Технология машиностроения. Основы проектирования на ЭВМ


СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Серия основана в 2001 году

О.В. Таратынов, В.В. Клепиков, Б.М. Базров





                ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ




            ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НА ЭВМ


УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ


Рекомендовано Федеральным государственным учреждением «Федеральный институт развития образования» в качестве учебного пособия для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы среднего профессионального образования


znanium.com

Москва

2020

ИНФРА-М

УДК 621.01(075.32)
ББК 34.5я723
      Т19



     Рецензенты:
        Хомяков В.С. — доктор технических наук, профессор кафедры «Станки» ГОУ «СТАНКИН»;
        Босинзон М.А. — доктор технических наук, профессор МОУ



      Таратынов О.В.
Т19 Технология машиностроения. Основы проектирования на ЭВМ : учебное пособие / О.В. Таратынов, В.В. Клепиков, Б.М. Базров. — Москва : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2020. — 610 с. — (Среднее профессиональное образование).

         ISBN 978-5-00091-684-1 (ФОРУМ)
         ISBN 978-5-16-015150-2 (ИНФРА-М, print)
         ISBN 978-5-16-107659-0 (ИНФРА-М, online)

         Комплексно изложены основные положения технологических процессов (ТП) в машиностроении, создающие условия решения технологических задач с помощью ЭВМ. Предложены методики построения ТП и примеры решения практических задач для изготовления изделий с заданными техническими параметрами. Раскрыты основы построения ТП в механической обработке изделий. Даны общие понятия и подходы к формализованному описанию объектов на ЭВМ. Приведены примеры решения технологических задач. Раскрыты пути обеспечения заданной производительности и качества при минимальной себестоимости обработки изделий.
         Для студентов, обучающихся по конструкторским и технологическим специальностям учреждений среднего профессионального образования. Может быть полезно технологам и конструкторам машиностроительных предприятий.

УДК 621.01(075.32)
ББК 34.5я723










ISBN 978-5-00091-684-1 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-015150-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-107659-0 (ИНФРА-М, online)

© Таратынов О.В., Клепиков В.В., Базров Б.М., 2011
© ФОРУМ, 2011

    Список основных условных сокращений





АГП — агрегатированные группы поверхностей
АгС — агрегатный станок
АЛ — автоматическая линия
АС — автоматическая система
АСЗ — автоматическая смена заготовки
АСИ — автоматическая система инструмента
АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства
АСУП — автоматизированная система управления производством БС — базы станка
БД — базы данных
ГАЛ — гибкая автоматическая линия
ГАУ — гибкий автоматизированный участок
ГАЦ — гибкий автоматизированных цех
ГОМД — горячая обработка металлов давлением
ГПМ — гибкий производственный модуль
ГПС — гибкая производственная система
ЕСТПП — единая система технологической подготовки производства
ЕСКД — единая система конструкторской документации
ИМ — исполнительный механизм
ИТ — информационные технологии
ИПС — информационно-поисковая система
КСАП — комплекс средств автоматизации проектирования
КУП — комплекс условий применимости
КГП — комплексные группы поверхностей
КГБ — комплекс технологических баз

Список основных условных сокращений

МКП — модуль контрольно-измерительных устройств
МО — модуль оборудования
МП — модуль поверхностей
МПз — заготовительный модуль поверхностей
МПБ — модуль поверхностей базирующий
МПИ — модуль поверхностей интегральный
МПИз — заготовительный модуль поверхностей интегральный
МПО — программно-математическое обеспечение
МПр — модуль станочных приспособлений
МПР — модуль поверхностей рабочий
МПС — модуль поверхностей связующий
МРС — металлорежущий станок
МС — многооперационные станки
МО — модуль станка
МД — модель данных
МСАПР — система автоматизированного проектирования настроенный на модульном принципе
МСт — многоцелевые стенки
МТБ — модуль технологических баз
МТП — модульный технологический процесс (механообработки)
МТС — модуль технологического процесса сборки
МФО — модуль функциональный обслуживающий
МФТ — модуль функциональный технологический
НП — наименование обрабатываемых поверхностей
ОГТ — отдел главного технолога
ОТС — организационно-техническая система
ООП — объектно-организационное программирование
ПА — станок-полуавтомат
ПО — программное обеспечение
ПР — промышленный робот
ПП — программный продукт
РМ — рабочее место
РП — рабочий процесс

Список основных условных сокращений

5

РТК — роботизированный технологический комплекс
РУ — станок с ручным управлением
САПР — система автоматизированного проектирования
САПР ТП — система автоматизированного проектирования технологических процессов
САПР ТПП — система автоматизированного проектирования технологической подготовки производства
САУ — автоматическая система управления
СВТ — средства вычислительной техники
СОТС — смазочно-охлаждающая технологическая среда
СП — совокупность обрабатываемых поверхностей
СТМ — сверхтвердый материал
СНИ — справочно-нормативная информация
СВТ — средства вычислительной техники
СКАТ-пп — система комплексной автоматизации технологической подготовки производства
СУБД — система управления базами данных
ТВЧ — токи высокой частоты
ТКИ — технологичность конструкции изделия
ТС — технологическая система
ТП — технологический процесс
ТЗ — техническое задание
УП — управляющая программа
ЭМУ — электромашинный усилитель
ЭГП — элементарная группа поверхностей

    Введение






   Решение задачи проектирования технологических процессов (ТП) механической обработки деталей на ЭВМ позволит сократить время запуска изделия в производство, уменьшить затраты и обеспечить высокий технологический уровень выпускаемых изделий.
   В предлагаемом учебном пособии сделана попытка раскрыть основы проектирования ТП на ЭВМ, обеспечивающего все возрастающие требования машиностроительной промышленности, новых перспективных ТП.
   Использование модульного принципа явилось основой для дальнейшего развития технологических систем с целью удовлетворения конкретных требований потребителя.
   Концепция модульного принципа позволяет значительно упростить процесс проектирования ТП на ЭВМ и не отрицает основных принципов проектирования ТП, поскольку сформулирована на базе современных технологических решений и действующих экономических законах развития общества.
   В первую очередь эта концепция касается производства наукоемких, конкурентоспособных на мировом рынке изделий. Рынок требует гибкости во всех отношениях, умения реагировать на изменения международного спроса и удовлетворения всего спектра потребностей машиностроительной промышленности.
   Необходимость выпуска конкурентоспособной продукции требует непрерывного совершенствования ТП и средств технологического оснащения.

Раздел I
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ






Глава 1.1

    ИЗДЕЛИЕ В ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ







1.1.1. Основные положения, понятия и определения технологии машиностроения

   Технология (от греч. techne — искусство, мастерство, умение и logos — слово, учение, наука) — совокупность методов и способов получения, обработки, изменения состояния, свойств, формы сырья, материалов и полуфабрикатов, осуществляемых в процессе производства продукции для получения предметов потребления и средств производства. Главной задачей технологии как науки является выявление физических, химических и механических закономерностей в целях определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных технологических процессов (ТП), требующих наименьших затрат времени и материальных ресурсов.
   Машиностроение — комплекс отраслей промышленности, изготавливающих орудия труда для народного хозяйства, транспортные средства, а также предметы потребления и оборонную продукцию. Машиностроение является материальной основой

Раздел I. Теоретические основы проектирования ТП...

технического перевооружения всего народного хозяйства. Главная задача машиностроения — обеспечение всех отраслей народного хозяйства высокоэффективными машинами и оборудованием.
   Технология машиностроения — раздел технических наук, в котором рассматривается сумма технологических процессов, зафиксированных документально, необходимых и достаточных для изготовления в производственных условиях всего многообразия машин, приборов, различного оборудования и устройств, т. е. всей продукции машиностроения.
   Изделие — предмет производства предприятия по окончании технологического цикла. Изделие может быть специфицированным — сборочные единицы, состоящие из двух и более составных частей, и неспецифицированным — детали, не имеющие составных частей.
   Технологическая преемственность изделия — свойство изделия, определяющее возможность использования применяемых на предприятии технологических процессов и отдельных операций, а также средств технологического оснащения для его изготовления и ремонта.
   Полуфабрикат — продукт труда, прошедший одну или несколько стадий обработки и предназначенный для дальнейшей обработки и изготовления из него готовой продукции.
   Сборочная единица — изделие, составные части которого подлежат соединению между собой (собираются) на предприятии изготовителя.
   Заготовка — предмет труда, из которого изменением формы, размеров, физико-химических свойств поверхности и (или) материала изготавливается деталь; при этом исходной заготовкой называют ту, что поступает на первую технологическую операцию. В машиностроении это обычно заготовки, полученные методами ковки, штамповки или литья. Заготовки, полученные методом ковки или горячей объемной штамповки, называют поковкой. Поковку, полученную горячей объемной штамповкой, называют также и штампованной заготовкой.
   Деталь — изделие, изготавливаемое из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Деталью считается изделие, на которое нанесено покрытие, например лак, краска или износостойкое покрытие, а также применены сварка, пайка, склейка и т. д.
   Базовая деталь — основная деталь, с которой начинается сборка машины или механизма, например рама автомобиля, ста

Глава 1.1. Изделие в технологии машиностроения

9

нина станка и т. д. Базовая деталь является также основной типовой деталью, отражающей конструктивные, технологические и другие характеристики изделий, для определения условий программы производства в основном при проектировании цехов и заводов.
    Производственный процесс — совокупность взаимосвязанных действий людей и орудий труда, направленных на превращение сырья, исходных материалов и полуфабрикатов в готовую продукцию, а также на ремонт и восстановление изделий. Производственный процесс в машиностроении охватывает подготовку средств производства и организацию обслуживания рабочих мест; получение и хранение сырья, материалов и полуфабрикатов; все стадии изготовления и восстановления деталей машин; сборку и ремонт изделий; транспортирование сырья, материалов, заготовок, готовых изделий и их сборочных единиц; технический контроль на всех стадиях производства; упаковку готовой продукции и другие действия, связанные с изготовлением и ремонтом продукции.
    Технологический процесс — часть производственного процесса, совокупность технологических операций, содержащая целенаправленные действия по изменению и последующему определению состояния предмета труда. ТП излагается в технологических и маршрутных картах, входящих в состав технологической документации. ТП разделяется на технологические операции, которые, в свою очередь, делятся на технологические переходы, установы, позиции, проходы и приемы.
    Базовый технологический процесс — ТП высшей категории, принимаемый за исходный при разработке конкретного технологического процесса. К высшей категории относятся ТП, которые по своим показателям соответствуют лучшим мировым и отечественным достижениям или превосходят их.
    Групповой ТП (групповая технология) — процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
    Технологический единичный (специальный) процесс — процесс изготовления изделия одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства.
    Типовой ТП — процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.
    Технологическое проектирование — совокупность проектных процедур, направленных на получение описаний технологического изготовления объекта, т. е. на определение состава и по

Раздел I. Теоретические основы проектирования ТП...

следовательности технологических операций и переходов, типов и режимов работы, используемого технологического оборудования, приспособлений и инструмента.
    Технологическая подготовка производства — совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства. При полной технологической подготовке производства на предприятии должен быть полный комплект технологической документации и средств технологического оснащения, обеспечивающих производство изделий высшей категории качества в соответствии с заданными технико-экономическими показателями, устанавливающими высокий технический уровень и минимальные трудовые и материальные затраты.
    Технологический режим — совокупность изменений параметров ТП (скорости и глубины резания, подачи и т. п.) в определенном интервале времени.
    Технологическая норма — регламентируемое значение показателя ТП.
    Технологический комплекс — совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения для выполнения в регламентируемых условиях производства заданных ТП или операций.
    Технологический объект управления — совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим технологическим инструкциям или регламентам ТП производства.
    Технологическая дисциплина — соблюдение точного соответствия процесса изготовления или ремонта изделия требованиям технологической и конструкторской документации.
    Технологический метод — совокупность правил, определяющих последовательность и содержание действий при выполнении формообразований, обработки или сборки, перемещения, включая технический контроль, испытания в ТП изготовления или ремонта, установление безотносительно к наименованию, типоразмеру или исполнению изделия.
    Технологическая система — совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентируемых условиях производства заданных технологических процессов и операций.
    Элемент технологической системы — часть технологической системы, условно принимаемая неделимой на данной стадии