книги / Основы технологии машиностроения

сопровождается лабораторными работами, экспериментально под­ тверждающими основные положения технологии машиностроения. В курсе излагаются также технологические требования, предъ­ являемые к конструктивному оформлению машин и их эле­ ментов.

В курсе «Основы конструирования приспособлений» излагаются принципиальные направления в проектировании высоко-эффектив­ ных, расширяющих возможности оборудования и облегчающих труд рабочего приспособлений, и изучаются методы расчетов, свя­ занных с их конструированием.

В курсе «Технология производства машин» рассматривается фактический и перспективный материал ведущих машиностроитель­ ных заводов и дается критический анализ этого материала на базе положений, изложенных в основах технологии машиностроения. Этот курс расширяет кругозор студентов в области технологии, развивает у них навыки критической оценки действующих техноло­ гических процессов, а также прививает навыки творческого решения технологических задач.

Курс «Основы проектирования машиностроительных цехов и заво­ дов» является логическим продолжением основ технологии машино­ строения и заключительным курсом в указанной совокупности технологических дисциплин. В этом курсе решаются задачи про­ странственного осуществления технологических разработок в произ­ водственных зданиях.

Прослушав этот курс, студенты проходят производственную преддипломную практику на машиностроительных заводах или в проектных организациях, соответствующих по своему профилю теме дипломного проекта.

Таковы в общих чертах объем и содержание курсов, входящих в технологию машиностроения.

Технология машиностроения широко пользуется как теорети­ ческими, так и прикладными науками, синтезируя содержащийся в них материал применительно к решению технологических задач. Наряду с этим синтезом создаются и развиваются путем система­ тизации и обобщения производственного опыта, а также в резуль­ тате специальных технологических исследований основные теоре­ тические положения технологии машиностроения, подводящие науч­ ную базу под разработку технологических процессов и дающие возможность обоснованного выбора технологических методов для конкретных условий.

Взаимосвязь технологических методов выполнения заготовок

ипоследующей их механической обработки создает широкие воз­ можности для различных технологических решений и их сочетаний

итребует комплексного решения вопросов построения технологии производства машин и их элементов. Например, возможная в ряде случаев замена сложной по конфигурации цельной детали сварной конструкцией, так же как и замена сборной конструкции единой

12 Введение

деталью, коренным образом изменяет технологию выполнения заго­ товки и обработки данного элемента машины.

Целесообразное комплексное решение технологических задач возможно лишь на базе глубокого изучения методов обработки машиностроительных материалов. Поэтому технология металлов как прикладная наука о технологических методах обработки метал­ лов имеет особое значение для технологии машиностроения.

В связи с развитием производства разнообразных пластмасс расширяется область использования пластмасс для изготовления заготовок и деталей машин; это дополнительно повышает роль технологии материалов в изучении технологии машиностроения.

В отличие от технологии металлов технология машиностроения предусматривает не изучение сущности процессов обработки мате­ риалов, а сравнительную характеристику различных технологиче­ ских методов обработки заготовок деталей машин в целях выбора

ицелесообразного применения тех или других технологических методов в зависимости от конкретных условий производства. Вместе

стем в технологии машиностроения излагается методика построения

ирасчета технологических процессов, что не является предметом изучения технологии металлов.

Характеризуя технологию машиностроения как науку, укажем, что предметом технологии машиностроения является учение об изготовлении машин заданного качества и в установленном произ­ водственной программой количестве при наименьших затратах живого и овещественного труда, т. е. при наименьшей себестоимости.

Одной из основных научных проблем технологии машиностроения является «изучение физических; химических и т. п. закономерностей хода технологических процессов и выявление тех параметров, воз­ действие на которые наиболее эффективно для интенсификации производства и повышения его точности. В исследованиях такого рода необходимо полностью перейти от приближенного описания происходящих явлений к математически строгим аналитическим выражениям и к понятиям и методам современной науки.» 1

Как прикладная наука, технология машиностроения имеет большое значение в подготовке специалистов для машинострои­ тельной промышленности, вооружая их знаниями, необходимыми не только для повседневной работы, но также и для творческой деятельности в области построения новой прогрессивной техно­ логии и создания конструкций, позволяющих применить при их производстве высокопроизводительные технологические методы.

1 Из решения Всесоюзной научно-производственной конференции ,3а пере­ довую технологию машиностроения и приборостроения», состоявшейся в Москве в январе 1958 г.

ГЛАВА /

ПОНЯТИЯ ОБ ИЗДЕЛИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

ВМАШИНОСТРОЕНИИ

§1. ИЗДЕЛИЕ И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ

Изделие как продукт конечной стадии производства. Элементы изделия. Детали

машиностроительного производства.

Изделием может быть не только законченная сборкой машина, но и узел и даже деталь, в зависимости от того, что является объектом данного производства. Например, для автомобильного завода изде­

соединение двух или нескольких деталей, независимо ог рода соеди­ нений (разъемных, неразъемных); характеризующим признаком узла с технологической точки зрения является возможность его сборки обособленно от других элементов изделия.

Механизм изделия, определяемый функциональным его назна­ чением, не является узлом с точки зрения процесса производства, если он не может быть собран обособленно от других элементов изделия, например, распределительный механизм двигателя не будет узлом, если его нельзя собрать отдельно от других элементов дви­ гателя.

Нанесение на поверхность детали металлического или неметал­ лического покрытия не превращает ее в узел, так как процесс покры­ тия заключается в нанесении материала на деталь, а не в сборке отдельно изготовленных деталей.

14 Понятия об изделии и технологическом процессе в машиностроении

При построении процессов сборки целесообразно разделять узлы изделий на группы и подгруппы.

Г р у п п о й назовем узел, входящий непосредственно в изделие. П о д г р у п п о й назовем узел, входящий в изделие в составе

группы.

Такой входящий непосредственно в группу узел назовем под­ группой первого порядка. В других случаях узел входит в группу в составе подгруппы, причем в зависимости от взаимосвязи с груп-

Детали Детали Детали

пой различают подгруппы разных порядков. Узел, входящий непо­ средственно в подгруппу первого порядка, назовем подгруппой второго порядка и т. д.

Любой узел в зависимости от его конструкции может состоять либо из отдельных деталей, либо из узлов низших порядков и деталей.

Построение процессов сборки машин значительно упрощается при целесообразном расчленении их на элементы.

На фиг 7 приведена |1—3| простая и удобная схема расчленения

обозначается прямоугольником, разделенным на три части; в верх­

с номерами и индексами, присвоенными деталям и узлам на чертежах и в спецификациях. При индексации узлов перед индексом ставят буквы «Сб» (сборка).

Основной элемент (деталь или узел), с которого начинается сборка называется б а з о в ы м .

Процесс комплектования машины и каждого из ее узлов пока­ зывается в виде прямой линии, к которой в соответствующих местах примыкают прямоугольники, обозначающие элементы.

Начинается каждая линия базовым элементом, а заканчивается собранной машиной или узлом. С левой стороны линии, в направле­ нии от базового элемента к собранному узлу или изделию, наносятся в порядке последовательности сборки все детали, непосредственно входящие в машину или узел, за исключением базовой; с правой ее стороны — все узлы, кроме базового, непосредственно входящие

вмашину или узел высшего порядка.

Всовременном машиностроении сборка расчленяется на общую

иузловую.

Под общей понимают сборку законченных машин; иногда это понятие распространяют условно на сборку сложных групп; под узловой обычно понимают сборку подгрупп и несложных групп.

При этом целесообразно строить отдельные технологические схемы для общей сборки машины и для каждого из ее узлов: схемы узловой

в конечном итоге узлы, состоящие только из деталей. На фиг. 8- показано построение технологических схем общей и узловой сборки изделия, расчленение которого на элементы дано на фиг 7.

Технологические схемы сборки снабжаются дополнительными надписями, определяющими содержание сборочных операций, когда оно не диктуется самой схемой. В качестве примера на фиг 9 дан сборочный чертеж станины токарного станка, а на фиг. 10 показана технологическая схема ее сборки.

Технологические схемы сборки показывают порядок комплекто­ вания изделий и узлов; они значительно упрощают проектирование процессов сборки, вносят определенную стройность в их выполнение и, кроме того, служат также для оценки конструкции изделия с тех­ нологической точки зрения.

Одним из конструктивных преимуществ любого сложного изде­ лия является возможность его сборки из предварительно собранных узлов, так как в этом случае общей сборке благоприятствуют два весьма существенных обстоятельства. Во-первых, собранный узел устанавливается на собираемое изделие после технического кон­ троля качества его сборки, а если требуется, то и после предвари­ тельного испытания узла; это значительно повышает качество общей

18 Понятия об изделии и технологическом процессе в машиностроении

обнаруживаются возможные конструктивные неувязки, усложняю­ щие процесс сборки.

Предварительно собранный узел, требующий частичной или полной разборки при его окончательной установке, назовем к о м п ­ л е к т о м , в отличие от узлов (групп и подгрупп), устанавливае­ мых в собранном виде; например, поршень с шатуном в сборе будет комплектом, гак как эгог узел предварительно собирают и проверяют на контрольном приспособлении, а при сборке двигателя крышку шатуна снимают для соединения его с мотылевой шейкой колен­ чатого вала.

Технологическая схема сборки комплекта составляется так же, как и для любого узла (группы или подгруппы), а на схеме сборки, в которую входит комплект, делают соответствующую пояснитель­ ную надпись. В рассматриваемом случае у комплекта (состоящего из поршня с шатуном в сборе) должно быть записано: «отвернуть гайки стяжных болтов, снять крышку шатуна, соединить шатун с шейкой коленчатого вала, проверить прокладки, посадить на болты

которым понимают соединение нескольких разнотипных машин, устройств или аппаратов в одно целое для эффективной совместной работы: например, турбогенератор — объединенная установка паро­ вой турбины и электрического генератора и т. п.

Термин «агрегат» применяется также для обозначения отдельных вспомогательных элементов машины, таких, например, как карбю­ ратор, который можно рассматривать как агрегат двигателя вну­ треннего сгорания, а также нормализованных укрупненных узлов; примером могут служить агрегатные станки — специальные станки, конструируемые из набора различных нормализованных укрупнен­ ных узлов — агрегатов.

§2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ

ВМАШИНОСТРОЕНИИ

Понятие о производственном процессе и его элементах. Технологический про­ цесс и его элементы — технологическая операция, установ и позиция; технологи ческий переход, понятие о проходе; расчленение перехода на приемы.

Понятия о массовом, серийном и единичном производствах, поточном методе работы и темпе работы поточной линии.

Производственный процесс в условиях социалистического хозяй­ ства представляет собой совокупность действий, в результате кото­ рых материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую про­ дукцию, соответствующую своему назначению и обеспечивающую

По основному экономическому закону социализма средством для максимального удовлетворения постоянно растущих потребностей

общества является непрерывный рост и совершенствование социа­ листического производства на базе высшей техники.

Производственный процесс в машиностроении охватывает под­ готовку средств производства и организацию обслуживания рабочих мест; получение и хранение материалов и полуфабрикатов; все стадии изготовления деталей машин; сборку узлов и изделий; тран­ спортировку материалов, заготовок, деталей и узлов в процессе производства и готовых изделий в экспедицию или на склад готовой продукции; технический контроль на всех стадиях производства, включая испытание узлов и готовых изделий; разборку собранных узлов и изделий, когда необходимость этого диктуется их весом и габаритами; упаковку готовой продукции и другие действия,

ственного процесса, непосредственно связанную с последователь­ ным изменением состояния предмета производства.

Так, технологический процесс механической обработки пред­ ставляет собой часть производственного процесса, непосредственно связанную с последовательным изменением состояния заготовки, т. е. геометрических форм, размеров и качества ее поверхностей, до получения готовой детали соответствующей предъявляемым к ней требованиям. Для обработки заготовки ее необходимо установить соот­ ветствующим образом на станке и закрепить. После обработки заго­ товку надо открепить и снять со станка. Эти действия (установка и снятие заготовки, пуск и остановка станка и т. п.) не вызывают непо­ средственного изменения геометрических форм, размеров и качества поверхностей заготовки; однако они настолько неразрывно связаны с выполнением обработки, что не могут быть отделены от технологи­ ческого процесса.

Аналогично технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, непосредственно связанную с пос­ ледовательным соединением элементов изделий в узлы (узловая сборка), групп и отдельных деталей в изделие (общая сборка).

Для того чтобы соединить элементы изделия, также необходимо произвести ряд вспомогательных действий, неразрывно связанных с процессом соединения элементов и относящихся к технологиче­ скому процессу сборки (например, установить базовую деталь

всборочное приспособление, взять гайковерт и навести его на гайку

ит. п.).

Впроцессе термической обработки, например, происходят струк­ турные превращения, изменяющие свойства материала детали.

Технологический процесс выполняется на рабочих местах. Р а б о ­

20Понятия об изделии и технологическом процессе в машиностроении

иохватывающая все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими совместно обрабатываемыми или собираемыми предметами.

Например, при станочной обработке операция включает все действия рабочего, управляющего станком, а также автоматические движения узлов станка, осуществляемые в процессе обработки поверхностей заготовки до момента снятия ее со станка и перехода к обработке другой заготовки. При этом вместо одной заготовки могут быть установлены для одновременной обработки несколько заготовок (станкопартия или установочная партия).

Операция может быть выполнена за один или несколько установов. У с т а н о в о м называется часть операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемого

•узла.

Например, одновременная центровка обоих торцов валика на дву­ стороннем центровальном станке является одной операцией, выпол­ няемой за один установ. Последовательная центровка торцов того же «алика на одностороннем центровальном станке является также -одной операцией, но выполняемой уже за два установа, так как после центровки одного торца валика он устанавливается другим торцом к шпинделю станка и заново закрепляется.

Обрабатываемая заготовка или собираемый узел, находясь в приспособлении, могут менять свое положение относительно рабочих элементов оборудования путем поворотных устройств;

вэтом случае они будут занимать различные позиции.

По з и ц и е й называется каждое из различных положений

токарном автомате, при каждом повороте шпиндельного барабана занимает новую позицию.

Операция может быть выполнена за один или несколько пе­ реходов.

П е р е х о д о м называется часть операции, включающая обра­ ботку одной поверхности одним или несколькими одновременно действующими инструментами при неизменном режиме работы станка.

При изменении обрабатываемой поверхности или инструмента при обработке той же поверхности или изменении режима работы станка при обработке той же поверхности и тем же инструментом возникает новый переход.

Применительно к сборке переход характеризуется неизменностью сопрягаемых поверхностей и применяемого при этом инструмента.

При обработке резанием переход может быть выполнен за один или несколько п р о х о д о в . При каждом проходе, т. е. переме­ щении рабочего инструмента по обрабатываемой поверхности в напра­ влении подачи, удаляется новый слой материала. При этом все