Введение в специальность. Технология металлообрабатывающего производства


В. Ю. Мороз, Н. И. Никифоров, А. М. Лаврентьев










ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ. ТЕХНОЛОГИЯ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА




Учебное пособие









Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 621.01
ББК 34.4
     М80




Рецензенты: директор филиала ОАО «Газэнергосервис» - завод «Ротор», к. т. н. В. А. Зубченко;
коллектив ПЦК ТСП ГАПОУ «Камышинский технический колледж»





    Мороз, В. Ю.
М80 Введение в специальность. Технология металлообрабатывающего производства : учебное пособие / В. Ю. Мороз, Н. И. Никифоров, А. М. Лаврентьев. - Москва; Вологда : ИнфраИнженерия, 2022. - 144 с. : ил., табл.
          ISBN 978-5-9729-0849-3

    Изложены исторические этапы развития техники, машиностроения в России, даны начальные понятия об изделии и производстве, методах обработки поверхностей, технологическом оборудовании и инструментах, методах контроля и измерений.
    Для студентов среднего профессионального образования, обучающихся по специальности «Технология металлообрабатывающего производства».



УДК 621.01
                                                        ББК 34.4



ISBN 978-5-9729-0849-3

© Волгоградский государственный технический университет, 2022
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                          © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

ВВЕДЕНИЕ


    Термин «технология» происходит от греческих слов «тех-нос» - искусство, мастерство, умение, и «логос» - смысл, понятие, основание. Таким образом, технология - это путь мастерства, или система знаний, умений, навыков, позволяющих так воздействовать на исходный материал, чтобы получить требуемый результат.
    Создание высококачественной и конкурентоспособной техники предъявляет исключительно высокие требования к технологии её проектирования, изготовления, сборки, испытаний и эксплуатации. Быстро изменяющиеся условия развития общества и возрастающее значение современных технологических достижений вызывают необходимость использования технологии как стратегического компонента развития предприятия. В связи с этим специальность «технология машиностроения» приобретает особую актуальность и востребованность.
    Студентам уже в начале обучения необходимо иметь чёткие представления о будущей профессии, дисциплинах, которые необходимо изучить для её освоения.
    В связи с этим в учебном пособии обозначены основные направления деятельности современного технолога, даны общие представления о технологии машиностроения, основные понятия процесса резания, рассмотрены вопросы проектирования и автоматизации технологических процессов, информационных технологий. Приведены сведения о точности обработки и качестве поверхностей деталей машин, а также о видах их сопряжений, методах и средствах измерения размеров поверхностей.

3

СПИСОК АББРЕВИАТУР


    ЖЦП - жизненный цикл продукции;
    ТЗ - техническое задание;
    АС - автоматизированная система;
    САПР - система автоматизированного проектирования;
    ИПИ - Информационная Поддержка процессов жизненного цикла Изделий;
    СОТЖ - смазывающе-охлаждающая технологическая жидкость;
    МРС - металлорежущий станок;
    ЭВМ - электронная вычислительная машина;
    ЧПУ - числовое программное управление;
    ПП - прямой профиль;
    ПВ - профиль плоский с выточкой;
    ПВД - профиль плоский с двусторонними цилиндрическими выточками;
    ПВК - профиль плоский с коническими выточками;
    ПВДК - профиль плоский с цилиндрическими и коническими выточками;
    2П - плоский с двусторонним коническим профилем;
    ЗП - плоский с односторонним коническим профилем;
    4П - плоский с односторонним коническим профилем;
    Д - диски;
    1К, 2К - кольца;
    ЧЦ - чашка цилиндрическая;
    ЧК - чашка коническая;
    1Т, 2Т, ЗТ - тарелки с различным углом профиля;
    С - для шлифования калибровых скоб;
    И - для заточки иголок;
    Кс - для заточки ножей косилок;
    М - для разрезания минералов;
    АС - алмаз синтетический;
    США - Соединенные Штаты Америки;
    ГОСТ - государствнный общероссийский стандарт;
    ОСТ - отраслевой стандарт;
    СТП - стандарт предприятия;
    АЛ - автоматическая линия;

4

    ГПС - гибкая производственная система;
    ГАУ - гибкий производственный участок;
    ГАЛ - гибкая автоматическая линия;
    ГПМ - гибкий производственный модуль;
    ПК - персональный компьютер;
    КМД - концевые меры длины;
    ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
    МР - микрометр рычажный;
    САЕ - функциональное проектирование, т. е. расчет и инженерный анализ;
    CAD - конструкторское проектирование;
    САМ - технологическое проектирование;
    PDM - система управления проектными данными;
    GALS - поддержка непрерывных поставок и жизненного цикла или бизнес в высоком темпе.

5

ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ - ОСНОВА РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА

   ...
   1.1. Этапы жизненного цикла продукции

    Современное техногенное общество основано на взаимно ура-новешенных производстве и потреблении. Они образуют замкнутую систему, так как производство служит для потребления, а потребление стимулирует необходимость производства. Результатом производства является продукция, которая в той или иной степени удовлетворяет запросы общества. Этот процесс называется потреблением. Причём чем полнее удовлетворяются требования потребителя, тем качественнее продукция. Под качеством понимается мера соответствия между требованиями потребителя и свойствами продукции.
    Этапы жизненного цикла продукции (ЖЦП) можно представить в виде плоской спирали (рис. 1), витки которой проходят через три сектора:
    -  потребление (эксплуатация продукции в соответствии со служебным назначением);
   -   инженерный анализ и проектирование;
   -   производство.
    В жизненном цикле продукции происходит преобразование информации в виде запросов общества в материальные объекты производства в следующей последовательности (рис. 1):
   На стадии потребления
    1. Формирование потребности в некоторой продукции, удовлетворяющей конкретные запросы потенциальных потребителей.
    2. Определение числа возможных потребителей, конкретных условий потребления и конкурентоспособной цены.
   На стадии инженерного анализа и проектирования
    3. Формализация запросов общества в виде конкретного технического задания (ТЗ).
    4. Разработка и защита технического предложения, эскизного, технического и рабочего проектов, в которых последовательно обосновываются технические возможности создания изделия.

6

    5. Разработка комплекта технологической и организационнотехнической документации.
    6. Изготовление технологического оснащения и первых образцов изделия на соответствие ТЗ.
    7. Испытания первых образцов изделия, корректировка при необходимости ТЗ, рабочего проекта, комплекта технологической документации и дооснащение производства.
    На стадии производства
    8. Организация серийного производства, проведение сертификации изделия.
    9. Модернизация продукции с целью повышения её качества.
    10. Проведение контроля качества и испытаний изделия.
    11. Изготовление запасных частей изделия.
    Затем изделие опять поступает в сферу потребления, где происходит:
    12. Использование изделий в соответствии со служебным

   назначением.
13. Организация сервисного обслуживания и ремонта.
14. Утилизация изношенных и невостребованных изделий.

Рис. 1. Этапы жизненного цикла продукции

7

    Направление движения по жизненному циклу идёт от периферии к центру спирали. Инженерный анализ и проектирование поддерживаются соответствующим научным информационным и материально-техническим обеспечением. Производство помимо ука-зан-ного поддерживается информациями о новых технологиях и методах организации производства. Потребление поддерживается рекламой, маркетингом, продажей, обслуживанием (ремонтом) и материально-техническим обеспечением.
    В процессе движения по спирали жизненного цикла информация о сформировавшейся потребности постепенно преобразуется в информацию об облике предполагаемой продукции (материалах, устройствах, машинах); технологии её изготовления и обслуживания, материалах и средствах производства и, наконец, рациональных и экологически целесообразных способах и средствах утилизации.
    В секторе инженерного анализа и проектирования сосредоточена вся работа по формированию полного объёма информации об облике продукции, технологии, средствах и организации её производства, необходимой и достаточной для материализации замысла, изложенного в ТЗ.
    В секторе производства происходит материализация информации, разработанной на предыдущих этапах: изготовление технологического оснащения, размещение его на производственных площадях, поставка материалов и комплектующих изделий, собственно производство спроектированной продукции.
    Изготовленная продукция подвергается испытаниям с целью проверки полноты выполнения требований ТЗ. Неполнота выполнения этих требований приводит к необходимости либо корректировки требований и переходу к производству товарной продукции на втором витке спирали жизненного цикла, либо к существенным изменениям информации об облике продукции, технологии, оснащении и организации её производства. В последнем случае спираль жизненного цикла может иметь столько витков, сколько будет необходимо для достижения требований ТЗ.
    Число витков спирали во многом зависит от базы знаний, обеспечивающей информационное сопровождение проектирования. Отсюда следует, что период активной и эффективной эксплуатации продукции определяется в первую очередь качеством ин


8

женерного анализа и проектирования, информационным обеспечением, а также скоростью его преобразования в систему документов и программ, приводящих к материализации проекта с максимальным приближением к требованиям ТЗ.

    ...
    1.2. Автоматизированные системы проектирования этапов жизненного цикла продукции


    Сокращение затрат как материальных, так и временных на этапах инженерного анализа и проектирования продукции и технологических процессов обработки, а также производства продукции невозможно без широкого использования различных автоматизированных систем (АС), основанных на применении информационных технологий.
    Основные типы АС, использующихся на этих двух этапах ЖЦП, приведены на рис. 2.


Рис. 2. Информационная поддержка жизненного цикла изделия

    Автоматизация проектирования осуществляется системами автоматизированного проектирования (САПР). Принято выделять в САПР машиностроительных отраслей промышленности следующие системы:


9

    -  функциональное проектирование, то есть расчёт и инженерный анализ - САЕ;
   -   конструкторское проектирование - CAD;
    -  технологическое проектирование, то есть проектирование технологических процессов с разработкой управляющих программ для станков с числовым программным обеспечением - САМ.
    Функции координации работы CAE/CAD/CAM систем, управления проектными данными и проектирования возложены на систему управления проектными данными (PDM).
    Компьютерная поддержка этапов ЖЦП получила своё оформление в методологии и стандартах ИПИ/GALS, предложенных в департаменте обороны Соединенных Штатов Америки (США) в середине 80-х гг. Современная трактовка этого термина отражается в его расшифровке «Поддержка непрерывных поставок и жизненного цикла» или «Бизнес в высоком темпе» (CALS). В русском языке, наряду с термином CALS, используется равнозначный термин - Информационная Поддержка процессов жизненного цикла Изделий (ИПИ).
    Сущность ИПИ/CALS-концепции состоит не только в том, чтобы проследить формирование и обеспечить удовлетворение возникшей потребности общества до её морального старения, но и в том, чтобы развивалась и совершенствовалась система создания новой более современной продукции.
    CALS-технология - это стратегия проектирования больших технических систем, которая позволяет успешно сохранять и развивать системы создания и производства продукции. Впервые как целостную систему её использовали при проектировании сложных систем новейших вооружений - аэрокосмической техники, военно-морского флота, сложной техники сухопутных войск, в странах с высокоразвитой промышленностью.
    Накопленный в этих областях опыт постепенно конвертируется в создание продукции машиностроения мирного назначения. Применение CALS-технологии позволяет существенно сократить объём проектных работ, т. к. описание многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранится в унифицированных форматах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологии CALS. Существенно

10