Лекция №2 по дисциплине; Технология машиностроения

Лекция №2 по дисциплине «Технология машиностроения»

Лекция 2

План

1. Структура технологического процесса.

2. Элементы технологической операции и характеристика технологического процесса.

3. Технологическая характеристика различных типов производства.

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

Любая технология представляет собой совокупность приемов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий.

Важнейшими задачами технологии являются изучение и разработка схем технологических процессов, а также выбор способа производства, т. е. последовательного изложения процессов (операций), протекающих в соответствующих аппаратах в оптимальных условиях.

Технологическими процессами называют операции получения, обработки, переработки, транспортировки, складирования, хранения, которые являются основной составляющей частью производственного процесса.

Технологический процесс характеризуется комплексом химических, физико-химических и биохимических превращений, осуществляемых в специальном оборудовании.

Различают элементарные и сложные технологические процессы. Обычно сложный процесс состоит из ряда элементарных, которые делятся на 5 основных групп:

  • гидродинамические (фильтрование жидкостей или газов, перемешивание и др.);
  • тепловые (нагревание, охлаждение, замораживание, размораживание, выпаривание, конденсация, сублимация);
  • массообменные (экстракция, сушка, адсорбция и др.);
  • химические (связаны с превращением веществ и изменением их свойств. К этой группе относятся биохимические и микробиологические процессы, характерные для пищевой технологии);
  • механические (измельчение твердых материалов, гомогенизация, очистка сырья и др.).

Технологические процессы могут быть периодическими и непрерывными.

Технологические процессы называют периодическими, когда исходные компоненты загружают в аппарат, где протекает процесс, после чего полученные продукты выгружают и аппарат загружают вновь. В камерах для замораживания и охлаждения пищевых продуктов осуществляется периодический технологический процесс.

В непрерывном процессе загрузка сырья и выгрузка продукта производятся непрерывно. При этом все стадии процесса протекают одновременно, в разных точках объема аппарата температура, давление и другие параметры процесса, как правило, остаются неизменными во времени.

Применение непрерывных процессов позволяет значительно повысить производительность оборудования, облегчает автоматизацию и механизацию производства и дает возможность улучшить качество получаемых продуктов. Аппараты непрерывного действия компактнее, требуют меньших затрат и эксплуатационных расходов, поэтому непрерывные процессы предпочтительнее периодических.

Технологические процессы могут быть классифицированы и по другим признакам:

  • по сырью: технология переработки минерального, растительного и животного сырья;
  • по получаемым продуктам: технология химических удобрений, красителей, пищевых продуктов и др.;
  • по фазовому или агрегатному состоянию реагирующих веществ: гомогенные и гетерогенные системы;
  • по характеру тепловых процессов: экзотермические или эндотермические;
  • по аппаратурному оформлению и др.

Последовательное описание или изображение процессов и соответствующих им аппаратов называется технологической схемой производства.

Технологические схемы делят на 2 типа: с открытой цепью (проточная схема) и циклическая (циркуляционная, круговая).

В схеме с открытой цепью все взаимодействующие массы проходят через аппараты лишь один раз. Если степень переработки исходного сырья в одном аппарате невелика, то ставят последовательно несколько однотипных аппаратов. Для охлаждения и замораживания пищевых продуктов применяют технологические схемы с открытой цепью.

Циклическая схема предусматривает многократное возвращение в один и тот же аппарат реагирующих масс, или одной фазы в гетерогенном процессе, до достижения заданной полноты процесса.

Совокупность основных факторов (параметров), влияющих на скорость технологического процесса, выход и качество готового продукта называется технологическим режимом.

Основные параметры технологического режима: температура, давление, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха.

Оптимальным значениям параметров технологического режима соответствуют, как правило, максимальная производительность оборудования и наилучшее качество получаемого продукта.

§ 22. Технологическая документация для изготовления изделий на станках

Основной технологической документацией для изготовления изделий из металла на станках, так же как и при слесарной обработке, являются операционные карты. В операционных картах подробно описывается каждая технологическая операция.

Технологическая операция складывается из установов и переходов. Установ— это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки. Переход — это законченная часть технологической операции, которая характеризуется постоянством применяемого инструмента и параметров режима резания.

Переход может складываться из одного или нескольких рабочих ходов (проходов). Рабочий ход (проход) — это законченная часть технологического перехода при однократном перемещении инструмента относительно заготовки для снятия слоя материала. Например, если требуется за один переход обточить слой металла, равный 4 мм, то вначале выполняют черновой рабочий ход (проход), при котором снимают 75% слоя (т. е. 3 мм), затем — чистовой рабочий ход для снятия оставшихся 25% толщины (т. е. 1 мм).

Для овладения практическими навыками работы на станках в школьных мастерских очень удобны технологические и инструкционные карты (аналогичные применяемым при обработке древесины), в которых приведено содержание действий и указана последовательность их выполнения.

На чертежах деталей, изготовляемых на станках, проставляют номинальные размеры и их допускаемые отклонения (заданные конструкторами исходя из условий работы деталей). Например, ∅ 30 обозначает, что диаметр готовой детали должен находиться в пределах от 29,7 до 30,1 мм, которые называются наименьшим и наибольшим предельными размерами. Если при изготовлении деталь выйдет за эти размеры, то она считается негодной (бракованной). Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском на обработку.

В приведенном примере он равен: 30,1 — 29,7 = 0,4 мм.

В таблице 4 приведена операционная карта токарной обработки винта резцедержателя.

Таблица 4.

Операционная карта.
Токарная обработка заготовки винта резцедержателя


Практическая работа № 23

Разработка операционной карты на изготовление детали вращения

  1. Изучив таблицу 4, составьте операционную карту на изготовление ручки воротка (см. рис. 59, а), пробойника (см. рис. 59, б), ручки кондуктора для сверления отверстий (см. рис. 59, в) или других деталей.
  2. Сравните составленную карту с операционными картами, разработанными вашими одноклассниками. Проверьте, правильно ли указаны инструменты и параметры режима резания.

Новые слова и понятия

Операционная карта, установ, переход, рабочий ход, номинальный размер, допускаемые отклонения, наименьший и наибольший предельные размеры, допуск.

Технологический процесс

Технологический процесс – часть процесса производства, направленная на придание изделию требуемых размеров, форм, свойств, характеристик и т.д. Технологический процесс содержит в себе совокупность всей необходимой информации для придания продукции конечного вида. В нем содержатся операции и переходы, последовательность их выполнения, необходимые режимы и параметры обработки и т.д.

Виды техпроцессов

В зависимости от степени обобщенности выделяют единичный, типовой и групповой технологические процесс.

Типовые технологические процессы определяют операции для получения группы деталей, имеющих схожую конструкцию. Принцип работы по типовым технологическим процессам характерен, в основном для крупных производств.

Групповой технологический процесс – процесс изготовления группы деталей, имеющих разную конструкцию, но близкие технологические свойства.

Оформление техпроцесса

Технологический процесс оформляется на специальных бланках стандартизованной ГОСТом формы. Технологическая документация — документов, достаточных для выполнения технологических процессов или операций. Существуют документы общего назначения и документы специального назначения.

Титульный лист (ТЛ) – первый лист комплекта технологических документов. Оформляется в соответствиями с требованиями ГОСТ 3.1105-84.

Карта эскизов (КЭ) – графические изображения и таблицы для конкретизации выполняемой операции. Оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1105-84.

Технологическая инструкция (ТИ) – свод методов, правил и описаний действий для изготовления конечных изделий, предназначенный для сокращения объема технологической документации (ТД).

Читайте также  Какие бывают заклепки

Маршрутная карта (МК) – описание маршрута движения изготавливаемого продукта внутри цеха.

Операционная карта (ОП) – описание переходов, применяемого инструмента и оснастки.

Ведомость оснастки (ВО), Ведомость материалов (ВМ), Ведомость оборудования (ВОБ), Карта наладки (КН) и т.д.

Для внедрения в производство, технологический процесс утверждается уполномоченным лицом, выполняется согласование оборудования, технологической оснастки, обрабатывающего инструмента и т.д.

Примеры оформления

Правила заполнения информационных блоков комплекта ТД регулируются ГОСТом 3.1103-82.

ГОСТ 3.1705-81 регламентирует термины и названия технологических операций, применяемые при создании технологического процесса.

Маршрутная карта

Пример оформления маршрутной карты

Автоматизация проектирования

Для автоматизации и ускорения проектирования технологических процессов существует целый ряд специализированного программного обеспечения – систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП). На данный момент существует немало различных программных продуктов для упрощения процессов проектирования ТП, таких как Вертикаль, СПРУТ ТП, Techcard и многие другие. У каждой системы можно выделить свои индивидуальные преимущества и недостатки.

Технологическая сущность систем автоматизированного проектирования технологических процессов — возможность решения самых разнообразных задач. В большинстве случаев такие программы представляют из себя набор инструментов, облегчающий проектирование техпроцесса. В некоторых САПР ТП реализована возможность подключения трехмерной модели детали. С помощью графического интерфейса можно указать поверхности 3D модели, которые следует обработать, программа проведет их анализ и предложит варианты процессов обработки. Выбор инструмента и необходимой оснастки можно вести из базы данных инструмента, если таковая имеется и актуальна на конкретном предприятии. Управление технологическим процессом можно осуществлять лишь в случае доступности информации о характеризующих данный технологический процесс параметрах.

Основные и вспомогательные техпроцессы

Совокупность производственных процессов можно разделить на основные – процессы изготовления изделий, механическая обработка, а так же их сборка, и вспомогательные – операции подготовки сырья, транспортирование, контроль и т.д.

Составные части технологического процесса

Механическая обработка изделий – процесс придания заготовке требуемых размеров и форм путем снятия слоев материала специальным режущим инструментом. Технологический процесс состоит операций, подразделяющихся на переходы, проходы, приемы и установки. От специализации и серийности производства, главным образом, зависит и степень разделения технологических процессов на операции.

Технологическая операция – какая-либо часть технологического процесса, выполняемая непрерывно одним или несколькими рабочими, и на одном рабочем месте.

Переход – процесс обработки одной конкретной поверхности с помощью одного и того же инструмента при одних и тех же параметрах резания (неизменных скорости, подаче и т.д.).

Установка – выполняемая за одно закрепление заготовки часть операции. Для обработки большинства деталей требуется несколько установок. В случае, если заготовку можно обработать за одну установку, эту часть процесса можно назвать операцией. Многократные переустановки заготовки могут привести к существенному снижению размерной точности, поэтому от невостребованных переустановок следует отказаться, используя специальные приспособления.

Прием – направленные на достижение определенных целей действия рабочего, т.е. пуск технологического оборудования, установка технологической оснастки, закрепление детали и т.д.

Разработка документации

Технологические алгоритмы создаются в двух формах: как действия работников на реальном производстве и в виде формальных алгоритмов действий, записанных в форме соответствующих документов. Процесс формируется на основе комплекта специальных бланков (сборниках технологических инструкций), на которых указаны те или иные требования к выполнению.

Он состоит из текстовой и графической частей. Компоновочные и монтажные схемы, рисунки, визуальные модели с повреждениями (отказами) изделий, указываются на картах эскизов. Особенности технологического инструмента, последовательности выполнения операций, детализацию работ указывают в различных видах информационных карт.

Выбор вида и способа получения заготовки

Выбор заготовки зависит от формы детали и ее размеров, исходного материала, типа и вида производства, наличия необходимого оборудования. Так как данная деталь используется в качестве опоры, материалом для ее изготовления может служить Сталь 20. Cталь 20 используется для производства различных деталей, таких как втулки, валы, крепежи, оси, детали станков, труб.

Заготовка должна иметь форму схожую с формой детали, что позволить снизить объем припусков, и, как следствие, технико-экономических показателей детали. В качестве заготовки принимается сортовой горячекатанный прокат квадратной формы из стали 20. Горячекатанный прокат имеет однородную структуру, что важно в деталях данного типа для обеспечения постоянства механических свойств.

Влияние скорости на качество обработки

Скоростью шлифования принято называть скорость вращения круга шлифовального. Измеряется в м/с. Производительность процесса растет с ее повышением. Выбирают скорость шлифовки с учетом диаметра круга, материала обрабатываемого изделия и шлифовального круга, вида шлифовки, конструкции станка. Обычно стараются подобрать круг наибольшего диаметра, допустимого для установки на конкретную модель станка, и подобрать по таблице, указанной в паспортных данных, необходимое число оборотов шпинделя. Высокая скорость приводит к появлению вибрации, что сказывается на качестве шлифовки, а также станет причиной износа круга. Чтобы избежать негативных последствий в результате перегрева, в некоторых случаях используют специальные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).

На видео можно посмотреть, как ведется процесс шлифовки шестерни на станке с ЧПУ:

Просим тех, кто имел дело со шлифовкой, поделиться опытом и в комментариях к тексту рассказать о нюансах работы на станках и вручную.