ВВЕДЕНИЕ
В перечне дисциплин учебной программы для подготов-ки специалистов по специальности 151001 «Технология машиностроения» указана дисциплина «Технологические процессы в машиностроении», предназначенная для изуче-ния студентами первого и второго курсов.
Эта дисциплина необходима для формирования у студен-тов общего представления о специфике осваиваемой специ-альности. Соответственно, в излагаемых материалах основ-ное внимание уделено особенностям технологических про-цессов, терминов и понятий, характерным для технологиче-ских процессов, а также представлена общая характеристика тех технологических процессов, которые наиболее распро-странённые и составляют основу машиностроительного производства. В результате у студентов формируются ис-ходные предпосылки для успешного более подробного изу-чения основополагающих специализированных и специаль-ных дисциплин по инженерной специальности 151001 «Технология машиностроения».
Применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий всегда регламентированы стандартами с целью создания условий для однозначного восприятия и понимания протекающих процессов, направ-ленных на создание намечаемой продукции. Исходным стандартом в рассматриваемом случае является Единая сис-тема технологической документации (ЕСКД).
Все термины и определения основных понятий, упомяну-тые в учебном пособии, сверены с этой системой.
ОСНОВНЫЕ ТЕМЫ
ИЗЛАГАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
(Выписка из Государственного стандарта высшего
профессионального образования по специальности
151001 «Технология машиностроения»)
Изделия машиностроения, служебное назначение и пока-затели качества. Изделие как объект производства. Жизнен-ный цикл изделия. Материалы, применяемые в машино-строении. Чёрные и цветные металлы и сплавы. Неметалли-ческие материалы. Основные методы получения конструк-ционных материалов. Классификация способов получения заготовок. Получение заготовок методами литья, пластиче-ским деформированием. Получение заготовок из порошко-вых, композиционных и других неметаллических материа-лов. Формообразование поверхностей деталей. Классифика-ция методов формообразования. Механическая обработка деталей резанием. Электрофизические и электрохимические методы обработки. Средства технологического оснащения при разных методах обработки. Особенности обработки де-талей на станках с ЧПУ. Термическая обработка в техноло-гическом процессе изготовления изделий. Износостойкие, антикоррозионные и декоративные покрытия. Содержание технологических процессов сборочных работ. Выполнение подвижных и неподвижных соединений. Сварные, паяные, клеевые и комбинированные соединения. Вопросы автома-тизации процессов получения заготовок, изготовления дета-лей и сборки изделий. Проблемы обеспечения качества из-делия. Содержание технологической подготовки производ-ства изделия. Задачи проектирования технологических про-цессов, оборудования, инструмента и приспособления. Тех-нологическая документация. Методы обеспечения техноло-гичности и конкурентоспособности изделий машинострое-ния.
Цель – сформировать основу для предварительного ана-лиза технико-экономических возможностей технологиче-ских процессов машиностроительного производства.
Задача – проанализировать структурные параметры и особенности технологических процессов, базовых для ма-шиностроительного производства.
ПРОИЗВОДСТВО
Общие сведения о производстве
2.1.1. Производство и его признаки. Производство (мате-риальное,) в общем случае представляет собой процесс, по-средством которого люди, используя вещества и силы при-роды, создают продукты как средства своего существования и развития. Соответственно производство, удовлетворяя по-требности людей в материальных благах, составляет основу жизни. В результате производство оказалось обществен-ым, непрерывным и находящимся в постоянном потоке своего возобновления.
Применительно к машиностроению производственный процесс представляет собой совокупность действий, связан-ных с организацией, планированием, снабжением, изготов-лением, контролем, учётом и другими мероприятиями, пря-мо или косвенно связанными с превращением поступающих на предприятие предметов труда в виде материалов и полу-фабрикатов (заготовок) в готовую продукцию этого пред-приятия.
При этом любой производственный процесс предопреде-ляет такие последующие процессы как распределение, обмен и потребление. Эти процессы, находясь в зависимости от производства, оказывают на него активное обратное воз-действие, способствуя развитию производства или тормозя это развитие.
Так как производство не может осуществляться вне и помимо общества, то этим обстоятельством предопределена необходимость учитывать, что производство имеет две не-разрывно связанных между собой стороны в виде произво-дительной силы и производственных отношений.
Основой производительной силы являются люди, обла-дающие развитой способностью к труду, определёнными трудовыми навыками и знаниями.
Совокупность физических и духовных способностей, ко-торые человек применяет в производстве, представляет со-бой рабочую силу, а сам человек является личностным фактором производства.
В состав производительной силы также входят вещест-венные факторы и условия труда.
2.1.2. Техника и наука. Вещественными факторами явля-ются орудия производства труда (то есть средства труда: машины, инструмент), предметы труда (материал, сырьё), сооружения. Они же предопределяют условия труда.
Средства труда имеют обобщенное название — техника. Содержание понятия «техника» исторически менялось с раз-витием производства. Так, в период возникновения понятия «техника» основным его содержанием было индивидуальное искусство, мастерство. И в настоящее время этот термин часто встречается в его исконном смысле. Например, гово-рят: техника игры на скрипке, техника танца, техника шах-матной игры, техника безопасности и т.д.
Каждый этап постоянного развития техники как струк-турной составляющей средств производства соответствует определённому этапу развития общественного производства.
В основе развития техники лежит применение законов природы, выявляемых естествознанием. Решая тот или иной вопрос на основе имеющихся известных законов природы,
человек открывает новые свойства вещей и этим продвигает вперёд естествознание. Таким образом, техника постоянно даёт науке средства, необходимые для проведения дальней-ших исследований. То есть техника является необходимым условием для развития науки.
По мере развития техники и усложнения средств воздей-ствия человека на природу в науке выделилась область тех-нических наук, опирающихся на закономерности природных явлений, изучающих процессы и явления в вещах, созданных руками человека.
Проблемы, решаемые техническими науками, как прави-ло, являются широко комплексными, заставляющими ис-пользовать достижения разнообразных областей естествен-ных наук.
Техника в общем смысле представляет собой материаль-ное воплощение накопленных человеческим обществом зна-ний в деле освоения сил природы. Но решающим фактором, определяющим развитие техники, являются экономические условия. Техника, будучи элементом производительных сил, неразрывно связана со способом производства, включающим и производственные отношения. Поэтому нельзя понять раз-витие техники, исходя только из естественнонаучной основы её и отвлекаясь от законов, определяющих развитие данного способа производства, от производственных отношений кон-кретной общественной формации.
Только экономические законы данного общественного строя дают ответы на вопросы о темпах развития техники и о направлениях, в которых реализуется новая техника.
О значимости техники красноречиво говорит тот факт, что чередующиеся социально-экономические эпохи челове-ческого общества различаются не тем, что именно производилось, а тем, как и посредством чего получали результаты труда (продукт).
История техники знает немало примеров того, как произ-водственные отношения, пришедшие в противоречие с раз-витием производительных сил, тормозят разработку и вне-дрение изобретений и открытий или, наоборот, примеров то-го, как производственные отношения, соответствующие дос-тигнутому уровню производительных сил, создают благо-приятные дополнительные условия для быстрого развития новой техники.
Завися в своём развитии от экономических условий, тех-ника в то же время способствует изменению этих условий, являясь ранее всего изменяющимся элементом производи-тельных сил. В связи с этим важной рекомендацией является необходимость корректировки степени соответствия произ-водительных сил производственным отношениям.
Здесь имеется в виду, что объективно действующий за-кон соответствия производственных отношений характеру производительных сил постоянно предопределяет переход от одного способа производства к другому: первобытнообщин-ный, рабовладельческий, феодальный, капиталистический, социалистический.
2.1.3. Производственный и производительный труд. Для производства характерно понятие – производственный труд. Под производственным трудом понимают физиче-ский или умственный труд, непосредственно направленный на создание материальных благ и потому образующий осно-ву жизни общества
Результатом производственного труда является продукт труда, который по своей натуральной форме и роли в обще-стве состоит из двух частей: средства производства и предметы личного потребления
Способ соединения рабочей сипы со средствами произ-водства отражает социальный строй общества, в котором реализуется производство.
Для производства также характерно понятие – произво-дительный труд.
Производительный труд нельзя смешивать с трудом об-щественно полезным, но непроизводительным (например, труд врача, учителя и т.п.). В то же время любой труд оце-нивают его производительностью, (час, смену, месяц, год), или же количеством времени, затрачиваемого на производ-ство единицы продукции или выполнения определённой ра-боты.
2.1.4. Производительность труда – это один из важней-ших показателей эффективности производственного процес-са. Под производительностью понимают результативность труда, определяемую количеством продукции или работы, производимой в единицу рабочего времени. Этот показатель может быть рассчитан как на одного рабочего, так и на од-ного работающего (включая рабочих и служащих).
В зависимости от методов расчёта показатели произво-дительности труда бывают стоимостные (ценностные), натуральные (вес, штуки и т.д.) и трудовые (минуты, часы).
На всех ступенях общественного производства действует закон повышающейся производительности труда. Замече-но, что на каждой последующей общественно-экономи-ческой формации производительность труда возрастала. Главнейшим фактором повышения производительности труда является применение более совершенной техники и надлежащего уровня производительного труда, то есть с учётом технической грамотности непосредственных испол-нителей.
2.1.5. Производственный цикл. Период пребывания предмета труда в производственном процессе с начала изго-товления до выпуска готового продукта называется произ-водственным циклом. Производственный цикл состоит из рабочего периода, то есть из количества времени, необходи-
мого для получения готового продукта, и перерывов в про-цессе производства, обусловленных либо самой природой продукта и способом его изготовления (сушка, естественное старение и т.п.), либо условиями организации, главными из которых являются перерывы между рабочими сменами, пе-рерывы между стадиями процесса.
Сокращение производственного цикла ускоряет как вы-пуск продукции, так и движение оборотных средств, дающее дополнительную их экономию. Важнейшим средством со-кращения производственного цикла является внедрение пе-редовых технологий и автоматизация производственных процессов.
2.1.6. Производственная площадь. Территория производ-ственных зданий и сооружений предприятия, на котором создают продукцию, называется
производственной площадью. Различают полезную производ-ственную площадь и общую.
На полезной производственной площади расположено технологическое оборудование, осуществляется процесс производства и находятся полуфабрикаты, как ожидающие передачи на следующие стадии производства, так и те, в ко-торых производственный процесс реализуется в естествен-ных условиях (сушка, остывание и др.).
Общая производственная площадь включает полезную площадь, а также проходы, проезды, склады и т.д. Степень использования производственной площади определяется ко-личеством продукции, выпущенной предприятием в среднем с одного её квадратного метра.
Промышленность
Промышленность (индустрия) является важнейшей и ве-дущей областью общественного материального производст-
ва и представляет собой совокупность предприятий (заводов, фабрик, шахт, рудников, электростанций, мастерских), в ко-торых создаются орудия производства и преобладающая часть предметов потребления.
В промышленности осуществляется добыча топлива, сы-рья и материалов, заготовка леса и обработка промышленно-го и сельскохозяйственного сырья. Промышленность вы-полняет ведущую роль в создании орудий производства для всех отраслей хозяйства. При этом вся продукция промыш-ленности делится на две группы:
– группа «А» (сюда входят отрасли, производящие сред-ства производства);
– группа «Б» (здесь отрасли, производящие предметы по-требления).
В свою очередь, вся промышленность делится также на добывающую (добыча руды, нефти, газа, угля, рыбы и т.д.) и обрабатывающую (переработка промышленного и сельско-хозяйственного сырья) промышленность.
2.3. Материал для производства
2.3.1. Общие сведения. Материалом для производства яв-ляется исходные предметы производственного труда. При этом различают основной материал (англ. – basic material) и вспомогательный материал (англ. – auxiliary material)
К основному материалу относится материал, масса кото-рого входит в массу изготовляемой детали, а вспомогатель-ным считается материал, который дополнительно расходу-ется при обработке основного материала, но не входит в общую массу изготовляемой детали.
Наряду с термином «материал» в машиностроении ши-роко применяется термин «конструкционный материал». Этот термин в ряде случаев является синонимом понятия «основной материал».
2.3.2. Конструкционные материалы. Все конструкцион-ные материалы, применяемые человеком для решения своих жизненных задач, имеют прямое природное происхождение или являются результатом частичной или существенной предварительной переработки природных ресурсов.
Укрупнённо все материалы подразделяются на группы:
– материалы в виде чистых металлов и их сплавов;
– неметаллические материалы.
Независимо от того, к какой из этих групп относятся ма-териалы, практическое значение материалов оценивают по их основным свойствам: механическим, физическим, хими-ческим, технологическим и эксплуатационным.
К механическим свойствам материалов, прежде всего, относят прочность, пластичность, твёрдость и ударную вяз-кость.
В числе физических свойств обычно значатся температу-ра плавления, температурный коэффициент расширения, электросопротивление и теплопроводность.
Главным химическим свойством является способность к химическому противодействию агрессивным средам.
Технологические свойства – это способность материала подвергаться существующим методам горячей и холодной обработки. Здесь имеются в виду литейные свойства, де-формируемость, свариваемость, обрабатываемость режущим инструментом.
Эксплуатационные, или служебные свойства оценивают по коррозионной стойкости, хладостойкости, жаропрочно-сти, жаростойкости, антифрикционности.