Инновационные технологии машиностроения

1.

2.

ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Технология машиностроения – отрасль технической науки, в
которой объектом исследования является процесс изготовления
технического изделия (технического объекта, машины, установки,
станка и т.п.), а целью исследований – изучение и использование
связей и закономерностей, действующих в этом процессе, для
обеспечения требуемого качества изделий и наименьшей их
себестоимости.
Технология – это совокупность методов обработки,
изготовления, изменения состояния, свойств и формы сырья,
материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе
производства продукции (изделий).
Под изделием мы будем понимать материальный технический
объект, полученный в результате производственного процесса,
обладающий полезными свойствами и предназначенный для
выполнения определенных рабочих функций
Одной из важнейших характеристик изделия является его
качество.
2

3. КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЯ

Качество изделия – это совокупность свойств изделия,
обеспечивающих способность удовлетворять потребности в
соответствии с назначением данного изделия (ГОСТ 15467-79).
Группы показателей качества:
- показатели назначения (определяют способность изделия
выполнять заданные функции в соответствии с современным
уровнем науки и техники);
- показатели надежности (характеризуют способность изделия
выполнять поставленную задачу в течение заданного срока при
соблюдении заданных параметров: работоспособность,
безотказность, долговечность, ремонтопригодность,
сохраняемость);
- показатели технологичности (определяют степень совершенства
конструкции изделия с точки зрения требований производства:
трудоемкость, себестоимость, расход материала, точность и
чистота обработки поверхностей и др.);
- экономические показатели (характеризуют затраты на
проектирование и производство изделия, определяют
экономическую эффективность его эксплуатации);
3

4. Группы показателей качества (продолжение)

-эргономические показатели (определяют степень совершенства
системы «человек – машина – среда»);
- показатели стандартизации и унификации (показывают степень
использования в конструкции изделия стандартных и
унифицированных готовых изделий, сборочных единиц, крепежа,
материалов);
- эстетические показатели (выражают совершенство и гармоничность
цвета и форм изделия, соответствие современному стилю, моде,
взглядам на красоту);
- патентно-правовые показатели (определяют патентную чистоту
изделия и защищенность авторскими свидетельствами и патентами
технических решений, используемых в конструкции изделия).
Наиболее существенное влияние на показатели назначения,
надежности, технологичности и экономические оказывает
технология производства изделия.
Заданный уровень качества закладывается при проектировании
изделия, реализуется при его изготовлении и поддерживается при
эксплуатации.
4

5. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ

Технологичность конструкции (ГОСТ 14.201 – 83) – это
свойство конструкции, проявляющееся в оптимальных затратах
труда, средств и материалов при ее производстве, эксплуатации и
ремонте.
Различают производственную и эксплуатационную
технологичность конструкции. Оценка технологичности может быть
качественной и количественной.
Качественная оценка носит несколько общий характер
("хорошо", "плохо", "лучше", "хуже") и допустима на стадии
конструирования, когда при выборе лучшего конструктивного
решения не требуется определения степени различия
сравниваемых вариантов.
Количественная оценка технологичности конструкции изделия
выражается показателями, численное значение которых
характеризует степень удовлетворения требований к
технологичности конструкции.
5

6. ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

Цель количественной оценки технологичности разрабатываемой
конструкции изделия - обеспечение эффективной отработки изделия на
технологичность для снижения затрат времени и средств на его разработку,
технологическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и
ремонт.
Основными количественными показателями технологичности конструкции
изделий являются показатели трудоемкости и себестоимости.
Трудоемкость изготовления характеризует количество труда,
затраченного на изделие, и определяется суммой затрат труда на его
изготовление.
Общая трудоемкость изготовления изделия определяется
суммированием трудоемкостей изготовления отдельных его деталей, сборки
и испытаний составных частей и изделия в целом.
Технологическая себестоимость – это часть себестоимости изделия,
определяемая суммой затрат на осуществление технологических процессов
изготовления изделия (стоимость материалов, топлива и энергии на
технологические нужды; заработная плата и отчисления на страхование
основных производственных и вспомогательных рабочих; амортизация,
обслуживание и ремонт оборудования и оснастки; расходы на инструмент).
6

7. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ

Признак классификации
1. Отрасль применения
2. Уровень новизны
3. Динамика развития
Виды технологий
- наука и образование, информатика, промышленность,
сфера услуг, здравоохранение, сельское хоз-во и т. д.
- оригинальные (пионерские) на основе изобретений,
- оригинальные на основе "ноу-хау"
- прогрессирующие, развивающиеся, устоявшиеся, устаревшие
4. Сфера применения
- управленческие (основные, вспомогательные, обслуживающие);
- производственные (основные, вспомогательные, обслуживающие)
5. Конкурентоспособность
-конкурентоспособные (в конкретных странах),
- неконкурентоспособные
Производственные технологии
1. Назначение
- созидательные,
- разрушительные (утилизация),
- двойного назначения (военно-гражданские)
2. Отношение к ресурсам
- наукоемкие,
- материалоемкие,
- энергоемкие,
- материалосберегающие,
- энергосберегающие,
- трудосберегающие,
- фондосберегающие
3. Уровень автоматизации
- ручные,
- механизированные,
- автоматизированные,
- автоматические,
- безлюдные
7

8. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ Производственный процесс в машиностроении - это совокупность всех действий,

процессов и этапов, осуществляемых
для
изготовления
изделия
на
предприятии.
Технологическим
процессом
называют
часть
производственного процесса, содержащую совокупность действий
по изменению состояния объекта производства, выполняемых в
определенной
последовательности
заданными
методами.
Технологический процесс изготовления сложного, наукоемкого
и высокотехнологичного изделия
(например, энергетическая
установка),
представляет собой длинную технологическую
цепочку, называемую общим технологическим процессом.
Общий технологический процесс состоит из отдельных, не
похожих друг на друга этапов – единичных (частных)
технологических процессов. Эти технологические процессы
обеспечивают
последовательное
решение
отдельных
технологических задач, стоящих при изготовлении изделия.
8

9. ЭТАПЫ ОБЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Общий технологический процесс состоит из отдельных, не похожих друг на друга
этапов – единичных (частных) технологических процессов. Эти технологические
процессы обеспечивают последовательное решение отдельных технологических задач,
стоящих при изготовлении изделия.
Получение
заготовок
Изготовление
деталей
Узловая
сборка
Общая сборка
изделия
Испытание
изделия
Рабочие
чертежи
деталей;
чертежи
заготовок;
Рабочие
чертежи
деталей;
мат. модели;
технические
требования
Сборочные
чертежи
узлов и
агрегатов;
технические
требования
Общий
сборочный
чертеж
изделия;
технические
требования
Общий
сборочный
чертеж;
Технические
условия на
изделие
Технол.
процессы
образования
соединений:
- неразъемных;
- разъемных;
- неподвижных;
- подвижных.
Технол.
процессы
образования
соединений
Технол. процессы
проведения
испытаний:
мат. модели
Технол.
процессы:
- литья;
- давления;
- порошк.
металлург.
- резки,
раскроя
(проката);
Технологические
процессы:
- мех. обработки;
- ЭХО;
- ЭЭО;
- ЭФО;
- отделочноупрочн. обработки
(ППД, насыщение
пов. слоя);
-термическая обр.;
- нанесения
покрытий.
Упаковка,
экспедиция
Изделия
Сопроводит.
документация на
изделие
- функционирование;
- герметичность;
- статич. и динамич.
нагрузки;
- температурные;
- гидравлические
проливки, опрессовки;
- определение рабочих
характеристик;
- стендовые;
- натурные и др.
9

10. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Технологический процесс состоит из технологических операций.
Все операции каждого технологического процесса должны быть заранее
подробно разработаны инженерами-технологами на этапе, который
называется технологической подготовкой производства.
Технологическая подготовка производства (ТПП) - совокупность
взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность
предприятия к выпуску новых изделий заданного уровня качества при
установленных сроках, объемах выпуска и затратах.
Исходные документы для разработки технологического процесса:
- рабочий чертеж детали и технические требования (для процессов
получения заготовки и обработки детали);
- сборочные чертежи на сборочные единицы (узлы и агрегаты) и
соответствующие технические требования и условия для процессов сборки;
- чертеж общего вида изделия, технические условия на изделие, описание
изделия и характеристика условий эксплуатации изделия (для процессов
общей сборки и испытания).
Рабочий чертеж детали – это конструкторский документ, содержащий
изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и
контроля.
10

11. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ (продолжение)

В результате разработки технологического процесса на изготовление
конкретной детали изделия формируется основная технологическая
документация, включающая:
- маршрутную карту;
- операционные карты на каждую технологическую и контрольную
операцию;
- программы для обработки на оборудовании с ЧПУ (если такое
оборудование применяется);
- перечень основного технологического оборудования и инструмента;
- принципиальные схемы и технические задания на проектирование и
изготовление специальной технологической оснастки и специальных
контрольных приспособлений;
- ведомости вспомогательных и расходных материалов.
Технологические документы должны предусматривать возможность
обработки на ЭВМ для составления сводного документа трудоемкости по
изделию, цеху, видам работ и т.п.
Полный перечень технологической документации, ее содержание и
правила оформления предписаны в ЕСТД (ГОСТ 3.1102-2011).
11

12.

Основные направления развития технологий
наукоемкого производства
Ключевые технологии производства наукоемких изделий:
-
технологии получения новых материалов и деталей из них;
технологии заготовительного производства;
технологии формообразования изделий сложной формы;
технологии механической, электрофизической и электрохимической
обработки;
многоканальное и многокоординатное числовое программное
управление технологическим оборудованием;
технологии нанесения защитных и функциональных покрытий;
технологии получения неразъемных соединений;
технологии измерений и контроля;
аддитивные технологии - технологии непосредственного получения
трехмерных объектов на основе математической модели изделия;
информационные технологии, объединенные в концепцию CALS.
12