Повна версія

Головна arrow Товарознавство arrow Технологічні процеси в машинобудуванні

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Передмова

Дисципліна "Технологічні процеси в машинобудуванні" відповідно до Державного освітнього стандарту третього покоління за спеціальністю 151001 "Технологія машинобудування" входить в набір обов'язкових загально-професійних дисциплін федерального рівня у напрямку 151900 "Конструкторсько-технологічне забезпечення машинобудівних виробництв".

Засвоєння викладеного в даному виданні матеріалу припускає, що студенти вже отримали (або отримують в поточному семестрі) підготовку з таких дисциплін, як фізика, вища математика, інженерна графіка, опір матеріалів, матеріалознавство; передбачає високий вихідний рівень їх підготовки, сформований на попередньому етапі навчання, і націлено на пробудження і розвиток їх творчого потенціалу. Наприклад, студенти повинні розуміти фізику процесів формоутворення деталі або заготовки пластичним деформуванням, механічної та електрофізичної обробкою, термо- і термохімічної обробки поверхні; знати методи і засоби досягнення необхідної якості виробу; мати уявлення про основи виробництва конструкційних матеріалів, новітні тенденції у виробництві деталей і заготовок.

Основні завдання вивчення дисципліни - вироблення чіткого уявлення про сучасний машинобудівному виробництві та його структуру; взаємозв'язки між цільовим призначенням машинобудівного виробу, його функціональною структурою, застосованими конструкційними матеріалами, з одного боку, і серійністю випуску і раціональними технологічними методами виготовлення його деталей, складання, контролю та випробувань - з іншого.

Фактично дисципліна "Технологічні процеси в машинобудуванні" грає роль введення в спеціальність "Технологія машинобудування".

Знання курсу дозволить приступити до вивчення спеціальних дисциплін відповідно до логічною схемою навчального плану підготовки бакалаврів і магістрів.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИНОБУДІВНИХ ВИРОБНИЦТВ

Основні поняття та визначення

Будь-яка дисципліна має базові специфічні поняття і визначення. Без чіткого і ясного їх осмислення важко вникати в суть і опановувати розглянутими в підручнику матеріалами, тому вивчення дисципліни "Технологічні процеси в машинобудуванні" почнемо з з'ясування основних понять і визначень.

Насамперед розкриємо сенс вихідних понять, що входять у назву дисципліни: "технологічний", "процес", "машинобудування".

Прикметник "технологічний" утворене від іменника "технологія" (від грец. Techne - майстерність, уміння і logos - вчення, наука), яке стосовно сфері матеріального виробництва означає область діяльності, науку, дисципліну, систематизуючу сукупність прийомів і способів обробки сировини, матеріалів , напівфабрикатів відповідними знаряддями виробництва в цілях отримання готової продукції.

Поняття "процес" (від лат. Processus - просування) передбачає сукупність послідовних дій і явищ для досягнення кінцевого результату. Це визначення включає не тільки фізичні, механічні та інші дії і явища, але і можливість управління ними. Іншими словами, щоб отримати якийсь результат, необхідно знати не тільки сам процес, але і послідовність впливу на нього.

Стосовно до досліджуваної області діяльності користуються процесами, що мають виключно закономірний, а не імовірнісний і тим більше випадковий характер, які можна прогнозувати, розраховувати результат, управляти ними.

Поняття "машинобудування" в буквальною трактуванні означає галузь промисловості, що займається виробництвом машин.

За визначенням різних енциклопедій "машина" є механізм або поєднання механізмів, що здійснюють певні доцільні руху для перетворення енергії або здійснення роботи. Виходячи з цього визначення, машина повинна мати хоча б один механізм.

У свою чергу, механізм - це система тіл, призначена для перетворення руху одного або декількох тіл в необхідні рухи інших тіл.

У механізмі окремі тіла для переносу (передачі) руху можуть бути не тільки твердими, але рідкими або газоподібними. Наприклад, в гідравлічній гальмівній системі автомобіля, що є механізмом, зусилля, яке водій докладає до педалі гальма, передається рідиною по герметичним трубкам до гальмівних дисків коліс. Крім того, перенесення енергії від тіла до тіла може здійснюватися електромагнітними чи іншими полями. Наприклад, в електромагнітному клапані заслінка перемикається електромагнітними силами.

Все розмаїття машин підрозділяють на енергетичні, робітники, транспортні, інформаційні.

Енергетичні машини (машини-двигуни) перетворять будь-який вид енергії в зручний для експлуатації. Наприклад, до них відносять парові турбіни, електро-, авіаційні і ракетні двигуни та ін. Щодо останнього прикладу може виникнути питання: чому найпростіший ракетний двигун на твердому паливі (РДТП), який не має формально (виходячи з наведеного раніше визначення механізму) жодної рухомій частині, проте відноситься до машин? Пояснення криється в тому, що внутрішня енергія палива в камері згоряння РДТТ спочатку перетвориться в теплову (в результаті реакцій горіння), а потім теплова - в кінетичну енергію минає з сопла з надзвуковою швидкістю струменя продуктів згоряння - реактивну силу, яка приводить в рух ракету. Інакше кажучи, в РДТП перенесення руху здійснюється газовим струменем, що має високу кінетичну енергію. Таким чином, РДТТ - класичний приклад енергетичної машини.

Робочі машини (машини-знаряддя), у тому числі технологічні, перетворять форму, властивості, положення оброблюваного матеріалу (предмета). До цього класу відносять, наприклад, термічні печі (змінюють властивості матеріалу); металорізальні верстати (змінюють розміри і форму заготовки); стенди регулювання та контролю газотурбінних двигунів (забезпечують динамічне балансування ротора) та ін.

Транспортні машини перетворять становище матеріалу (переміщуваного предмета). До них відносять ескалатори, транспортери, тепловози, судна, газоперекачувальні агрегати (транспортують газ із заданою пропускною здатністю по магістральних газопроводах).

Інформаційні машини перетворюють інформацію (шифрувальні машини, арифмометри, механічні інтегратори, ЕОМ, комп'ютери та ін.). Їх відносять до іншої області виробництва і тому вони розглядатися в підручнику не будуть.

Формальне трактування зазначених понять обмежує для машинобудування випуск продукції тільки сферою енергетичних, робочих і транспортних машин, тобто автомобілів, літаків, верстатів, гірничошахтного обладнання, папероробних машин, насосів і т.п. Насправді в сучасному світі поняття "машинобудування" трактується значно ширше. Наприклад, установки по газо- та водоочищення; автоклави, реактори для хімічної або біологічної промисловості; установки крекінгу для отримання бензину та інше обладнання або технічні системи, в яких формально немає (або майже немає) механізмів, виробляються на спеціалізованих підприємствах, що відносяться до машинобудівного профілю.

Фактично в машинобудуванні виробляють матеріальні об'єкти (звані виробами, пристроями, устаткуванням), що забезпечують прямо або опосередковано людей всім необхідним для їх життєдіяльності, тобто практично всім, що нас оточує. Наприклад, це може бути обладнання для випічки хліба або виробництва цукру (в принципі будь-якого продукту харчової промисловості); виробництва тканин і взуття; приготування ліків; виготовлення побутової техніки; видобутку руди, корисних копалин на суші і шельфі; отримання будь-яких матеріалів, включаючи ультрадисперсні і нанопорошки; виробництва в електронній промисловості, наприклад процесорів, чіпів, і т.д.

У розвиток теми дамо ще кілька визначень понять, важливих для машинобудівного виробництва.

Виробом в машинобудуванні називають будь-який предмет або набір предметів, що підлягають виготовленню (визначення ГОСТ 2.101-68). Ним може бути будь-яка технічна система або її елементи в зборі, окремі деталі в залежності від того, який об'єкт є продуктом кінцевої стадії даного виробництва. Наприклад, для авіаційного заводу виробом є літак, для верстатобудівного - верстат, для машинобудівного загального профілю - наприклад автоматична лінія по фасуванню продуктів харчування, а для метизного заводу - болт, гайка і т.д. Зауважимо, що виріб є окремим випадком одиниці промислової продукції.

Під продукцією розуміють матеріалізований результат процесу трудової діяльності, що володіє корисними властивостями, отриманий в певному місці за певний інтервал часу і призначений для використання споживачами з метою задоволення їх потреб як суспільного, так і особистого характеру.

У підручнику будуть розглянуті технологічні процеси тільки для продукції машинобудівного профілю.

Разом з поняттями «виріб", "продукція" в машинобудуванні широко використовують поняття "обладнання".

Устаткування - це сукупність механізмів, машин, пристроїв, приладів, необхідних для виробничої діяльності.

Як правило, цей термін використовують у поєднанні з визначеннями, що відносяться до сфери його застосування: технологічне обладнання, яке обслуговує обладнання, контрольно-вимірювальне обладнання, ковальсько-пресове обладнання і т.п.

Враховуючи, що не всяка продукція машинобудівного заводу в строгому розумінні є "машиною", надалі для спільності викладу будемо користуватися словосполученням "виріб машинобудування".

Виробництво з переважним застосуванням методів технології машинобудування при випуску виробів називається машинобудівним, а словосполучення "технологічні процеси в машинобудуванні" в концентрованому вигляді містить і відображає все різноманіття способів і прийомів виготовлення будь-яких виробів машинобудування.

Дана дисципліна, виходячи з перерахованих формулювань, націлена на вивчення фізичної суті більшості технологічних процесів, використовуваних для випуску машинобудівної продукції на сучасному етапі. Матеріал охоплює і ув'язує між собою особливості застосовуваних видів обладнання, інструментів, оснащення, властивостей оброблюваних заготовок (їх форму, розміри, матеріали, потрібна кількість та ін.); розкриває логіку перетворення вихідних матеріалів в кінцевий продукт - машинобудівне виріб; показує плюси і мінуси тих чи інших технологічних процесів.

Вивчення різноманітних способів і технологічних процесів виробництва машинобудівної продукції надзвичайно важливо для майбутніх фахівців. Тільки на основі усвідомленого вибору найбільш ефективних для конкретних умов (конструкцій, матеріалів, споживчих властивостей, кількості випущених виробів) технологічних процесів і устаткування можна мінімізувати витрати виробництва. Для виживання в конкурентній боротьбі з різними виробниками однаковою або близькою за цільовим призначенням і споживчими властивостями машинобудівної продукції необхідно знижувати споживання енергоресурсів, матеріалів; витрат праці; цикл часу виготовлення та інші витрати. При цьому кінцевий виріб зобов'язане мати високий і стабільний рівень споживчих властивостей з моменту початку експлуатації до моменту вичерпання розрахункового ресурсу.

У реалізації необхідних споживчих властивостей виробів машинобудування визначальна роль належить методам і засобам їх виробництва. Деталі, вузли та інші компоненти виробів надзвичайно різноманітні за формою, розмірами, виконуваних функцій. Для їх виготовлення необхідні як матеріали з самими різними властивостями, так і технологічні процеси, засновані на різних принципах дії. Багаторічна практика показує, що в сучасному машинобудівному виробництві не існує універсальних методів обробки в рівній мірі ефективних для виготовлення різних деталей з різних матеріалів. Кожен метод має свою конкретну область застосування, причому ці області нерідко перетинаються, так що одна і та ж деталь може бути виготовлена різними способами.

Засвоєння матеріалу даної дисципліни важливо ще й тому, що саме машинобудування, точніше його рівень і динамізм оновлення, є локомотивом розвитку реальної економіки в країні. Наприклад, рівень інформатизації, ступінь освоєння інформаційних технологій - сфер, здавалося б, далеких від технологій машинобудування, насправді істотно від нього залежить. Мікросхеми, монтажні плати, чіпи, складальні конвеєри та багато іншого - все це виготовляється на або за допомогою обладнання, виробленого на машинобудівних заводах.

Практично будь-яке складне виріб (або технічна система) - це плід спільної діяльності фахівців багатьох галузей виробництва, і не тільки машинобудівного. Наприклад, електричні ланцюги, пускачі, реле, електроприводи створюються електротехнічної промисловістю, датчики вимірювань відстаней, прилади телеметрії - радіотехнічної галуззю, контролери, системи управління CNC - електронною промисловістю. Важливим компонентом сучасного обладнання є оснащення його програмними продуктами. І цей перелік можна продовжити.

Дисципліна "Технологічні процеси в машинобудуванні" обмежується розглядом виробничих процесів одержання виробів, що реалізуються тільки на машинобудівних підприємствах.

 
<<   ЗМІСТ   >>