Направление совершенствования инструментов технологического развития машиностроительных предприятий. Основные направления совершенствования отраслевой структуры машиностроения - реферат

Термин «Технология » (от греч. techne - искусство, мастерство, умение) означает совокупность методов обработки, изготовления, изменение состояния, свойств, формы, сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. Задачей технологии как науки является выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

Термин «процесс » (от лат. procesius - продвижение) означает действие, направленное на достижение результата. В нашем случае имеются в виду достижения результата в машиностроительной промышленности.

Машиностроение - комплекс отраслей промышленности, изготовляющих орудия труда для народного хозяйства, транспортные средства, а также предметы потребления и оборонную продукцию. Машиностроение является материальной основой технического перевооружения всего народного хозяйства нашей страны.

Задачами технологии машиностроения остаются снижение себестоимости и повышение производительности обработки при высоком качестве изделий. Причем технологический процесс должен строиться с учетом автоматического саморегулирования, поскольку с автоматизацией технологических процессов человек должен быть отстранен не только от непосредственного осуществления, но и от управления производственным процессом изготовления изделий. Эти функции передаются ЭВМ, а человеку остается только следить за их работой. Но для этого необходимо всесторонне изучить все связи и закономерности процесса изготовления изделия.

Понятие «технология» применимо практически ко всем отраслям народного хозяйства, в которых можно выделить не только способы, методы приема труда, но и установить, что собой представляют средства и предметы труда, как их лучше использовать и легче установить между ними взаимосвязи.

Необходимость разработки новых технологий особенно остро ощущается в тех производствах, где старые методы во многом уже исчерпали себя, и совершенствование традиционных методов не может существенно улучшить экономические показатели. Создание новых технологий обусловливается также ограниченностью трудовых и топливно-сырьевых ресурсов. Новые технологии должны обеспечивать снижение затрат на единицу конечной продукции, причем чем ограниченнее ресурсы, тем в большей мере совершенствование технологии должно быть направлено на их экономию.

В последние годы происходит постепенный переход от традиционных технологических методов обработки к более прогрессивным физическим, химическим и биологическим методам. Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим появились понятия: технология литья, обработки давлением, сварки, механической обработки, сборки и др.

Однако под технологией машиностроения принято понимать научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки деталей и сборки машин, которая также затрагивает вопросы выбора заготовок, методы их изготовления и т. д.

Сложность процесса и физической природы явлений, связанных с механической обработкой, вызывает трудность изучения всего комплекса вопросов в пределах одной технологической дисциплины и обусловливает образование нескольких специализированных дисциплин. Таких как учение о резании металлов, проектирование и расчет металлорежущего оборудования, инструмента и т. д. Вопросы, характерные для технологии специализированных отраслей машиностроения, изучают специальные дисциплины, например, такие как: технология автотракторостроения, технология двигателестроения, технология станкостроения, технология дорожного и строительного машиностроения, технология инструментального производства и др.

В курсе «Технологии машиностроения» изучают, в частности, вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой заготовки, пути построения наиболее рациональных, т. е. наиболее производительных и экономичных технологических процессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки, пути и методы рационального построения технологических процессов сборки машин. Таким образом, научная дисциплина изучает основы и методы производства машин, которые используют в различных отраслях машиностроения.

В процессе изучения механической обработки деталей возникает множество вопросов, связанных с необходимостью выполнения заданных технологических требований, с эксплуатацией сложного оборудования, режущего и измерительного инструмента, оснастки и др. Эти обстоятельства объясняют необходимость прямой взаимосвязи «Технологии машиностроения» с другими науками.

Технология машиностроения тесно связана со всеми фундаментальными, прикладными науками и с производством, поэтому необходимо использовать весь арсенал научных и практических данных, которые имеются в нашем распоряжении на сегодняшний день. Научно-технический процесс позволяет решать не только технологические, но и экономические, а также социальные задачи. К экономическим задачам, в первую очередь, относятся экономия всех видов ресурсов (материалов, топлива, энергии, труда) и снижение себестоимости продукции; к социальным задачам - повышение доли творческого труда в общем его объеме. Как экономические, так и социальные задачи решают путем разработки и внедрения новых технологий.

В настоящее время возрастает роль научно-технического прогресса в технологии. Своеобразие нынешнего этапа состоит в том, что нужно одновременно проводить трудо-, фондо- и материалосберегающую политику. Это возможно только при переходе к новым технологиям, при которых одновременно обеспечивается рост производительности труда, повышение фондоотдачи и сокращение материалоемкости, в частности за счет применения более эффективного инструмента, расширения использования методов горячего и холодного объемного деформирования, сварки, штамповки, поверхностного упрочнения деталей, порошковой металлургии и др. Принципиально изменяет технологию металлообработки внедрение станков с числовым программным управлением, обрабатывающих центров и гибких автоматизированных производств. Органической частью технологического оборудования для обработки металлов и конструкционных материалов все чаще становятся управляющие ЭВМ.

В машиностроении увеличиваются объемы применения в машинах и приборах деталей, изготовленных методом порошковой металлургии. Все большую роль в производстве играют лазерный луч, магнитное поле, ультразвук и другие способы воздействия на материал изделия. С помощью лазерной технологии с большой производительностью и точностью можно обрабатывать различные по химическому составу и твердости материалы. На станках с программным управлением, в которых роль традиционного резца выполняет электрическая искра, можно обрабатывать детали любой конфигурации, при этом не нужны слесарно-доводочные операции.

Внедрение новых технологий в производство приводит к революционным изменениям в экономике страны. Поэтому технология машиностроения становится ключевой составляющей научно-технического прогресса. Развитие технологии любого производства основывается на комплексной механизации и автоматизации, обеспечивающих рост производительности труда и снижение себестоимости продукции. Основными направлениями развития технологии в машиностроении являются:

Создание принципиально новых технологических процессов изготовления деталей, узлов и агрегатов, обеспечивающих экономию различных видов ресурсов (материальных, энергетических, трудовых и финансовых);

Комплексная автоматизация и механизация производства на основе разработки и освоения новых видов высокопроизводительного технологического оборудования;

Совершенствование систем управления технологическими процессами на основе программно-целевого метода.

Повышение требований к качеству и технологичности продукции обусловливает необходимость изменения парка технологического оборудования.

Важнейшим критерием эффективности технологии являются минимальные затраты времени и материальных ресурсов при заданном качестве продукции. Решению этой задачи способствует информационная технология, являющаяся техническим средством, которое позволяет извлекать новые знания из растущего информационного потока в области технологии машиностроения. Информационная технология - методы, системы и средства, используемые для хранения и обработки информации с помощью компьютера. Ни одну крупную проблему нельзя решить без переработки значительного объема информации. Информационными ресурсами являются библиотеки, банки данных и знания каждого отдельного специалиста. В настоящее время в мире создано около 3500 баз данных, к которым разрешен диалоговый доступ. В них хранится примерно 150 млн документов. Базы данных связаны между собой и с миллионами пользователей. Они постоянно расширяются и обновляются. В целом ежегодный мировой информационный поток составляет примерно 10 млн названий, что в пересчете на одного специалиста составляет 1500 страниц в день. Проанализировать такой объем информации очень сложно даже с применением ЭВМ. Так как информацию можно хранить, перерабатывать и передавать, то должны быть носитель, передатчик и получатель информации. Часто употребляют термин «данные», но он не является синонимом информации. Данные - это величины, факты, т. е. они являются сырьем для создания информации, полученной в результате обработки данных.

Информация - процесс обучения и анализа данных, которые человек превращает в знания.

Человек отбирает ценную для себя информацию. Проблема определения ценности информации в настоящее время является наиболее актуальной. Значимость информации часто оценивается специалистом интуитивно, на основании собственного интеллекта, опыта и полученных данных. Компьютер стал основным источником информации, поэтому необходимо уделять внимание совершенствованию форм и методов работы с информационными технологиями, при этом следует учитывать, что компьютер решает скорее расчетную информационную, нежели интеллектуальную задачу.

Цель заставляет человека думать, а информационная технология позволяет значительно сократить затраты труда на информационный поиск и способствует более правильному принятию специалистом окончательного решения.

Технология машиностроения в той или иной степени использует достижения науки и техники и развивается вместе с ними. Отсюда технология машиностроения определяется как отрасль науки, занимающаяся изучением связей и закономерностей процесса изготовления машин, задачами которой являются: повышение качества, снижение себестоимости изделий и повышение производительности труда на базе достижений науки и техники. При этом конечной целью развития технологии машиностроения является автоматическое саморегулирование процессов изготовления изделий автоматически, без участия человека. Для решения этой задачи необходимо досконально знать все технологические процессы изготовления машин и уметь управлять ими.

2. Основные понятия и положения

Является одной из важнейших отраслей промышленности. Его развитие пребывает в тесной взаимосвязи с научно-техническим прогрессом. Отрасль менее наукоемкая, чем информационно-коммуникационные технологии или фармацевтическая сфера. Несмотря на это именно от ее развития зависит состояние всей промышленности. Машиностроительная сфера обеспечивает другие отрасли оборудованием, техникой, вспомогательными инструментами.

Особенности развития

Машиностроение имеет ряд особенностей, которые влияют на размещение основных его производственных мощностей. На основании нижеперечисленных факторов и их сочетания производят классификацию данной сферы. Выделяют тяжелый, средний, общий машиностроительный комплекс.

Большие производства, выпускающие технологически сложную продукцию, размещаются вблизи крупных научно-образовательных центров. Это вызвано потребностью в квалифицированных кадрах, новых разработок в различных сферах промышленности. Например, в России основные наукоемкие производства находятся неподалеку Москвы, Новосибирска, Санкт-Петербурга.

Трудоемкость

Для правильной организации производственного процесса на предприятиях машиностроительной отрасли необходимы квалифицированные кадры. Для выпуска большей части оборудования и машин необходимо затратить огромное количество рабочего времени.

Именно поэтому основные предприятия данной сферы преимущественно размещаются неподалеку крупных городов с большой концентрацией населения. При этом к используемым рабочим кадрам предъявляются высокие требования относительно их квалификации. Самая большая трудоемкость присуща следующим отраслям машиностроения:

станкостроение. Самые крупные предприятия размещаются неподалеку Москвы;
авиационная отрасль. Хорошо развита в Самаре, Казани;
производство электротехники. Крупнейшие предприятия находятся в Ульяновске, Новосибирске.

Все отрасли машиностроения являются потребителями огромного количества черных и цветных металлов. Поэтому заводы, которые особенно сильно нуждаются в этом ресурсе, тяготеют к крупным металлургическим базам. К самым большим металлоемким отраслям относят:

производство горно-шахтного оборудования;
металлургическая промышленность;
энергетическая сфера.

Наличие развитых транспортных узлов

Некоторые отрасли машиностроения при размещении своих производств ориентируются на возможность организации кооперирования. К таким сферам относят автомобилестроение. Основные его производства размещаются в Центре и Поволжье. Это вызвано тем, что выпускаемая продукция в виде автомобилей перевозится на большие расстояния и в разных направлениях. Поэтому данные предприятия находятся около крупных транспортных магистралей.

Некоторые машиностроительные предприятия ориентируются только на своих потребителей. Это вызвано сложностью перевозки изготовленного оборудования из-за их больших габаритов и значительного веса. Такую продукцию более выгодно производить непосредственно в регионе ее потребления.

Например, выпуск тракторов для транспортировки леса осуществляется только в Карелии. Производство комбайнов для переработки зерновых культур хорошо налажено на Северном Кавказе.

Особенности размещения машиностроительных предприятий России

При размещении предприятий идеальный вариант – совпадение территории с источниками сырья и с потребителями готовой продукции. В данном случае прогноз развития таких предприятий утешительный, поскольку они освобождаются от больших расходов на транспортировку.

Становится возможной установка тесных связей между машиностроением и металлургией. Предприятия первого типа освобождаются от многих технологических операций, что снижают стоимость готовой продукции. В свою очередь, металлургические заводы получают отходы от машиностроения и используют их для собственных нужд.

Учитывая то, что сырьевые базы и потребители продукции находятся на разной территории, производственные мощности предприятий размещаются с учетом возможности быстрого сбыта оборудования. Это связано с тем, что расходы на перевозку металла в разы ниже от необходимых вложений для транспортировки готовых изделий. Именно поэтому многие производственные линии преимущественно тяготеют к регионам сбыта готовой продукции, несмотря на свою металлоемкость.

Факторы, влияющие на размещение предприятий машиностроения

Учитывая основные тенденции развития и территориального размещения предприятий машиностроения, большую роль играет специализация и кооперация. Первое направление дает возможность привлекать в производственный процесс мощное и эффективное оборудование, которое обеспечивает автоматизацию многих операций. Специализацию разделяют на такие типы:

детальная. Позволяет осуществить выпуск отдельных деталей для определенного оборудования;
предметная. Подразумевает выпуск отдельных разновидностей готовой продукции;
технологическая. Позволяет осуществить выпуск полуфабрикатов или выполнить какую-то одну серию операций.

Следует не забывать, что специализация тесно связана с кооперированием. Оно подразумевает привлечение нескольких предприятий для организации выпуска одного конечного продукта.

Можно выделить следующие проблемы машиностроения, которые присущи в отечественной промышленности:

недостаточные темпы развития ведущих отраслей или в некоторых случаях даже их спад;
простои многих производственных линий, что вызвано разными причинами;
неправильная организация технологических связей;
из-за низкого контроля качества 20-30% производимой продукции нуждается в ремонте спустя год эксплуатации;
необходимость обеспечения ускоренного роста производственных мощностей станкостроения, приборостроения и электроники;
в мировом хозяйстве отечественное оборудование не занимает ведущих позиций из-за низкого качества;
недостаточные темпы обновления оборудования, что приводит к выпуску морально устаревшей продукции;
раньше большинство предприятий были ориентированы на обеспечение потребностей оборонной отрасли;
необходимость перепрофилирования крупных заводов;
потребность в устранении диспозиций для уравновешивания развития всех сфер машиностроения.

Приоритетные направления развития отечественного машиностроения

Перспективы развития и размещения машиностроения в отечественном производственном комплексе определяются решением следующих задач:

преимущественное развитие отраслей, которые характеризуются большой наукоемкостью (автомобилестроение);
устранение монополий. На данный момент они составляют 80% от всех существующих производств России;
увеличение количества высокоразвитых производств по выпуску нефтяного оборудования, различных станков, микроавтобусов;
налаживание старых и открытие новых экономических и технологических связей со странами ближнего и дальнего зарубежья;
стимулирование инвестиционной привлекательности отечественных предприятий;
государственная поддержка предприятий, которые имеют огромные перспективы развития.

Что влияет на развитие отечественного машиностроительного комплекса?

Для успешного развития машиностроения необходимо соблюдать некоторые правила. В частности, очень важно придерживаться условия – 1:2:4. Это означает, что при темпах развития хозяйства и экономики страны в 1, состояние машиностроительной сферы должно равняться 2, а электроника, приборостроение – 4. Данное соотношение идеально, поскольку обеспечивает лучший прогноз для промышленности страны.

В России эта пропорция имеет совсем другой вид – 1:0,98:1. Именно поэтому отечественный машиностроительный комплекс не может составить конкуренцию зарубежным производствам. Достижение указанных пропорций – основная задача, которая должна быть выполнена в ближайшее время.

Другие особенности машиностроения России

Машиностроение имеет огромное значение в экономике России, а его эффективное функционирование обеспечивается наличием широкой сети межотраслевых и внутриотраслевых связей. При изучении данной сферы производства можно выделить следующие ее особенности:

на долю машиностроения приходится треть от всего объема производимой Россией продукции;
40% промышленно-производственного персонала страны занято в данной сфере;
25% основных производственных фондов приходится на долю машиностроения;
выпускаемая данной отраслью продукция отличается большим разнообразием.

Предприятия машиностроения распространены по всей территории страны. Данная отрасль представлена практически во всех регионах России. Только в одних она является ведущей, а в других функционирует для обеспечения исключительно внутренних потребностей.

Инвестиционная привлекательность машиностроения России

Инвестиционная привлекательность предприятий машиностроения России является очень низкой. Это связано с резким снижением темпа развития во время кризисов, моральным и физическим износом оборудования, отсутствием перспективных научных разработок. Все представленные факторы негативно влияют на развитие экономики всей страны, которая пребывает в тесной взаимосвязи с машиностроением.

На сегодняшний день Россия занимает 30 место в мире по числу поданных заявок на патенты и 31 место по расходам на научно-исследовательские работы. Поэтому она находится позади многих стран мира.

Машиностроение в большой степени зависит от экономической конъюнктуры рынка. При снижении инвестиционной способности компаний, покупающих производимое отраслью оборудование, снижается производственные возможности всей промышленности. Поэтому данная отрасль сильно зависима от чередования периодов экономического роста и кризисов.

Вес машиностроительных отраслей в экономике России

Проблемы и перспективы развития машиностроения России определяют, что эта сфера промышленности относится к самым депрессивным. В 1999 году выпуск персональных компьютеров и легковых автомобилей сохранил свои прежние темпы или даже нарастил их. При этом изготовление других видов продукции машиностроения сократилось больше, чем в 2 раза. Например, производство комбайнов по уборке зерна снизилось в 25 раз.

В конце ХХ века увеличились темпы производства оборудования общественного потребления. В 1999 году стали наращиваться объемы выпуска телевизоров, холодильников и прочей бытовой техники. В данной отрасли присутствует дифференциация предприятий на основании их способности приспосабливаться к новым условиям. Например, в 1999 году производство телевизоров в Новосибирском регионе сократилось больше, чем в 7 раз. При этом выпуск той же продукции в целом по России вырос в 2,5 раза.

С 2000 года развитие машиностроения происходит более интенсивно. Оно имеет свои особенности:

большие темпы наращивания производственной мощности наблюдались на территории Европейской части России;
восточные регионы развивались не столь интенсивно;
увеличение производства Центрального региона на 41% за счет выпуска электропоездов и легковых автомобилей;
развитие предприятий Западной Сибири основано на внедрении государственной программы по выпуску нефтегазодобывающего оборудования;
предприятия Восточной Сибири не столь развиты. Скачок производства только в тяжелом, транспортном и сельскохозяйственном машиностроении.

Развитие машиностроения России по отраслям

Отраслевая структура машиностроения России сложная. Предприятия данной сферы производства размещаются практически во всех регионах страны.

Тяжелое машиностроение

Тяжелая отрасль машиностроительной промышленности отличается большой металло- и трудоемкостью. Ее разделяют на следующие сферы:

металлургическая. Характеризуется высокой стоимостью готовой продукции, а ее предприятия находятся вблизи регионов добычи стали;
горная. Выпускает оборудование для добычи полезных ископаемых разного типа, и размещается в регионах потребления готовой продукции;
подъемно-транспортная. Отрасль имеет огромное значение для обеспечения потребностей строительства, промышленности;
тепловозостроение, вагоностроение, путевое машиностроение. Работает для обеспечения потребностей железнодорожного транспорта;
трубостроение. Производит турбины (гидравлические, паровые, газовые) для потребностей электростанций, газоперекачивающее и другое оборудование;
атомная. Производит оборудование для работы АЭС;
электротехническая. Выпускает более 100 наименований продукции для обеспечения потребностей практически всего народного хозяйства;
станкоинструментальная. Специализируется на выпуске станков для переработки металла, дерева и на ремонте производимого оборудования.

Для выпуска продукции приборостроения необходимо привлекать квалифицированные кадры и постоянно заниматься научно-исследовательской работой. Отрасль характеризуется низкой металло- и энергоемкостью. В России доля продукции приборостроения относительно всего объема изготовленного оборудования машиностроением составляет 12%.

Машиностроительный комплекс для легкой и пищевой промышленности

Сюда относятся направления, которые специализируются на выпуске оборудования для следующих сфер промышленности:

трикотажной;
меховой;
кожаной;
производство химических волокон;
пищевой.

Около 90% заводов, относящихся к сфере, размещаются в Европейской части России. Это вызвано их ориентацией на потребителя.

Авиационная промышленность

Для эффективной работы авиационной промышленности в стране развивали другие отрасли, поставляющие комплектующее оборудование. Она может функционировать только благодаря привлечению квалифицированных кадров. Поэтому ее предприятия размещаются в крупных промышленных центрах России – Москве, Воронеже, Казани, Самаре и других.

Специализируется на выпуске орбитальных космических кораблей, спутников и прочей продукции данного типа.

Автомобилестроение считается крупнейшей отраслью машиностроения России. Больше 80% производимых грузов приходится на продукцию этой сферы. Основные предприятия размещены в европейской части страны около крупных транспортных узлов.

Основные производственные мощности отрасли размещены в следующих регионах страны:

Поволжском;
Северо-Кавказском;
Уральском;
Центральном;
Волго-Вятском;
Западно-Сибирском.

Судостроительная отрасль

Основные предприятия, несмотря на большую металлоемкость, находятся в дали металлургических баз. Это вызвано трудностями транспортировки готовой продукции. Большинство предприятий размещено в устьях рек или в защищенных гаванях.

Развитие машиностроения в мире

В мировом народном хозяйстве ведущие позиции по выпуску продукции машиностроения занимает Европейский союз, Китай, Соединённые Штаты Америки и Япония. Первый из них является лидером по валовому выпуску оборудования. При этом в последние годы Китай является мировым лидером по производству условно-чистой продукции.

На протяжении последнего десятилетия в Европейском Союзе наблюдают прирост производства на 1,1%. В то же время в США и Японии происходит некоторое падение машиностроения на 1,1% и 3,1% соответственно.

В период с 2000 по 2002 год общая занятость населения в отрасли в развитых странах постепенно сокращается. При этом в Китае число рабочих ежегодно растет на 5,8%. В этой стране на машиностроительных предприятиях занято больше 6 млн. человек, что в несколько раз превышает показатели Европейского Союза. Такая особенность связана с тем, что оплата труда в Китае на порядок ниже, чем в других развитых странах мира.

Конкурентные позиции Евросоюза значительно ниже Японии и США. Это вызвано разным развитием экономик стран, находящихся в ЕС. Даже экономически стабильная Германия характеризуется производительностью труда в машиностроительной сфере в 70000 долларов.

Усиление позиций Китая в мире вызвано увеличением числа импортируемой продукции, которая составляет большую часть от мирового рынка торговли. Данный показатель за последние несколько лет вырос с 3% до 13%. Таких темпов развития не наблюдается ни в одной стране мира. В это же время доля США снизилась с 25% до 17%, Японии – с 21% до 16%.

Эффективное развитие всех отраслей экономики страны в решающей мере зависит от машиностроения. Именно в машиностроении в первую очередь материализируются передовые научно-технические идеи, создаются новые машины, определяющие прогресс в других отраслях экономики.

Для современного машиностроения характерно повышение требований к техническому уровню, качеству и надежности изделий, сокращение сроков морального старения средств техники. Это приводит к необходимости постоянного сокращения сроков проектирования при одновременном совершенствовании конструкций новых машин и технологии их изготовления, внедрения новых материалов, более точных методов расчета.

Показателем высокого уровня машиностроения является гибкое автоматизированное производство (ГАП) - производство изделий, основанное на комплексной автоматизации собственно технологического процесса и таких операций производственного процесса, как контроль качества, диагностика технологического оборудования, складирование и транспортировка, а также процедур и операций проектирования и технологической подготовки производства. В связи с этим технологический процесс реализуется в ГАП с помощью роботизированного технологического оборудования - гибких производственных модулей (робот-станок, робот-пресс, робот - сварочный центр). Управление модулями осуществляется с помощью сменяемых программ, при этом широко используются микропроцессоры (устройства для автоматической обработки информации и управления этим процессом). Проектирование объектов в ГАП выполняют с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР, см. ниже) и автоматизированных систем технологической подготовки производства.

Характерным является применение материало-, трудо- и энергосберегающей технологий, станков с программным управлением, гибких производственных систем, в которых технологическое оборудование и системы его обеспечения функционируют в автоматическом режиме и обладают свойством автоматизированной переналадки в пределах установленного класса изделий и диапазонов их характеристик.

Применение промышленных роботов позволяет повысить производительность оборудования, улучшить условия и безопасность труда рабочих, уменьшить влияние субъективного фактора и повысить качество за счет оптимизации и автоматизации технологических процессов.

Дальнейшее повышение технико-экономического уровня и качества машиностроительной продукции связано с тем, насколько успешно будут решены следующие задачи:

1) расширение областей применения автоматизированного проектирования;

2) повышение надежности и ресурса машин;

3) уменьшение материалоемкости конструкций;

4) уменьшение энергозатрат, повышение КПД механизмов.

В основе решения многих из этих задач лежит совершенствование расчетов и оптимизация конструкции, которые, в свою очередь, могут быть решены с применением современной вычислительной техники.

Совершенствование современного машиностроительного производства тесно связано с развитием технологии как науки. Велика роль технологии в интенсификации производства, повышении его рентабельности, улучшении качества выпускаемой продукции. Развитие и внедрение прогрессивных технологий характеризуется быстрой окупаемостью. Можно выделить следующие направления развития технологии на современном этапе:

1. Разработка научных основ технологии машиностроения (ТМ).

2. Разработка теории и методик построения высокопроизводительных операций и процессов обработки и сборки.

3. Разработка и внедрение методов малоотходной, малоэнергоёмкой и упрочняющей технологии.

4. Технологическое обеспечение надежности изделий.

5. Повышение уровня технологичности конструкции изделия.

6. Автоматизация и механизация механо-сборочного производства (использование промышленных роботов, роторных и конвеерных линий, станков с ЧПУ и т.д.).

7. Разработка методов типизации ТП, групповой обработки и сборки.

8. Совершенствование технологической оснастки, автоматизация сборки.

9. Применение методов автоматизированного проектирования технологических процессов обработки и сборки.

10. Разработка САПР ТМ.

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.