива. Так, в процессе нагревания ископаемого угля до высокой температуры без доступа воздуха получают кокс, из нефти изымают мазут и т.п.

2. По агрегатному состоянию топливо разделяют на твердое (ископаемый уголь, торф, горючие сланцы, дрова), жидкое (бензин, мазут, дизельное топливо и т.п.) и газовое (природный газ, водород и т.п.).

Ценность топлива определяется количеством теплоты, которое выделяется в случае полного его сгорания. Так, в процессе сжигания 1 кг дров выделяется 10,2 МДж/кг теплоты, каменного угля - 22 МДж/кг, бензина – 44 МДж/кг. Чем больше углерода и водорода содержится в топливе, тем больше теплоты выделяется в процессе его сгорания.

Во время сжигания топлива получаются твердые и газовые вещества. Твердые - это пепел, шлак, садока. Газовые - оксиды углерода, азота и серы и т.п. Газовые и частично твердые продукты сгорания топлива через дымовые трубы выбрасываются в атмосферу. Ежегодно в атмосферу выбрасываются сотни миллионов тонн разных вредных веществ. Для защиты окружающей среды от загрязнения веществами, которые получаются в процессе сгорания топлива, используют разные фильтры и устройства, очищающие или обезвреживающие вредные выбросы. Охрана окружающей среды от загрязнения стала одной из важнейших задач человечества. Перспективным видом топлива, которое не загрязняет окружающей среды, хорошо сохраняется и транспортируется, является водород. В процессе сгорания водорода выделяется водный пар.

Все технологические процессы связаны с затратами или выделением энергии. Энергия нужна для транспортирования сырья и готовой продукции, для подготовки сырья к переработке (измельчение, высушивание, фильтрование и т.п.), для изготовления продукции.

Разные предприятия требуют разных видов энергии.

При изготовлении продукции используют энергию солнечную, световую, тепловую, химическую, электрическую, механическую, ядерную и т.п..

1. Солнечная энергия. От Солнца на Землю идет тепловой поток, энергия которого составляет 1,57-10¹⁸ квт*ч. в год. Эту энергию можно использовать для нагревания воздуха, воды, помещения, высушивания сырья, полуфабрикатов и готовой продукции и т.п. Ее можно превратить в электрическую энергию.

2. Энергия света. Этот вид энергии приобретает все большего значения в жизнедеятельности человека, ее используют для создания фотоэлементов, фотоэлектрических датчиков, автоматов и т.п. С помощью этого вида энергии осуществляется большое количество фотохимических процессов в химической технологии.

3. Тепловая энергия, ее получают в ходе сжигания топлива. Она издавна используется для обогревания помещений, получение металлов и сплавов, высушивания сырья и продукции и т.п. Тепловую энергию превращают в электрическую. Роль теплоносителей выполняют печные газы, водяной пар, вода и прочие вещества.

4. Химическая энергия. Она выделяется в процессе экзотермических реакций. Химическая энергия является источником теплоты для нагревания сырья. Ее используют для проведения эндотермических процессов. Химическая энергия в гальванических элементах и аккумуляторах превращается в электрическую.

5. Электрическая энергия, ее вырабатывают на электростанциях. Этот вид энергии используют для проведения электрохимических (электролиз растворов и расплавов) и электротермических (нагревание, плавление и т.п.) процессов. В промышленности электрическую энергию используют в электрических фильтрах для очищения газов от пыли, тумана и т.п. Электрическую энергию используют для освещения и получения механической и тепловой энергии.

6. Механическая энергия. Она нужна, главным образом, для измельчения, размалывания и перемешивания сырья, работы компрессоров, вентиляторов, а также для транспортирования сырья, продукции и т.п.

7. Ядерная энергия. Этот вид энергии выделяется при делении или соединении ядер. Умело собранную энергию используют на атомных электростанциях для получения электрической энергии.

 

ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

 

Изделие и его элементы

 

Изделием в машиностроении называется любой предмет производства, подлежащий изготовлению на предприятии. Изделием может быть машина, ее элементы в сборе и даже отдельная деталь в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для автомобильного завода изделием является автомобиль, для карбюраторного завода – карбюратор, для автоматического завода поршней – поршень.

Деталь – это изделие (составная часть изделия), изготовленного из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Характерный признак детали – отсутствие в ней разъемных и неразъемных соединений. Деталь – это первичный сборочный элемент каждой машины.

Сборочная единица – это изделие, составные части которого подлежат соединению. Характерным признаком составной части изделия с технологической точки зрения является возможность ее сборки обособленно от других элементов изделия. Составная часть в зависимости от конструкции может состоять либо из отдельных деталей, либо из составных частей высших порядков и деталей. Различают составные части первого, второго и более высоких порядков. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия. Она состоит либо из отдельных деталей, либо из одной или нескольких составных частей второго порядка и деталей. Составная часть второго порядка входит в составную часть первого порядка. Она расчленяется на детали или на составные части третьего порядка и детали и т.д., составная часть наивысшего порядка расчленяется только на детали. Рассмотренное деление изделия на составные части производится по технологическому признаку.

Существует другое деление, когда изделие расчленяется на составные части по функциональному признаку. К ним можно, например, отнести механизм газораспределения двигателя, систему его смазки или охлаждения. Эти составные части изделия не являются сборочными с технологической точки зрения, так как их в большинстве случаев нельзя обособленно и полностью собрать отдельно от других элементов изделия.

В современном машиностроении сборка расчленяется на общую и узловую. Объектом общей сборки является изделие, объектом узловой сборки являются его составные части. Построение процессов общей и узловой сборки может быть представлено с помощью технологических схем. Эти схемы отражают структуру и последовательность комплектования изделий и его составных частей. В качестве примера на рис. 1 показан сборочный чертеж червячного редуктора, а на рис. 2 показаны технологические схемы его обще (а) и узловой (б) сборки. На этих схемах каждый элемент изделия обозначен прямоугольником, разделенным на три части. В верхней части прямоугольника приведено наименование элемента; в левой нижней части – его числовой индекс, а в правой нижней – число элементов, входящих в данное соединение.

Индексацию элементов машины производят в соответствии с номерами, проставленными на сборочных чертежах и в спецификациях. Перед числовым индексом составной части изделия ставят буквы сб. (сборка), перед индексом составной части первого порядка – 1 сб., перед индексом составной части второго порядка – 2 сб. и т. д.

Элемент, с которого начинается сборка изделия (его составной части), называется базовым. По его номеру ставится числовой индекс составной части, в которую он входит.

Процесс общей сборки изображают на схеме горизонтальной линией. Ее проводят в направлении от базового элемента изделия к собранному объекту. Сверху располагают в порядке последовательности сборки условные обозначения всех непосредственно входящих в изделие деталей, а снизу всех непосредственно входящих в изделие составных частей. На технологических схемах узловой сборки эти составные части расчленяются на составные части высших порядков, а в отдельных случаях только на детали.

Технологические схемы сборки снабжают надписями-сносками, поясняющими характер сборочных соединений и выполняемый при сборке контроль (запрессовка, клепка, пайка, регулировка, выверка, проверка зазоров и пр.), когда они не ясны из схемы. Отдельные соединения подвергаются по условиям общей сборки частичной или полной разборке при их окончательной установке в собираемую машину. Например, поршень с шатуном в сборе предварительно собирают и проверяют на контрольном приспособлении, а при сборе машины (в данном случае компрессора) крышку шатуна снимают для соединения его с шатунной шейкой коленчатого вала. Этот вид дополнительных работ также отражается пояснительной надписью на технологической схеме общей сборки.

Технологические схемы упрощают проектирование процессов сборки и позволяют оценить конструкцию изделия с точки зрения технолога. Предпочтительна та конструкция изделия, при которой возможна его сборка из предварительно собранных взаимозаменяемых составных частей; в этом случае они устанавливаются на собираемое изделие после технического контроля качества их сборки. Это позволяет быстрее обнаружить дефекты общей сборки, которые в этом случае следует искать в соединениях составных частей, а не внутри их. Кроме того, конструкция изделия, сборку которого можно производить из предварительно собранных составных частей, позволяет выполнять сборочные работы путем параллельной сборки составных частей и изделия, что сокращает длительность цикла сборки. Технологические схемы сборки отражают степень соблюдения перечисленных условий узловой сборки; при построении технологических схем можно обнаружить также возможные конструктивные неувязки собираемого изделия.

Возможны варианты технологических схем общей и узловой сборки одного и того же изделия, которые отличаются структурой и последовательностью комплектования сборочных инструментов. Вариант схемы выбирают с учетом удобств выполнения процессов сборки и контроля. Выбранный вариант технологического процесса сборки, зафиксированной составленной схемой, должен обеспечивать заданное количество изделий и быть наиболее рентабельным и производительным для данных условий производства (единичного, серийного, массового).

При создании новых машин нужно предусмотреть их общую сборку из предварительно собранных и проверенных составных частей (принцип узловой сборки), что обеспечивает преимущества не только при их производстве, но также при обслуживании, эксплуатации и ремонте.

Производственная программа

Производственная программа машиностроительного завода содержит номенклатуру изготовляемых деталей (с указанием их типов и размеров), количество изделий каждого наименования, подлежащих выпуску в течение года, перечень и количество запасных деталей к выпускаемым изделиям.

На основании общей производственной программы завода составляется подетальная производственная программа по цехам, указывающая наименование, количество, черный и чистый вес (массу) деталей, подлежащих изготовлению и обработке в каждом данном цехе (литейном, кузнечном, механическом и др.) и проходящих обработку в нескольких цехах; составляется программа по каждому цеху и одна сводная, указывающая, какие детали и в каком количестве проходят через каждый цех. При составлении подетальных программ по цехам к общему количеству деталей, определяемому производственной программой, прибавляются детали запасные, прилагаемые к выпускаемым машинам, а также представляемые в качестве запасных частей для обеспечения бесперебойной работы машин, находящихся в эксплуатации. Количество запасных частей принимают в процентном отношении к количеству основных деталей.

К производственной программе прилагаются чертежи общих видов машин, чертежи сборочные и отдельных деталей, спецификации деталей, а также описание конструкций машин и технические условия на их изготовление и сдачу.

 

Служебное назначение машины

 

Каждая машина создается для выполнения определенного технологического процесса, в результате осуществления которого должна быть получена продукция требуемого качества. В связи с этим содержание служебного назначения машины должно прежде всего отражать исчерпывающие данные о продукции, которую ей предстоит производить: вид, качество, количество.

Условия работы машины берут из описания технологического процесса изготовления продукции, они включают комплекс показателей с допустимыми отклонениями, характеризующих качество исходного продукта, потребляемую энергию, режимы работы машины и состояние окружающей среды.

Составной частью описания служебного назначения машины могут быть требования к экономической эффективности, надежности и производительности машины. Требуемая производительность машины определяется в результате разработки технологического процесса изготовления продукции и проведения технико-экономических расчетов.

Кроме того, в описание служебного назначения машины могут входить дополнительные требования, которые необходимо учесть при проектировании и изготовлении машины: к внешнему виду, безопасности работы, удобству и простоте обслуживания и управления, уровню шума, коэффициенту полезного действия и т. п.

Первоначально служебное назначение машины формулируется заказчиком в результате разработки технологического процесса изготовления продукции и уточняется при оформлении заказа на проектирование машины. Для конструктора формулировка служебного назначения машины является исходным документом, который впоследствии прилагается им к чертежам машины. Технолог, приступающий к проектированию технологии изготовления машины и являющийся лицом, ответственным за сдачу готовой машины заказчику, должен критически оценить формулировку служебного назначения машины. Это необходимо для того, чтобы задачи, которые должны быть решены с помощью создаваемой машины, были определены правильно. Если ошибка или неточности, допущенные при конструировании и изготовлении машины, еще как-то устранимы, то ошибки в определении служебного назначения машины – ее замысла – не поддаются исправлению и нередко ведут к неполноценности или негодности конструкции. На практике нередки случаи, когда уточнения служебного назначения машины на стадии проектирования технологического процесса требуют значительных конструктивных доработок и способствуют повышению качества машины.

 

Показатели качества машины

 

Для того чтобы машина экономично выполняла свое служебное назначение, она должна обладать необходимым для этого качеством. Под качеством машины понимают совокупность ее свойств, определяющих соответствие ее служебному назначению и отличающих данную машину от других.

К основным показателям качества машины относятся: стабильность выполнения машиной ее служебного назначения; качество выпускаемой машиной про­дукции, долговечность физическая, т. е. способность сохранять первоначальное качество во времени; долговечность моральная, или способность экономично выполнять служебное назначение во времени; производительность; безопасность работы; удобство и простота обслуживания и управления; уровень шума, коэффициент полезного действия, степень механизации и автоматизации и т. д.

Каждый из перечисленных основных показателей применительно к тому или иному типу машины конкретизируется в виде целой системы дополнительных качественных и количественных показателей, характеризующих особенности, которыми должны обладать машины данного типа, предназначенные для выполнения данного служебного.назначения.

Правильная и ясная постановка задачи в значительной степени предопределяет успех наиболее быстрого и экономичного ее решения. Следовательно, разработка качественных и количественных показателей является одной из наиболее ответственных задач, так как от ее правильного решения зависят качество и экономичность выполнения машиной служебного назначения, быстрота освоения и экономичность изготовления.

Показателем качества машин, достижение и обеспечение которого вызывает наибольшие трудности и затраты в процессе создания и особенно в процессе изготовления машин, является точность машин. Поэтому рассмотрим вначале показатели, которыми характеризуется точность машины и ее деталей. Для упрощения вопроса и ознакомления с необходимыми исходными положениями рассмотрим сначала показатели, характеризующие точность детали.

Под точностью детали или машины, понимают степень ее приближения к геометрически правильному ее прототипу. Изготовить любую деталь абсолютно точно, т. е. в полном соответствии с ее геометрическим представлением, практически невозможно, поэтому за меру точности принимают величины отклонений от теоретических значений. Эти отклонения после их измерения сопоставляют с отклонениями, допускаемыми служебным назначением детали в машине. Следовательно, по всем показателям качества детали, характеризующим ее служебное назначение, необходимо устанавливать допустимые отклонения, или допуски.

Таким образом, мерами точности служат, с одной стороны, устанавливаемые допустимые отклонения, а с другой – измеренные, т. е. познанные с известной степенью приближения действительные отклонения реальной детали.

Точность геометрических форм поверхностей детали или правильность геометрических форм – наибольшее приближение каждой из поверхностей детали к ее геометрическому представлению.

Различают три вида отклонений поверхностей деталей от их геометрических форм:

1) макрогеометрические отклонения, под которыми понимают отклонения реальной поверхности от правильной геометрической формы в пределах габаритных размеров этой поверхности; например, отклонение плоской поверхности от плоскостности, поверхности кругового цилиндра, конуса, шара от их геометрических представлений;

2) волнистость, представляющая собой периодические неровности поверхности, встречающиеся на участках протяженностью до 10 мм;

3) микрогеометрические отклонения (микронеровности), под которыми понимают отклонения реальной поверхности в пределах небольших ее участков.

Микрогеометрические отклонения называют шероховатостью поверхности. Выбирая тот или иной параметр шероховатости поверхностей детали, тем самым устанавливают допуск на микроотклонения поверхностей от геометрически правильной формы.

Рассмотренные выше показатели, характеризующие точность детали, целиком используются и для характеристики точности машины. Различие заключается только в том, что у детали все показатели точности относятся к поверхностям одной данной детали, у машины же они относятся к исполнительным поверхностям, принадлежащим различным связанным одна с другой деталям машины.

Поскольку исполнительные поверхности машины должны осуществлять относительное движение, необходимое для выполнения машиной ее служебного назначения, постольку одним из основных показателей, характеризующих точность машины, является точность относительного движения исполнительных поверхностей.

Под точностью относительного движения принимается максимальное приближение действительного характера движения исполнительных поверхностей к теоретическому закону движения, выбранному исходя из служебного назначения машины.

Точность относительного движения характеризуется величиной надлежащего отклонения, на которое в соответствии с изложенным ранее должен устанавливаться (как и на другие показатели точности) допуск.

Исходя из изложенного выше, точность машины характеризуется следующими основными показателями:

1) точностью относительного движения исполнительных поверхностей машины;

2) точностью расстояний между исполнительными поверхностями или заменяющими их сочетаниями поверхностей и их размеров;

3) точностью относительных поворотов исполнительных поверхностей;

4) точностью геометрических форм исполнительных поверхностей (включая макрогеометрию и волнистость);

5) шероховатостью исполнительных поверхностей.

В дополнение к основному показателю качества машины и ее деталей – точности – имеется ряд других. К ним, например, относится физико-химическое состояние и физико-механические свойства поверхностного слоя материала, из которого сделана деталь.

Под физико-механическими свойствами поверхностного слоя понимаются твердость, структурное состояние, характер и знак остаточных напряжений и др. В необходимых случаях на отклонения показателей каждого из этих свойств следует устанавливать надлежащие допуски исходя из служебного назначения детали в машине. Одной из задач технологии машиностроения является изготовление деталей, фактические отклонения которых не выходили бы из пределов всех установленных допусков.

Коэффициент полезного действия машин, как известно, представляет собой один из комплексных показателей, характеризующих как конструкцию машины, так и технологию ее изготовления. Поэтому при изготовлении машины данной конструкции колебания установленного для нее КПД зависят в наибольшей степени от качества изготовления машины. В соответствии с этим на величину КПД машины в практике многих заводов устанавливается надлежащий допуск.

К показателям качества машины относится ее производительность в смену (или в другой более длительный промежуток времени), выражаемая или в штуках продукции, отвечающей установленным качественным требованиям, или в других единицах измерений (кубометрах вынутого грунта и т. д.). Другими показателями качества являются расход горючего и смазки на единицу пути и ряд других.

К показателям, характеризующим качество машин, относится и легкость управления, которая для данной конструкции машины также зависит от качества ее изготовления. Например, при ручном управлении машиной необходимое усилие рабочего не должно быть выше 6-8 кГс, так как большее усилие недопустимо по условиям охраны труда. К показателям качества относятся надежность и долговечность машины.

Установление оптимальных на данном уровне развития техники (на определенный промежуток времени) допусков на каждый из рассмотренных выше показателей качества машины и ее механизмов представляет одну из наиболее ответственных задач машиностроения, имеющую большое народнохозяйственное значение. Действительно, с уменьшением допусков на показатели качества машины, например, на показатели, характеризующие ее точность, физико-механические свойства поверхности слоев материала и другие, машина будет работать экономичнее. Однако это вызовет, с одной стороны, увеличение затрат на ее изготовление, с другой – повышение расходов на эксплуатацию ввиду необходимости проведения более частых ремонтов для восстановления требуемого качества машины.

Таким образом, допуски на все показатели качества машины должны устанавливаться на основе технико-экономических расчетов, имеющих в виду достижение наименьших затрат общественно необходимого труда на решение задач, для выполнения которых создается данная машина. При этом не следует забывать, что средства производства непрерывно развиваются и совершенствуются, вследствие чего, с одной стороны, непрерывно растут требования к качеству машин, а с другой – создается возможность обеспечивать повышение качества с наименьшими затратами труда.

 

Методы получения заготовок

 

Получение заготовок литьем. Общие понятия

 

Литье - один из древнейших и наиболее распространенных способов изготовления изделий и заготовок для деталей машин и механизмов.

Литьем называют изготовление заготовок для изделий заполнением, заведомо изготовленных литейных форм, расплавленным металлом, сплавом или другим конструкционным материалом.

После кристаллизации и охлаждения металла или сплава изделие вытягивают из формы и передают на механическую обработку.

Отливками называют изделия, изготовленные литьем.

Литейные формы могут быть разовыми и многоразовыми.

Разовые формы используют лишь один раз для освобождения отливки от формы, затем последнюю разрушают.

Многоразовые формы используют сотни и тысячи раз; отливки вытягивают из формы вытряхиванием или выталкиванием.

Область машиностроения, которая занимается изготовлением изделий литьем, называют литейным производством.

Ни одна область машиностроения не обходится без деталей, изготовленных литьем. Доля деталей, изготовленных литьем, в машинах составляет около 50%, а в станках - около 80%. Литьем изготовляют блоки цилиндров и поршни двигателей внутреннего сгорания, лопатки газовых турбин и т.п.

Наибольшее количество отливок - около 70% общей массы - выливают из серого чугуна, далее идут стальные отливки, отливки из медных, алюминиевых и других сплавов.

Методы обработки заготовок

 

Обработка резанием.

 

Заданные формы, размеры и качество поверхностей деталей машин достигаются в основном обработкой резанием; обработку резанием разделяют на обдирочную, черновую, получистовую и чистовую. Для получения точных размеров и минимальной шероховатости поверхности применяют тонкую обработку.

Обдирка – предварительная обработка резанием заготовок, полученных литьем, ковкой или прокаткой. Обдирке подвергают крупные поковки и отливки. Обдиркой уменьшают пространственные отклонения и погрешности формы исходной заготовки.

Черновую обработку используют для заготовок, подвергавшихся обдирке, для крупных штампованных заготовок.

Получистовую обработку применяют, когда при черновой обработке не может быть удален весь припуск или когда к точности геометрических форм обрабатываемой заготовки и пространственным отклонением ее элементов предъявляются повышенные требования.

Чистовую обработку применяют либо как окончательную, либо как промежуточную под последующую отделку. Однократной чистовой обработке подвергают заготовки, полученные методами, обеспе