Направления развития машиностроительного производства. Политика развития машиностроения Направление совершенствования инструментов технологического развития машиностроительных предприятий

Вопрос № 31 Основные направления совершенствования отраслевой структуры машиностроения. Отрасль машиностроения является частью машиностроительного комплекса, который включает в себя машиностроение и металлообработку, ремонтное производство и малую металлургию.

Постоянное изменение отраслевой структуры машиностроения делает необходимым систематический ее контроль с целью выявления соответствия сложившейся структуры отраслей потребностям народного хозяйства.

В промышленно развитых странах, где кризисы и спады производства повторяются периодически, изменения текущей конъюнктуры меньше всего затрагивают выпуск новейшей высокотехнологичной продукции, что создает определенные импульсы для выхода из кризисных ситуаций. Эффект от совершенствования отраслевой структуры машиностроения проявляется в следующем:

1) рост взаимопроникновения и перераспределения ресурсов осваиваемых производств с повышением уровня качества продукции от применения наукоемких технологий;

2) постепенное снижение себестоимости производства за счет эффективного использования ресурсов;

3) постепенное замещение импортного производства продукцией отечественного машиностроения;

4) развитие инфраструктуры отраслей машиностроения.

В результате совершенствования отраслевой структуры машиностроения сформируется ядро – совокупность хозяйствующих субъектов, эффективно реагирующих на изменение конъюнктуры рынка и выпускающих конкурентоспособную продукцию. Процесс производства и реализации продукции, осуществляемый предприятиями, как и любые другие процессы человеческой деятельности, оцениваются не только размером, величиной или суммой полученного эффекта, но, самое главное, следует оценить результативность, а точнее говоря, эффективность реализации этих процессов.

Оценка экономической эффективности производства, кроме того, необходима для:

– выработки и принятия управленческих решений в случае выявления дополнительного спроса и наличия реальных возможностей, об экономической целесообразности (выгодности, прибыльности) расширения действующих производств и увеличения объемов производства и продаж освоенных видов продукции (повышения) на этой основе, а также повышения ее качества, освоения и запуска в производство новых видов изделий;

– аналитических целей, направленных на поиск и последующую реализацию резервов снижения затрат, увеличения объемов производства, изменения цен на производимую продукцию и на приобретаемые материально-энергетические ресурсы и других возможностей повышения экономической эффективности производства;

– организации действенной системы материального стимулирования развития процесса повышения экономической эффективности производства;

– обоснованного ценообразования на производимую продукцию и возможного их регулирования. Реальные возможности оценки экономической эффективности производства обусловлены в первую очередь уже созданными и успешно применяемыми в практике аналитической деятельности предприятий элементами механизма такой оценки, проводимыми научными разработками по его совершенствованию, что обеспечивает ее объективность и достоверность, хотя и не всегда всесторонность и комплексность.

Научно-технический прогресс оказал особенно большое влияние на отраслевую структуру машиностроения, где получили развитие такие отрасли, как электроэнергетическая, приборостроительная с подотраслями: производство средств вычислительной техники, компьютеров, приборов контроля и регулирования сложных технологических процессов, роботов и т.д. Структура -машиностроения формируется по воздействием многих факторов, важнейшими, из которых являются: научно-технический прогресс; темпы развития отраслей народного хо­зяйства; концентрация, специализация, кооперирование и ком­бинирование; рост материального благосостояния и культурно­го уровня народа; сырьевые ресурсы страны; место страны в системе международного разделения труда; укрепление пози­ций России на мировом рынке.

Большое влияние на изменение отраслевой структуры маши­ностроения оказывают темпы развития отраслей народного хо­зяйства, потребляющих машиностроительную продукцию. Чем выше темпы развития той или иной отрасли народного хозяй­ства, тем больше ее потребность в машиностроительной продук­ции и тем выше темпы роста отрасли машиностроения, произ­водящей эту продукцию.

Развитие специализации и кооперирования производства при­водит к разделению существующих отраслей и к образованию новых отраслей машиностроения, специализирующихся не толь­ко на изготовлении отдельных видов продукции и ее частей, но и на осуществлении определенных стадий технологического процесса.

Массовое внедрение в производство научных достижений, широкое распространение современной высокопроизводительной.техники влекут за собой усиление концентрации производства и углубление его специализации не только в рамках нацио­нальных хозяйств, но и в пределах целой группы сотрудничаю­щих стран. Экономическая интеграция, объединяя силы стран-участниц и углубляя разделение труда между ними, способствует прогрессивным сдвигам в отраслевой структуре их хозяйств, вытекающим из требований научно-технического прогресса.

Значительное влияние на отраслевую структуру машиностро­ения оказывает рост материального благосостояния и культур­ного уровня народа. Под влиянием этих факторов образуются новые производства по изготовлению предметов культурно-бы­тового назначения - магнитофонов, музыкальных центров, теле­визоров, видеоаппаратуры, электроприборов, стиральных машин, пылесосов, мотоциклов, легковых автомобилей и др. Эффект от совершенствования отраслевой структуры машиностроения может проявляться в следующем:

1. Рост взаимопроникновения и перераспределения ресурсов осваиваемых производств, с повышением уровня качества продукции от применения наукоемких технологий;

2. Постепенное снижение себестоимости производства за счет эффективного использования ресурсов;

3. Постепенное замещение импортного производства продукцией отечественного машиностроения;

4. Развитие инфраструктуры отраслей машиностроения.

В результате совершенствования отраслевой структуры машиностроения должно сформироваться ядро - совокупность хозяйствующих субъектов, эффективно реагирующих на изменения конъюнктуры рынка и выпускающих конкурентоспособную продукцию. Размещение машиностроения.

При размещении отраслей машиностроения учитывают сле­дующие факторы: сложность продукции; ее металлоемкость и трудоемкость; массовость продукции и потребление ее в раз­личных районах страны; возможность развивать специализацию, в том числе подетальную и технологическую; сравнительную транспортабельность исходных материалов и готовой продукции; возможность группового размещения предприятий, создания их комплексов.

При организации машиностроительного комплекса предпри­ятия группируются либо на основе связи производства данного вида продукции с рядом производств подетальней и технологи­ческой специализации («АвтоЗИЛ», тракторные комплексы, комплексы сельскохозяйственного машиностроения), либо при наличии общей заготовительной базы или смежных производств. " По тенденциям в размещении предприятий отрасли машино­строения могут быть объединены в несколько групп:

отрасли, характеризующиеся высокой металлоемкостью, ма­лой трудоемкостью продукции, выпускаемой небольшими сериями или в единичных экземплярах (подъемно-транспор­тное, металлургическое, энергетическое машиностроение); предприятия таких отраслей целесообразно размещать в рай­онах металлургических баз;

отрасли, характеризующиеся средней металлоемкостью, не­высокой трудоемкостью и транспортабельностью готовой про­дукции при больших объемах ее выпуска (производство обо­рудования для нефтяной, химической промышленности, стро­ительных, дорожных, сельскохозяйственных машин); пред­приятия этих отраслей должны размещаться, как правило, в районах потребления продукции;

отрасли, выпускающие массовую продукцию с высокой тру­доемкостью и фондоемкостью (автомобиле- и тракторострое­ние, дизелестроение, оборудование для легкой и пищевой, полиграфической промышленности); предприятия таких от­раслей обычно размещаются в центрах машиностроительной промышленности с наличием квалифицированных кадров;

4) отрасли точного машиностроения, для которых характерны
очень высокая трудоемкость, малая металлоемкость, повышен­ная фондоемкость (радиотехническая и электронная промыш­ленность, приборостроение, некоторые производства электро­промышленности); предприятия этих отраслей размещаются
в районах высокой технической культуры, имеющих высоко­
квалифицированные кадры, экспериментальные базы, науч­
но-исследовательские институты.

Отдельные производства внутри отраслей могут иметь особен­ности в размещении. Так, сборочные предприятия целесообраз­но размещать в районах потребления их продукции, централи­зованные заготовительные производства - в районах, близких к источникам сырья, комплектующие производства - в районах, Обеспеченных трудовыми ресурсами, с учетом расположения соответствующих машиностроительных производств. Предпри­ятия по ремонту металлических изделий, сварных конструк­ции, которые характеризуются низкой трудоемкостью, фон­доемкостью, электро- и энергоемкостью, сравнительно невысо­кой технической культурой производства, размещаются повсе­местно.

Экономическое обоснование размещения промышленных пред­приятий сводится к выбору района и места строительства и оп­ределению эффективности осуществления принимаемого ва­рианта.

111> 11 решении попроси о строительстве нового промышленного предприятия должны быть разработаны:

I) балансовые расчеты производства и потребления тех видов продукции, которые будут выпускаться проектируемыми про­изводствами, с расчетом по использованию мощностей всех действующих и намечаемых к строительству предприятий; ".") иона сбыта продукции проектируемых производств; .")) потребность в различных сырьевых, энергетических и других

ресурсах и их запасах в районах строительства; "I) проектные мощности и специализация предприятий; Б) возможности кооперирования и комбинирования с другими предприятиями;

потребность в рабочей силе и пути ее удовлетворения;

развитие транспортной сети в районе строительстве предпри­ятия;

X) примерная стоимость строительства с учетом капиталовложений в

смежные отрасли народного хозяйства; 9) ориентировочные расчеты себестоимости продукции в месте

производства и в районах потребления.

Выбор места (площадки) для строительства крупного пред­приятия, а тем более промышленного комбината или комплекса относится к весьма сложным проектным вопросам, требующим специальных изыскании и многовариантных расчетов. При вы­боре, например, мест для размещения Волжского и Камского автомобильных заводов рассматривалось и сравнивалось свыше 70 площадок в различных районах страны.

В качестве района размещения промышленного предприятия, в зависимости от характера продукции и перерабатываемого сырья, принимается крупный экономический район или адми­нистративно-экономический район (край, область, республика). Размещение отдельных предприятий внутри экономического района или даже в пределах более малых территориально-про­изводственных комплексов может быть рациональным только при условии их взаимной увязки друг с другом.

Оптимальное размещение комплекса предприятий на общей территории обеспечивает рациональную территориальную орга­низацию общественного производства в целом и приводит к со­зданию территориально-производственных комплексов разных типов и размеров, обеспечивающих крупный экономический эффект, поскольку они способствуют уменьшению капитальных затрат и себестоимости продукции.Расчеты показывают, что при групповой застройке по сравне­нию с условиями возведения обособленных предприятий пло­щадь застраиваемой территории сокращается примерно на 10 %, протяженность коммуникаций уменьшается на 20, затра­ты на общие объекты сокращаются на 20 %. Но для обоснования эффективности этого сочетания и выбора оптимальных разме­ров и структур такого сочетания применительно к условиям той или иной территории необходимо предварительно определить рациональность размещения каждого из этих предприятий в отдельности, а затем эффективность их совместного размеще­ния в комплексе.

Развитие существующих и формирование новых территори­ально-производственных комплексов требует строгой координа­ции органов управления народным хозяйством различных уров­ней, а также детальной разработки генеральных схем, в кото­рых должны научно обосновываться структура комплекса, сроки их формирования в увязке с общегосударственным планом раз­вития и размещения промышленности.

Учеными разработаны принципиальные положения методи­ки определения экономической эффективности размещения предприятий. В качестве основного критерия экономической эффективности размещения новых промышленных предприятий принимается максимальное повышение эффективности обще­ственного труда за счет рационального использования матери­альных, трудовых, финансовых ресурсов в процессе производ­ства и доставки продукции потребителю. В методическом отно­шении этот критерий наиболее полно выражается в показателе сравнительной экономической эффективности - минимуме при­веденных затрат.

Экономическая эффективность размещения новых предпри­ятий определяется на основе народнохозяйственной оценки взаимодеиствующих факторов, при которой учитываются затраты и экономия труда по всем отраслям, непосредственно сопряжен­ным со строительством и эксплуатацией размещаемого промышленного объекта.

Для оценки сырьевого фактора и регионального потребления продукции новых промышленных объектов используется метод" лонпрования. Для построения рациональной зоны потребления данного вида продукции соизмеряются себестоимость производ-0ТВ8 единицы продукции и удельные капиталовложения в срав­ни паемых районах или пунктах производства, а также издерж­ки па транспортировку продукции к местам потребления. Пун­кты одинаковых суммарных издержек образуют границы зоны рационального распространения одноименной продукции, про­изводимой в каждом из сравниваемых районов.

Размещение крупных промышленных объектов определяется па основе анализа вариантов возможных пунктов строительства и рассматриваемых районах будущего размещения. Метод срав­нительной вариантной оценки требует качественного анализа и количественной оценки каждого варианта. Качественный ана-ЛИЭ позволяет выявить существо конкретной хозяйственной-си­туации и сформулировать постановку задачи размещения про­изводства. Количественная оценка каждого из вариантов дается па основе экономико-математического моделирования.

Сравнительная экономическая эффективность размещения предприятий определяется применительно к вариантам, сопос­тавимым по конечному полезному народнохозяйственному эф­фекту, при технических решениях, наиболее полно отвечающих природным и экономическим условиям районов размещения.

Основными показателями, позволяющими оценить эффектив­ность размещения комплекса, комбината, предприятия, явля­ются капитальные вложения, уровень себестоимости продукции, приведенные затраты.

Общая величина капитальных вложений по вариантам разме­щения может быть исчислена по формуле:

К, = К, +К,-, +К +К +К +К,

оощ. ос.ф. оо.ф. сопр. тр. непр. пот."

где Кос, - прямые затраты на создание основных фондов; К, "- то же, на образование оборотных фондов; К - капитальные вложения в сопряженные отрасли; К - то же, в развитие транс­порта; Кн - то же, на создание непроизводственных основных фондов; Ктт - затраты на возмещение потерь, вызываемых стро­ительством.При сравнении возможных вариантов размещения производ­ства рассматриваются только взаимозаменяемые варианты, обес­печивающие одинаковые объемы, виды и качество продукции.

Сроки строительства и освоения мощностей по районам стра­ны значительно различаются, поэтому в анализе эффективнос­ти капитальных вложений учитывается разрыв во времени меж­ду осуществлением капитальных вложений и получением эф­фекта.

Методы оценки себестоимости промышленной продукции на новых предприятиях исходят из народнохозяйственного подхо­да, позволяющего исчислять полную себестоимость продукции в районах ее потребления и учесть основные зависимости от кон­кретных природных и экономических условий в районах разме­щения нового производства, а также себестоимость продукции в районах ее доставки потребителям.

Полная (народнохозяйственная) себестоимость промышленной продукции рассчитывается по следующей формуле:

с =с + с + с,

нх пост. пер. тр."

где С - себестоимость продукции у потребителя с учетом ре­альных особенностей ее производства и транспортировки; Стт - «условно-постоянная» часть затрат, не зависящая от района раз­мещения; С, - «условно-переменные» затраты, исчисленные с учетом региональных условий развития сырьевой, топливно -энергетической базы, оценки водных ресурсов, отвода промыш­ленных стоков, территориальных различий стоимости строи­тельства, региональных особенностей трудовых ресурсов и др.; С - затраты па транспортировку готовой продукции к потре­бителям с учетом полной себестоимости перевозок и особеннос­тей транспортировки между районами производства и потреб­ления.

Указанные выше методы оценки капитальных вложений и себестоимости позволяют подойти к выявлению народнохозяй­ственных затрат при сравнении вариантов размещения произ­водства. При условии однородности показателей затрат сравни­ваемые варианты различаются обычно по уровню капитальных вложений и эксплуатационных издержек. Для выявления эко­номической эффективности в расчетах определяется минимум приведенных затрат, которые отражают показатели капиталь­ных вложений и себестоимости продукции при установленном нормативном коэффициенте эффективности. Машиностроение отличается от других отраслей промышленности целым рядом особенностей, которые влияют на его географию. Важнейшим является наличие общественной потребности в продукции, квалифицированных трудовых ресурсов, собственного производства или возможности поставки конструкционных материалов и электроэнергии. И хотя в целом машиностроение принадлежит к отраслям «свободного размещения», так как оно в меньшей степени испытывает влияние таких факторов, как природная среда, наличие полезных ископаемых, воды и т. д. В тоже время на размещение предприятий машиностроения сильное влияние оказывает ряд других факторов. К ним можно отнести:

Наукоёмкость: Трудно представить себе современное машиностроение без широкого внедрения научных разработок. Именно поэтому производство наиболее сложной современной техники (компьютеров, всевозможных роботов) концентрируется в районах и центрах, обладающих высокоразвитой научной базой: крупными НИИ, конструкторскими бюро (Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск и др.). Ориентация на научный потенциал - основополагающий фактор размещения машиностроительных предприятий.

Металлоёмкость: Отрасли машиностроения, занимающиеся производством такой продукции, как например, металлургического, энергетического, горно-шахтного оборудования потребляют много черных и цветных металлов. В связи с этим машиностроительные заводы, занимающиеся выпуском такого рода продукции обычно стараются находиться как можно ближе к металлургическим базам, чтобы уменьшить затраты по доставке сырья. Большинство крупных заводов тяжелого машиностроения расположены на Урале.

Трудоёмкость: С точки зрения трудоёмкости машиностроительный комплекс характеризуется большими затратами и очень высокой квалификацией труда. Производство машин требует больших затрат рабочего времени. В связи с этим достаточно большое количество отраслей машиностроения тяготеют к районам страны, где концентрация населения высока, и в особенности там, где есть высококвалифицированные и инженерно-технические кадры. Чрезвычайно трудоёмкими можно назвать следующие отрасли комплекса: авиационная промышленность (Самара, Казань), станкостроение (Москва, Санкт-Петербург), производство электротехники и точных приборов (Ульяновск).

Близость потребителя: Продукцию некоторых отраслей машиностроения, таких как: производство энергетического, горно-шахтного, металлургического оборудования, которые потребляют большое количество черных и цветных металлов экономически нецелесообразно перевозить на большие расстояния из-за их большого размера и высокой стоимости перевозок. Поэтому предприятия многих отраслей машиностроения размещается в районах потребления конечной продукции.

Как отдельный фактор географического размещения машиностроения можно вынести военно-стратегический аспект. Принимая во внимания интересы государственной безопасности, многие предприятия машиностроительного комплекса, выпускающие продукцию оборонного назначения, удалены от границ государства. Многие из них сконцентрированы в закрытых городах.

Задача № 4 Решение: Экономическую степень от реализации продукции определим по формуле: Эг = (С1 + Ен * К1+ Т1) - (С2 + Ен * К2 + Т2) * V2, где С1 ,С2 - себестоимость до и после специализации; руб. Т1,Т2 - транспортные расходы на 1 ед. до и после специализации,руб. К1,К2 - удельные капитальные вложения до и после специализации, руб. Ен - нормативный коэффициент капитальных вложений; V2 - годовой выпуск продукции после специализации; Эг = (60 + 0,12 * 100 + 10) - (50 + 0,12 * 150,3 + 1,6) * 32000 = (82 - 69,636) * 32000 = 395648 (руб.) Ответ: Эг = 395648 руб.

Список литературы. 1. Дубровский В.Ж., Чайкин Б.И. Экономика и управление пред­приятием (фирмой). Екатеринбург, 2003. 2. Организация и планирование машиностроительного произ­ водства (производственный менеджмент): Учебник / Под ред. Ю.В. Скворцова, Л.А. Некрасова..- М.: Высшая школа, 2003. Схиртладзе Е.Г. 3. Кучина Е. Проблемы обеспечения конкурентоспособности продукции машиностроения//Маркетинг-2006- 4. Пестова Е.А. Отраслевая структура и роль машиностроения в экономике государства / Право и экономика: Сборник научных трудов МосГУ. Выпуск 3./ Под ред.Н.Н. Косаренко. -М., 2008. 5. Пестова Е.А. Анализ структуры и уровня затрат, запасов / Актуальные проблемы современности: сборник научных статей. - М.: изд-во МГУ, НИБ, 2008. 6. Пестова Е.А. Методика и практика оценки затрат на производство машиностроительной продукции. Под общей ред. Лютовой И. И, Лодкиной Т.В.- Вологда: ВИБ, 2008. основных Совершенствование организационной структуры предприятия 3.2 Совершенствование ... . В отраслевом разрезе из... деревообрабатывающую промышленность (9,4 %), машиностроение и металлообработку (8 %), ... Характеристика отрасли машиностроения Контрольная работа >> Экономика Признакам используются для выработки направлений совершенствования отраслевой структуры машиностроения в соответствии с... основным направлениям рационального использования сырьевых и топливно-энергетических ресурсов можно отнести: Улучшение структуры ...

Современное машиностроение транспортный комплекс в МЭВ 90-е годы инвестиционный процесс в машиностроительном комплексе развитых стран характеризовался дальнейшим усиле­нием притока капитальных вложений в наукоемкие отрасли, уве­личением доли расходов на средства комплексной автоматизации производственных процессов, резким сокращением инвестиций на расширение традиционных отраслей.

Интенсификация процесса технического перевооружения ма­шиностроения индустриально развитых стран, существенное по­вышение уровня его автоматизации, широкомасштабное распро­странение новейших форм организации и управления производ­ством, интенсификация использования техники и технологии получат свое развитие и в первое десятилетие XXI в.

Автоматизация в той или иной мере будет охватывать все су­ществующие типы производства в машиностроении, независимо от уровня их серийности. Со второй половины 90-х годов нача­лось ускоренное развитие автоматизированной сборки, что озна­чает новый этап в создании компьютеризированных интегриро­ванных производств.

Численность станочного парка в отраслях машиностроения индустриально развитых стран будет иметь долговременную тен­денцию к сокращению при одновременном увеличении его про­изводственной мощности и технико-экономической эффективнос­ти. около 40-50% общей суммы ежегодных валовых капита­ловложений в обрабатывающую промышленность (44% в 1985 г.). Доля инвестиций в активную часть основного капитала будет, оче­видно, на протяжении всего прогнозного периода оставаться не­изменно высокой (в среднем около 80%). В то же время преобла­дающая часть капиталовложений будет, как правило, направлять­ся на замену и модернизацию оборудования, хотя не исключены периоды активного нового строительства, когда в расширение производственных мощностей будет вкладываться больше средств, чем на модернизацию. США занимают лидирующее положение в мире по масштабам производства продукции машиностроения. На долю США приходится около 45% производственных мощностей предприятий машиностроения в развитых странах, в то время как на долю ФРГ, Франции, Великобритании и Италии - 36%, Япо­нии - 19%.

Фактором, несколько сдерживающим дальнейшее увеличение доли машиностроения в обрабатывающей промышленности всех рассматриваемых стран, является продолжающееся выделение из машиностроения в сферу услуг, производственную инфраструк­туру таких функций, как программирование и обслуживание элек­тронно-вычислительной техники и автоматизированного проек­тирования и управления; проектирование сложных производст­венных систем и локальных сетей связи; оказание услуг в инжиниринге, лизинге, подготовке кадров; консультационные услуги и т.п

Среди машиностроительных отраслей в центре современной государственной промышленной политики в рассматриваемых странах стоят авиаракетно-космическая промышленность (АРКП), микроэлектроника и автомобилестроение. Именно эти отрасли играют и, по всей видимости, сохранят в рассматриваемой пер­спективе ключевую роль в развитии не только машиностроения, но и всей экономики ведущих стран Запада как важнейшие "по­ставщики" базисных технологий (микроэлектроника и АРКП) и центр сосредоточения широчайших кооперационных связей в эко­номике стран в целом (автомобилестроение).

Государственное регулирование указанных отраслей осуществляется по двум основным направлениям - по линии стимулирова­ния инновационного процесса и путем реализации различных мер, включая протекционистские, с целью облегчения национальным фирмам условий конкуренции на внутреннем и внешних рынках.

Последние данные западных исследований показывают, что военно-технический прогресс в этой сфере все больше расходит­ся с гражданским, и эффект "spin-off" оказывает весьма ограни­ченное влияние на научный потенциал и конкурентоспособность гражданского самолетостроения США. Доминирование этой стра­ны на мировом рынке гражданской авиатехники обусловлено не государственной поддержкой,а многолетним опы­том, полным использованием эффекта масштаба производства и обусловленной этим экономией на издержках.

Контрастом к опыту США выглядит государственная политика в области гражданского авиастроения в Западной Европе и Япо­нии. В этих странах данная отрасль активно поддерживается госу­дарством, что обеспечило западноевропейским странам возмож­ность потеснить США на мировом рынке авиатехники, а Японии - необходимые условия для будущего выхода на этот рынок.

В Японии эта поддержка осуществляется в рамках политики "мелких шагов" и стимулирования интенсивного кооперирова­ния с США. Уже в 50-х годах японские фирмы выступали в каче­стве субпоставщиков фирмы "Боинг", которая была заинтересо­вана в создании в Японии мощностей по обслуживанию и ремон­ту своих самолетов. Министерство промышленности и внешней торговли поддерживало отечественные фирмы двояко: путем ис­ключения возможности конкуренции между ними и стимули­рованием кооперирования. В 1986 г. в стране был принят специ­альный "Акт содействия развитию авиации", предусматривающий предоставление фирмам льготных кредитов через вновь создан­ный фонд. Эти кредиты использовались для разработки и произ­водства реактивных пассажирских самолетов средней грузо­подъемности и возвращались лишь после успешного завершения проекта.

Государственное регулирование микроэлсктронной отрасли осуществляется в развитых странах в основном в рамках федераль­ных инновационных программ.

В последнее время странами ЕС принят целый ряд крупных программ, призванных ускорить разработку и распространение в производстве новейших видов микроэлектронной техники и тех­нологии с целью преодоления отставания в этой сфере от Японии и США.

В то же время в последние годы в рассматриваемых странах отмечается процесс коренного пересмотра концепции государственного стимулирования машиностроительных отраслей, вклю­чая и переосмысление роли крупных государственных инноваци­онных программ, осуществляемых с целью достижения нацио­нальных (региональных) преимуществ в тех или иных приоритет­ных технологиях. В условиях прогрессирующей интернационали­зации производства в машиностроении Запада идет активный про­цесс слияния и поглощения фирм, который облегчает межгосу­дарственную диффузию результатов работ по программе и резко снижает эффективность государственного вмешательства в дан­ную сферу.

В качестве альтернативы узконациональному подходу к госу­дарственной политике в области машиностроения практически повсеместно рассматривается расширение поддержки интенсив­ного кооперирования между фирмами, как оно уже сегодня прак­тикуется, например, в микроэлектронике между США и Японией или между Японией и ФРГ в области разработки динамического ЗУ с произвольной выборкой емкостью 64 Мбайт.

Если в микроэлектронике и АРКП государственное регулиро­вание осуществляется практически во всех странах двояко - как путем внешнеторговой защиты, так и принятием мер по непо­средственному стимулированию национальных фирм (в АРКП США - за счет государственных заказов на вооружения), под­держка автомобилестроению во всех странах главным образом оказывается через внешнеэкономический инструментарий. Само становление автопромышленности Японии было во многом обес­печено поддержкой правительства, вплоть до 1988 г. практически полным закрытием внутреннего рынка страны от американских и западноевропейских конкурентов, включая запрет иностранных инвестиций в эту ключевую отрасль экономики.

Развитие машиностроительного комплекса органически связа­но с интенсификацией научно-исследовательской деятельности. Активизация НИОКР обусловлена сокращением жизненного цикла товаров, обострением конкуренции, усложнением научных про­ектов, приобретающих в массе своей междисциплинарный харак­тер. В настоящее время США тратят на НИОКР в машиностроении больше, чем Япония, ФРГ и Великобритания вместе взятые. По абсолютной величине годовые расходы на НИОКР в США в целом по машиностроительному комплексу сопоставимы с сум­марными капиталовложениями в основной капитал машинострое­ния, а в отдельных отраслях даже превышают их. Наиболее бы­стрыми темпами растет объем научных исследований и разрабо­ток в новых, наукоемких отраслях машиностроения, таких, как АРКП, электронная промышленность, производство ЭВМ, при­боростроение. Общая величина годовых затрат на НИОКР в этих секторах машиностроения в 1994 г. достигла в США около 50 млрд. долл., что составило свыше 70% всех затрат на НИОКР ма­шиностроительного комплекса по сравнению с 63% в 1970 г. Бы­стро наращивает свой научно-технический потенциал Япония. Если в середине 70-х годов он оценивался в 30% к американскому уровню, то в середине 90-х достиг уже 41%.

В группе традиционных отраслей в Японии (общее, транспорт­ное машиностроение) главными направлениями качественного совершенствования продукции в прогнозном периоде, видимо, будут повышение надежности, безопасности, экологической чис­тоты, энергетической экономичности, производительности машин и оборудования, использование автоматизированных систем уп­равления работой основных агрегатов на базе микропроцессор­ной техники.

В странах ЕС суммарная доля электротехнической промыш­ленности (включая производство ЭВМ и радиоэлектронику), при­боростроения и АРКП в общем объеме продукции машинострое­ния, по имеющимся оценкам, в среднем увеличится с 40% в 1990 г. до примерно 50-55% в 2015 г., в том числе собственно производ­ство ЭВМ - с 7 до 15% в том же году.

В Японии объем производства промышленных роботов возрас­тет, по нашим расчетам, за 1991-2015 гг. примерно в десять раз, а станков с ЧПУ - в четыре раза, что потребует более высоких по сравнению с общим машиностроением темпов наращивания мощ­ностей соответствующих производств. Опережающее развитие по­лучит и электротехническая промышленность.

4. Транспортный комплекс: основные направления развития на перспективу

Финансирование транспортного комплекса в промышленно раз­витых странах традиционно является одной из приоритетных функ­ций государства, ибо транспорт, наряду с энергетикой и связью, является всеобщей важнейшей базой нормальной деятельности производства и социальной среды в государстве. Как показывает мировой опыт, государство не может снять с себя ответственность за развитие транспорта общего пользования и отказаться от эле­ментов регулирования важнейших направлений его хозяйствен­ной деятельности. В сфере капиталовложений оно или прямо уча­ствует в инвестиционном процессе, или берет на себя функции регулирования деятельности частного капитала по привлечению средств на транспорт.Важное значение с точки зрения влияния на инвестиционный процесс на транспорте оказывает научно-технический прогресс. Под воздействием НТП существенно изменилась роль основных фондов транспортного комплекса, которые в количественном от­ношении достигли необходимого уровня развития и адекватно удовлетворяют потребности населения и экономики промышлен­но развитых стран в перевозках. В связи с этим инвестиции в основном направляются на обеспечение не экстенсивного, а ин­тенсивного развития транспорта: повышение доли технически усо­вершенствованных путей сообщения и транспортных средств, бо­лее широкое распространение прогрессивных технологий, обес­печивающих рост производительности труда работников данной сферы и качества обслуживания.

Такие изменения в инвестировании сопровождались сокраще­нием общих объемов капитальных вложений на транспорте США, ФРГ и Японии. В то же время на отдельных видах транспорта, наиболее приспособленных к структурной перестройке хозяйст­ва, наблюдалась некоторая активизация инвестиционной деятель­ности.

Городской транспорт субсидируется в основном государством, региональными и местными органами власти. Однако их участие в этом различно. В одних странах государственные инвестиции обеспечивают всю сумму единовременных и текущих затрат (Бель­гия, Голландия), в других они практически не используются (Ка­нада, Дания, Великобритания).

В долгосрочной перспективе в странах с рыночной экономи­кой ожидается дальнейшее развитие научно-технического прогрес­са на транспорте. Структура сети путей сообщения претерпит су­щественные изменения. Протяженность малодеятельных и нерен­табельных железнодорожных линий и участков будет сокращать­ся. В то же время предполагается сооружение ряда новых, в ос­новном скоростных, линий. Ожидается развертывание работ по электрификации железных дорог. Длина автомобильных дорог с твердым покрытием увеличится. Основное внимание будет уделе­но совершенствованию существующей сети. Увеличится количе­ство аэропортов (в основном грузовых) и протяженность внут­ренних авиалиний. В США возрастет протяженность трубопрово­дов, в первую очередь - газо- и нефтепроводов. Как в США, так и в западноевропейских странах на внутреннем водном транспор­те предстоят гидротехнические работы, реконструкция портов. На морском транспорте предусматривается модернизация портов.

Существенные изменения произойдут в парке транспортных средств. Их численность несколько возрастет, и заметно увели­чится доля прогрессивных видов тяги. Повысятся доля специали­зированного подвижного состава, его грузоподъемность и удель­ная мощность.

В области взаимодействия различных видов транспорта будут совершенствоваться существующие и создаваться новые средства для бссперегрузочных сообщений "от двери до двери", охваты­ваться контейнеризацией перевозок не только генеральные, но и значительная часть массовых грузов, объединяться автоматизиро­ванные информационные системы разных видов транспорта, со­оружаться объединенные системы разных видов транспорта, объ­единенные вокзалы и перегрузочные терминалы улучшенной пла­нировки и др.

Научно-технический прогресс на транспорте позволит сущест­венно улучшить его экономические показатели, повысить качест­во обслуживания клиентуры и безопасность движения. На транс­порте намечается широкое использование маркетинга, изучение спроса, введение учета потребностей, применение моделирова­ния и т.д. Ожидается освоение на всей сети путей сообщения ком­пьютерной системы Райлинка (соединяющей между собой в на­стоящее время железные дороги, клиентов и банки) или другой аналогичной ей системы, что позволит включить транспорт в сеть коммерческих обменов.

В странах Европейского союза предстоит большая работа по совершенствованию стандартов на транспорте, особенно железнодорожном. От исследований в области создания электровозов, работающих на нескольких системах тока, по-видимому, перей­дут к работам по совместимости аппаратуры, устанавливаемой на локомотивах, полевой аппаратуры и системы спутниковой связи. Предстоит также продолжить работу по обеспечению совмести­мости информационных систем, чтобы связать между собой на­циональные компьютерные сети.

Переход от прерывистых технологических процессов к непрерывным автоматическим, обеспечивающим повышение производительности труда и качества продукции.

Эффективное использование машин и оборудования.

Внедрение безотходной технологии.

Создание ГПС.

Широкое применение роботов и робототехнических систем

Расчет погрешностей базирования на примерах различных установок деталей. Количество баз, необходимых для базирования. Количесво баз, необходимых для базирования. При обработке заготовок на станках и их установке в приспособлениях во многигих случаях нет необходимости в полной ориентировке заготовок с использованием всего комплекта из трех баз, контактирующих с шестью опорными точками приспособления или станка. Так, например, при обработке плоскости призматической заготовки ориентировка заготовки на станке в направлении горизонтальных осей координат для получения требуемого размера, не имеет значения, поэтому боковые поверхности заготовки теряют значение баз.

При обработке цилиндрических заготовок для их базирования во многих случаях тоже нет необходимости в использовании комплекта всех трех баз.

Например, при сквозном сверлении и растачивании заготовки, закрепленной в патроне, используется только одна двойная направляющая база, находящаяся в контакте с четырьмя опорными точками. При растачивании ступенчатого отверстия, когда выдерживается линейный размер а, необходимо использовать две базы: двойную направляющую и опорную.

При установке валиков в центрах они базируются по коротким крутым конусам центровых отверстий с помощью пяти опорных точек и лишаются пяти степеней свободы. При этом у валиков сохраняется шестая степень свободы - возможность вращения вокруг собственной оси, необходимая для обработки. При этом используемый в подобных случаях хомутик отнюдь не является шестой опорной точкой, так как он не участвует в базировании заготовки и не ориентирует ее положение, а служит только для передачи заготовке вращения.

При проектировании технологических операций на операционном эскизе изображается так называемая «теоретическая схема базирования».

Теоретическая схема базирования представляет собой схему расположения на технологических базах заготовки идеальных опорных точек и условных точек, символизирующих позиционные связи заготовки с принятой системой координат. При этом на контурных линиях поверхностей заготовок, принятых в качестве технологических баз, проставляются условные обозначения идеальных точек контакта заготовок и приспособлений, которые:ишают заготовку соответствующего числа степеней свободы. Условные обозначения опор, зажимов и установочных устройств приведены в ГОСТ 3.1107-81.

Расчет погрешностей базирования на примерах различных установок деталей:

Принцип совмещения (единства) баз. При назначении технологических баз для точной обработки заго­товки в качестве технологических баз следует принимать поверх­ности, которые одновременно являются конструкторскими и изме­рительными базами детали, а также используются в качестве баз при сборке изделий. При совмещении технологических, конструкторских и измери­тельных баз обработка заготовки осуществляется по размерам, проставленным в рабочем чертеже, с использованием всего поля допуска на размер, предусмотренного конструктором.

Если технологическая база не совпадает с конструкторской или измерительной базой, технолог вынужден производить замену раз­меров, проставленных в рабочих чертежах от конструкторских и измерительных баз более удобными для обработки технологиче­скими размерами, проставленными непосредственно от технологи­ческих баз. При этом происходит удлинение соответствующих раз­мерных цепей заготовки и поля допусков на исходные размеры, проставленные от конструкторских баз, распределяются между вновь введенными промежуточными размерами, связывающими тех­нологические базы с конструкторскими базами и с обрабатываемыми поверхностями. В конечном счете это приводит к ужесточению допусков на размеры, выдерживаемые при обработке заготовок, к удорожанию процесса обработки и понижению его производитель­ности.

Сказанное можно проиллюстрировать следующим примером. При обработке паза на глубину 10H14 (рис. 6.24, а) для упро­щения конструкции приспособления удобно установить заготовку на нижнюю поверхность В (рис. 6.24, г). Так как дно паза С связано размером 10 +0 " 36 с верхней плоскостью А, эта плоскость является для паза конструкторской и измерительной базами. В этом случае технологическая база - поверхностьВ не совпадает с конструк­торской и измерительной базами и не связана с ними ни размером, ни условием правильного взаимного расположения. Поскольку при работе на настроенном станке расстояние от оси фрезы до плоскости стола сохраняется неизменным (к = сопз1), а следовательно, постоянен и размер с, отсутствующий на чертеже, то размер глубины паза а = Ю^" 56 мм не может быть выдержан, так как на его колебание непосредственно влияет погрешность размера Ь - - 50-о,62 мм, выдержи­ваемого на предыдущей операции (рис. 6.24, б).

Очевидно, что на операци­онном эскизе фрезерова­ния паза в этом случае следует поставить техно­логический размер с, точ­ность которого не зависит от предыдущей операции, а конструкторский размер а =Ю+ 0 ’ 36 мм целесооб­разно с эскиза снять. Рас­чет технологического раз­мера с, а также нового технологического допуска размера Ь можно произвести, исходя из размерной цепи, приве­денной на рис. 6.24, в. Из рисунка видно, что с = Ь-а = = 50 - 10 = 40 мм.

Допуск размера с определяется из той же размерной цепи, в ко­торой исходным размером является конструкторский размер а = = 10 +0,зс, так как весь расчет производится на основании пред­посылки, что размер а должен быть автоматически получен в пре­делах заданного конструктором допуска при выполнении составля­ющих размеров цепи 6 и с в пределах установленных для них допусков. В соответствии с формулой (5.3) Та = Тb + Тс, откуда Тс - Та - Тb. Подставляя соответствующие значения, получаемТс = 0,36-0,62.

Так как допуск - величина существенно положительная и отри­цательной быть не может, полученное уравнение не может быть решено без увеличения уменьшаемого или без уменьшения вычита­емого.

Окончательно размер b назначается с допуском, равным ближай­шему стандартному с сохранением установленного чертежом минусо­вого отклонения поля допуска от номинала, т. е. Ь = 50_о 16 = = 50h11.

Тогда расчетный допуск технологического размера

Расчетная величина размера с = 40-о!зв мм. Окончательно при­нимается ближайшее стандартное значение этого размера с - = 401о;"« мм, соответствующее значению 40b11. Предельные значения проставленного технологического размера снаходятся в границах расчетных размеров.

Проверочный расчет на максимум и минимум (a тах = = 50 - (40 - 0,33) = 10 +0 - 33 ; a min = 50 - 0,16 - (40 - 0,17) = = 10 +0 ’ 01) показывает, что предельные значения исходного кон­структорского размераа находятся в границах предельных размеров, установленных чертежом, и пересчет размеров сделан правильно,

В случаях, когда стандартный размер, ближайший к расчетному технологическому размеру с, значительно отличается по величине своего поля допуска от расчетного, окончательно может быть принят расчетный размер с.

На основании проведенного расчета в операционных эскизах заготовки вместо чертежных размеров 10H14 и 50h14 должны быть проставлены новые размеры b = 50h11 и с = 40b11. Таким образом, в связи с несовпадением технологической и конструкторской (изме­рительной) баз рабочему фактически приходится выдерживать за­метно более жесткие допуски по сравнению с допусками, установлен­ными конструктором. В рассмотренном случае вместо допусков по h14, установленных чертежом, должны быть выдержаны допуски по h11 и b1.

ПРИНЦИП ПОСТОЯНСТВА БАЗ. Принцип постоянства баз заключается в том, что при разработке технологического процесса необходимо стремиться к использованию одной и той же технологической базы, не допуская без особой необхо­димости смены технологических баз (не считая смены черновой базы).

Стремление осущест­вить обработку на одной технологической базе объ­ясняется тем, что всякая смена технологических баз увеличивает погрешность взаимного расположения поверхностей, обработан­ных от разных техноло­гических баз, дополни­тельно внося в нее погреш­ность взаимного располо­жения самих технологи­ческих баз, от которых производилась обработка поверхностей.

Например, если на за­готовке, изображенной на рис. 6.26, с, требуется обеспечить совмещение оси симметрии четырех малых отверстий с осью центрального отверстия в пределах допустимой погрешности А = ±0,1 мм, а расточка центрального отверстия на токарном станке (рис. 6.26, б) и сверление четырех малых отверстий в кондукторе (рис. 6.26, в) выполняются при использовании различ­ных баз А и В, то фактическая величина смещения осей возрастает на величину погрешности взаимного расположения использованных/ баз, т. е. на величину допуска на размер 100. Это подтверждает расчет технологической размерной цепи (рис. 6.26, г):

При этом требование чертежа о совмещении осей в пределах погрешности ±0,1 мм выполняется.

Характеризуется следующими факторами:

1. Создание новых машин и оборудования, предназначенных для принципиально новых и совершенствования существующих технологических процессов.

2. Создание комплексной автоматизации на основе микропроцессорной техники, разработке ГПС и широком применении высокоэффективных систем машин, для всех стадий производственного цикла – от поступления сырья до отгрузки готовой продукциии.

3. Увеличение единичной мощности машин и систем, что обеспечивает повышение скорости осуществления технологических процессов.

4. Внедрение безотходных технологий.

5. Переход к принципиально новым технологическим процессам и видам оборудования повышенной производительности.

6. Самое широкое применение информационных технологий на основе знаний фундаментальных, технических и специальных дисциплин при проектировании конструкций машин, инструментов, средств технологического оснащения и разработке прогрессивных технологических процессов

Машина полезна лишь, если она обладает требуемым качеством и способна удовлетворять потребность людей.

При создании машины ставится две задачи:

1. создать машину качественной;

2. затратить наименьшее количество труда и других ресурсов при ее создании и изготовлении.

Процесс создания машины состоит из трех основных этапов:

1. проектирование машины

2. разработка технологических процессов (ТП) изготовления машины

3. изготовление

В результате проектирования создаются чертежи машины.

Проектирование ТП содержит комплекс проектных работ по выбору методов обработки, обеспечению технологичности изделия, выбору средств технологического оснащения, режущего и контрольно-измерительного инструмента, расчеты режимов и норм времени, расчету технологической себестоимости.

В процессе изготовления появляется машина.

Все три этапа создания машины должны базироваться на творческом подходе и оптимизационных методах решения задач.

Создание машины можно представить в виде схемы (рис.1.1). Изготовление машины связано с использованием различных способов обработки металлов.

Рис. 1..1. Создание машины

Краткая история возникновения металлообработки в России

; в X в. Русские ремесленники обладали высокой техникой изготовления оружия, предметов обихода и т.п.;

· в XII в. Русские оружейники применяли сверлильные и токарные устройства с ручным приводом и вращательным движением инструмента или заготовки

· в XIV – XVI в.в. использовались токарные и сверлильные устройства с приводом от ветряной мельницы;

· в XVI в. в селе Павлове на Оке и в окрестностях г. Тулы существовала металлообрабатывающая промышленность;

· А.И.Нартов (1718-1725) создал механический суппорт для токарного станка;

· М.В. Сидоров (1714) на тульском оружейном заводе создал «вододействующие» машины для сверления оружейных стволов;

Яков Батищев построил станок для одновременного сверления 24 ружейных стволов;

· М.В.Ломоносов (1711-1765) построил лоботокарные, сферотокарные и шлифовальные станки;

· И.И.Ползунов (1728-1764) построил цилиндрорасточные и др. станки для обработки деталей паровых котлов;

· И.П.Кулибин (1735-1818) построил станки для изготовления зубчатых колес часовых механизмов;

· в конце XIX и начале XX в.в. на некоторых предприятиях начали указывать на рабочих чертежах допуски на изготовление деталей.

Зарождение технологии машиностроения, как отрасли науки связывают с появлением трудов, содержащих описание опыта производство процесса.

Впервые положение о технологии сформулировал и определил академик В.М.Севергин в 1804 г. А в 1817 г.: «технология – наука о ремеслах и заводах». Впервые был изложен опыт производства профессором Московского университета И.А. Двигубским в книге «Начальные основания технологии или краткое описание работ, на заводах и фабриках производимых».

Дальнейшее описание выполнено Тиме И.А. (1838-1920 г.г.) в первом капитальном труде «Основы машиностроения. Организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство в них работ», вышедшим в 1885 г. Позже Гавриленко А.П. (1861-1914г.г.) создал курс «Технология металлов».

Затем появились работы не просто обобщающие опыт, но и выявляющие общие зависимости и закономерности. Соколовский А.П. в 1930-1932 г.г. издал первый труд по технологии машиностроения. В 1933 г. Появился труд Каширина А.И. «Основы проектирования технологических процессов» и «Теория размерных цепей», разработанная Балакшиным Б.С., а в 1935г. – «Технология автотракторостроения», в котором Кован В.М. и Бородачев Н.А. занимались анализом качества и точности производства. Исследованием жесткости, применительно к станкам, в 1936 г. занимался Вотинов К.В. Работы ЗыковаА.А. и Яхина А.Б. положили начало анализу причин возникновения погрешностей при обработке. В 1959 г. Кован В.М. разработал методику расчета припусков. Исследования в области технологии машиностроения продолжили Глейзер Л.А., Корсаков В.С., Колесов И.М., Чарнко Д.В. и др.,

Технология машиностроения как наука (в современном понимании) прошла в своем развитии несколько этапов. Можно выделить четыре этапа.

Первый этап (до1929-1930г.г.) характеризуется накоплением отечественного и зарубежного производственного опыта изготовления машин. Публикуются описания процессов обработки различных деталей, применяемого оборудования и инструментов. Издаются руководящие и нормативные материалы ведомственных проектных организаций страны.

Второй этап (1930-1941г.г.) характеризуется обобщением и систематизацией накопленного производственного опыта и началом разработки общих научных принципов построения технологических процессов.

Третий этап (1941-1970 г.г.) отличается интенсивным развитием технологии машиностроения, разработкой новых технологических идей и формированием научных основ технологической науки.

Четвертый этап – с 1970 г. по настоящее время отличается широким использованием достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических проблем и практических задач технологии машиностроения.

Современное представление технологии машиностроения – это отрасль технической науки, которая изучает связи и закономерности в производственных процессах изготовления машин.

3. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Конфуций учил давать вещам правильные имена. В этом залог будущего успеха.

Исходный продукт процесса – предметы природы, сырье или полуфабрикат.

Сырье – предмет труда, на добычу или производство которого, был затрачен труд.

Полуфабрикат – сырье, которое подвергалось обработке, но не может быть потреблено как готовый продукт.

Продукция – это результат производства в виде сырья, полуфабриката, созданных материальных и культурных благ или выполненных работ производственного характера.

Для превращения предметов природы в полезное изделие служит производственный процесс.

Процесс (в широком смысле слова) – последовательные изменения какого-либо предмета (явления) или совокупность последовательных действий, направленных на достижение определенного результата.

Реальный ход процесса, выполняемого машиной, отличается от идеального из-за непрерывно меняющихся условий. Не остаются постоянными во времени качество исходного продукта, количество сообщаемой энергии, изменяется состояние окружающей среды и самой машины, что приводит к нестабильности качества, количества продукции, производимой в единицу времени, и ее стоимости (рис.25.1).

Рис. 2.1. Нарушения намеченного хода процесса

Производственный процесс включает этапы, которые проходит предмет природы на пути превращения в изделие. Например, добытая железная руда, в процессе плавки превращается в металл, затем поступает на машиностроительные заводы и после различного рода обработки (со снятием и без снятия стружки) превращается в детали. Из деталей при помощи сборки и последующей отделки получается готовое изделие.

В состав производственного процесса включаются все действия по изготовлению и сборке продукции, контролю ее качества, хранению и применения на всех стадиях изготовления, организации снабжения, обслуживания рабочих мест и участков, управление всеми звеньями производства, а также работы по технической подготовке производства.

Технологический процесс (ТП) – часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета производства и их контроль (т.е. происходит качественное изменение состояния объекта производства – материала заготовки, детали, машины).

Технологические процессы строятся по отдельным методам их выполнения (процессы механической обработки, сборки, литья, штамповки, термообработки, покрытия, окраски и т.д.).

В технологический процесс включают ряд дополнительных действий орудий производства и рабочих: контроль качества, очистка заготовки и изделий, транспортировка и т. д.

Для выполнения технологических процессов должно быть организованно и надлежащим образом оборудовано рабочее место.

Рабочее место – элементарная единица структуры предприятия (часть объема цеха), где размещаются исполнители работы, обслуживаемое или технологическое оборудование, часть конвейера, оснастка и предметы труда (инструмент, приспособления, ПТО, стеллаж для хранения заготовок, деталей или сборочных единиц.

ТП изготовления машины или детали обычно делится на несколько частей.

Технологическая операция (ТО)– законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (ГОСТ 3.1109 – 82).

Примеры: обработка детали и нескольких деталей на станке, штамповка нескольких деталей на прессе, сборка на валик нескольких деталей (зубчатое колесо, втулки, подшипники), шабрение направляющих станины, установка и закрепление двигателя на шасси автомобиля.

Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. На основе операций определяют трудоемкость изготовления изделий и устанавливаются нормы времени и расценка, задается требуемое количество рабочих, оборудования, приспособлений и инструментов; определяется себестоимость обработки; производится календарное планирование производства и осуществляется контроль качества и сроков выполнения работ.

В условиях автоматизированного производства под операцией понимают законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на автоматической линии, которая состоит из нескольких станков связанных автоматическими действующими транспортно-загрузочными устройствами.

Кроме технологических операций, в состав ТП в ряде случаев включаются вспомогательные операции (транспортные, контрольные, маркировочные, по удалению стружки и т. п.) не изменяющие размеров, формы, внешнего вида или свойств обрабатываемого изделия, но необходимые для осуществления технологических операций.

Основными технологическими элементами, из которых формируются операции являются переходы.

Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемой над одной или несколькими поверхностями заготовки, одним или несколькими одновременно работающими без изменения или при автоматическом изменении режимов работы станка.

При этом автоматическое изменение режимов работы станка внутри одного технологического перехода имеет место в период обработки заготовок на станках с программным или адаптивным управлением. В случае использования обычных металлорежущих станков технологические процессы, как правило, осуществляются при неизменных режимах их работы.

Например: проточка одной ступени вала; сверление отверстий; фрезерование поверхности; фрезерование набором фрез нескольких поверхностей (комплектом режущих инструментов); многорезцовая обработка.

Сверление отверстий, зенкерование и развертывание – 3 перехода.

К переходам механической обработки деталей относится и такие законченные элементарные части технологического процесса, как установка и закрепление деталей в приспособлении, ее открепление и снятие (вспомогательные переходы).

Элементарный переход – часть технологического перехода, выполняемая одним инструментом, над одним участком поверхности обрабатываемой заготовки, за один рабочий ход без изменения режима работы станка.

Длина участков поверхности, обрабатываемой с неизменной подачей, и соответствующее ей основное время обработки определяет величину элементарного перехода.

Переходы могут выполняться путем удаления одного или нескольких слоев металла, снимаемых один за другим, одним и тем же инструментом с каждой новой поверхности, или сочетания поверхностей детали. В этом случае говорят о переходе, выполняемом в один проход или несколько проходов.

Проходом – называется однократное относительное движение режущего инструмента и обрабатываемой детали, в результате которого с поверхности или сочетания поверхностей снимается слой материала (один). Например: шлифование ступени вала в один переход при помощи значительного числа проходов.

Примеры переходов: присоединение шпонки к валу, завертывание гайки при соединении 2-х деталей.

Для термообработки – нагрев детали; закалка ее; очистка.

Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхности предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода.

Рабочий ход (проход) – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемой изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки.

Установ – часть технологической операции, выполняемых при неизменном закреплении заготовок или собираемой сборочной единицы.

Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением, относительно инструмента или неподвижной части оборудования, для выполнения определенной части операции.

Закрепление – приложение сил и пар сил к предмету труда дня обеспечения постоянства его положения, достигнутого при базировании.

Различие между установкой и позицией заключается в том, что при каждой новой установке объект производства меняет свое положение относительно приспособления, стола станка, рабочего места или сборочного стенда. При смене позиции объект производства сохраняет положение относительно приспособления, в котором он установлен и закреплен, и меняет свое положение относительно оборудования, рабочего места или сборочного стенда совместно с приспособлением.

Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, качества поверхности или свойств заготовки, но необходимого для подготовки рабочего хода.

Прием – законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и соединенных одним целевым назначением.

Наладка – подготовка технологического оборудования и оснастки к выполнению определенной технологической операции. К наладке относятся установка приспособления, переключение скорости или подачи, настройка на заданный размер и т. д.

Подналадка - дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) оснастки в процессе работы для восстановления достигнутых при наладке значений парметров.

Настройка станка на размер – придание лезвию инструмента требуемого расположения относительно баз заготовки

Станкоемкость - время, в течение которого фактически занят (фактическая станкоемкость) или должен быть занят (расчетная станкоемкость) станок, несколько станков или других видов оборудования для выполнения отдельных или всех операций по обработке детали или целого изделия. В соответствии с этим различают станкоемкость операции, станкоемкость детали и станкоемкость изделия. Единицей измерения станкоемкости обычно служит станкочас.

Трудоемкость – количество времени, затрачиваемое работающим при нормальной интенсивности труда на выполнение технологического процесса или его части. Единица измерения – человеко-час . Для планирования затрат труда используют:

· норма времени – время, установленное рабочему, соответствующей квалификации на выполнение операции или технологического процесса в нормальных производственных с нормальной интенсивностью труда. Единица измерения – 3ч. 5-го разряда .

· норма выработки (для нормирования малотрудоемких работ) – установленное количество изделий, которое должно быть изготовлено в единицу времени. Единица измерения – 1000шт. в 1ч., 3-го разряда .

Масштаб выпуска характеризует примерное количество машин, деталей или заготовок, выпускаемых или подлежащих выпуску заводом или каким-либо
его цехом в единицу времени (год, квартал, месяц).

Цикл – отрезок календарного времени, определяющий длительность периодически повторяющейся технологической операции от начала до ее конца.

Интенсивность производства одинаковых изделий характеризуется тактом выпуска.

Такт выпуска – промежуток времени, через который периодически осуществляется выпуск изделия. Если говорят, что машину изготовляют с тактом в 5 мин, это значит, что через каждые 5 мин завод выпускает машину.

Ритм выпуска – величина обратная такту.

Партия – количество заготовок (изделий) одного наименования и типоразмера, одновременно (или непрерывно) поступающих для обработки на одно рабочее место в течение определенного времени. Количество заготовок (деталей) в партии определяется на основе технико-экономического расчета.

Показатели производственного и технологического процесса (трудоемкость, цикл, такт) могут быть номинальными, действительными и измерительными. Случайный характер действительных и измерительных значений показателей производственного и технологического процесса заставляет рассматривать их во времени с позиции теории случайных функций.

В зависимости от потребностей, машины изготавливают в разных количествах, определяемых объемом и программой выпуска.

Объем выпуска характеризует примерное количество машин, деталей, заготовок, изделий , подлежащих выпуску в течение планируемого периода времени (год, месяц). Это понятие используется на стадии проектирования завода, цеха, технологического процесса.

Программа выпуска – перечень изделий с указанием количества выпуска по каждому наименованию на планируемый период (год, месяц).

Серия – общее число изделий, подлежащих изготовлению по неизменным чертежам. Размер серии зависит от совершенства конструкции и степени спроса у потребителей.

Обработка деталей машин осуществляется на технологическом оборудовании с применением технологической оснастки.

Технологическое оборудование – средство технологического оснащения для размещения в нем материалов или заготовок, воздействующие на них средства, а также технологическую оснастку.

Технологическая оснастка – средство технологического оснащения, дополняющее технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса. (режущий инструмент, приспособления, измерительные средства.

Технологическое оборудование совместно с технологической оснасткой называют технологической системой .

Поточный вид Заготовки без задержек передаются с одной операции на другую, а деталь сразу на сборку. Деталь и сборка находятся в постоянном движении со скоростью, подчиненной такту выпуска. Все необходимое оборудование расставляется по ходу технологического процесса. Поточный вид организации применяется в массовом и в крупносерийном типе производства при изготовлении изделий близких по-своему служебному назначению, которые объединяют в группы. Изготовление ведут поточным методом в пределах одного изделия, со сменой изделия меняется поток и такт выпуска. Такой вид организации называется переменно-поточным

Непоточный вид – движение заготовок на разных стадиях изготовления прерывается пролеживанием на рабочих местах или на складах. Не соблюдается такт выпуска.. Непоточный вид применяется в единичном и мелкосерийном типах производства

ГЛАВА 3. МАШИНА КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА.

3.1. ПОНЯТИЕ О МАШИНЕ И ЕЕ СЛУЖЕБНОМ НАЗНАЧЕНИИ

Понятие машины охватывается большое число самых различных объектов, применяемых человеком для своих трудовых и физических функций. Машина - механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразные движения для преобразования энергии или производства работ

Целью создания машин является увеличение производительности и облегчение физического труда человека. В некоторых случаях машина может заменять умственный труд. Например, ЭВМ заменяют человека или помогают ему в проведении необходимых математических операций, информационные машины обрабатывают большое количество заложенной в них информации, выдают необходимые сведения и т.д. Созданные человеком машины могут управлять производственными и другими процессами по определенным, заранее установленным программам и в некоторых случаях автоматически обеспечивать процессы с оптимальными результатами.

Машины в некоторых случаях могут заменять отдельные органы человека, такие, как конечности (механизмы манипуляторов, протезы), искусственное сердце и др.

Роль человека – только функция управления машиной.

Машины различают в зависимости от рода выполняемых работ:

1. Энергетические – преобразуют любой виды энергии (паровая турбина, электродвигатель, электрогенератор и др.)

2. Транспортные – изменяют положение материала, перемещение груза (от велосипеда до космических кораблей).

3. Технологические или рабочие машины изменяют, преобразуют форму заготовки, ее свойства, положение (подъемный кран, сеялка, металлорежущий станок, пишущая машинка и др.).

4. Информационные – предназначены для преобразования информации (от арифмометра до ЭВМ).

Для совершения работы у машины есть рабочий орган (РО) (исполнительный орган).

У экскаватора РО – ковш, у токарного станка РО – шпиндель, резцедержатель, У электрических машин РО – ротор, статор, У реактивных самолетов РО – сопло двигателя.

РО приводит в движение, имеющийся в машине двигатель.

Таким образом, у машин есть РО и двигатель.

Для передачи движения от двигателя к РО существует передающий механизм.

Для управления машиной существуют устройства управления: штурвалы, рычаги, педали, кнопки и более сложные автоматические устройства, работающие по программе без участия человека (автоматы).

Таким образом, машина- устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации.

Рис. 3.2. Машина – средство производства

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Конспект лекций

Составил: А.С. Антонов

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение является одной из важнейших и ведущих отраслей народного хозяйства. Именно машиностроение в значительной степени определяет материальную основу технического прогресса и темпы развития всех других отраслей промышленности, сельского хозяйства, энергетики, транспорта.

Для того чтобы постоянно удовлетворять растущие потребности производства, машиностроение на базе новейших достижений науки и техники должно не только улучшать конструкции различных технических устройств, но и непрерывно совершенствовать технологии их производства.

Быстрое развитие машиностроительного производства требовало научного разрешения вопросов, связанных с изготовлением машин, что привело к возникновению науки о технологии машиностроения.

В настоящее время учеными и работниками производства большое внимание уделяется разработке и внедрению новых высокоэффективных технологических процессов, новых материалов, в том числе и неметаллических, снижению металлоемкости изделий, экономии топливно-энергетических и трудовых ресурсов, повышению надежности и долговечности машин. В решении этих задач важное место занимает технология машиностроения.

Технология машиностроения как прикладная наука имеет большое значение в подготовке специалистов для различных отраслей машиностроительного комплекса. Она вооружает их знаниями, позволяющими разрабатывать новые прогрессивные технологии и создавать машины, отвечающие современному уровню развития науки и техники.

Предметом технологии машиностроения является изучение закономерностей, действующих в процессе изготовления машин заданного качества в установленном программой выпуска количестве, в заданные сроки и при наименьшей себестоимости.

Целью изучения дисциплины «Технологические основы машиностроения» является овладение обоснованной системой знаний и практическими навыками проектирования технологических процессов изготовления деталей и сборки машин заданного качества в плановом количестве при высоких технико-экономических показателях производства.

Задачи изучения дисциплины – усвоение теоретических основ технологии машиностроения и обоснование принимаемых решений при проектировании и управлении процессами создания и изготовления машин на должном научно-техническом уровне.

Теоретической и практической базой технологических основ машиностроения являются дисциплины «Материаловедение», «Технология материалов», «Проектирование и производство заготовок», «Теория резания», «Обрабатывающий инструмент», «Технологическое оборудование», «Нормирование точности и технические измерения», «Организация производства и управление предприятием». Настоящая дисциплина составляет основу современной базы знаний технологии машиностроения.

Курс «Технологические основы машиностроения» рассматривает следующие вопросы:

– Производственный и технологический процессы.

– Точность механической обработки. Качество поверхностей деталей машин.

– Основы базирования. Выбор баз при обработке заготовок.

– Теория размерных цепей. Системы размерных связей.

– Заготовки деталей машин.

– Технологичность конструкции изделия.

– Припуски на механическую обработку.

– Основные принципы, методика проектирования технологических процессов и технические расчеты.

– Обработка наружных поверхностей тел вращения.

– Обработка внутренних поверхностей тел вращения.

– Обработка резьбовых поверхностей детали.

– Обработка плоских поверхностей и пазов в заготовках.

– Обработка фасонных поверхностей.

– Обработка шлицевых поверхностей.

– Обработка зубчатых поверхностей. Обработка заготовок на зуборезных станках.

– Выбор средств технологического оснащения.

– Технология изготовления типовых деталей.

– Технологическая документация.

– Проектирование инструментов.

– Технический контроль и испытания.

– Технология сборки машин. Сборочное производство.

Основными направлениями развития технологии машиностроения являются:

1) Создание новых методов обработки.

2) Совершенствование существующих методов обработки (повышение уровня механизации и автоматизации производственных процессов, ускорение производственных процессов на основе внедрения поточного производства).

Первое направление включает создание и внедрение следующих методов обработки:

− электромеханическая и электроэрозионная обработка,

− электрогидравлическая, электрохимическая, электроабразивная и ультразвуковая обработка,

− обработка электронным лучом и плазменной струей, с применением квантовых генераторов (лазеров),

− электро-ферромагнитная обработка и др.

Перечисленные методы обработки наряду с такими мероприятиями как использование в качестве инструментов атомов воды и их частиц, а также естественных и искусственных алмазов, развитие обработки давлением с высокими скоростями, индукционного метода прессования являются одним из основных направлений совершенствования технологии в машиностроении.

Второе направление включает:

1) унификацию машин и механизмов;

2) приближение формы заготовки к форме готового изделия;

3) специализацию и совершенствование металлорежущего оборудования;

4) совершенствование обрабатывающего инструмента и повышение съема металла при резании;

5) комплексную технологию в машиностроении;

6) механизацию, автоматизацию и создание автоматических линий и заводов;

7) использование вычислительной техники для решения технологических и организационных задач.

Влияние правильности базирования на точность обрабатываемых поверхностей. Примеры расчета.

От правильности решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят: фактическая точность выполнения заданных линейных размеров; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность обработки, которую должен выдержать рабочий при выполнении запроектированной технологической операции; общая производительность обработки заготовок.

На точность обрабатываемой поверхности оказывает влияние различные факторы, и среди них особое значение имеет контакт поверхности заготовки с установочными элементами приспособления. Это объясняется тем, что поверхность заготовки в ряде случаев обработаны предварительно или не вообще не обработаны.

При автоматизации производства значение правильности выбора технологических баз еще более возрастает, так как все эти виды обработки основываются на принципе автоматического получения размеров, в котором технологическая база является одним из основных составляющих элементов. В связи с этим вопрос о выборе технологических баз решается технологом в самом начале проектирования технологического процесса одновременно с вопросом о последовательности и видах обработки отдельных поверхностей заготовки. При этом назначение технологических баз начинается с выбора технологической базы для выполнения первой операции.

После выполнения первой операции необходимо установить технологические базы для последующей обработки заготовки. Такими базами будут уже обработанные поверхности. Они должны обеспечить обработку исполнительных поверхностей, конструкторских основных и вспомогательных баз с необходимыми параметрами шероховатости, с заданными допустимыми отклонениями размеров, геометрической формы и взаимного расположения поверхностей. Они должны также обеспечить надежное закрепление заготовки такое, чтобы исключалось упругое деформирование различных ее поверхностей, и погрешности установки были минимальны.

В процессе разработки технологических процессов, решая вопросы выбора баз, следует стремиться к соблюдению принципов совмещения баз и постоянства баз.

Погрешность базирования влияет на точность выполнения размеров, точность взаимного положения поверхностей и не влияет на точность их формы. Для различных схем установки погрешность базирования может быть найдена на основе геометрических расчетов. Для устранения и уменьшения погрешности базирования следует совмещать технологические и измерительные базы, повышать точность выполнения размеров технологических баз, выбирать рациональное расположение установочных элементов и назначать правильно их размеры, устранять или уменьшать зазоры при посадке заготовок на охватываемые или охватывающие установочные элементы.

Рассмотрим расчет погрешностей базирования при установке гладких цилиндрических валов в призму.

Положение обрабатываемой в призме (рис. 20, а) поверхности может быть задано тремя различными способами – размерами h, n и m. Определим колебания этих размеров, т.е. погрешности базирования, при выполнении операции на настроенном станке.

Как следует из схем (рис. 20, б) размерных цепей, каждый из выдерживаемых размеров является замыкающим в трехзвенной размерной цепи. Следовательно, погрешность выдерживаемых размеров будет определяться уравнениями:

; ; .

Звено Б 1 – это размер между геометрическим центром призмы и режущим лезвием настроенного на размер инструмента. Для партии деталей, обрабатываемых с одной настройки, можно считать погрешность размера Б 1 равной нулю, т.е. ТБ 1 = 0.

Тогда погрешность выдерживаемых размеров будет определяться только колебаниями размеров, связывающих геометрический центр призмы с конструкторскими (измерительными) базами, а это и есть погрешность базирования. Следовательно,

.

Из рис. 20, а находим

; ; .

В итоге получим:

; ; .

Сопоставляя полученные результаты, нетрудно заметить, что погрешность базирования по размеру m будет наибольшей, а по размеру n – наименьшей.

Полученный результат показывает, что на величину погрешности базирования оказывают влияние и геометрические параметры базирующего элемента приспособления, куда устанавливается заготовка, и в частности, угол при вершине призмы .

Теория размерных цепей

1.4.1 Виды размерных цепей, основные понятия и определения.

Размерные цепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины, технологических процессах изготовления ее детали и сборки, при измерении, возникающие в соответствии с условиями решаемых задач.

Размерная цепь – совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур. Обозначаются размерные цепи прописными буквами русского алфавита (А , Б , В , …, Я ) и строчными буквами греческого алфавита (β , γ , …, кроме α , δ , ξ , λ , ω ).

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Одно звено в размерной цепи замыкающее (исходное), а остальные – составляющие.

Замыкающим (исходным) звеном размерной цепи называют звено, получающееся последним или первым (исходным) при ее построении. Замыкающее (исходное) звено отличается значком Δ – А Δ (рис. 1).

Составляющим звеном размерной цепи называют звено размерной цепи, функционально связаны с замыкающим звеном. Составляющие звенья, в зависимости от их влияния на замыкающее звено, бывают увеличивающие или уменьшающие:

Увеличивающим звеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено увеличивается. Такоезвено обозначается стрелочкой слева направо над буквой– (рис. 1).

Уменьшающим звеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено уменьшается . Такое звено обозначается стрелочкой справа налево над буквой – , (рис. 1).

Компенсирующее звено – звено, за счет изменения величины которого, достигается требуемая точность замыкающее звено. Выделяется такое звено заключением его в квадрат (рис. 1).

Общее звено – звено, одновременно принадлежащее нескольким размерным цепям. В его обозначении используются столько букв, звеньями скольких цепей оно является – А 1 = В 3 = В 6 .

По характеру решаемой задачи размерные цепи различают конструкторские, технологические, измерительные.

Конструкторская размерная цепь – размерная цепь, определяющая расстояние или относительный поворот поверхностей (осей) в деталях. Примером конструкторской размерной цепи служит размерная цепь, приведенная на рис. 1.

Технологические размерные цепи – размерные цепи, обеспечивающие требуемые расстояние или относительный поворот поверхностей изделия в процессе их изготовления.

Технологические размерные цепи бывают первого и второго рода.

К технологическим цепям первого рода относят технологические системы, связывающие между собой станок, приспособление, инструмент и деталь – СПИД. Пример подобной технологической системы приведен на рис. 3,

где С –станок – В 1 , Б 2 , Б 3 ;

П – приспособление – Б 1 , В 2 , В 3 , В 4 ;

И – инструмент – В 5 ;

Д – деталь – А Δ .

Замыкающим звеном технологической цепи первого рода (А ) является звено, заключенное между режущей кромкой инструмента и базой (или соответствующими осями). Так в цепи, приведенной на рис. 3, звено А Δ является замыкающим и принадлежит детали; звеньям В 1 , Б 2 , Б 3 принадлежат станку (являются конструктивными элементами станка); звенья Б 1 , В 2 , В 3 , В 4 принадлежат приспособлению (являются конструктивными элементами приспособления или другой технологической оснастки); звено В 5 принадлежит инструменту (ширина дисковой фрезы).

Изображать технологическую цепь первого рода можно подробно (рис. 3, а) или упрощенно (рис. 3, б).

К технологическим цепям второго рода относятся размерные цепи, связывающие отдельные операции, переходы (цепи первого рода). Для того чтобы выявить технологическую цепь второго рода, необходимо проанализировать весь технологический процесс изготовления детали, от операции, на которой заканчивается решение поставленной задачи, до начала технологического процесса. На рис. 4 представлен анализ технологического процесса изготовления валика, у которого необходимо обеспечить длину ступени L = A Δ . При изготовлении валика в решении поставленной задачи участвуют цепи первого и второго рода. К цепям второго рода относятся размерная цепь А , которая связывает операции (переходы) получения левой и правой шеек валика; и размерная цепь В , которая связывает операции (переходы) получения одной из шеек и торцов заготовки. Размерные цепи Б , Г , Д являются цепями первого рода.

Измерительная размерная цепь – цепь, с помощью которой познается значение измеряемого размера, относительного поворота, расстояния поверхностей или их осей изготовленного или изготавливаемого изделия (рис. 5).

Основная размерная цепь – цепь, замыкающим звеном которой является размер (расстояние, относительный поворот), обеспечиваемый в соответствии с решением основной задачи (цепь А на рис. 3).

Производная размерная цепь – цепь, замыкающим звеном которой является одно из составляющих звеньев основной размерной цепи (цепи Б и В на рис. 3).

Производная размерная цепь раскрывает содержание составляющего звена основной размерной цепи.

По характеру звеньев размерные цепи бывают линейные и угловые.

Линейная размерная цепь – цепь, звеньями которой являются линейные размеры. Они обозначаются прописными буквами русского алфавита (А , Б , …, Я ) и двусторонней стрелочкой.

Угловая размерная цепь – цепь, звеньями которой являются угловые параметры. Они обозначаются строчными буквами греческого алфавита (β , γ , …) и односторонней стрелочкой (рис. 3).

По геометрическому представлению цепи бывают плоские и пространственные.

Плоская размерная цепь – цепь, звенья которой расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях.

Пространственная размерная цепь – цепь, звенья которой расположены в непараллельных плоскостях.

По виду связей размерные цепи бывают параллельные, последовательно и параллельно-последовательно связанные.

Параллельно связанные цепи – цепи, имеющие одно или несколько общих звеньев (рис. 6, а).

Последовательно связанные цепи – цепи, в которых каждая последующая имеет одну общую базу с предыдущей (рис. 6, б).

Параллельно последовательно связанные цепи (комбинированные) – цепи, имеющие оба вида связей (рис. 6, в).

Метод пригонки

Сущность метода пригонки заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера компенсирующего звена путем удаления с него определенного слоя материала.

При достижении точности замыкающего звена методом пригонки на все составляющие звенья размерной цепи устанавливают целесообразно достижимые (экономичные) в данных производственных условиях допуски:

Значения полей допусков, установленные вне связи с заданным значением T Δ поля пуска замыкающего звена, могут привести к тому, что отклонения замыкающего звена будут выходить за его пределы, т.е.

Избыток погрешности на замыкающем звене, наибольшее значение которого называют наибольшей расчетной компенсацией , должен быть удален из размерной цепи путем изменения значения заранее выбранного компенсирующего звена.

При выборе в размерной цепи компенсатора руководствуются следующими соображениями.

В качестве компенсатора выбирают деталь, изменение размера (являющегося одним из составляющих звеньев) которой при дополнительной обработке требует наименьших затрат.

Недопустимо в качестве компенсатора выбирать деталь, размер которой является общим составляющим звеном параллельно связанных размерных цепей. Нарушение этого условия приводит к возникновению погрешности, «блуждающей» из одной размерной цепи в другую.

Произвольное назначение координат середин полей допусков составляющих звеньев может привести к тому, что у компенсатора не окажется нужного запаса материала для пригонки. Для того чтобы обеспечить на компенсаторе минимально необходимый слой материала (припуск) для пригонки, и в то же время достаточный для устранения максимального отклонения замыкающего звена, в координату середины поля допуска компенсирующего звена необходимо ввести поправку Δ k .

Пусть в трехзвенной размерной цепи A (рис.13) требуемая точность замыкающего звена характеризуется величинами и ; и - поля допусков составляющих звеньев, экономически целесообразные для данных производственных условий; и – координаты середин полей допусков.

При этих допусках отклонения замыкающего звена A Δ возможны в пределах при координате середины поля допуска . Наибольшее возможное отклонение A Δ отстоит от верхней границы на величину Δ k , значение которой может быть определено следующим путем:

Основным преимуществом метода пригонки является возможность изготовления деталей с экономичными допусками. Методом пригонки может быть обеспечена высокая точность замыкающего звена. Однако пригоночные работы в основном выполняются вручную и требуют высококвалифицированных рабочих.

Метод регулирования

Сущность метода заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера компенсирующего звена без удаления материала с компенсатора.

Принципиально в своей сущности метод регулирования аналогичен методу пригонки. Различие между ними заключается в способе изменения размера компенсирующего звена.

Различают регулирование с помощью подвижного и неподвижного компенсатора.

Достижение точности зазора A Δ с применением подвижного компенсатора представлено на рис.14, а, а с применением неподвижного компенсатора на рис.14, б.

а)	б)
а – с применением подвижного компенсатора; б – с применением неподвижного компенсатора Рисунок 14 – Достижение точности зазора А Δ

Допуски при методе регулирования назначают так же, как при методе пригонки: устанавливают экономически приемлемые для данных производственных условий поля допусков и координаты их середин .

При применении подвижного компенсатора определяют , которое учитывают при разработке конструкции подвижного компенсатора и определении его разрешающей способности.

При применении неподвижного компенсатора приходится считаться с тем, что неподвижный компенсатор не в состоянии скомпенсировать собственное отклонение. Поэтому

где m-2 означает, что при суммировании значения и компенсатора не учтены.

Следовательно, .

где – поле допуска, ограничивающее отклонения размера компенсатора.

Для метода регулирования характерны следующие преимущества.

Возможно достижение любой степени точности замыкающего звена при целесообразных допусках на все составляющие звенья.

Не требуется больших затрат времени на выполнение регулировочных работ, которые могут быть выполнены рабочими невысокой квалификации.

Не создается сложностей при нормировании и организации сборочных работ.

Обеспечивает машинам и механизмам возможность периодически или непрерывно и автоматически сохранять требуемую точность замыкающего звена, теряемую вследствие изнашивания, теплового и упругого деформирования деталей и других причин.

Преимущества метода регулирования особо ощутимы в многозвенных размерных цепях. Введение в конструкцию машин и механизмов компенсаторов облегчает обеспечение точности замыкающих звеньев не только в процессе изготовления, но и в процессе эксплуатации машин, что положительно отражается на их экономичности.

Завершая рассмотрение методов достижения требуемой точности замыкающего звена, отметим, что теоретико-вероятностные расчеты, присущие методу неполной взаимозаменяемости, могут быть с успехом применены в методах групповой взаимозаменяемости, пригонки и регулирования. Например, использование при суммировании значений производственных полей допусков теоретико-вероятностного метода приведет к меньшему значению δ k , а, в конечном счете, – к меньшему числу ступеней компенсаторов и повышению экономической эффективности метода регулирования, хотя это и будет связано с некоторым риском.

Заготовки деталей машин

1.5.1 Технологические требования к заготовкам, обрабатываемым на различном металлорежущем оборудовании. Требования к выбору заготовок для станков с ЧПУ

Технологические требования к заготовкам, подвергаемым обработке резанием на различном металлорежущем оборудовании.

Технологические требования, предъявляемые к заготовкам, обусловлены необходимостью соблюдать технические условия, определяющие припуски, шероховатость поверхностей, твердость и обрабатываемость. Поверхности, используемые при механической обработке в качестве технологических баз, должны быть ровными и гладкими, без литников, прибылей, выпоров, литейных или штамповочных уклонов и заусенцев.

При получении деталей из заготовок, подвергаемых обработке резанием, необходимо:

1) формы и размеры заготовок, физико-химические и механические свойства материала выбирать с учетом возможности применения прогрессивных высокопроизводительных методов изготовления деталей;

2) обеспечивать оптимальность и обоснованность назначения допустимых отклонений формы и расположения поверхностей, требований к параметрам шероховатости обрабатываемых поверхностей;

3) соблюдать единство конструкторских и технологических баз;

4) унифицировать элементы конструкций деталей для групповой обработки по типовым технологическим процессам и применения стандартной переналаживаемой оснастки и инструмента;

5) обеспечивать снижение трудоемкости изготовления детали (сокращения машинного и вспомогательного времени) за счет:

Применения легкообрабатываемых материалов;

Повышения точности изготовления заготовок и применения стандартизованных и унифицированных заготовок, изготовленных прогрессивными методами формообразования (литье, холодная высадка и т.д.);

Обеспечения жесткости конструкции детали для надежности крепления и исключения деформации детали при обработке;

Уменьшения числа обрабатываемых поверхностей и их протяженности;

Расчленения конструкции детали на более простые формы для объединения нескольких простых деталей в одну;

Обеспечения инструментальной доступности конструкций (удобства подвода и вывода инструмента, доступа инструмента к обрабатываемым поверхностям) при изготовлении и контроле.

Требования к выбору заготовок для станков с ЧПУ.

Основным условием эффективного использования станков с ЧПУ является рациональный подбор номенклатуры деталей, подлежащих изготовлению на этих станках.

Основные требования по выбору деталей для обработки на станках с ЧПУ:

1) Детали должны иметь сложную форму или криволинейные поверхности, для изготовления которых на универсальных станках требуется специальная технологическая оснастка, фасонный режущий инструмент и затрачивается значительное вспомогательное время.

2) Конфигурация деталей должна позволять концентрировать как можно большее число операций в одну. Число операций, выполняемых на универсальном станке должно быть больше, чем при обработке на станке с ЧПУ. У корпусных деталей обрабатываемые поверхности должны быть сосредоточены на четырех боковых сторонах детали, что позволяет обработать деталь за одну установку на поворотном столе. Остальные две поверхности не должны обрабатываться или подвергаться минимальной обработке.

3) Возможность установки и закрепления заготовки на станке посредством простейших приспособлений.

4) Обрабатываемые детали не должны иметь длинных расточек, требующих применения борштанг, т.к. на станках с ЧПУ расточка производится на коротких жестких оправках.

5) Требования к соосности отверстий в противоположных стеках не должны быть строгими. При этом, если ось отверстия не проходит через центр стола, дополнительно требуется перемещение стола по горизонтальной координате.

6) Обработка не должна содержать операций, требующих настройки инструментов в процессе работы станка.

7) Общее число инструментов, требующихся для обработки детали, должно быть минимальным. Это достигается унификацией размеров отверстий, резьб, канавок и т.д.

К заготовкам деталей изготовляемых на станке с ЧПУ предъявляются дополнительные требования:

1) Припуски и допуски должны быть минимальными. Рекомендуется их уменьшить на 10…30 по сравнению с обработкой на станке с ручным управлением.

2) Твердость заготовок должна колебаться в небольших пределах для возможности регулировать время смены инструментов.

3) Наличие технологических баз удовлетворяющих условию совмещения координатных осей заготовки с осями координатной системы станка.

Ужесточение требований по точности и свойствам материала заготовок, обрабатываемых на станках с ЧПУ, объясняется необходимостью уменьшить нагрузку на станок.

Влияние правильного выбора вида заготовок на технико-экономические показатели технологического процесса: трудоемкость, себестоимость, производительность. Основные направления в машиностроении по применению безотходной технологии изготовления деталей и экономии средств в заготовительном производстве

При разработке технологии обработки детали одной из первых решается задача выбора заготовки, который зависит от конструктивной формы детали, технических требований, материала, ее назначения, условий работы в машине, испытываемых напряжений.

Выбор вида заготовки определяется еще и масштабом производства, а также экономичностью изготовления.

Выбрать заготовку – значит установить способ ее получения, определить припуски на обработку поверхностей, рассчитать размеры и установить допуски на неточность изготовления.

При правильно выбранном методе получения заготовки уменьшается трудоемкость механической обработки, сокращается расход металла, электроэнергии, высвобождается оборудование и производственные площади.

При выборе заготовки технолог руководствуется техническими возможностями заготовительных цехов предприятия.

Форма и размеры заготовки должны быть максимально приближены к форме и размерам детали; идеальной (прецизионной) является заготовка, не требующая механической обработки, т.е. фактически являющаяся готовой деталью.

Но чем ближе форма и размер заготовки к форме и размерам детали, тем выше расходы на ее изготовление, следовательно, применять такие заготовки целесообразно в массовом и крупносерийном производстве.

Если заготовку можно получить несколькими способами, то выполняется экономический расчет по стоимости каждого вида и сравнение, какой метод выгоднее. При расчете учитывается не только стоимость материала, требующегося на изготовление заготовки (сравнение по коэффициенту использования материала), но и стоимость изготовления самой заготовки, которая включает и амортизационные отчисления со стоимости оборудования, и стоимость оснастки для изготовления, и затраты электроэнергии, газа, пара и других ресурсов.

Одним из показателей, характеризующих экономичность выбранной заготовки, является коэффициент использования материала К м . Его определяют как отношение массы детали q к массе заготовки Q :

К м = q/Q

Для рациональных форм и вида выбранной заготовки характерны значения этого коэффициента, близкие к единице, что обусловливает более низкую себестоимость последующей механической обработки, меньший расход материала, энергии, инструмента и т.п.

В среднем по машиностроению коэффициент использования металла сравнительно невысок и составляет К м =0,7…0,75, в крупносерийном и массовом производстве К м =0,85…0,9, а в единичном К м =0,5…0,6.

Известно, что в себестоимости машиностроительной продукции наибольшую долю составляют затраты на материалы. Для их снижения стремятся в максимальной степени приблизить размеры и форму заготовок к габаритам и форме готовых деталей. Поэтому в современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование заготовок с экономичными конструктивными формами, обеспечивающими обработку с наибольшей производительностью и наименьшими отходами материалов.

Использование более точных и сложных заготовок является в машиностроении одним из основных путей экономии материалов, создания безотходной и малоотходной технологии и интенсификации технологических процессов . Эта прогрессивная тенденция обусловила появление и развитие многих современных способов получения точных заготовок.