О.У. Захаркін
Технологічні основи машинобудування
Навчально-методичний посібник
для студентів професійно-кваліфікаційного рівня "БАКАЛАВР" за напрямом підготовки 6.0902
“Інженерна механіка”
усіх форм навчання
Суми Вид-во СумДУ 2004
| ББК | 34.5я78 |
| З-38 | |
| УДК 621.7 (075.8) |
Рецензенти:
д-р техн. наук, професор О. М. Коробочка
д-р техн. наук, професор С. В. Ковалевський
Рекомендовано до друку вченою радою
Сумського державного університету
Захаркін О.У.
З-38 Технологічні основи машинобудування: Навчально-методичний посібник. – Суми: Вид-во СумДУ, 2004. – 98 с.
ISBN 966-657-019-Х
Посібник призначений для підвищення якості та ефективності навчання студентів професійно-кваліфікаційного рівня "БАКАЛАВР" за напрямом підготовки 6.0902 "Інженерна механіка", що вивчають дисципліну "Технологічні основи машинобудування". В ньому висвітлені питання, які є базою для вивчення теоретичних та практичних питань технології виготовлення та складання виробів у різних типах виробництва. Посібник буде корисним для інженерів-виробничників, які підвищують свою кваліфікацію у галузі технології виготовлення та складання машин і механізмів
ISBN 966-657-019-Х ББК 34.5я78
© О.У. Захаркін, 2004
© Вид-во СумДУ, 2004
Зміст
ТЕМА 1 ВСТУП. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ
с.
1.1 Вступ в науку "Технологія машинобудування".............................................5
1.2 Основні поняття і визначення..........................................................................8
1.2.1 Види виробів. Побудова технологічної схеми складання..........................8
1.2.2. Види і типи виробництв і їх характеристики............................................11
1.2.3. Технічна і технологічна підготовка виробництва....................................12
1.2.4. Виробничій і технологічний процеси........................................................13
1.3 Класифікація технологічних процесів і форми технологічної
документації.....................................................................................................18
1.4 Форми і принципи організації технологічних процесів механічної обробки і складання...............................................................................................20
1.4.1 Форми організації технологічних процесів механічної обробки............ 20
1.4.2 Форми організації технологічних процесів складання............................21
ТЕМА 2 ОСНОВИ БАЗУВАННЯ
2.1 Класифікація поверхонь.................................................................................26
2.2 Основи базування виробів...........................................................................26
2.3 Класифікація баз і приклади їхньої реалізації..........................................27
2.4 Умовні позначення баз у технологічній документації................................ 34
2.5 Типові позначення схем базування на операційних ескізах....................35
2.6 Правила вибору баз.........................................................................................38
ТЕМА 3 ТОЧНІСТЬ І ЯКІСТЬ У МАШИНОБУДУВАННІ
3.1 Точність та її показники щодо деталей машин.............................................40
3.2 Економічна і досяжна точність...................................................................43
3.3 Методи досягнення точності при механічній обробці і
складанні..........................................................................................................44
3.3.1 Методи досягнення точності при механічній обробці........................44
3.3.2 Методи досягнення точності замикаючої ланки при складанні.......46 3.4 Основні чинникі, що впливають на точність обробки................................ 50 3.4.1 Похибка установки заготовки εу перед обробкою...................................51 3.4.2 Геометричні похибки верстата ∆ верст.................................................... 52 3.4.3 Похибка налагодження верстата ∆н..........................................................52 3.4.4 Похибка від температурних деформацій ∆t елементів Т- системи........53 3.4.5 Похибка від зносу різального інструмента ∆зн.........................................53
3.4.6 Похибкавідпружних деформацій ∆ пр елементів Т –системи................54
3.5 Шорсткість поверхні і методи її цінки.........................................................55
3.6 Вплив якості поверхні на експлуатаційні властивості
деталей машин...............................................................................................58
3.7 Технологічні методи підвищення якості поверхні......................................63
ТЕМА 4 ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
4.1 Основні принципи проектування технологічних процесів......................73
4.2 Вихідна інформація для проектування технологічних процесів...........73
4.3 Основні етапи і послідовність проектування технологічних
процесів.......................................................................................................74
4.3.1 Методи проектування технологічних процесів.........................................74
4.3.2Визначення типу виробництва, такту випуску і партії запуску...............76
4.3.3Відпрацювання конструкції виробу на технологічність...........................78
4.3.4 Вибір cпособу виготовлення вихідної заготовки......................................80
4.3.5 Призначення припусків на обробку поверхонь.........................................81
4.3.5.1 Вихідні дані для розрахунку припусків..................................................84
4.3.5.2 Методи визначення припусків................................................................85
4.3.5.3 Сутність дослідно – статистичного методу...........................................85
4.3.6 Формування маршруту обробки заготовки...............................................86
4.3.7 Вибір верстатів, пристосувань, інструментів............................................89
4.3.8 Технічне нормування виконання операцій................................................93
Список літератури.................................................................................................96
ТЕМА 1 ВСТУП. СНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ
1.1 Вступ в науку "Технологія машинобудування".
1.2 Основні поняття і визначення.
1.2.1 Види виробів. Побудова технологічної схеми складання.
1.2.2. Види і типи виробництва і їх характеристики.
1.2.3. Технічна і технологічна підготовка виробництва.
1.2.4. Виробничий і технологічний процеси.
1.3 Класифікація технологічних процесів і форми технологічної документації.
1.4 Форми і принципи організації технологічних процесів механічної обробки і складання.
1.1 Вступ в науку "Технологія машинобудування"
Будь-яка галузь народного господарства, виконуючи роботи з видобутку корисних копалин, їхньої переробки або виготовлення необхідної продукції, не може обійтися без машин, механізмів, приладів і іншої продукції машинобудування. У зв'язку з особливою важливістю цієї галузі у всіх розвинутих країнах темпи її зростання завжди були вищими за темпи зростання промисловості в цілому.
Один із видатних вчених-технологів професор Б.С.Балакшин назвав машинобудування головним технологом усіх галузей народного господарства. У зв'язку з цим ця галузь повинна на базі новітніх досягнень науки і техніки безупинно розробляти нові технологічні процеси, для здійснення яких потрібно створювати і випускати в необхідних кількостях знаряддя виробництва і машини, що відповідають своєму службовому призначенню при найменшій собівартості.
Технологія машинобудування - галузь науки, що займається вивченням закономірностей, що діють у процесі виготовлення машин, із метою використання цих закономірностей для забезпечення якості машин при найменшій собівартості.
За деякими даними слово "технологія" запозичене з грецької мови (techne - мистецтво, майстерність; logos - навчання, наука) і в перекладі означає - наука про майстерність або навчання про ремісниче мистецтво.
Розвиток технології машинобудування як науки пов'язаний з появою великої промисловості. Історичний шлях розвитку й удосконалювання технології машинобудування є темою самостійного дослідження і може скласти цілий розділ історії розвитку людського суспільства. Початок придбання людиною навичок і знань з обробки матеріалів і виготовлення з них виробів можна сміливо віднести до часів первісного суспільства. Протягом багатьох століть відбувалося накопичення цього досвіду. У минулому технологія машинобудування одержала найбільший розвиток у
майстернях і заводах, де виготовлялися різні види зброї в кількостях, більших, ніж будь-які інші вироби. Історія зберігає багато унікальних досягнень технології. Практично у всіх історичних музеях можна побачити колекції стародавньої зброї. Більше 400 років знаходиться у Московському Кремлі відомі Цар-гармата масою 40 тонн, відлита Андрієм Чоховим у 1587році, і Цар-дзвін масою 200 тонн, виготовлений знаменитими ливарниками Іваном і Михайлом Моторіними в першій половині ХVIII століття. У 1761 році на Тульському заводі рушниць вперше у світі було розроблено та впроваджено виготовлення взаємозамінних деталей і їхній вимір калібрами.
Розвитком технології машинобудування займалися багато видатних особистостей: А.К. Нартов (1693-1756), М.В. Ломоносов (1711-1765) і багато інших. Як правило, це були різнобічно досвідчені люди. Наприклад, А.К. Нартов - "Петра Великого механік і токарного мистецтва вчитель" не тільки сам винаходив верстати, у тому числі і токарний верстат із механічним супортом, машини для монетного двору, механізм для підйому Цар-дзвона, що важить майже 200 т., але й у 1742-1743 р. керував Академією наук і мистецтв. Різноманітність таланту М.В. Ломоносова представляти не має смислу. Ім'я цього генія відоме всім ще зі шкільної лави.
Накопичений досвід був вперше описаний професором Московського університету І.В. Двигубським, що випустив у 1807 році книгу "Початкові підстави технології або короткий опис робіт на заводах і фабриках виконуваних".
Подальше узагальнення досвіду і розвиток технології машинобудування пов'язане з виходом капітальної праці професора І.І.Тіме (1838-1920 р.) - "Основа машинобудування, організація машинобудівних фабрик у технічному та економічному відношенні і виробництво робіт на них", що була надрукована у 1885 році у трьох томах. Наукова праця професора
А.П. Гавриленка (1861-1914 р.) "Технологія металів" довгі роки була основним курсом підготовки декількох поколінь російських інженерів.
І все ж таки основні досягнення технологічної науки припадають на
20 століття. Передумовами цьому є бурхливий розвиток промисловості, поява мережі проектних інститутів, збільшення мережі вищих і середніх спеціальних закладів, шкіл ФЗН, курсів майстрів і робітників. Одним із головних основоположників науки “Технологія машинобудування” є проф. А.П. Соколовський. Його перші наукові праці вийшли у 1930-1932 р.р. В цей же час з'являються праці професорів О.І. Каширіна і В.М. Кована, що узагальнили досвід автотракторної промисловості. У 1933 році професор Б.С. Балакшин публікує результати своїх теоретичних досліджень з теорії розмірних ланцюгів, що забезпечило підвищення якості і точності виготовлення машин. Початок науковому аналізу причин виникнення похибок обробки і складання поклали праці професорів М.А. Бородачева, К.В. Вотинова, А.А. Зикова, А.Б. Яхіна й інших вчених. У 1959 р. вийшов з
друку добре відомий підручник професора В.М.Кована "Основи технології машинобудування", що містив основні наукові положення технології, загальні для різних машинобудівних галузей.
На розвиток технології машинобудування (ТМБ) робили і роблять істотний вплив досягнення видатних фахівців інших суміжних наук. Найбільш відомими з них є такі видатні особи.
В.І. Дикушин - академік, Герой Соціалістичної праці, керівник проекту агрегатування верстатів, головний інженер проекту першого автоматизованого заводу поршнів, директор інституту ЕНІМВ;
Л.Ф. Верещагін - академік, Герой Соціалістичної праці, керівник робіт, що привели до створення у 1960 р. штучних діамантів;
В.Н. Бакуль - академік, Герой Соціалістичної праці, керівник робіт із реалізації промислового синтезу діамантів. У Києві створений Інститут надтвердих матеріалів ім. В.Н. Бакуля.
Є.О. Патон - академік, Герой Соціалістичної праці, один із творців Дрезденського вокзалу, фахівець-мостобудівник. У 60 років змінює напрямок наукових інтересів і займається електрозварюванням. Організатор першого у світі Інституту електрозварювання в м. Києві, що нині носить його ім'я. У 70 років винайшов спосіб зварювання під флюсом. У 80 років (1950 р.) керує проектуванням і будівництвом першого в країні суцільнозварного моста через Дніпро. Міст названий ім'ям Є.О.Патона.
Л.М. Кошкін – академік, автор створення обладнання принципово нового типу – роторних та роторно-конвеєрних ліній, в яких процеси обробки заготовок проводяться в процесі їх транспортування.
А.О. Маталін – д-р.техн.наук, проф. – започаткував школу з дослідження технологічних засобів забезпечення якості поверхні і вивчення їх впливу на експлуатаційні характеристики деталі.
В.С. Корсаков – д-р.техн.наук, проф. - розробляв теоретичні питання проектування пристосувань, розрахунку точності технологічних процесів, питання їх автоматизації.
Б.С. Балакшин – д-р.техн.наук, проф. - лауреат Ленінської премії 1972 року, як вже згадувалося вище, родоначальник розмірного аналізу, керівник робіт з адаптивного керування верстатами.
С.П. Митрофанов – д-р.техн.наук, проф. - лауреат Ленінської премії 1957 року, автор ідеї групової форми організації серійного виробництва як розвиток ідеї професора А.П. Соколовського щодо типізації технологічних процесів.
Г.К. Горанський - чл.-кор. АН БРСР - один із перших ідеологів створення систем автоматизованого проектування технологічних процесів (САПР ТП).
Цей перелік найвизначніших вчених в області ТМБ можна продовжувати. В даний час наукові дослідження в цій сфері проводяться в багатьох дослідницьких і навчальних закладах різних міст України, Росії, а також в інших містах як ближнього, так і далекого зарубіжжя.
