Технология производства электрооборудования автомобилей и тракторов

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ

Москва
ИНФРА-М
2021

Учебник

Под ред. чл.-кор. РАН В.М. Приходько

Допущено УМО вузов РФ по образованию в области
транспортных машин и транспортно-технологических комплексов
в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся 
по специальности «Наземные транспортно-технологические средства»
(специализация «Автомобильная техника в транспортных технологиях»)
и направлению подготовки бакалавров и магистров
«Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

Технология производства электрооборудования автомобилей 
и тракторов : учебник / В.М. Приходько, В.Е. Ютт, Л.А. Соколов 
[и др.] ; под ред. чл.-кор. РАН В.М. Приходько. — Москва : 
ИНФРАМ, 2021. — 376 с. + Доп. материалы [Электронный 
ресурс]. — (Высшее образование: Магистратура). — DOI 
10.12737/5376.

ISBN 978-5-16-009079-5 (print)
ISBN 978-5-16-102062-3 (online)
Рассмотрены общие вопросы теории современных технологических 
процессов, новые технологии и новые материалы, применяемые в производстве изделий автотракторного электрооборудования. Приведены 
данные об особенностях обработки металлов резанием, холодной 
штамповки и литья, методах нанесения покрытий, применения нанотехнологий и наноматериалов, полимерных материалов, а также использования ультразвуковой обработки для повышения качества изделий. Представлена подробная информация о технологии изготовления магнитов, керамики контактов и обмоток, сборки электрических 
машин и контрольных приборов.
Для студентов вузов квалификации магистр, а также инженеров 
и технологов, занятых в производстве изделий автотракторного электрооборудования.
УДК 621(075.8)
ББК 31.291я73

Р е ц е н з е н т ы:
Кудряшов Б.А., профессор (МАДИ);
Малеев Р.А., профессор кафедры «Автотракторное электрооборудование» МГТУ (МАМИ)

Т38

УДК 621(075.8)
ББК 31.291я73
 
Т38

ISBN 978-5-16-009079-5 (print)
ISBN 978-5-16-102062-3 (online)
© Коллектив авторов, 2015

Подписано в печать 25.07.2014. 
Формат 60 90/16. 
Бумага офсетная. Гарнитура Newton. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 23,5. ПТ20. 
TK 231600-12531-250714

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru        http://www.infra-m.ru

Материалы, отмеченные знаком 
, 
доступны в электронно-библиотечной системе Znanium.com

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ

Вячеслав Михайлович Приходько, доктор технических наук, про
фессор, член-корреспондент РАН;

Владимир Евсеевич Ютт, доктор технических наук, профессор, за
служенный деятель науки и техники РФ;

Леонид Александрович Соколов, кандидат технических наук, доцент;
Виталий Вениаминович Морозов, кандидат технических наук, про
фессор;

Владимир Иванович Строганов, кандидат технических наук, доцент

ВВЕДЕНИЕ

Технология — это наука о закономерностях проектирования техноло
гических процессов, обеспечивающих на практике наибольшую эффективность, высокое качество и экономичность производства. От применяемой технологии, особенно в современный период, когда появились 
тенденции и технологии применения графенов и наноматериалов, новые 
методы обработки деталей и контроля качества выпускаемых изделий, 
на передний план выходят проблемы повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции и создания гибкого управления производственными процессами.

Технология как прикладная наука постоянно развивается, впитывая 

в себя достижения фундаментальных наук и техники. С особенностями 
технологического процесса связаны условия труда рабочих, поэтому 
технология оказывает влияние на социальную сферу. В последние годы 
большое внимание уделяется соблюдению норм и требований экологического характера и защиты окружающей среды, что также имеет непосредственное отношение к технологии производства.

Все вышеперечисленные особенности технологий в наибольшей мере 

проявляются в условиях массового производства, характерного для отрасли, выпускающей электрооборудование автомобилей и тракторов. 
Изделия электрооборудования весьма разнообразные по назначению, 
конструкциям и условиям эксплуатации, должны отвечать требованиям 
взаимозаменяемости, ремонтопригодности и надежности.

Учебник предназначен для студентов квалификации магистр, специ
ализирующихся в области электрооборудования автомобилей и тракторов, которым знания современной технологии и условий производства 
необходимы для создания технологических конструкций современных 
изделий автотракторного электрооборудования (АТЭ).

В производстве изделий АТЭ применяются технологии, не только 

широко используемые во всех отраслях машиностроения (обработка 
резанием, литье под давлением сплавов цветных и черных металлов, а 
также полимерных материалов, объемная штамповка и др.), но и специфические, связанные с изготовлением контактов, постоянных магнитов 
и светотехнических изделий, а также намоткой, изолировкой, балансировкой, пайкой, сборкой электрических машин, ультразвуковой обработкой деталей, изделий электронной техники и др.

В главы учебника включена информация о современных и перспек
тивных технологиях производства и сборки электрооборудования, согласованная с учебными программами вузов. Учебник  соответствует 
государственным стандартам высшего профессионального образо

вания и федеральному государственному образовательному стандарту 
третьего поколения. Он предназначен для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Наземные транспортные технологические 
средства» и «Автомобильная техника в транспортных технологиях» по 
направлениям подготовки 190600, 62, 68 «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов» и 140400 «Электроэнергетика 
и электротехника» магистерской программы «Электрооборудование 
автомобилей и тракторов».

Учебная дисциплина «Технология производства электрооборудо
вания автомобилей и тракторов» базируется на ГОСТ Р ИСО 9001-2008. 
Внедрение в преподавание данной дисциплины процессного подхода 
в системе менеджмента качества, который основан на цикле «планируй—действуй—проверяй—воздействуй». Постоянное повышение 
качества учебного процесса преподавания дисциплины «Технология 
производства электрооборудования автомобилей и тракторов» основывается на периодическом интернет-тестировании студентов и практических занятиях в научно-производственных центрах. Целесообразность 
такого контроля и практики основывается на инженерной педагогике.

Учитывая включение в курс дисциплины информации о новых ма
териалах и технологиях в производстве изделий электрооборудования 
автомобилей и тракторов, а именно о нанотехнологиях в производстве 
магнитных материалов, электротехнических и радиоэлектронных материалах, в производстве топливных элементов, о электрогидравлическом 
эффекте в производстве электрооборудования, ультразвуковой обработке изделий электрооборудования, применении новейшей технологии 
производства и сборки электрооборудования в создании гибких робототизированных комплексов.

Данный учебник рекомендуется не только для обучения студентов
магистрантов, он также может оказаться полезен в практической работе 
инженеров и технологов, которые заняты в производстве электрооборудования автомобилей и тракторов, а также на автотранспортных предприятиях и станциях технического обслуживания автомобилей.

Профессорами и преподавателями университета МАДИ накоплен 

огромный материал по проблематике учебной дисциплины «Технология 
производства электрооборудования автомобилей и тракторов», в котором обобщены результаты научных теоретических и прикладных практических исследований. Учеными университета МАДИ планируется 
издать серию учебников и учебных пособий по самым передовым технологиям производства изделий АТЭ. Первой книгой из этой серии и 
является настоящий учебник.

Глава 1 

ТЕОРИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1.1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Производственным процессом называется совокупность всех дей
ствий, которые должны быть совершены людьми и орудиями труда 
в данной организации для изготовления и ремонта продукции. 
В этом процессе принимают участие рабочие и служащие. Производственный процесс организаций, выпускающих АТЭ, включает 
не только основные процессы, непосредственно связанные с изготовлением деталей и сборкой из них изделий, но и вспомогательные 
процессы (например, контроль, создание технологической оснастки, 
внутризаводские транспортные работы и др.).

Любые изготавливаемые предметы или их наборы называются 

изделиями. Ими могут быть машины, их составные части и отдельные 
детали. Например, к изделиям относятся генератор, реле-регулятор, 
блок предохранителей, пучок проводов, фара и т.д. Деталью называют изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. Узел представляет собой технологически 
законченные разъемные или неразъемные соединения нескольких 
деталей. Несколько узлов после сборки могут составить один более 
сложный узел.

Технологическим процессом (ТП) называется часть производ
ственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению или определению состояния предмета труда. В ТП заняты 
только рабочие, непосредственно участвующие в нем. Рабочее 
место — это элементарная единица структуры организации, где находятся исполнители работы, размещены обслуживаемое технологическое оборудование, часть конвейера, оснастка и предметы труда.

Законченная часть ТП, выполняемая на одном рабочем месте 

и являющаяся основным элементом процесса, называется технологической операцией. Операция представляет собой неделимую в планово-организационном отношении часть ТП, на которую оформляется специальная документация. Пооперационно определяют 
необходимые затраты на изготовление изделия, число производственных рабочих и материально-техническое обеспечение (оборудование, приспособления, инструмент и пр.), ведут учет производительности ТП, осуществляют контроль и планирование ТП в цехе. 

Отдельные операции могут быть изменены, добавлены или исключены в процессе производства.

Технологическая операция состоит из нескольких частей. По
зиция — это фиксированное относительно инструмента или оборудования положение обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы совместно с приспособлением. Установ представляет собой часть технологической операции, выполняемую при 
неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы. Переход — это законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами 
технологического оснащения при постоянном технологическом режиме и одном установе.

Вспомогательным переходом называется законченная часть техно
логической операции, состоящая из действий человека или оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. Примерами вспомогательных переходов служат закрепление 
заготовки, смена инструмента и т.д. Рабочий ход является частью 
технологического перехода, которая представляет собой однократное 
перемещение инструмента относительно заготовки, сопровождающееся изменением формы, размеров и качества поверхности или 
свойств заготовки. Вспомогательный ход — это часть технологического перехода, связанная с однократным перемещением инструмента относительно заготовки, не сопровождающимся изменением 
формы, размеров и качества поверхности или свойств заготовки, 
но необходимым для выполнения рабочего хода. 

ТП может быть основан на принципе концентрации или расчле
нения операций. Концентрированной называется такая операция, 
которая включает максимально возможное число переходов. Как 
правило, выполнение такой операции обеспечивается многоинструментальной наладкой. Пределом концентрации операций следует 
считать полную обработку детали при осуществлении одной операции. Критерием оценки степени концентрации операций является 
число содержащихся в них переходов. 

Различают два основных вида концентрации операций — парал
лельную и последовательную. Если переходы в операции выполняют 
один за другим, то концентрацию называют последовательной; 
если же они совмещены в один сложный переход, т.е. выполняются 
одновременно,— то параллельной. Применение принципа концентрации операций позволяет сократить длительность технологического цикла, уменьшить число установов деталей, внедрить высоко

производительное оборудование, упростить учет и планирование 
производства и т.д. Однако использование этого принципа требует 
применения сложных дорогостоящих станков и технологической 
оснастки (режущий инструмент, приспособления и т.п.), а также высокой квалификации рабочих.

Расчлененной называется операция, которая производится при 

минимальном числе переходов. Пределом расчленения является выполнение операции, которая представляет собой один простой переход. Использование принципа расчленения операций позволяет 
внедрить сравнительно простые и дешевые станки и оснастку, значительно снизить трудоемкость их наладки, а также осуществлять 
обработку с применением более высокопроизводительных режимов. 
Однако принцип расчленения операций имеет ряд недостатков: 
удлиняется поточная линия, увеличивается число рабочих и др. Как 
правило, в производстве широко применяют принцип концентрации 
операций. Для получения высокоточных деталей конечные операции 
расчленяют. ТП обработки деталей, изготовление которых в данной 
организации носит кратковременный характер (хотя программа выпуска на определенный период может быть и значительной), проектируют по принципу расчленения операций.

При проектировании ТП для обеспечения непрерывного произ
водства операции механической обработки и сборки необходимо 
синхронизировать, т.е. затраты времени на обработку или сборку 
привести в соответствие такту выпуска. Тактом выпуска называют 
промежуток времени, необходимый для выпуска изделия. Желательно, чтобы время, затрачиваемое на выполнение одной операции, 
равнялось такту выпуска или было кратным ему. Соответствующее 
корректирование этого времени достигается той или иной степенью 
концентрации или расчленения операций, применением оптимальных режимов обработки, сокращением вспомогательного времени за счет использования многоместных приспособлений и более 
высокопроизводительного оборудования, автоматизации загрузки 
и транспортирования, параллельной работы на однотипных станкахдублерах и др.

Различают групповую и поточную формы организации ТП. Груп
повая форма характеризуется совместным изготовлением или ремонтом групп изделий с разными конструктивными, но общими 
технологическими признаками, тогда как поточная форма — расположением оборудования в последовательности выполнения операций технологического процесса и определенным тактом выпуска 
изделий.

1.2. ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА

В машиностроении различают единичный, серийный и массовый 

типы производства. Единичное производство характеризуется малым 
объемом выпуска изделий, повторное изготовление и ремонт которых обычно не предусматриваются. Такое производство имеет следующие особенности:
• применяются, как правило, универсальное оборудование и при
способления общего назначения;

• оборудование размещается только по групповому признаку (на
пример, по группам станков);

• протяженные грузопотоки (потоки изделий) обусловлены значи
тельными расстояниями между группами станков и перекрещиванием направлений движения;

• используется труд высококвалифицированных рабочих;
• изделия имеют высокую себестоимость.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ре
монтом изделий периодически повторяющимися сериями и партиями. Оно имеет следующие особенности:
• наряду с универсальными станками широко применяются и вы
сокопроизводительные специальные станки;

• кроме типовой и универсальной оснастки используются быстро
действующие рабочие приспособления, специальный инструмент 
и т.д.;

• оборудование размещается не только по групповому признаку, 

но и по потоку;

• рабочие специализируются на выполнении нескольких операций;
• изделия имеют более низкую себестоимость, чем при единичном 

производстве.
Массовое производство отличается большим объемом выпуска из
делий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых в течение 
продолжительного времени. Для этого типа производства характерны следующие особенности:
• широко применяются высокопроизводительное оборудование 

(специальные станки, приспособления и режущий инструмент), 
вспомогательные и контрольно-измерительные устройства;

• оборудование располагают по потоку в той последовательности, 

в которой осуществляются технологические операции;

• рабочие специализируются на выполнении определенной опе
рации;

• грузопотоки кратковременны;

• себестоимость изделий значительно ниже, чем при единичном 

и серийном производстве.
Различные типы производства характеризуются коэффициентом 

закрепления операций, равным отношению общего числа всех видов 
технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение одного месяца, к числу рабочих мест. Для массового 
производства этот коэффициент принимают равным единице (значение коэффициента менее единицы свидетельствует о нерациональной организации ТП, поскольку одинаковые операции выполняются на разных рабочих местах), для крупносерийного — от 1 
до 10, для среднесерийного — от 10 до 20 и для мелкосерийного — 
от 20 до 40.

Все более ускоряющиеся темпы развития общества в целом, 

быстрое изменение моды и стремление повысить качество и конкурентоспособность промышленных изделий диктуют необходимость 
организации производства, быстро реагирующего на изменение состояния рынка и обеспечивающего не только изготовление мелких 
серий промышленной продукции, но и массовый выпуск изделий. 
Под гибким автоматизированным производством (ГАП) понимают 
производственную единицу (линия, участок, завод), действующую 
на основе безлюдной технологии в условиях программного управления оборудованием и ТП с помощью ЭВМ. Преимущества ГАП 
по сравнению с работой на универсальном оборудовании таковы:
• возрастание коэффициента загрузки оборудования и, следова
тельно, производительности труда;

• ускорение адаптации к изменяющимся условиям;
• повышение качества продукции за счет ликвидации неизбежных 

отклонений от технологического режима при ручном труде;

• уменьшение капитальных вложений, площадей и численности 

работающих;

• снижение затрат на электроэнергию, отопление и т.д.;
• возможность работы без технической и сопроводительной доку
ментации.
ГАП состоит из технологической, транспортной и складской под
систем и системы управления. Технологическая подсистема представляет собой объединение гибких производственных модулей различных типов: оборудования (станки с числовым программным управлением (ЧПУ), обрабатывающие центры и др.), технологических 
установок, промышленных роботов и контрольно-измерительных 
устройств. Транспортная подсистема состоит из модулей, обеспечивающих перемещение деталей, заготовок, инструментов и приспо