Ефективність реконструкції всіх галузей народного господарства вирішальною мірою залежить від машинобудування. Саме у ньому матеріалізуються науково-технічні ідеї, створюються нові системи машин, що визначають прогрес у інших галузях економіки.
Перед машинобудівниками поставлено завдання: різко підвищити техніко-економічний рівень та якість своєї продукції, перейти на випуск найновіших машин, верстатів та приладів. Щоб вус докоряти випуск нових машин, потрібно в 3-4 рази скоротити терміни розробки та освоєння нової техніки.При цьому передбачено, що всі види машинобудівної техніки, що знову освоюються, за продуктивністю і надійністю повинні перевищувати в 1,2...2 рази аналогічну продукцію, що випускається, при цьому питома матеріаломісткість нових машин повинна бути знижена на 12...18%. (Першочерговий розвиток отримують такі галузі машино-будівлі, як верстатобудування, електротехнічна промисловість, мікроелектроніка, обчислювальна техніка та приладобудування! вся індустрія інформатики - справжні каталізатори науково-технічного прогресу. 6 рази вище порівняно із середніми з машинобудування загалом.
В даний час створено і набуває поширення принципово новий клас машин, що забезпечує високу продуктивність - автоматизовані виробничі системи (дільниці, цехи, заводи). Прискорено наростає виробництво промислових роботів, що володіють штучним зором, сприймають мовні команди і швидко пристосовуються до умов роботи, що змінюються.
У нашій країні розроблено такий новітній клас техніки, як роторні та роторно-конвеєрні лінії для машинобудування та металообробки. Порівняно із звичайними видами обладнання вони забезпечують підвищення продуктивності праці у 10 і більше
* Часто для оцінки різних варіантів використовують питомі показники--відношення маси виробу до його характерного параметра (потужності, моменту, що обертає, продуктивності тощо).
Вимоги до машин та деталей
Відповідно до сучасних тенденцій до більшості проектованих машин пред'являються такі загальні вимоги:
· висока продуктивність;
· Економічність виробництва та експлуатації;
· рівномірність ходу;
· Високий коефіцієнт корисної дії;
· Автоматизація робочих циклів;
· Точність роботи;
· компактність, надійність та довговічність;
· Зручність та безпека обслуговування;
· Транспортабельність;
· Відповідність зовнішнього вигляду вимогам технічної естетики.
При конструюванні та виготовленні машин повинні суворо дотримуватися Державних стандартів (ГОСТи).
Застосування в машині стандартних деталей та вузлів зменшує кількість типорозмірів, забезпечує взаємозамінність, дозволяє швидко та дешево виготовляти нові машини, а в період експлуатації полегшує ремонт. Виготовлення стандартних деталей та вузлів машин проводиться у спеціалізованих цехах та на заводах, що підвищує їх якість та знижує вартість.
Однією з головних вимог, що висуваються до машин та їх деталей, є технологічність конструкції,яка значно впливає вартість машини.
Технологічноюі називають таку конструкцію, яка характерна мінімальними витратами під час виробництва та експлуатації.
Технологічність конструкції характеризується:
1. застосування в новій машині деталей з мінімальною механічною обробкою, При цьому широко використовується штампування, точне лиття, фасонний прокат, зварювання;
2. уніфікацією даної конструкції, т. е. застосуванням однакових деталей у різних вузлах машини;
3. максимальним застосуванням стандартних конструктивних елементів деталей (різьблення, канавок, фасок та ін), а також стандартних квалітетів і посадок;
4. застосуванням у новій машині деталей та вузлів, раніше освоєних у виробництві.
Надійність машин
Основними показниками надійності є ймовірність безвідмовної роботи та інтенсивність відмов.
Імовірністю безвідмовної роботиР(f)називається ймовірність того, що у заданому інтервалі часу або в межах заданого напрацювання не виникає відмова виробу.
Якщо за час напрацювання tз числа Noоднакових виробів було вилучено через відмову Ntвиробів, то ймовірність безвідмовної роботи виробу
3.1. Р(f)= (N 0- N t)/N 0= 1 - Nt/N0.
Так, наприклад, якщо за результатами випробування в однакових умовах партії виробів, що складається з Nо=1000 шт., після напрацювання 5000 год вийшли з ладу N 1 = 100 виробів, то ймовірність безвідмовної роботи цих виробів
P(t)== 1 – Nt/Nо= 1-100/1000=0,9.
Імовірність безвідмовної роботи складного виробу дорівнює добутку ймовірностей безвідмовної роботи окремих елементів:
P (t) = P 1 (t) P 2 (t) ... Pn (t)
З формули 3.2. випливає, що чим більше елементів має виріб, тим менша його надійність.
Інтенсивність відмов(t). У різні періоди експлуатації чи випробувань виробів кількість відмов у одиницю часу по-різному. Число відмов, що припадають на одиницю часу, називається інтенсивністю відмов. Так, у попередньому прикладі при випробуваннях в інтервалі від Про до 5000 год з ладу вийшли 100 виробів. Це означає, що у середньому 1 год відмовляє 0,02% виробів (1 виріб за 50 год роботи).
Типова залежність інтенсивності відмов K(t)від часу експлуатації tдля більшості машин та їх вузлів показано на рис. 0.1. У початковий період роботи - період опрацювання -інтенсивність відмов велика. У цей час проявляються різні дефекти виробництва. Потім вона зменшується, наближаючись до постійного значення, що відповідає період нормальної експлуатації.Причиною відмов у період є випадкові навантаження, приховані дефекти виробництва (мікротріщини та інших.) . Наприкінці терміну експлуатації настає період прояву зношування,коли інтенсивність відмов швидко зростає і, отже, експлуатація виробу має бути припинена.
Основи надійності закладаються конструктором при про-) актуванні виробу. Надійність залежить також від якості виготовлення виробу та від дотримання норм експлуатації.Вона монотонно знижується протягом терміну служби.
У техніці є високонадійні пристрої, наприклад, у залізничному транспорті, авіації, космонавтиці та ін.
Мал. 3.1. Залежність інтенсивності відмов від часу експлуатації
«Надійність машин» – нова форма з'єднання науки з виробництвом, покликана прискорити науково-технічний прогрес.
Сьогодні галузь машинобудування цікавить дуже багато людей. Тут крутяться досить серйозні гроші. Досить просто влаштуватися на подібне підприємство і заможне життя вам забезпечене. Але й працювати доведеться чимало. До речі, на промисловому порталі "Ексодид" ви можете знайти всі російські підприємства, знаходиться він за посиланням http://exoid.ru. На цій статті розглянемо основні напрями машинобудування.
Основні відомості
Якщо розглядати найпростішу схему, можна дійти невтішного висновку у тому, що галузь ділиться втричі великих напрями. Наймасштабнішою вважається важке машинобудування. В даному випадку проводиться усіляке габаритне обладнання, що виділяється високою потужністю. Це можуть бути всілякі установки для роботи на гірських породах тощо.
Після цього йде середнє машинобудування. До нього входить виробництво автомобілів. Точніше, воно займає левову частку і більше за інших виділяється. Також створюються нові трактори, різні верстати. Окремо стоїть загальний напрямок. Тут працюють над сільськогосподарською технікою, транспортними засобами (крім автомобілів).
Важке машинобудування
Цей напрямок виділяється тим, що споживає колосальну кількість металу. Продукція активно використовується у металургії, гірничій промисловості. Де розміщуються підприємства, які все це виробляють? Насамперед це райони, де розташовані великі запаси корисних ресурсів. Це можна пояснити логістикою. Навряд чи буде зручно возити тонни залізняку, вугілля, міді на сотні, а то й тисячі кілометрів. Чому багато підприємств машинобудування у Росії, наприклад, перебувають на Уралі? У горах чимало металу. На перевезеннях вдається заощадити величезні обсяги грошей.
Також активно виготовляються гідравлічні турбіни. Щоб протестувати їх і зробити, потрібно мати контакти з великими обсягами води. Заводи з виробництва знаходяться в Санкт-Петербурзі та Таганрозі. А ці міста знаходяться на берегах великих заток, що відрізняються бурхливою течією, своєю непередбачуваністю. А ось більшість суднових виробників розмістили свої потужності на берегах великих річок (Обі, Волги, Амур і так далі).
Загальне машинобудування
Тут споживання металу помітно менше, нижча за енергоємність. Як розміщуються дані підприємства? Насамперед так, щоб можна було якнайшвидше реалізувати свою продукцію. Але багато залежить від можливості набрати потрібну кількість кадрів, сировинна база поблизу теж дуже важлива.
Цей напрямок дуже добре розвинений у більшості країн СНД. Обладнання виготовляється для лісової промисловості, сільськогосподарської, паперово-целлюлозної, нафтової, харчової та багатьох інших. Сьогодні тут трудяться мільйони людей у Росії, а підприємства розташовані у більшості регіонів.
Середнє машинобудування
Це один із пріоритетних напрямків, який має зробити ривок у найближчі роки. Досить просто глянути на Китай, який просто перестав надмірно контролювати виробників. Чому напряму вдається так швидко зростати? Справа в тому, що у світі є мільйони потенційних споживачів такої продукції. Достатньо просто скоротити витрати, зробити автомобілі привабливими.
Зокрема, китайські виробники рухають напрямок колосальними темпами. Вже зараз вони потраплять до першої десятки світових продавців машин. Що можна сказати про середнє машинобудування загалом? Тут мала металоємність та висока енергоємність. Не можна також забувати, що сюди входить виробництво моторів, верстатів, обладнання для харчової та легкої промисловості.
Що стосується розміщення, то таким виробникам потрібно продати свій товар якнайшвидше, поблизу має бути багато споживачів з високою платоспроможністю. Саме тому практично 70% таких виробництв розташовано у Москві та області.
Як бачите, машинобудування - це дуже велика галузь, яка має всього 3 основні виробничі напрямки. Сьогодні багато країн, що розвиваються, зазнають численних труднощів, пов'язаних з виробництвом. Це відсутність кваліфікованих кадрів, зниження темпів економічного розвитку. Але, як показує практика, досить просто впровадити сучасніші технології, тоді галузь починає знову ставати вигідною. І так до наступного технологічного витка.
Однією з головних завдань машинобудування є докорінна реконструкція та випереджаюче зростання таких галузей, як верстатобудування, приладобудування, електротехнічна та електронна промисловість, виробництво обчислювальної техніки, що дозволить Росії набрати темпи наближення до світового рівня економіки.
Вітчизняному машинобудуванню властивий ціла низка проблемякі можна згрупувати залежно від їх характеру.
1. Проблеми, пов'язані з розвитком машинобудівного комплексу:
- низькі темпи зростання провідних галузей, а деяких випадках і спад виробництва;
- порушення технологічних зв'язків;
- простої багатьох підприємств;
- низькі темпи оновлення обладнання та продукції (наприклад, 60% металообробних верстатів має вік понад 10 років).
2. Необхідність структурної перебудови:
- основна частина продукції російського машинобудування мала оборонне значення протягом тривалого часу, у зв'язку з чим виникла потреба обґрунтованого перепрофілювання галузей;
- необхідність скорочення диспропорцій у темпах зростання окремих галузей;
- необхідність випереджального зростання таких галузей, як верстатобудування, приладобудування, електротехнічна та електронна промисловість.
3. Проблеми підвищення якості вироблених машин:
- невідповідність переважної частини вітчизняного обладнання та машин світовим стандартам;
- низька надійність вироблених машин (через погану якість комплектуючих деталей у перший рік експлуатації з ладу виходить від 20 до 30% виробів машинобудування).
Серед основних напрямів розвитку машинобудівного комплексув умовах переходу до ринкових відносин можна виділити:
- пріоритетний розвиток наукомістких галузей, машинобудівного обладнання, автомобілебудування;
- демонополізація (нині частка монопольного виробництва, у Росії становить 80%);
- нарощування біля Росії багатьох машинобудівних виробництв (точних верстатів, нафтового устаткування, мікроавтобусів);
- налагодження нових технологічних зв'язків із країнами ближнього та далекого зарубіжжя;
- пожвавлення інвестиційної активності, державна підтримка підприємств, орієнтована виробництво продукції високих технологій.
Чинники розвитку машинобудування
Для забезпечення свого лідерства машинобудування потрібні певні умови. Одне можна зобразити співвідношенням: «1:2:4». Воно означає, що й темпи розвитку господарства країни прийняти за одиницю, то машинобудування має розвиватися вдвічі швидше, а найважливіші його галузі (електроніка, приладобудування та інші) — вчетверо швидше. У Росії це співвідношення було приблизно таким - "1:0,98:1".
Машинобудівна промисловість відрізняється широким розвитком міжгалузевих та внутрішньогалузевих зв'язків, заснованих значною мірою на виробничому кооперуванні.
На машинобудування припадає понад 1/3 обсягів виробництва товарної продукції промисловості Росії, близько 2/5 — мисленно-виробничого персоналу і майже 1/4 основних промислових виробничих фондів.
Асортимент продукції російського машинобудування відрізняється великою різноманітністю, що зумовлює глибоку диференціацію його галузей і значно впливає розміщення виробництва окремих видів продукції.
У Росії її машинобудування належить до найпоширеніших у територіальному відношенні галузей промисловості. Однак у одних районах воно має профільне значення, а інших його функції обмежені головним чином задоволенням внутрішніх потреб.
За характером технологічного процесу багато галузей машинобудування тяжіють до районів високої технічної культури. У той самий час ці райони зазвичай є досить ємними споживачами готової продукції.
Збіг джерел сировини з місцями споживання готової продукції є оптимальним варіантом розміщення машинобудівних підприємств. У цьому випадку значно скорочуються транспортні витрати на перевезення металу, машин та обладнання, виникають умови для встановлення зв'язків між машинобудуванням та чорною металургією. Машинобудівні заводи звільняються від деяких операцій, більшою мірою властивих металургії, а металургійні заводи отримують можливість використовувати відходи машинобудування та спеціалізуватися відповідно до його потреб.
При територіальній роз'єднаності сировинних баз та основних споживачів машин та обладнання райони споживання мають переваги. Справа в тому, що в машинобудуванні витрата сировини на 1 т готової продукції становить у середньому 1,3-1,5 т, тим часом як витрати на транспортування будь-якої машини набагато вищі, ніж витрати на транспортування металу, який був використаний для її виробництва. Тому навіть металомісткі виробництва, що дають малотранспортабельну продукцію, часто тяжіють до районів споживання.
Аналіз проведених наукових досліджень з проблем розміщення окремих галузей машинобудування показано, що у вирішенні питань їхньої територіальної організації ще немає єдності ні в постановці проблеми, ні в методах розрахунку та оцінки ефективності, що ускладнює пошук раціонального варіанта розміщення машинобудування в цілому.
Економічна наука має у своєму розпорядженні багато прийомів розрахунку порівняльної ефективності варіантів розміщення. Основними з них є:
- розрахунок по підприємству-аналогу (підприємство, що розміщується, береться як аналог для всіх економічних районів; за цим методом проводять розрахунки витрат, пов'язаних з розміщенням підприємства-аналогу для кожного економічного району);
- розрахунок за умовним представником (як умовний представник обирають тип виробу, виробництво якого переважає в галузі);
- розрахунок за фактичними техніко-економічними показниками виробництва (при цьому методі розрахунки ведуться за конкретними виробництвами, а при оцінці ефективності їх розміщення отримують більш достовірні результати);
- визначення на основі оптимізаційних розрахунків (цей метод із застосуванням математичного моделювання дозволяє одночасно вирішувати багато проблем територіальної організації виробництва).
Серед факторів, що впливають на розміщення машинобудування, значна роль належить спеціалізації та кооперування виробництва.
Спеціалізаціядає великі можливості використання високоефективного виробничого устаткування, і навіть засобів автоматизації виробничих процесів. Спеціалізація може бути наступних типів:
- детальна чи подетальна, яка передбачає випуск окремих частин чи деталей готового продукту;
- предметна, тобто. що відповідає за випуск певних кінцевих видів продукції;
- технологічна - виробництво напівфабрикатів (лиття, різні види заготовок) або здійснення окремої операції та технологічного процесу.
Спеціалізація тісно пов'язана з кооперуванням, що передбачає участь у процесі виробництва готового продукту кількох підприємств.
Машинобудування відрізняється від інших галузей промисловості рядом особливостей, що впливають на його географію.
Наукоємність.Виробництво найпрогресивнішої і складнішої техніки концентрується у районах і центрах, які мають високорозвиненою науковою базою: великими НДІ, конструкторськими бюро, дослідними заводами у Москві, Санкт-Петербурзі та Новосибірську. Орієнтація на науковий потенціал – провідний чинник розміщення машинобудівних підприємств.
Трудомісткість— це великі витрати та висока кваліфікація використовуваної праці. Виробництво машин потребує дуже високих витрат робочого дня. Тому багато галузей машинобудування тяжіють до районів із високою концентрацією населення. Для розробки нових зразків техніки потрібні не просто людські ресурси, а висококваліфіковані робітники та інженерно-технічні кадри. Висока трудомісткість властива станкобудуванню (Москва), авіаційної промисловості (Казань, Самара), виробництву приладів та електронної техніки (Ульяновськ, Новосибірськ).
Металоємність.Машинобудівний комплекс споживає значну частину чорних та кольорових металів. У цьому машинобудівні заводи, що випускають металомістку продукцію (металургійне, енергетичне, гірничо-шахтне устаткування), орієнтуються на металургійні бази. Великі заводи важкого машинобудування розташовані на Уралі (Єкатеринбург).
Багато галузей машинобудування розвиваються у районах зі сприятливим в організацію кооперування економіко-географічним становищем. Наприклад, автомобілебудування — у Центрі та Поволжі. Оскільки перевезення машин зазвичай складає великі відстані й у різних напрямах, машинобудівні заводи розмішаються великих транспортних магістралях.
Деякі машинобудівні підприємства орієнтуються на споживачів їхньої продукції, оскільки їхню продукцію складно транспортувати через велику вагу та великі розміри. Вигідніше їх виробляти у районах споживання. Наприклад, трактори для перевезення лісу виробляються в Карелії (Петрозаводськ), комбайни для збирання зернових – на Північному Кавказі (Ростов-на-Дону, Таганрог).
Залежно від особливостей взаємодії таких факторів, як матеріаломісткість, трудомісткість та енергоємність, виділяють важке машинобудування, загальне машинобудування та середнє машинобудування.
При проектуванні нових та модернізації старих машин, вузлів та деталей необхідно враховувати новітні досягнення у галузі науки та техніки.
Вимоги, що висуваються до проектованим машинам :
Збільшення потужності при тих же габаритах ( Наприклад, потужність одного електрогенератора Волховської електростанції, побудованої 1927 р. становить 8000 кВт, Красноярської (1967 р.) – 508000 кВт, тобто. збільшення потужності у 63 рази.);
Підвищення швидкості та продуктивності ( порівняйте швидкість літаків сорокових років зі швидкістю сучасного надзвукового лайнера);
Підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД) (на залізничному транспорті паровози, що мали низький ККД, замінені тепловозами та електровозами, ККД яких у багато разів вищий);
Автоматизація роботи машин ( Так, на сьогоднішній день комплексна автоматизація стає основою організації всіх галузей народного господарства. Створено заводи-автомати з виготовлення підшипників-качення; контроль технологічних процесів та управління виробництвом механізуються та автоматизуються);
Використання стандартних деталей та типових вузлів (Будь-яка машина (механізм) складаються зі стандартних деталей та вузлів (болтів, гвинтів, муфт тощо), що спрощує та здешевлює виготовлення.
Основними вимогами яким повинні задовольняти деталі та вузли машин є:
Міцність;
Жорсткість;
Зносостійкість;
Теплостійкість;
Вібростійкість.
Додаткові вимоги:
Корозійна стійкість. Для запобігання корозії деталі виготовляють з корозійно-стійкої сталі, кольорових металів і сплавів на їх основі, біметалів – металевих матеріалів, що складаються з двох шарів (наприклад, зі сталі та кольорового металу), а також застосовують різні покриття (анодування, нікелерування, хромування) , лудіння, емалювання та покриття фарбами);
Зниження маси деталей. У літакобудуванні та деяких інших галузях промисловості виконання цієї вимоги є одним із головних розрахунково-конструкторських завдань;
Використання недефіцитних та дешевих матеріалів. Ця умова має бути предметом особливої уваги у всіх випадках під час проектування деталей машин. Необхідно економити кольорові метали та сплави на їх основі;
Простота виготовлення та технологічність деталей та вузлів повинні бути предметом всілякої уваги;
Зручність експлуатації. При проектуванні необхідно прагнути, щоб окремі вузли та деталі можна було зняти або замінити без порушення з'єднання суміжних вузлів. Усі мастильні пристрої повинні працювати безвідмовно, а ущільнення – не пропускати олію. Двигуни, що не рухаються в корпус машини, повинні мати огорожі для безпеки обслуговуючого персоналу.
Транспортабельність машин, вузлів та деталей, тобто. можливість та зручність їх перенесення та перевезення. Наприклад, електродвигуни та редуктори повинні мати на корпусі римболт, за який їх піднімають при переміщенні. Великі деталі, корпуси гідротурбін, статори великих генераторів електричного струму дома виготовлення виконують з окремих частин, але в місці установки збирають одне ціле;
Краса форми. Оформлення вузлів та деталей, що визначають зовнішні обриси машини, має бути красивим та відповідати вимогам художнього конструювання (дизайн). Форми зовнішніх деталей до створення привабливого вигляду розробляють з участю дизайнерів. Спеціально підбираються кольори для фарбування;
При проектуванні, виготовленні та ремонті механізмів та машин велике технічне та економічне значення має:
Уніфікація, взаємозамінність та стандартизація складальних одиниць та деталей.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Вступ
2.Місце дисципліни «Технології машинобудування» у класифікації сучасних наук
3. Формування знань про технічні науки
4. Історія розвитку НАУКИ Про технологію машинобудування
Список літератури
ВСТУП
Машинобудування – область виробництва, що створює машини, обладнання, апарати, прилади, механізми, обчислювальну техніку, транспортні засоби; одним словом більшу частину предметів виробництва та споживання, що застосовуються та використовуються у процесі життєдіяльності людини повсюдно. Продуктом різних галузей машинобудування є вироби як засоби виробництва (верстат, прес, трактор, вертоліт тощо) або деталі виробу (колесо, кермо, вал тощо), так і предмети споживання - автомобіль, холодильник, комп'ютер і т.п. Машинобудування включає також металообробку, ремонт машин та обладнання.
Машини оточують нас усюди, за їх допомогою підтримуються звичні умови життя: подається вода, електроенергія, тепло; виробляються продукти харчування, предмети одягу та побуту. Життя людини важко уявитись без машин, вони є помічниками, а іноді й замінюють людську працю. Діапазон виробів дуже широкий: від пружини годинника або мікроелектронної схеми, які важать малі частки грама, до роторів потужних турбін і супертанкерів, маса яких складає сотні та тисячі тонн.
Машинобудування відрізняється від інших галузей промисловості рядом особливостей, які впливають на географію його розміщення. Важливою є наявність суспільної потреби у продукції, кваліфікованих трудових ресурсів, власного виробництва чи можливості постачання конструкційних матеріалів та енергопотужностей. Отже, науково-технічний прогрес матеріалізується через продукцію машинобудування, отже, економічним призначенням продукції машинобудування є полегшення праці та підвищення продуктивності. Конструктивно-технологічна складність продукції машинобудування потребує кваліфікованої та різноманітної за професіями робочої сили. В даний час машинобудування складається з низки самостійних галузей (верстатобудування, приладобудування, літако - вертольотобудування, ковальсько-штампувальне виробництво, електроніка тощо). Машинобудівний комплекс СРСР налічував тисячі великих та десятки тисяч середніх підприємств із чисельністю працюючих понад 42 мільйони осіб.
З переходом до «ринкової економіки» в країні відбулося різке падіння обсягів виробництва та суттєво знизився науково-технічний рівень та потенціал продукції машинобудування, що продиктовано політичною та економічною переорієнтацією нових власників підприємств на нові способи отримання прибутку відповідно до продиктованих зовнішньоекономічних обмежень.
Відповідно до «нової економічної політики» і залежно від того, на який ринок орієнтована продукція, що випускається сучасними підприємствами, їх умовно класифікують на такі групи (за матеріалами наради в Мінпромнауки РФ, 28 лютого 2003 р.):
1. Група галузей інвестиційного машинобудування (важке, енергетичне, транспортне, хімічне, нафтове, будівельно-дорожнє машинобудування), розвиток яких визначається інвестиційною активністю паливно-енергетичного комплексу.
2. Група підприємств тракторного та сільськогосподарського машинобудування, машинобудування для переробних галузей агропромислового комплексу та підприємств легкої промисловості, що залежать від платоспроможності 5 сільгоспвиробників та переробників сільськогосподарської продукції, а також частково від попиту населення.
3. Електроніка, приладобудування, верстатобудування - група наукомістких галузей, так званих комплектуючих, що розвиваються за потребами всіх інших галузей промисловості, включаючи і само машинобудування.
4. Автомобільна промисловість, випускати продукцію якої орієнтовано попит кінцевих споживачів, і навіть на потреби підприємств і фірм.
З погляду трудомісткості машинобудівний комплекс характеризується великими витратами та дуже високою кваліфікацією праці. До надзвичайно трудомістких можна віднести такі напрямки машинобудівної промисловості: авіаційну, верстатобудування та верстатоінструментальну, електроніку та область точних приладів, ракето-космічну, автомобілебудівну та суднобудування.
По метало-, трудо- та енергоємності прийнято виділяти важке, загальне, середнє машинобудування та приладобудування. Галузі важкого машинобудування відрізняються великим споживанням металу та забезпечують машинами та обладнанням підприємства металургійного, паливно-енергетичного, гірничодобувного комплексів, підйомно-транспортного, атомного та поліграфічного машинобудування, а також котлобудування та турбобудування.
Загальне машинобудування характеризується середніми нормами споживання металу, енергії та має невисоку трудомісткість. Це транспортне (без автобудування) виробництво, виробництво технологічного обладнання та будівництва, сільськогосподарське машинобудування (без тракторобудування).
Середнє машинобудування – виробництво машин, тракторів, верстатів. Найменша металомісткість, найбільша трудомісткість та потреба у висококваліфікованих кадрах характерна для приладобудування. Це група галузей із виробництва точних машин, механізмів, приладів, інструментів.
Сучасна структура машинобудівних підприємств є результатом історичних умов формування окремих підприємств і всієї машинобудівної промисловості в цілому. Історія розвитку машинобудування своїм корінням сягає в далеке минуле.
1. Історія та логіка взаємозв'язку науки та техніки
З питання взаємовідносини науки і техніки можна виділити дві основні позиції, перша з них визначає роль науки, згідно з цією точкою зору, наука - це похідна знання, а техніка її застосування, уречевлення. Відповідно до другої точки зору провідна роль цьому співвідношенні (дихотомії) закріплюється за технікою, під впливом якої розвивається наука.
На різних етапах розвитку суспільства наука та техніка взаємодіють не однаково. У початковому періоді розвитку матеріалообробки переважали прості знаряддя праці. У цих умовах кінцевий результат залежить від досвіду та вміння майстра. До XУIII століття техніка і технологія виробляється техніка не відчувала у собі істотного впливу науки.
«Перші працезберігаючі машини: ткацький верстат, силові двигуни, транспортні засоби, способи розливання сталі та багато іншого – писав М. Виноградов – були результатом діяльності ремісників мануфактурних робітників, знання передається у формі рецептів, причому не обґрунтовувалися, ці знання діставалися від предків, які отримували їх від богів».
Технічна наука виникає, як спроба зрозуміти дію технічних пристроїв, створених винахідником. Відомо, що годинник Джеймс Уатт винайшов парову машину, цирульник Річард Аркрайт винайшов прядильну машину «Waterframe», ювелір Роберт Фултон винахідник, творець одного з перших пароплавів і проекту одного з перших підводних човнів; тобто спочатку технічна наука досліджує природні закони, основі яких працює техніка.
До кінця XIX століття ситуація докорінно змінюється. Цілі галузі промисловості створюються з урахуванням розвитку науки: електротехнічна, хімічна, різні галузі машинобудування тощо.
2. Місце дисципліни «Технології машинобудування» у класифікації сучасних наук
Класифікації сучасних наук проводяться з різних підстав (критеріям). По предмету та методу пізнання можна виділити науки про природу - природознавство, про суспільство - суспільствознавство (гуманітарні, соціальні науки) і про пізнання, мислення (логіка, гносеологія, епістемологія та ін). Окрему групу становлять технічні науки.
У свою чергу кожна група наук може бути більш детальним членуванням. Так, до складу природничих наук входять механіка, фізика, хімія, геологія, біологія та ін, кожна з яких поділяється на низку окремих наукових дисциплін.
Дисципліна «Технологія машинобудування» з предмету та методу пізнання належить до групи технічних наук. Технічні науки - область знання, в якій описуються та вивчаються закономірності "другої природи", тобто технічного світу. Знання технічних наук оцінюються з погляду як істинності, а й ефективності, оскільки створюються спеціально використання у техніці та інженерної діяльності.
На відміну від технічних наук класичного типу, що виникли, як правило, на основі однієї природної науки (напр., електротехніка формується на основі теорії електрики), технічні науки некласичного типу, тобто комплексні. Технологія машинобудування складаються з урахуванням кількох природничих наук, вони складаються з різнорідних предметних і теоретичних елементів, використовують системні і блок-схемные моделі об'єктів, що розробляються, включають опис засобів і мов, що використовуються в дослідженні, проектуванні та інженерних розробках. Комплексні технічні науки відрізняються і за об'єктами дослідження. Крім звичайних технічних і інженерних пристроїв вони вивчають і описують ще щонайменше три типи об'єктів: системи людина - машина (комп'ютери, пульти управління, напівавтомати і т. д.), складні техносистеми (напр., інженерні споруди в місті, літаки та технічні системи їх обслуговування - аеродроми, дороги, обслуговуюча техніка і т. д.) і, нарешті, такі об'єкти, як технологія або техносфера в цілому.
3. Формування знання про технічну науку
Починаючи з 18 ст. складається промислове виробництво і формується потреба в тиражуванні та модифікації винайдених інженерних пристроїв (парового котла та прядильних машин, верстатів, двигунів для пароплавів та паровозів тощо). У силу того, що проектувальник все частіше має справу не тільки з розробкою принципово нового інженерного об'єкта (тобто винаходом), але і зі створенням подібного (модифікованого) виробу (напр., машини того ж класу, але з іншими характеристиками - інша потужність, швидкість, габарити, вага, конструкція і т. д.), різко зростає обсяг розрахунків та конструювання. Інакше кажучи, інженер тепер зайнятий як створенням нового інженерного об'єкта, а й розробкою цілого класу таких об'єктів, подібних (однорідних) з винайденим. Це дозволяло зводити одні випадки та одні групи знань до інших. В результаті починають виділятися певні групи природничо-наукових знань та схем інженерних об'єктів. Фактично це були перші знання та об'єкти технічних наук, але існуючі поки що не у власній формі. На цей процес накладалися два інші - онтологізація та математизація.
Онтологізація є поетапним процесом схематизації інженерних пристроїв, в ході якого ці пристрої розчленовувалися на окремі частини і кожна заміщалася "ідеалізованим уявленням" (схемою, моделлю). Подібні ідеалізовані уявлення вводилися у тому, щоб до інженерного об'єкту можна було застосувати як математичні, і природничо-наукові знання. Математизація (заміщення інженерного об'єкта математичними моделями) була не лише необхідною умовою винаходу, конструювання та розрахунку, а й стадією побудови необхідних цих процедур ідеальних об'єктів природної науки.
Накидаючись один на одного, ці три процеси (зведення, онтологізація та математизація) і призводять до формування перших ідеальних об'єктів та теоретичних знань власне технічних наук. З перших кроків формування технічних наук на них був поширений ідеал організації фундаментальної науки: знання про відносини трактувалися як закони чи теореми, а процедури їх отримання як докази. Інший фактор, що вплинув на формування технічних наук, - прагнення спростити способи та процедури встановлення та аналізу відносин між параметрами інженерного об'єкта. Напр., у деяких випадках громіздкі процедури перетворення і відомості істотно спрощуються після того, як вихідний об'єкт заміщається спочатку за допомогою рівнянь математичного аналізу, потім теорії графів, так що перетворення здійснюються в кожному з цих шарів, що заміщають. Істотно змінюються параметри процесу математизації. Якщо першої стадії використовуються лише окремі фрагменти математичних теорій, то надалі в технічних науках переходять до застосування цілих комплексів математичних засобів. Це дозволяє: а) вирішувати завдання як аналізу, а й синтезу технічних пристроїв, б) досліджувати такі теоретично можливі випадки, які охоплюють всю область інженерних об'єктів, що вивчається; в) вийти до теорій ідеальних інженерних пристроїв (напр., теорії ідеальної парової машини, теорії механізмів, теорії радіотехнічного пристрою тощо).
Ідеальний пристрій - це конструкція, яку дослідник створює з елементів та відносин ідеальних об'єктів технічних наук; вона є моделлю інженерних об'єктів певного класу, імітуючи основні процеси та конструктивні особливості цих інженерних пристроїв. У технічних науках виникають як самостійні ідеальні об'єкти, а й самостійні об'єкти квазиприродного характеру. Побудова подібних конструкцій-моделей суттєво полегшує інженерну діяльність, оскільки, вивчаючи їх, інженер-дослідник може тепер аналізувати основні процеси та умови, що визначають роботу створюваного ним інженерного об'єкта.
У формуванні некласичних технічних наук своєю чергою можна назвати кілька етапів. У першому етапі складається область однорідних, досить складних інженерних об'єктів (систем). p align="justify"> Проектування, розробка, розрахунки цих об'єктів призводять до застосування (і паралельно, якщо потрібно, до розробки) декількох технічних теорій класичного типу. При цьому завдання полягає не тільки в тому, щоб описати і конструктивно визначити різні процеси, аспекти та режими роботи проектованої (і досліджуваної) системи, а й зібрати всі окремі уявлення в єдиній багатоаспектній моделі.
На другому етапі в різних підсистемах та процесах складного інженерного об'єкта виявляються подібні плани та процеси (регулювання, передача інформації, функціонування систем певного класу тощо), які дозволяють, по-перше, вирішувати завдання нового класу, характерні для таких інженерних об'єктів. (Напр., Встановлення принципів надійності, управління, синтезу різнорідних підсистем і т. д.), по-друге, використовувати для опису та проектування таких об'єктів певні математичні засоби (математичну статистику, теорію множин, теорію графів тощо). Т. о. створення технічних теорій некласичного типу передбачає попереднє використання технічних наук класичного типу, а також синтез їх на основі системних, кібернетичних, інформаційних і т. п. уявлень.
На етапі у межах технічних наук некласичного типу створюються теорії ідеальних інженерних пристроїв (систем). Створення теорії ідеальних інженерних пристроїв завершує формування як класичних, так і некласичних технічних наук. Ідеальні інженерні пристрої живуть і функціонують не лише за законами першої природи, а й за законами другої природи, в якій народжуються і живуть інженерні об'єкти.
4. Історія розвитку «технології машинобудування»
Людське суспільство неспроможна існувати без постійного виробництва найрізноманітнішого призначення. У свою чергу, виробництво вже не можна уявити без застосування машин. Їх виготовлення - особлива сфера людської діяльності, заснована на використанні закономірностей технології машинобудування.
Технологія машинобудівного виробництва є сукупність різних технологічних процесів (ТП) - лиття, кування, штампування, термічної обробки, фарбування та інших. виготовлення машин.
Розвиток машинобудування вимагає виділення в самостійну дисципліну спеціальності «Технологія машинобудування».
Головним засобом інтенсифікації виробництва будь-якого призначення є парк машин, які має держава. Прогрес у розвитку суспільства визначається технічним рівнем машин, що застосовуються. Їх створення, тобто. конструювання та виготовлення, що складає основу машинобудування. Загальновизнано, що саме машинобудування є головною галуззю народного господарства, що визначає можливість розвитку інших галузей.
Застосування машин різко збільшує продуктивність праці, підвищує якість продукції, робить працю безпечною та привабливою. Це особливо важливо для країн, що розвиваються, оскільки саме машинобудівне виробництво сприяє різкому підвищенню добробуту суспільства. У конкурентній боротьбі окремих країн і фірм постійно перемагає той, хто має більш досконалі машини.
Машинобудування забезпечує виготовлення нових та вдосконалення наявних машин. Це з дуже істотними витратами, які у народному господарстві відчутну частку. Тим не менш, розвиток вітчизняного машинобудування, а не імпорт машин, є єдиним правильним напрямком у прогресивному розвитку промисловості.
Відмінною особливістю сучасного машинобудування є істотне посилення експлуатаційних характеристик машин: збільшуються швидкість, прискорення, температура, зменшуються маса, обсяг, вібрація, час спрацьовування механізмів тощо. Темпи такого посилення постійно зростають, і машинобудівники змушені все швидше вирішувати конструкторські та технологічні завдання. У разі ринкових відносин швидкість реалізації прийнятих рішень грає чільну роль.
Конструювання та виготовлення машин є двома етапами єдиного процесу. Ці етапи нерозривно пов'язані між собою. Вже не можна уявити конструювання без урахування технологічності конструкції. Технологічна конструкція дозволяє економити витрати, підвищувати точність, використовувати високопродуктивне обладнання, оснащення та інструменти, економити енергію. Чим більш технологічною виявляється конструкція, тим досконалішим і дешевшим буде її виробництво, під час підготовки якого не потрібно проводити коригування креслень та доробок.
На етапі виготовлення машин особливу увагу звертають на їхню якість та її найважливіший показник – точність. У минулому столітті точність деталей машин зросла майже 2000 разів. Такого збільшення не спостерігається по жодному з показників службових характеристик. У ряді виробництв вже стає нормою виготовлення деталей із мікрометричною точністю. Поняття «точність» відноситься не тільки до розміру, але і до форми, взаємного розташування поверхонь, фізико-механічних характеристик деталей та середовища, в якому їх виготовляють.
Створення машин заданої якості у виробничих умовах спирається на наукові засади технології машинобудування. Процес якісного виготовлення машини (вибір заготовок, їх обробка та складання деталей) супроводжується використанням закономірностей технології машинобудування.
Найважливішим показником якості точність всіх параметрів виготовлення деталі. Складність розв'язання проблеми точності полягає у необхідності врахування одночасної дії багатьох факторів, кожен із яких викликає певну первинну похибку виготовлення деталі.
Наприклад, свою частку в похибці деталі вносять неточності обладнання, але одночасно з цим на точність деталі впливають похибка налаштування різального інструмента, його знос. Процес формування похибок супроводжується температурними деформаціями технологічної системи та залежить від її динамічних якостей. Зміна сил, які діють систему під час обробки заготовок, незмінно призводить до виникнення пружних деформацій, значення яких постійно змінюються. Завдання технолога полягає у визначенні числового значення з доведенням до числа кожної первинної похибки та у вмінні правильного обліку - підсумовування значень цих похибок. Спираючись на закономірності основ технології машинобудування, можна визначити очікувану точність обробки та порівняти її з допуском на розмір, форму, розташування поверхонь та ін. Стає можливим оцінити якість технологічного процесу (ТП) вже під час його розробки.
ТП завжди багатоваріантний. Роблячи аналіз первинних похибок, враховуючи їхню взаємодію та комбінування, можна вибрати оптимальний варіант, що відповідає основному призначенню технології машинобудування як науки. Технологія машинобудування дозволяє вирішувати проблеми виготовлення машин відповідно до заданої програми їх обсягу випуску, забезпечуючи встановлені показники якості при оптимальних витратах живої та уречевленої праці. Проблеми виробництва тісно пов'язані із його економікою.
Багатоваріантність розробки ТП завжди пов'язана з подоланням суттєвих труднощів. Кожен розробник процесу, аналізуючи багато чинників, входить у результаті певного технологічного рішення (ТР). Однак не можна гарантувати, що саме прийняте рішення є найбільш прийнятним, оскільки завдання розробки процесу від початку містило багато невідомих факторів, а в ряді випадків використовувалися гіпотези та припущення приватного характеру. Крім того, в даний час для вирішення багатоваріантних завдань успішно застосовують електронно-обчислювальні машини (ЕОМ). При цьому вдається не тільки врахувати багато факторів, що одночасно діють, але й виробити єдине рішення за короткий час. Розробник ТП повинен володіти основами теорії прийняття ТР, знати її основні правила та закономірності. Застосування останніх здійснюється розробки конкретних ТП.
Використання ЕОМ розробки ТП знаменує новий етап розвитку технології машинобудування як науки. Оптимальні рішення формуються за короткий час і за порівняно малих витрат коштів. Конкретний ТП виготовлення деталі та складання може бути представлений на рівні як технологічного маршруту, так і технологічної операції. При цьому оформлюють відповідну документацію із графічним підтвердженням прийнятих рішень.
Незважаючи на очевидну прогресивність використання ЕОМ, не можна вважати, що технологія ТП пов'язана виключно з їх застосуванням. Розробник повинен володіти різними методами рішень технологічних завдань, як із застосуванням ЕОМ, і без них.
Основи технології машинобудування зазвичай включають кілька найважливіших етапів розробки ТП. У будь-якому типі виробництва виявляється необхідним аналіз вихідних даних та технологічний контроль конструкторської документації. Економічні проблеми сучасного виробництва однією з основних роблять завдання вибору заготовок та розробку маршрутного ТП. Виконання цих етапів переконливо вказує на центральне місце технології машинобудування у машинобудівному виробництві. Маршрутний та операційний ТП визначають особливості суміжних виробництв (зокрема, заготівельного), вибір обладнання та розміщення замовлень на створення нового обладнання, ріжучого інструменту, пристроїв; вимірювальних засобів та всіх елементів виробництва, які утворюють виробниче середовище. Конструкції виробничих будівель, площі та особливості проектування цехів та окремих ділянок також повністю підпорядковуються розробленому ТП.
Основні типи виробництва - масове, серійне та одиничне - мають свої технологічні особливості. Найбільш поширеним є серійний тип виробництва, у складі якого розвивається низка прогресивних ТП. Груповий ТП та переваги використання металорізальних верстатів з числовим програмним управлінням (ЧПУ) дозволяють реалізувати прогресивність процесу найбільшою мірою. Обробка заготовок на агрегатних верстатах та автоматичних лініях характерна для масового виробництва. Але ці процеси є прогресивними. Одиничне виробництво характеризується малим обсягом річного випуску виробів, але може бути прогресивним під час випуску як важких, унікальних виробів, і невеликих за масою високоточних машин.
З використанням ЕОМ та положень теорії прийняття рішень стає можливим вирішувати проблему автоматизації розробки ТП. Така робота потребує особливих знань, які становлять один із найважливіших етапів основ технології машинобудування.
Ціла серія наукових положень технології машинобудування охоплює і завершальну стадію виробництва – збирання. Проте ця стадія має свої відмінні риси. Властивості деталей, що збираються, їх характеристики, допуски розміру, форми і розташування поверхонь за певними законами взаємодіють у зібраній машині, визначаючи її якість. Основи технології машинобудування включають розробку ТП збирання та їх автоматизацію. Головним моментом є встановлення зв'язків двох стадій - виготовлення деталей та його складання.
Технологія машинобудування - це наука про виготовлення машин необхідної якості у встановленій виробничої програмою кількості та в задані терміни при найменших витратах живої та уречевленої праці, тобто при найменшій собівартості.
4.1 Етапи розвитку «Технології машинобудування»
Технологія машинобудування як наука пройшла у розвитку кілька етапів.
Перший етап, що збігається із завершенням періоду відновлення та початком реконструкції промисловості країни (до 1929-1930), характеризується накопиченням вітчизняного та зарубіжного виробничого досвіду виготовлення машин. У вітчизняних технічних журналах, каталогах та брошурах публікуються описи процесів обробки різних деталей, обладнання та інструментів, що застосовується. Видаються перші керівні та нормативні матеріали відомчих проектних організацій країни.
Другий етап відноситься до періоду перших п'ятирічок до початку вітчизняної війни (1930-1941) і визначається продовженням накопичення виробничого досвіду з проведенням його узагальнення та систематизації та початком розробки загальних наукових принципів побудови технологічних процесів.
На той час слід зарахувати початок формування технології машинобудування як науки у зв'язку з опублікуванням в 1933-1935 гг. перших систематизованих наукових праць радянських професорів: А.П. Соколовського, А.І. Каширіна, В.М. Кована та А.Б. Яхіна.
На цьому етапі розробляються принципи типізації технологічних процесів (проф. А.П. Соколовський, канд. техн. наук М.С. Красильників, проф. Ф.С. Дем'янюк та ін.) та здійснюється їх практичне впровадження; починається розробка теорії базування заготівель при їх обробці, вимірі та складанні (професори А.П. Соколовський, А.П. Знаменський, А.І. Каширін, В.М. Кован, А.Б. Яхін та ін.); створюються методи розрахунку припусків на обробку (професори В.М. Кован, А.П. Соколовський, Б.С. Балакшин, А.І. Каширін та ін.); розпочинаються роботи з вивчення жорсткості технологічної системи (інж. К.В. Вотінов, проф. А.П. Соколовський). У той же час починається розробка розрахунково-аналітичного методу визначення первинних похибок обробки заготовок (професора А.П. Соколовський, Б.С. Балакшин, В.С. Корсаков, А.Б. Яхін та ін.) та методів дослідження точності обробки на верстатах із застосуванням методів математичної статистики та теорії ймовірностей (професора А.А. Зиков, А.Б. Яхін).
Дуже велике значення для підвищення загального технічного рівня промислових підприємств та розвитку технології машинобудування, створення систематизованої та впорядкованої технологічної документації та підвищення якості продукції мали опубліковані в цей період Указ Президії Верховної Ради СРСР від 10 липня 1940 р. про відповідальність за випуск недоброякісної продукції та за недотримання обов'язкових стандартів промисловими підприємствами та Постанова Ради Народних Комісарів СРСР від 8 грудня 1940 «Про дотримання технологічної дисципліни на машинобудівних заводах». Наявність добре відпрацьованої технологічної документації та висока технологічна дисципліна на машинобудівних підприємствах відіграли вирішальну роль для швидкого розгортання роботи заводів, евакуйованих на Схід та безперебійного постачання фронту військовою технікою з перших днів війни.
Третій етап, що охоплює роки війни та післявоєнного розвитку (1941-1970), відрізняється виключно інтенсивним розвитком технології машинобудування, розробкою нових технологічних ідей та формуванням наукових засад технологічної науки. Практична перевірка принципів диференціації та концентрації операцій, методів потокового виробництва в умовах серійного та великосерійного виготовлення військової техніки, нові методи швидкісної обробки металів, застосування технологічного оснащення, що переналагоджується, і цілий ряд інших технічних новинок, здійснених у воєнні роки, були піддані в цей період глибокому науковому аналізу. та теоретичної розробки.
У ці роки формується сучасна теорія точності обробки заготовок та докладно розробляється розрахунково-аналітичний метод визначення первинних похибок обробки та їх підсумовування (професора А.П. Соколовський, Б.С. Балакшин, В.М. Кован, В.С. Корсаков, А .Б. Яхін та ін); розвиваються та широко використовуються методи математичної статистики та теорії ймовірностей для аналізу точності процесів механічної обробки та складання, роботи обладнання та інструменту (професора Н.А. Бородачова, А.Б. Яхін та ін.), аналізу мікрорельєфу обробленої поверхні та абразивного інструменту (професора І. В. Дунін-Барковський, Ю. В. Лінник та ін). Детально розробляється вчення про жорсткість технологічної системи та її вплив на точність та продуктивність обробки (професори Б.С. Балакшин, А.П. Соколовський, В.А. Скраган та ін.), та широко впроваджуються методи розрахунків жорсткості у конструкторські та технологічні розрахунки у багатьох проектних організаціях та НДІ. Продовжується розробка теорії базування оброблюваних заготовок і вузлів, що збираються (професори Б.С. Балакшин, А.І. Каширін, В.М. Кован, І.С. Корсаков, І.М. Колесов, А.А. Маталін, А.П. .Соколовський та ін) і розрахунку припусків на обробку (професора В. М. Кован, А. П. Соколовський та ін). Широко розгортаються теоретичні та експериментальні дослідження якості обробленої поверхні (шорсткості, наклепу, залишкових напруг) та їх впливу на найважливіші експлуатаційні властивості деталей машин (професора П.Є. Дяченко, Б.Д. Грозін, А.І. Ісаєв, А.І. Каширін, Б. І. Костецький, Б. А. Кравченко, І. В. Крагельський, І. В. Кудрявцев, А. А. Маталін, Д. Д. Папшев, А. В. Подзей, Ю. Г. Проскуряков, Е. В. Рижов, Е. А. Сатель, А. М. Суліма, Ю. Г. Шнейдер, М. О. Якобсон та ін). Формується новий науковий напрямок – вчення про технологічну спадковість (професори А.М. Дальський, А.А. Маталін, П.І. Ящерицин). Розгортаються роботи з вивчення впливу динаміки технологічної системи на точність механічної обробки, шорсткість та хвилястість оброблених поверхонь (професори І.С. Амосов, А.І. Каширін, В.А. Кудінов, А.П. Соколовський).
У цей період починається розробка проблеми організації потокових та автоматизованих технологічних процесів обробки заготовок у серійному виробництві. Професором С. П. Митрофановим розробляється та впроваджується у виробництво груповий метод технології та організації виробництва. На базі типізації технологічних процесів та використання переналагоджуваного обладнання та технологічного оснащення створюються потокові лінії серійного виробництва (професори В.В. Бойцов, Ф.С. Дем'янюк); докладно розробляється побудова структур технологічних операцій (професори В.М. Кован, В.С. Корсаков, Д.В. Чарнко). Під керівництвом проф. Б.С. Балакшина в Мосстанкіні створюються системи адаптивного управління технологічними процесами обробки на металорізальних верстатах (професори Б.С. Балакшин, Б.М. Базров, Ю.М. Солом'янців, І.М. Колесов, С.П. Протопопов, М.М. Тверський , В. А. Тимірязєв, Є. І. Луцков, В. А. Медведєв, Л. В. Худобін та ін).
Систематизуються та узагальнюються матеріали за технологією складання, та розробляються її наукові засади (професори В.С. Корсаков, М.П. Новіков). Продовжується накопичення виробничого досвіду виробництва машин та удосконалюються різні методи обробки заготовок. Знаходять широке застосування методи об'ємної та чистової обробки пластичним деформуванням, електрофізичної та електрохімічної обробки.
Четвертий етап - з 1970 р. до теперішнього часу. Відмінною особливістю сучасного етапу розвитку технології машинобудування є широке використання досягнень фундаментальних та загальноінженерних наук для вирішення теоретичних проблем та практичних завдань технології машинобудування. Різні розділи математичних наук, теоретичної механіки, фізики, хімії, теорії пластичності, матеріалознавства, кристалографії та багатьох інших наук приймаються як теоретична основа нових напрямків технології машинобудування або використовуються як апарат для вирішення практичних технологічних питань, істотно підвищуючи загальний теоретичний рівень технології машинобудування її практичні можливості. Поширюються застосування обчислювальної техніки під час проектування технологічних процесів та математичне моделювання процесів механічної обробки. Здійснюється автоматизація програмування процесів обробки на верстатах з ЧПУ, що широко розповсюджуються. Створюються системи автоматизованого проектування технологічних процесів – САПР ТП (професори Г.К. Горанський, Н.М. Капустін, С.П. Митрофанов, В.Д. Цвєтков).
4.2 Особливості дисципліни «Технологія машинобудування»
Технологія машинобудування як навчальна дисципліна має ряд особливостей, які суттєво відрізняють її від інших спеціальних наук, що вивчаються у вузах.
1. Технологія машинобудування є прикладною наукою, викликаною до життя потребами промисловості, що розвивається. Як писав один із її засновників проф. А.П. Соколовський, вчення про технологію народилося в цеху і не має поривати з ним зв'язку. І в іншому випадку робота технолога стане академічною та безплідною.
2. Будучи прикладною наукою, технологія машинобудування разом з тим має значну теоретичну основу, що включає в себе: вчення про типізацію технологічних процесів і групову обробку, про жорсткість технологічної системи, про точність процесів обробки, розсіювання розмірів оброблюваних заготовок, похибки технологічного оснащення та оснащення про вплив механічної обробки на стан металу поверхневих шарів заготовок та експлуатаційні властивості деталей машин, про припуски на обробку, про шляхи підвищення продуктивності та економічності технологічних процесів, а також теорію конструкторських та технологічних баз та інші теоретичні розділи.
3. Технологія машинобудування є комплексною інженерною та науковою дисципліною, що тісно пов'язана і широко використовує розробки багатьох навчальних дисциплін, що вивчаються в технічних вузах. Саме визначення технології машинобудування як науки про виготовлення машин трактує її як синтез технічних проблем («виготовлення машин необхідної якості»), організації виробництва («в установленій виробничій програмі кількості»), планування («в задані терміни») та економіки машинобудування («при найменшої собівартості»).
Деякі важливі розділи наук стали органічною частиною технології машинобудування. Так, наприклад, визначення трудомісткості обробки та технічне нормування зараз є розділом загального курсу технології машинобудування. Зіставлення економічності технологічних варіантів та розрахунки собівартості обробки та технологічного оснащення є обов'язковою частиною проектування технологічних процесів. Виходячи з вимог організації та планування потокової обробки та синхронізації окремих операцій відповідно до встановленого такту, визначаються структура технологічних операцій і вся побудова потокової або автоматичної лінії.
Найважливіші сучасні напрями розвитку технології машинобудування з оптимізації режимів і процесів обробки, автоматизації серійного виробництва та управління технологічними процесами, застосування технологічних методів підвищення експлуатаційних якостей виробів, що виготовляються, та інших значною мірою ґрунтуються на досягненнях математичних наук, електронної обчислювальної та керуючої техніки, кібернетики, робото металофізики та інших сучасних теоретичних та технічних наук.
Технологія машинобудування є однією з наймолодших наук, що швидко розвивається разом із виникненням нової техніки та вдосконаленням промислового виробництва. Її зміст безперервно уточнюється та збагачується новими відомостями та теоретичними розробками.
Технологія машинобудування як наука виникла у Радянському Союзі та розвивається працями Російських учених, виробничників та новаторів виробництва.
Як навчальна дисципліна вищої школи технологія машинобудування обмежується розглядом питань механозбірного виробництва.
Технологія машинобудування є основною профільною дисципліною спеціальності «Технологія машинобудування, металорізальні верстати та інструменти», що значною мірою визначає рівень професійної підготовки інженерів цієї спеціальності та їх здатність до практичного використання досягнень загальнотеоретичних та загальноінженерних наук.
5. Предметна сфера «технології машинобудування»
наука машинобудування інженерний технічний
Сучасна людина прагне виконувати перетворення предметів природи за допомогою машин.
Людське суспільство постійно відчуває потреби у нових видах продукції чи скорочення витрат праці під час виготовлення освоєної продукції. Ці потреби можуть бути задоволені за допомогою нових технологічних процесів та нових машин. Таким чином, стимулом до створення нової машини є новий технологічний процес.
Машина корисна лише тоді, коли має необхідну якість і, таким чином, здатна задовольняти потребу людей.
Ресурси праці життя людського суспільства є найвищу цінність.
Створюючи машину, людина ставить собі дві задачи:
Створити машину якісною.
При створенні машини витратити менше праці.
Задум нової машини виникає розробки технологічного процесу виготовлення продукції, у виробництві якої виникла потреба. Цей задум виражається у формулюванні службового призначення, яке є вихідним документом для проектованої машини.
Процес створення машини складається з двох етапів: проектування та виготовлення.
Внаслідок проектування з'являються креслення машини. Внаслідок виготовлення за допомогою виробничого процесу з'являється машина.
Другий етап і становить основне завдання технології машинобудування. Створення машини можна як схеми (рис. 1). Виготовлення машини пов'язане із використанням різних способів обробки металів.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Мал. 1. Створення машини
Зародження технології машинобудування як галузі науки пов'язують із появою праць, що містять опис досвіду виробництва процесу.
Вперше сформулював положення про технологію та визначив, що «технологія - наука про ремесла та заводи», в 1804 р. академік В.М. Севергін. А 1817 р. вперше було викладено досвід виробництва професором Московського університету І.А. Двігубським у книзі «Початкові основи технології, або короткий опис робіт, на заводах та фабриках, що виробляються».
Подальший опис виконано І.А. Тімі (1838-1920) у першій капітальній праці «Основи машинобудування. Організація машинобудівних фабрик у технічному та економічному відношенні та виробництво в них робіт», що вийшли в 1885 р. Пізніше А.П. Гавриленко (1861–1914) створив курс «Технологія металів».
Машиною називають пристрій, що виконує механічні рухи для перетворення енергії, матеріалів та інформації з метою заміни чи полегшення фізичної та розумової праці людини. Під матеріалами розуміють оброблювані предмети, вантажі, що переміщуються і т.п. Відповідно до сказаного машини поділяють на енергетичні (електричні двигуни, двигуни внутрішнього згоряння, турбіни і т.д.), робітники (транспортні та технологічні машини: автомобілі, літаки, трактори, транспортери, прокатні стани і т.д.) та інформаційні ( вимірювальні, контрольно-керуючі та ін.).
Кожна машина призначена для виконання певних функцій у певному діапазоні зміни умов її експлуатації.
Тому машина - система, створена працею людини, для якісного перетворення вихідного продукту на корисну для людини продукцію (рис. 2).
Вихідний продукт процесу – предмети природи, сировина чи напівфабрикат.
Сировина - предмет праці, на видобуток чи виробництво якого було витрачено працю.
Напівфабрикат - сировина, що піддавалася обробці, але не може бути спожита як готовий продукт.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Продукція – це результат виробництва у вигляді сировини, напівфабрикату, створених матеріальних та культурних благ або виконаних робіт виробничого характеру (табл. 1).
Кожна машина створюється до виконання певного процесу, тобто. має своє, строго певне призначення, іншими словами – своє службове призначення.
Під службовим призначенням машини розуміють чітко сформульоване завдання, на вирішення якої призначена машина.
Формулювання службового призначення машини має містити докладні відомості, що конкретизують загальне завдання та уточнюючі умови, за яких це завдання може бути вирішене. Наприклад, автомобіль чи взуття (табл. 2).
Таблиця 1
Відомості щодо формулювання службового призначення виробів
Службове призначення машини описують як словесно, а й системою кількісних показників, визначальних її конкретні функції, умови праці та т.д. Формулювання службового призначення машини є найважливішим документом завдання на її проектування.
Сукупність властивостей, що зумовлюють придатність машини виконувати зазначені функції у заданому діапазоні зміни умов експлуатації, називають якістю машини. Якість машини прийнято характеризувати системою показників, що встановлюються стандартами, що діють.
До найважливіших відносять експлуатаційні показники: технічний рівень машини, її надійність, ергономічну та естетичну характеристики. Технічний рівень (потужність, ККД, продуктивність, точність роботи, ступінь автоматизації, економічність та ін) визначає ступінь досконалості машини. Надійність є комплексною властивістю, яка включає безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність та збереження. Під надійністю розуміють властивість машини зберігати справний та працездатний стан протягом певного проміжку часу.
Якість машини, що виявляється під час її експлуатації, формується практично на всіх етапах її «життєвого» циклу.
Конструкція будь-якої машини - складна система двох видів сполучених множин зв'язків:
Властивостей матеріалів.
Розмірні.
Для реалізації такої системи зв'язків повинен бути створений і здійснений виробничий процес, який є іншою системою сполучених множин зв'язків:
властивостей матеріалів (потрібні створення аналогічних зв'язків у машині під час виробничого процесу);
розмірних;
інформаційних (для управління виробничим процесом);
тимчасових та економічних (виробничий процес не може здійснюватися поза часом і без витрат живої та уречевленої праці).
Таким чином, створення машини зведено до побудови двох систем зв'язків: конструкції машини та виробничого процесу виготовлення.
На стадії конструкторської розробки якість майбутньої машини визначається, по-перше, вибором раціональних схем, ефективних робочих процесів, використанням сучасних методів розрахунків динаміки та міцності машин, вибором матеріалів (етапи науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт) та, по-друге, застосуванням підтверджених випробуваннями оригінальних конструкторських, а також стандартних та уніфікованих рішень, розрахунком розмірних ланцюгів (етапи проектування та конструювання).
Конструкторська технологія закінчується випуском конструкторської документації, що включає креслення елементів і машини загалом, і навіть технічні умови виготовлення цих елементів і машини загалом. У конструкторській документації сформульовані вимоги до окремих показників якості, які разом покликані забезпечити необхідну якість машини.
Сукупність показників, що відображаються в конструкторській документації, поділяють на показники геометричного характеру, що встановлюють вимоги до точності розмірів, форм та взаємного розташування елементів машини, і показники фізико-механічних властивостей матеріалів елементів машини.
Вимоги до якості машини, сформовані під час конструкторської розробки, повинні бути забезпечені під час її виробництва.
Висновок. ПОЛІТИКА РОЗВИТКУ МАШИНОБУДУВАННЯ
Машинобудівний комплекс відіграє важливу роль в економіці, забезпечуючи своєю продукцією потреби матеріального виробництва, непродуктивної сфери, оборони та населення. Від нього залежить технологічний прогрес у суспільстві, рівень виробничого апарату та якість життя людей. На сучасному історичному етапі важливо відродити попит обладнання у базових, життєзабезпечених галузях народного господарства. Для технологічної збалансованості машинобудівного комплексу, надання необхідної гнучкості в його виробничій базі потрібно збільшення випуску обладнання міжгалузевого призначення. У галузях машинобудування доцільно обмежити закупівлі зарубіжної техніки, аналоги якої випускаються чи випускатися у Росії. Це дозволить підвищити завантаження виробничих потужностей, відновити виробничо-коопераційні зв'язки із країнами близького зарубіжжя. Разом з тим, необхідна державна підтримка тих підгалузей машинобудівного комплексу (насамперед оборонних), чиї виробничі потужності дозволяють провести технічне переозброєння виробничого апарату країни.
Стратегія розвитку машинобудування передбачає впровадження новітніх технологій із можливістю заміни обладнання, поступове накопичення досвіду його виробництва, а згодом розвиток пріоритетних технологій.
За сприятливих ринкових умов російське машинобудування розвиватиметься у таких напрямах:
* випуск модернізованих машин та обладнання для підприємств з морально застарілим, але ще функціонуючим обладнанням;
* Виробництво наукомісткої продукції на імпортному устаткуванні із залученням іноземного капіталу;
* участь у проектах, що передбачають виробництво технологічно складних комплектуючих виробів для техніки, що випускається іноземними фірмами за кордоном (включення російських технологій до міжнародної системи технологічного співробітництва);
* точковий розвиток окремих виробництв з випуску устаткування високих технологій, як у імпортної, і власної технологічної базе.
Дуже значним залишається потенціал російського експорту зброї та військової техніки. Реалізація вітчизняних науково-технічних проектів організації виробництва наукомісткої машинобудівної продукції може сприяти значному збільшенню експорту, доходи якого можуть бути ваговим джерелом інвестицій у галузь.
У найближчій перспективі конкурентне середовище ринку керуватиме такими тенденціями, як продаж літаків та гелікоптерів колишніх поколінь та їх модифікацій країнам третього світу, розробка нових проектів у результаті спільних зусиль кількох фірм з кількох країн для зниження ризику; Авіаційна промисловість забезпечить більшу частину експорту оборонних галузей промисловості, як по лінії цивільної продукції, так і по лінії авіаційних озброєнь та військової техніки. Авіаційна промисловість Росії здатна і має стати точкою зростання відродження нашої економіки.
Важливим є перехід машинобудування більш високий рівень автоматизації виробництва з урахуванням використання роботизованих виробництв. Розширення потреб різних галузей народного господарства та комплексів взаємопов'язаних виробництв за номенклатурою, якістю, продуктивністю та надійністю техніки та постійна заміна існуючих технологічних процесів більш досконалими змушують машинобудівників відмовлятися від традиційних методів конструювання та організації виробництва. Світова практика показує, що найбільш ефективними тут є перехід до автоматизованого проектування та виготовлення машин та зрощування процесів проектування та виготовлення сучасних машин у єдиний ланцюжок.
Такий підхід у кілька разів прискорює проектування та виробництво машин та робить досягнення наукової та конструкторської думки реальними вже сьогодні.
Пріоритетними на першому етапі реконструкції машинобудівного комплексу будуть галузі: верстатобудування, приладобудування, електроніки та електротехніки. Тому що вони є базою для створення реальних передумов переозброєння виробничого апарату самого машинобудування новими технікою та технологіями. Оновлення виробничого апарату з наступним омолодженням парку обладнання дозволить скоротити чисельність ремонтників та обладнання для виробництва запасних частин.
Таким чином, шлях розвитку машинобудування включає:
* прискорення науково-технічного прогресу;
* широкомасштабне впровадження нових машин та обладнання, а також технологічних процесів;
* Використання прогресивних конструкційних матеріалів;
* Вдосконалення організаційної структури;
* поглиблення спеціалізації та розвиток кооперації.
Досягнення машинобудівників викликають захоплення, але машини старіють у короткі терміни, потрібна заміна новішими: продуктивніше, потужніше, надійніше. Процес удосконалення науки і техніки нескінченний, оскільки невіддільний від розвитку і вдосконалення всієї цивілізації.
Подібні документи
Спеціальність "Технології машинобудування" як одна з провідних та перспективних у відповідній галузі. Основні завдання цієї дисципліни. Проектування конструкторської та створення технологічної документації. Основні засоби отримання заготовок.
презентація , доданий 26.12.2011
Вивчення сучасного стану машинобудування та розміщення по РФ. Характеристика тенденцій розвитку важкого, середнього та загального машинобудування: верстатобудування, автомобілебудування, авіаційна промисловість. Використання нанотехнологій машинобудування.
курсова робота , доданий 22.03.2010
Основи технології машинобудування – посібник для студентів усіх машинобудівних спеціальностей. Навчання самостійного проектування технологічних процесів. Короткий виклад теоретичних положень із проектними завданнями та зразками їх вирішення.
методичка, доданий 08.07.2009
Оптимізація режимів та процесів виготовлення машин як найважливіший тимчасовий напрямок розвитку технології машинобудування. Особливості побудови циклограм роботи автоматичної лінії. Ознайомлення з технологічним процесом виготовлення валика.
дипломна робота , доданий 04.05.2014
Основні напрямки розвитку сучасної технології машинобудування: розробка видів обробки заготовок, якості поверхонь, що обробляються; механізація та автоматизація складальних робіт. Характеристики технологічного обладнання та пристроїв.
курсова робота , доданий 14.12.2012
Важке, загальне та середнє машинобудування. Особливості розміщення машинобудування до. Сучасне стан машинобудування РФ. Основні негативні чинники, що обмежують розвиток. Науковий, інтелектуальний, кадровий та виробничий потенціали.
презентація , доданий 24.04.2016
Традиційний метод вирішення технічних завдань та кустарний промисел. Особливості креслярської тактики машинобудування та сучасного проектування. Використання способів "мозкового штурму", синектики, морфологічного аналізу та ліквідації тупикових ситуацій.
реферат, доданий 09.02.2011
Основні характеристики механічного цеху заводі важкого машинобудування. Розрахунок перерізу електричних кабелів та вступно-розподільчих пристроїв. Проведення укладання кабелю. Монтаж кінцевих закладень. Сумарна трудомісткість та формування бригади.
курсова робота , доданий 25.01.2015
Розгляд основних особливостей технологічного процесу виготовлення деталі "Дзеркало". Технологія машинобудування як наука, що займається вивченням закономірностей виробництва машин. Етапи розрахунку необхідної кількості обладнання.
курсова робота , доданий 19.12.2012
Методичні вказівки щодо виконання курсового проекту з предмету "Технологія машинобудування". Опис конструкції та службове призначення деталі. Технологічний контроль креслення та аналіз деталі на технологічність. Визначення типу виробництва.
