Организационно-технические задачи развития машиностроения

 

Машиностроение, как важнейшая отрасль промышленности, сохранит свою ведущую роль и на ближайшие годы в развитии народного хозяйства. Оно будет определять темпы перевооружения новой техникой все отрасли народного хозяйства и промышленности. Ведущую роль в машиностроении будет играть станкоинструментальная промышленность, производящая средства производства для машиностроительных заводов.

Необходимость непрерывного повышения производительности труда на основе современных средств производства выдвигает перед машиностроением новые ответственные задачи. Одна из главных задач заключается в повышении качества машин. Повышение надежности машин является актуальной задачей машиностроения. Ее решение обеспечит сокращение затрат на обслуживание, простой и ремонт машин, находящихся в эксплуатации. С повышением долговечности машин уменьшается их выпуск для народного хозяйства, что в свою очередь высвобождает производственные мощности машиностроительных заводов.

Одна из главных причин выхода машин из строя – это недостаточная износостойкость трущихся пар. Поэтому необходимо увеличить износостойкость машин проведением ряда конструктивных и технологических мероприятий. Другая задача заключается в дальнейшем развитии унификации и нормализации (а на последующих этапах и стандартизации) изделий и их элементов. Планомерно проводимая унификация и стандартизация изделий способствует специализации производства. При ограничении числа типоразмеров изделий определенного назначения минимальным ассортиментом наиболее совершенных образцов суживается номенклатура изделий при значительном увеличении программы их выпуска. Это позволяет шире применять средства автоматизации производства. Унификация и стандартизация элементов изделий должна дополняться разработкой типовых устройств и исполнительных механизмов, из которых в различных отраслях машиностроения по принципу агрегатирования можно компоновать машины разного целевого назначения. При конструировании новых машин эти мероприятия способствуют уменьшению количества специальных элементов и повышению коэффициента конструктивной преемственности, что значительно сокращает подготовку производства новых машин.

Специализация производства является важнейшим условием технического прогресса и рациональной организации общественного труда. Отраслевая и технологическая специализация производства повышают производительность труда и радикально улучшают структуру машиностроительной промышленности, способствуя концентрации производства конструктивно и технологически однородных изделий. Специализация производства увеличивает программу выпуска изделий, а это способствует повышению уровня технологии и применению высокопроизводительного оборудования.

Качество машин во многом зависит от качества исходных материалов, полуфабрикатов и комплектующих изделий, поступающих со смежных предприятий; поэтому вопросы качества не могут решаться только на определенном, конкретном предприятии, а перерастают в народнохозяйственную задачу. Специализация и кооперирование производства должны способствовать ее полному решению.

К технологическому оборудованию, кроме качества изготовления, предъявляются и другие требования. Оно должно быть высокопроизводительным, допускать быструю переналадку при изменении объектов производства, стабильно работать длительное время без регулировки и ремонта (особенно в условиях непрерывного потока), не требовать квалифицированного обслуживания. Необходимость облегчения труда и высвобождения рабочей силы выдвигает задачу полной автоматизации оборудования.

Большое значение имеет задача повышения технологичности конструкции производимых машин. Улучшение технологичности конструкции увеличивает выпуск продукции и снижает себестоимость ее изготовления при тех же средствах производства. Недооценка технологичности конструкции часто приводит к корректировке рабочих чертежей после их составления, к удлинению сроков подготовки и дополнительным издержкам производства.

Понятие технологичности конструкции машин распространяется не только на область их производства, но и на область эксплуатации. Конструкция машины должна быть удобной для обслуживания и ремонта. При конструировании машины нужно предусмотреть использование тех технологических методов, которые могут повысить ее надежность. Практика работы передовых предприятий показала, что лучше всего отрабатывать конструкцию изделия на технологичность в процессе создания самой конструкции. При этом достигаются деловой контакт и творческое содружество конструкторов и технологов.

Актуальна задача повышения и технологического обеспечения точности в машиностроении. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационных качеств машин и для построения технологического процесса их изготовления. С повышением точности увеличивается надежность машин. Повышение точности изготовления заготовок снижает трудоемкость механической обработки и сокращает расход материала из-за уменьшения припусков на ее выполнение. Повышение точности механической обработки сокращает трудоемкость сборки благодаря частичному или полному устранению пригоночных работ, обеспечивает взаимозаменяемость деталей машин, а это в свою очередь создает основу для организации поточной сборки. Важным условием производства машин на современном этапе и в будущем является не только надежное обеспечение необходимой точности, но и сохранение ее в течение заданного срока эксплуатации машин. Особое значение имеет точность при автоматизации производства. В этом случае необходимое качество продукции должно получаться не вследствие искусства рабочего, а в результате устойчивой и надежной работы технологического оборудования. С развитием автоматизации производства задача получения продукции стабильного качества становится все более актуальной. Ее решение должно базироваться на исследовании технологических факторов, влияющих на точность, тщательном изучении условий работы оборудования и оснастки, а также на изыскании новых прогрессивных технологических методов.

Установление заданной точности – ответственная задача конструктора. Точность определяется на основе анализа условий работы машины с учетом экономики ее изготовления и последующей эксплуатации, а также теоретических и экспериментальных данных по эксплуатации машин аналогичного типа. Точность изготовления должна назначаться исходя из эксплуатационных требований к машине, с учетом затрат на ее изготовление, сроков службы, а также расходов на ее эксплуатацию, если они зависят от точности изготовления. Для обоснованного решения вопроса о целесообразной точности изготовления машин необходимо в дальнейшем разрабатывать методики расчетов, собирать и систематизировать экспериментальные и производственные материалы в целях составления нормативов и справочных сведений для машин данного типа, в конкретных эксплуатационных и производственных условиях.

 

Технологические задачи

 

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. От принятой технологии производства зависят надежность работы машин, а также экономичность их эксплуатации. Развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.

Непрерывный рост отечественного машиностроения ставит перед технологами ряд дальнейших актуальных задач совершенствования заготовительных процессов для максимального приближения формы заготовок к конфигурации готовых деталей, повышения точности заготовок и улучшения качества их поверхностного слоя. От решения этих задач зависят расход материала на производимую продукцию, качество изготовленных деталей, количество брака в производстве, трудоемкость, себестоимость последующей обработки резанием и возможность ее автоматизации, длительность цикла изготовления машины в целом, а также ее себестоимость. Коэффициент использования материала при обработке деталей машин сравнительно невысок; в массовом производстве он равен 0,85; в серийном 0,7, а в единичном (включая тяжелое машиностроение) 0,5—0,6. Общий коэффициент использования материала, определяемый отношением массы детали к массе исходного материала, из которого выполняется заготовка (слиток, прокат для горячей штамповки), еще более низок (0,3 – 0,4). Заданное качество машин обеспечивается не только в сфере механосборочного производства. Его основы закладываются в заготовительных цехах. Для повышения качества деталей необходимо улучшать характеристики заготовок по всем качественным показателям (точность, износостойкость, структура, повышение статической усталостной прочности, устранение остаточных напряжений и др.), а также стабилизировать их, что важно для условий автоматизированного производства. Относительная трудоемкость основных этапов производственного процесса в машиностроении непрерывно перераспределяется. Трудоемкость сборки, имеющая тенденцию к дальнейшему росту, составляет 25 – 30%; трудоемкость обработки резанием достигает 40 – 50%, а возрастающая трудоемкость заготовительных процессов 20 – 25%. Таким образом, задача повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции заготовительных цехов приобретает большое значение. Основной путь решения этой задачи – совершенствование технологических процессов производства заготовок, их механизация и автоматизация. Для условий автоматизированного производства наиболее перспективны непрерывные технологические процессы. Они являются наилучшей основой создания комплексных автоматических линий для производства заготовок, а также линий, объединяющих изготовление заготовок и их последующую механическую обработку. B области технологии механической обработки актуальными задачами являются повышение точности обработки, качества поверхностей деталей машин, производительности и рентабельности, а также автоматизация процессов обработки, совершенствование и разработка новых прогрессивных методов и процессов.

Повышение точности обусловливается непрерывным ростом требований к новым машинам, а также тем, что основной объем механической обработки перемещается в область отделочных операций в связи с совершенствованием технологии изготовления заготовок. Точность повышается при увеличении и выравнивании жесткости технологической системы; уменьшении размерного износа режущих инструментов; сокращении погрешностей настройки технологической системы, уменьшении ее тепловых деформаций; создании адаптивных и самооптимизирующих систем управления точностью, а также установлении рациональных требований к точности станка и режущего инструмента. В каждом отдельном случае необходимо проанализировать возможности уменьшения первичных погрешностей обработки и определить суммарную погрешность. Развитие и совершенствование подобных расчетов важно в поточном и автоматизированном производстве для обоснования технологических решений, установления оптимальных допусков на промежуточные размеры заготовок и управления точностью.

На основе дальнейшего изучения качества поверхностей деталей машин должна быть разработана необходимая конструкторам методика установления оптимального качества, поверхности по всем его показателям (шероховатость поверхности, микротвердость и структура поверхностного слоя, остаточные напряжения в поверхностном слое) для заданных конкретных условий работы сопряженных деталей. Технологи должны обеспечивать целенаправленное формирование поверхностного слоя с заданными конструктором изделия стабильными свойствами методами технологического воздействия в процессе обработки. Нерешенной задачей остается разработка быстрых и эффективных методов производственной оценки качества поверхности по всем его основным показателям. Представляет интерес исследование технологического наследования свойств исходной заготовки готовой деталью и определение закономерностей технологического наследования для управления им при построении технологических процессов.

Производительность труда и рентабельность производства повышаются в результате изыскания методов интенсификации технологических процессов путем повышения режимов работы оборудования; применения многоинструментных наладок и многолезвийных инструментов, быстродействующих приспособлений; рационального построения операций обработки; уменьшения объема механической обработки путем применения более точных заготовок; развития поточных методов работы; изыскания новых и развития существующих высокопроизводительных и экономичных методов обработки (отделочной, упрочняющей, без снятия стружки, для труднообрабатываемых материалов – электрофизической и электрохимической). Приведенный перечень мероприятий при планомерном и комплексном их осуществлении позволяет значительно повысить производительность труда и снизить себестоимость выпускаемой продукции.

Расширение автоматизации производственных процессов позволит не только повысить качество продукции и снизить ее себестоимость, но и высвободить рабочую силу. Автоматизация должна проводиться не только в массовом, но также в серийном и единичном производстве. Основой для ее осуществления должны быть точные технико-экономические расчеты. В массовом и серийном производстве должны найти широкое применение полуавтоматы и автоматы, агрегатные станки, автоматические линии и системы машин, обеспечивающих механизацию и автоматизацию всех процессов производства, и особенно вспомогательных, транспортных и складских операций. Большое внимание должно быть уделено переналаживаемым средствам автоматизации и средствам групповой обработки. В единичном и мелкосерийном производстве необходимо широко использовать станки с программным управлением, в том числе многооперационные станки. Широко необходимо применять механизированные и автоматизированные технологические комплексы с автоматической системой управления от ЭВМ. В целях механизации и автоматизации тяжелых физических и монотонных работ получат большое распространение на всех участках производства автоматические манипуляторы с программным управлением. Развитие автоматизации вызовет разработку новых структурных схем и компоновок оборудования, а также дальнейшее совершенствование режущих инструментов и средств технического контроля.

Прогресс в машиностроении вызывает необходимость частой замены освоенных в производстве машин новыми, более совершенными. Подготовка производства новой машины, однако, требует длительного времени. Для ускорения разработки технологических процессов изготовления специальных деталей будут более широко использоваться вычислительные средства (ЭВМ), которые позволят решать частные и общие задачи проектирования. Они не только будут экономить время и затраты на проектирование, но позволят получить оптимальный вариант технологического процесса. Значительное время затрачивается на изготовление специальных приспособлений и другой оснастки. На этом этапе время сокращают, применяя типовую и обратимую оснастки, а также нормализацию и унификацию технологической оснастки и ее элементов. Получит развитие технология ускоренного изготовления специальной оснастки. Перестройка производства на выпуск новых изделий ускоряется при наличии гибкого быстропереналаживаемого оборудования и при возможности быстрой и легкой перестановки его в цехе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Барташев Л.В. Технико-экономические расчеты при проектировании и производстве машин. – М.: Машиностроение, 1973. – 304 с.

2. Беспалов Б.Л. и др. Технология машиностроения. – М.: Машиностроение, 1973. – 456 с.

3. Егоров М.Е. и др. Технология машиностроения. – М: Высш. Школа, 1976. – 534 с.

4. Картавов С.А. Технология Машиностроения. – К.: Высш. Школа, 1984. – 271 с.

5. Корсаков В.С. и др. Основы технологии машиностроения. – М.: Машиностроение, 1977. – 416 с.

6. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. – М.: Машиностроение, 1973.