1ОснПонят04 (Лекции)

Московский государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана

Кафедра «Технологии приборостроения»

Ковалев В.Г.

"Технология конструкционных материалов"

Редакция 2006 г.

Москва 2004 г.

Введнение.

Для неуклонного подъема материального и культурного уровня жизни народа, создание лучших условий для всестороннего развития личности возможго на основе дальнейшего повышения эффективности всего общественного производства, увеличения производительности труда, роста социальной и трудовой активности трудящихся.

Для обеспечения решения этих задач народное хозяйство должно изготовлять большое количество машин и приборов, в том числе радиоэлектронных. Для этого нужно не только увеличивать объем выпуска различных материалов, но и обеспечивать их рациональное использование, что существенно снижает экономические затраты и прямо способствует выполнению поставленных задач.

С целью обеспечения новых потребностей народного хозяйства при создании новых и приборных устройств широко используют новые конструкционные материалы: сверхчистые, сверхтвердые, жаропрочные, порошковые, полимерные и другие материалы, позволяющие резко повысить технический уровень, надежность, снизить затраты на производство. Обработка этих материалов связана со значительными технологическими трудностями.

Развитие и совершенствование любого производства в настоящее время связано также и с его автоматизацией, созданием робототехнических комплексов, широким использованием вычислительной техники, применение станков с числовым программным управлением. Эти элементы составляют базу, на которой создаются автоматизированные системы управления, становятся возможными оптимизация технологических процессов и режимов обработки, создание гибких автоматизированных производств.

Решение таких задач возможно только высоквалифицированными инженерами, в деятельности которых применение на практике технологических наук имеет очень большое значение. При создании конструкции различных приборных устройств инженер должен обеспечивать определенные их технические и эксплуатационные характеристики и надежность в работе, учитывать особенности технологических методов обработки и сборки, а также экономическую целесообразность изготовления избранной конструкции.

Для этого инженер должен обладать глубокими технологическими знаниями в области расчета приборных устройств.

Предметом изучения курса "Технология конструкционных материалов" являются современные рациональные и распространенные в промышленности наиболее прогрессивные технологические методы формообразования заготовок и деталей приборов литьем, обработкой давлением, переработкой пластмасс, порошковой металлургией, методами керамики, обработкой резанием, электрофизическими и другими методами. В этом курсе студенты получают кроме общеинженерной и специальную подготовку в производстве некоторых видов изделий. Этот курс является основой для изучения последующих технологических курсов "Технологии приборостроения" и "Специальная технология".

Создание и развитие конструкции любого изделия производится в несколько этапов и значительная часть этапов конструирования изделия тесно связана с технологией, а пренебрежение технологическими требованиями приводит к значительным экономическим, а иногда и техническим потерям: изделие изготовляется в более продолжительные сроки (часто срок увеличивается в несколько раз),технические показатели ухудшаются, увеличивается материалоемкость. Иногда становится невозможно изготовить изделие в планируемые сроки.

Уровень технологического мышления (т.е. возможность представления путей изготовления всего изделия) в значительной мере определяет технические возможности конструирования новых электронных изделий. Это легко проследить на основе развития электронных приборов (радиоэлектронных устройств и в том числе ЭВМ). Масса, потребляемая мощность, размеры, время безотказной работы этих приборов в период с 1946 года по настоящее время сократились более чем в 10-1000 раз, а надежность в такое же количество раз увеличилась.

Глава 1. Основные понятия и определения.

1.1.Виды изделий

Изделие – это единица промышленной продукции, количество которой исчисляется в штуках или экземплярах (ГОСТ17102-77).

Изделия приборостроительного производства в зависимости от их гназначения делят на изделия основного и вспомогательного производства. К первым относят изделия предназначенные для поставки (приборы и датчики давления и др.); ко вторым – изделия предназначенные тольео для собственных нужд ( технологическая оснастка, инструмент и др.).

ГОСТ устанавливает следующие виды изделий.

Деталь – изделие изготовленное из однородного по наименованию или марке материала, без применения сборочных операций (зубчатое колесо,, корпус редуктора, подложка микросхемы, печатная плата).

Сборочная единица – изделие, составные части которого соединены на предприятии изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, сваркой, пайкой, клёпкой, склеиванием). Например, микромодуль, резистор, блок электронной аппарутуры.

Комплекс .- два или более специфицированных изделия, не соединённых на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимно связанных эксплуатационных функций (рактный комплекс, пусковая установка, вычистлительный комплекс.).

Комплект – два или более изделий не соединённых на предприятии-изготовителе сборочными операциями и предсталяющими набор изделий имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (камплект контрольно-измерительных устройств).

1.2. Виды конструкторских документов

К конструкторским документам согласно ГОСТ 2.102-68 относят (чертеж детали, сборочный чертеж, чертеж общего вида, и др.) и текстовые документы (пояснительная записка, технические условия, патентный формуляр и др.), которые в содержат данные для разработки или изготовления, контроля, эксплуатации и ремонта.

Чертёж детали - документ, содержащий изображение детали и другие данные для изготовления и контроля.

Сборочный чертёж – документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки (изготовления) и контроля. К сборочным чертежам относят также гидромонтажные, пневмо-монтажные и электромонтажные чертежи.

Чертёж общего вида документ, определяющий конструкцию изделия, взаимодействие составных частей и поясняющий принцип работы изделия.

Технические условия - документ, содержащий требования (совокупность всех показателей, норм, правил и положений) к изделию, его изготовлению, контролю, приёмке, поставке, которые нецелесообразно указывать в других конструкторских документах.

1.3. Стадии разработки конструкторской документации

ГОСТ 2.103-68 устанавливает следующие стадии разработки конструкторской документации:

- техническое задание, которое устанавливает основное назначение, технические и тактико—технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предъявляемые к разрабатываемому изделию, выполнение необходимых стадий разработки конструкторской документации и ее состав, а также специальные требования к изделию;

- техническое предложение - совокупность конструкторских документов

которые должны содержать технические и технико-экономические обосно­вания целесообразности разработки документации изделия на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возмож­ных решений изделий, сравнительной оценки решений с учетом конструктивных и эксплутационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий, a также патентных материалов:

- эскизный проект - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия;

-технический проект - совокупность конструкторских документов,

которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации;

-разработка рабочей документации:

а) опытного образца {опытной партии);

б) установочных серий;

в) установившегося серийного или массового производства.

§ 1.4. Производственный и технологический процесс. Структура технологического процесса

Производственный процесс(ГОСТ 3.1109-73) - совокупность всех действий людей и орудий приборостроительного производства, необходи­мых на данном предприятии для изготовления выпускаемых приборов и устройств. Производственный процесс включает не только основные процессы, непосредственно связанные с изготовлением приборов и устройств, подлежащих поставке, но и все вспомогательные процессы: изготовление режущего инструмента, средств контроля, технологической оснастки, специального оборудования и др.

Технологический процесс – часть производственного процесса, сoдержащая целенаправленные действия по изменению и(или) определению состояния предмета труда.

Рабочее место – это зона, оснащённая необходимыми средствами, в которой совершается трудовая деятельность исполнителя или группы исполнителей.

Структура технологического процесса. С целью обеспечения наиболее рационального процесса обработки составляют план обработки. В связи с этим весь процесс изготовлением изделия расчленяется на отдельные составные части: технологические операции, установы, позиции, переходы, ходы, приёмы.

Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизмен­ном закреплении обрабатываемых заготовок -или собираемой сборочной единицы..

Технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установах.

Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы, для выполнения технологического перехода. Пример вспомогательного перехода: установка заготовки, смена инструмента и т.д.

Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоя­щая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, чистоты поверхности или свойств заготовки.

Вспомогательный ход - законченная часть технологического перехода состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготов­ки.

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

Приём – законченная совокупность действий оператора, применяемых при выполнении перехода или его части и объединённых одним целевым назначением.

1.5. Типы производства

Тип производства (ГОСТ 14.004-74) определяет построение и степень детализации разработки технологических процессов.

Тип производства - классификационная категория производства, выде­ляемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий. Различают типы производства: единичное, серийное и массовое. Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций.

Коэффициент закрепления операций - отношение числа всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению в течении месяца, к числу рабочих мест.

Единичное производство - производство, характеризуемое широкой номенклатурой и малым объёмом выпуска изделий.

Серийное производство- производство, характеризуемое ограниченней номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различает мелкосерийное, средне­серийное и крупносерийное производство. Коэффициент закрепления операций в соответствии с ГОСТ 3.1103-74 принимают равным:

• для мелкосерийного производства - свыше 20 до 40 включительно;

• для среднесерийного производства - свыше 10 до 20 включительно;
  • для кpyпносерийного производства - свыше I до 10 включительно.
  Производство характеризуемое узкой номенклатурой и большим объёмом
  выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение
  цродожительного времени - массовое производство. Коэффициент закрепления операций в соответствии с ГОСТ 3.1108-74 для массового произ­водства принимают равным I.

Вид производства - классификационная категория производства, выделяемая по признаку применяемого метода изготовления изделия. Примерами видов производства является литейное, сварочное и т.д.

§ 1.6. Вида технологических процессов

ГОСТ 14.302-73 устанавливает два вида технологических процессор: единичный и типовой. Вид технологического процесса определяется количеством изделии, охватываемых процессом (одно изделие, группы однотипных или разнотипных изделии.

Единичный технологический процесс применяется для изготовления одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства.