Основные понятия и определения технологии машиностроения

Технология машиностроения – это наука об изготовлении изделий требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьших затратах труда, т.е. при наименьшей себестоимости.

Задачи технологии машиностроения как предмета:

• повышение качества изделий;
• уменьшение трудоемкости, себестоимости и материалоемкости изготовления и ремонта изделий;
• внедрение механизации и автоматизации производства;
• снижение сроков подготовки производства новых технологических процессов.

Машина – это механизм или сочетание механизмов, осуществляющие целесообразные движения для преобразования энергии или производства определенного объема работ. Изделие – это предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Изделием может быть машина, сборочный узел или деталь в зависимости от выпускаемой данным предприятием продукции. Так, например, для одного предприятия изделием может быть полуавтомат, а для другого – вал. Помимо изделий основного производства возможно получение на том же предприятии изделий вспомогательного производства.

Существуют детали с покрытиями и без покрытий. При сборке детали сопрягаются с другими деталями по поверхности, образуя сопряжения. В зависимости от сборки поверхности детали имеют различное назначение: они могут быть сопрягаемыми и несопрягаемыми, функциональными и нефункциональными. Особое внимание в технологии машиностроения уделяется обработке функциональных поверхностей, их называют иначе исполнительными, или рабочими. Функциональные поверхности – это поверхности, при непосредственном участии которых деталь выполняет свое служебное назначение, поэтому часто они отличаются более высокой точностью обработки и низкой шероховатостью поверхности. Несопрягаемые и нефункциональные поверхности называют «свободными».

Сборочная единица (сборочный узел) – разъемное или неразъемное соединение частей изделия. Сборочный узел представляет собой обособленную часть изделия, которую можно собрать отдельно от других частей. В зависимости от положения сборочной единицы в изделии различают их порядок: сборочные единицы, входящие в процессе сборки прямо в изделие, называют сборочными единицами первого порядка; сборочные единицы, которые входят в сборочные единицы первого порядка – сборочные единицы второго порядка и т.д.

Сборочный комплект – группа составных частей изделия, которые необходимо передать на рабочее место для сборки изделия или его узла. Комплекс – это два или более изделия, соединенных на предприятии – изготовителе сборочными операциями, и которые предназначены для выполнения взаимосвязанных функций. Комплект – это два или более изделия, которые не соединены на предприятии – изготовителе сборочными операциями и представляют собой набор изделий, которые имеют в эксплуатации общее вспомогательное назначение.

Комплектующие изделия – это изделие предприятия-поставщика, применяемое как собственная часть изделия, выпускаемого предприятием изготовителем. Для того чтобы превратить исходные материалы и сырье в готовое изделие, нужно выполнить комплекс работ: доставить материалы и сырье на предприятие, организовать их хранение, изготовить из материалов заготовки, обработать заготовки на станках, собрать изделия, произвести окраску, маркировку и упаковку. В процессе изготовления деталей и сборки изделий возникает необходимость их транспортирования от станка к станку, из цеха в цех, следует их хранить, предохранять от коррозии, а также контролировать качество деталей на разных стадиях изготовления.

Весь комплекс работ по превращению сырья и материалов в готовое изделие называется производственным процессом. Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном производстве для изготовления или ремонта выпускаемых изделий (все службы включает полностью: основные, непосредственно связанные и изготовлением деталей, и сборкой машины, процессы и вспомогательные: перемещения материалов и деталей, контроль на всех стадиях производства, изготовление инструмента, его заточка, изготовление приспособлений).

Производственный процесс делят на этапы: изготовление заготовок, обработка заготовок, сборка узлов, сборка машины, регулировка узлов, окраска и отделка. В соответствии с ГОСТ 3.1109-82 технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

Технологический процесс выполняется на рабочих местах. Рабочим местом называют участок производственной площади, оборудованной в соответствии с выполняемой на нем работой. Технологический процесс – это последовательное изменение конфигурации, размеров и свойств материала или полуфабриката в целях получения детали или изделия в соответствии с техническими условиями.

В зависимости от назначения и содержания различают основные и вспомогательные технологические процессы. Основной технологический процесс включает в себя последовательное изменение формы, размеров, конфигурации или механических, физических или других свойств предмета производства. К вспомогательным технологическим процессам относятся процессы, не изменяющие изделие, например, испытания.

Технологический процесс делится на технологические операции. Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (ГОСТ 3.1109 – 82). Технологическая операция является основной единицей производственного планирования, а также учета. На основе технологических операций устанавливается трудоемкость изготовления изделий, определяются нормы времени и расценки; рассчитывается требующееся количество рабочих, оборудования, приспособлений и инструментов; определяется себестоимость обработки; осуществляется календарное планирование производства и производится контроль качества продукции и сроков выполнения работ.

Кроме технологических операций в состав технологического процесса в ряде случаев включаются вспомогательные операции, не изменяющие размеров, формы, внешнего вида или свойств обрабатываемого изделия, но необходимые для осуществления технологических операций, к таким операциям относятся, например, контрольные, транспортные, маркировочные и другие.

Кроме технологических переходов, каждая операция включает в себя вспомогательные переходы. Вспомогательный переход – это законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров, а также шероховатости поверхностей изделий, но необходимы для выполнения технологической операции. К вспомогательным переходам относятся, например, установка и снятие детали со станка, замена инструмента и т. п. Каждый технологический переход включает в себя один или нескольких рабочих ходов.

Технологический переход, кроме рабочего хода, может иметь в своем составе вспомогательный ход. Вспомогательный ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно изделия, которая не сопровождается изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств изделия, но необходимая для осуществления рабочего хода. Прием – это определенная совокупность действий человека, применяемая при выполнении перехода или его части и объединенная одним назначением. При выполнении операции деталь очень часто приходится устанавливать и закреплять несколько раз, т. е. выполнять несколько установов.

Установ — это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемого изделия или собираемой сборочной единицы. Обрабатываемое изделие или сборочная единица, закрепленные в приспособлении, могут занимать несколько последовательных положений относительно инструмента, т. е. позиций. Позиция – это фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленным обрабатываемым изделием или собираемой сборочной единицей вместе с подвижной частью приспособления относительно инструмента или станка при выполнении определенной операции или ее части.

Концентрация операций – соединение несколько простых технологических переходов в одну сложную операцию (объединение черновой и чистовой операций), таким образом, технологический процесс, построенный по принципу концентрации операций, состоит из небольшого числа укрупненных операций, повышается точность взаимного расположения поверхностей, возрастает производительность обработки за счет совмещения переходов и основного времени, упрощается календарное планирование. Но также, возрастают требования к точности и техническим возможностям оборудования и квалификации рабочих.

Под служебным назначением изделий понимают конкретно сформулированную задачу, для решения которой предназначено изделие. Для того чтобы машина соответствовала своему служебному назначению, она должна обладать необходимым для этого качеством. Качество продукции (ГОСТ 15467–79) – совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением. Качество машины – это совокупность ее свойств, определяющих соответствие ее служебному назначению и отличающих данную машину от других.

Качество изделия характеризуется, как правило, не одним показателем, а их совокупностью, на каждый из которых должна быть установлена определенная количественная величина с допуском на ее отклонения, которая определяется экономичностью выполнения машиной ее служебного назначения. Например, качество транспортного средства может оцениваться его грузоподъемностью, вместимостью, маневренностью, экономичностью, технологичностью и другими показателями. Качество поверхности детали характеризуется, например, шероховатостью, волнистостью, твердостью, износостойкостью и другими показателями.

Качество изделия характеризуется тремя группами показателей:

• технический уровень изделия (мощность, коэффициент полезного действия, производительность, грузоподъемность, маневренность, экономичность и т.д.), уровень унификации и нормализации;
• производственно-технологические показатели (показатели технологичности конструкции, узлов, деталей), которые позволяют оценить эффективность конструктивных решений и обеспечение оптимальных затрат труда и средств на изготовление изделия, т.е. трудоемкость и себестоимость;
• эксплуатационные показатели: показатели надёжности (долговечность, ремонтопригодность, долговечность и т.д.); эргономические показатели (удобство расположения рабочих органов, обзорность, уровень вибраций и шума и т.д.); эстетические показатели; экологичность эксплуатации.

К эксплуатационным показателям относятся показатели, характеризующие продукцию машиностроения по выходным (эксплуатационным) свойствам, которые зависят от служебного назначения конкретного изделия. Одним из важнейших показателей этой группы является надежность. Совокупность эксплуатационных показателей закладывается конструктором на этапе проектирования изделия. Различают единичные и комплексные показатели. Применяют интегральный показатель уровня качества изделия как относительную характеристику, основанную на сравнении показателей качества данного изделия с соответствующими показателями аналогов лучших отечественных и зарубежных образцов.