Технология сельскохозяйственного машиностроения

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ - БАКАЛАВРИАТ

серия основана в 1 996 г.




М.А. ФЕДОРЕНКО
Т.А. ДУЮН
Ю.А. БОНДАРЕНКО
А.А. ПОГОНИН





                ТЕХНОЛОГИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ





УЧЕБНИК

2-е издание, стереотипное



         Рекомендовано в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.01 «Машиностроение», 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (квалификация (степень) «бакалавр»)

znanium.com

Москва ИНФРА-М 2023

УДК 631.3(075.8)
ББК 34.751я73

    Ф33




     Рецензенты:
        Пелипенко Н.А., д-р техн. наук, профессор, генеральный директор АО «Электромашина», заслуженный изобретатель РФ;
        Скурятин Н.Ф., д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой эксплуатации, ТО и ремонта машин в АПК (БГСХА)




      Федоренко М.А.
Ф33 Технология сельскохозяйственного машиностроения : учебник / М.А. Федоренко, Т.А. Дуюн, Ю.А. Бондаренко, А.А. Погонин. — 2-е изд., стереотип. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 467 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/textbook_59ccaffc37 0cc9.90292917.

          ISBN 978-5-16-013400-0 (print)
          ISBN 978-5-16-106088-9 (online)

          В учебнике предложены для изучения вопросы по основам технологии машиностроения, металлорежущим станкам, технологии изготовления деталей, которые применяются в сельскохозяйственных машинах, а также приведены элементы теории базирования, рассмотрены вопросы, связанные с обеспечением точности механической обработки, качеством поверхностей деталей машин, расчетом припусков, режимов резания и норм времени.
          Учебник может быть использован студентами, изучающими дисциплину «Технология сельскохозяйственного машиностроения», а также студентами различных специальностей дневной и заочной форм обучения, в том числе направлений подготовки 15.03.01 «Машиностроение» (профиль 15.03.01-01 «Технологии, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»), 15.05.01 «Проектирование технологических машин и комплексов» (15.05.01-10 «Проектирование технологических комплексов механосборочных производств»), 15.03.02 «Технологические машины и оборудование», 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».


                                                      УДК 631.3(075.8) ББК 34.751я73

ISBN 978-5-16-013400-0 (print)
ISBN 978-5-16-106088-9 (online)

© Федоренко М.А., Дуюн Т.А., Бондаренко Ю.А., Погонин А.А., 2017, 2018

ВВЕДЕНИЕ

   Технология машиностроения — это отрасль науки, изучающая закономерности, действующие в процессе производства изделий, с целью использования этих закономерностей для обеспечения требуемого качества изделий и их наименьшей себестоимости. Технология машиностроения преимущественно изучает процессы механической обработки деталей и сборки изделий, попутно затрагивая вопросы выбора и изготовления заготовок, проектирования и использования средств технологического оснащения. Самостоятельное значение в машиностроении имеют технологии литейного, кузнечно-прессового, сварочного и других производств.
   Технология машиностроения является прикладной наукой, и в своём развитии она прошла через несколько этапов:
   1.    Подготовительный этап, начиная с появления первых токарных и сверлильных станков с ручным приводом в XII в. и заканчивая XVII столетием.
   2.    Накопительный этап (XVII-XIX вв.) характеризуется накоплением отечественного и зарубежного производственного опыта изготовления машин.
   3.    Первый научный этап (для России это 1880-1940 гг.) характеризуется обобщением и систематизацией производственного опыта и началом разработки общих научных принципов построения технологических процессов.
   4.    Второй научный этап (1941-1970 гг.) отличается разработкой новых технологических идей.
   5.    Третий научный этап (1970-2000 гг.) характеризуется широким использованием достижений фундаментальных наук и вычислительной техники.
   Вопросы, характерные для технологии производства специализированных отраслей, изучаются в специальных руководствах, таких, например, как «Технология сельскохозяйственного машиностроения». Данное издание направлено на изучение специализированной технологической дисциплины «Технология сельскохозяйственного машиностроения».

3

ГЛАВА 1. ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Основные понятия и определения

   Увеличение выпуска сельскохозяйственных машин требует освоения новых конструкций в короткие сроки. Освоение современных сельскохозяйственных машин основано на повышении качества технической подготовки производства, включающей конструкторские, технологические и организационные работы. Выполнение технологической подготовки производства в минимальные сроки в большой степени зависит от решения технологических задач и тесно связанных с ними организационных вопросов.
   Основным типом машиностроительного производства специальных сельскохозяйственных машин является серийное. Основной признак производства этого типа — широкая номенклатура изделий, которые изготовляются периодически повторяющимися партиями. Технологические особенности серийного производства изменяются в зависимости от номенклатуры, объёма выпуска и трудоёмкости изготовления изделий, поэтому различают мелко, средне- и крупносерийное производство. В мелко- и среднесерийном производстве применяют в основном универсальное технологическое оборудование и универсальную оснастку, современные методы получения заготовок и их обработки; в крупносерийном — специальное оборудование и оснастку. Организационной формой крупносерийного производства является поточный метод с применением одно- и многопредметных поточных и автоматических линий [21, 38].
   Современная организация серийного производства тесно связана со стандартизацией и унификацией сельскохозяйственных машин. Опыт машиностроения показывает, что применение стандартизованных решений сокращает в среднем на 40 % трудоёмкость проектирования машин и подготовки производства и в 3,5 раза сроки освоения.


4

   Для того чтобы превратить исходные материалы и сырьё в изделие, нужно выполнить ряд работ: доставить необходимые материалы на предприятие, организовать их складирование и хранение, превратить материалы в заготовки, обработать эти заготовки на станках, при помощи термической обработки придать требуемые качества материалу деталей, собрать изделия, произвести окраску, маркировку и упаковку. В процессе изготовления деталей и сборки изделий требуется перемещать их от станка к станку и из цеха в цех, хранить их, предохранять от коррозии, а также проводить контроль качества деталей на разных стадиях их изготовления.
   Весь комплекс работ по превращению сырья и материалов в готовое изделие называется производственным процессом.
   Производственный процесс — представляет собой совокупность взаимосвязанных действий людей и орудий производства, в результате которых исходные материалы или полуфабрикаты превращаются в готовые изделия, которые соответствуют своему служебному назначению [11, 22]. Данный процесс охватывает совокупность отдельных процессов, начиная с технической подготовки производства и заканчивая упаковкой готового изделия. В его реализации участвуют все службы предприятия. Производственный процесс включает следующие основные этапы:
   —  техническая подготовка производства;
   —  организация обслуживания рабочих мест;
   —  получение (приобретение), хранение и транспортировка материалов, полуфабрикатов, заготовок, готовых изделий и их элементов;
   —  изготовление деталей, сборка узлов и изделий;
   —  технический контроль на всех стадиях производства;
   —  упаковка и т.д.
   Техническая подготовка производства включает следующие взаимосвязанные этапы:
   1.    Конструкторская подготовка производства — разработка конструкции изделия и оформление на него полного комплекта рабочей документации: описание назначения, конструкции,

5

принципа действия изделия, чертежи общих видов, сборочных узлов, деталей, спецификации.
    2.    Технологическая подготовка производства — отработка изделия на технологичность, проектирование всех технологических процессов изготовления и сборки, а также проектирование и изготовление средств технологического оснащения (приспособлений и инструмента).
    3.    Организационно-экономическая подготовка производства — календарное планирование производственного процесса изготовления изделия в установленные сроки в необходимых объёмах выпуска.
    В соответствии с ГОСТ 3.1109-82 технологический процесс — это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.
    В зависимости от назначения и содержания различают основные и вспомогательные технологические процессы. Основной технологический процесс включает в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета производства. К вспомогательным технологическим процессам относятся процессы, не изменяющие изделие, например, контроль.
    Технологические процессы классифицируют на основные виды по следующим признакам:
    —     форма организации технологического процесса, определяемая числом охватываемых предметов производства или их конструктивных элементов;
    —     освоенность технологического процесса того или иного вида, определяемого формой его организации, в конкретных производственных условиях.
    В зависимости от формы организации технологического процесса различают три его вида: единичный, типовой и групповой, а в зависимости от освоенности производством — два вида: рабочий и перспективный.
    Рабочим технологическим процессом называется процесс изготовления одного или нескольких изделий в соответствии с

6

требованиями принятой для данных условий производства технологической документации.
    Перспективным технологическим процессом называется технологический процесс, разрабатываемый как информационная основа для проектирования рабочих технологических процессов при техническом и организационном перевооружении производства, предусматривающем применение более совершенных методов обработки, более производительных и экономически эффективных средств технологического оснащения и изменение принципов организации производства. Для этого он должен базироваться на достижениях науки и техники, которые способны обеспечить существенное повышение уровня технологии производства и на этой основе выпуск продукции, соответствующей по количеству и качеству возросшим потребностям.
    Единичный технологический процесс разрабатывают для изготовления или ремонта одного конкретного предмета производства только на уровне предприятия.
    Единичный рабочий технологический процесс должен обеспечивать реализацию значений базовых показателей технологичности конструкций изготовляемого изделия и соблюдение правил техники безопасности и промышленной санитарии.
    Единичный перспективный технологический процесс разрабатывают на конкретное изделие серийного или массового производства, если технически и экономически целесообразно внедрить содержащиеся в этом процессе решения не с момента запуска изделия в производство, а лишь с определённой серии изделия или этапа производства после проведения запланированного на перспективу комплекса мероприятий по реконструкции, переоснащению производства и т.д.
    Типовой технологический процесс применяют для группы изделий, обладающих общими конструктивными признаками и характеризующихся единством содержания и последовательности большинства технологических операций. Его разрабатывают на основе анализа множества действующих и возможных технологических процессов на типовые представители групп изделий.

7

   Типизация технологических процессов базируется на классификации объектов производства. Она должна обеспечивать устранение многообразия технологических процессов обоснованным сведением их к ограниченному числу типов и служить базой для разработки стандартов на типовые технологические процессы.
   Классификация объектов производства заключается в их разделении по признакам, содержащимся в конструкторской документации, на отдельные группы, для которых возможна разработка общих технологических процессов или операций. Типизация технологических процессов осуществляется на уровнях предприятия или отрасли.
   Групповой технологический процесс разрабатывается для так называемого комплексного изделия, которое включает в себя общность основных подлежащих обработке элементов определённой группы изделий. Его используют с целью экономически целесообразного применения методов и средств крупносерийного и массового производства в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. Обязательным этапом, предшествующим разработке групповых процессов, является группирование предметов производства по технологическому подобию с учётом основных факторов организации производства.
   Группирование предметов производства следует осуществлять на основе их классификации и результатов комплексного анализа: состава и программ выпуска изделий; существующей структуры производственных подразделений; технико-экономических показателей производства.
   Групповой технологический процесс охватывает комплексы групповых технологических операций, выполняемых на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута изготовления определённой группы изделий.
   Групповые технологические операции осуществляют с учётом специализации рабочих мест путём:
   —      применения высокопроизводительных средств технологического оснащения взамен универсальных и универсально-переналаживаемых;

8

    —    целевой модернизации оборудования;
    —    целевой наладки оборудования.
    Групповые технологические процессы и операции разрабатывают для всех типов производства только на уровне предприятия.
    Групповой перспективный технологический процесс разрабатывают в случаях, когда для экономически обоснованного повышения уровня использования метода групповой обработки на предприятии требуется провести большой комплекс подготовительных мероприятий по переоснащению действующего производства.
    Работа по созданию технологических процессов включает в себя: анализ исходных данных для разработки технологического процесса; подбор действующего типового, группового технологического процесса или поиск аналога единичного процесса; выбор исходной заготовки и методов её изготовления; выбор технологических баз; составление технологического маршрута обработки; разработку технологических операций; разработку или уточнение последовательности переходов в операции; выбор средств технологического оснащения (СТО) операции; определение потребности СТО, заказ новых СТО, в том числе средств контроля и испытаний; выбор средств механизации и автоматизации элементов процесса и внутрицеховых средств транспортирования; назначение и расчёт режимов обработки; нормирование технологического процесса; определение требований техники безопасности; расчёт механической эффективности технологического процесса; оформление технологических процессов.
    Технологический процесс выполняется на рабочих местах. Рабочим местом называют часть производственной площади, оборудованной в соответствии с выполняемой на ней работой.
    Технологический процесс обычно делится на операции.
    Технологическая операция — это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (ГОСТ 3.1109-82).

9

    Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учёта. На основе операций определяется трудоёмкость изготовления изделий и устанавливаются нормы времени и расценки; задаётся требующееся количество рабочих, оборудования, приспособлений и инструментов; определяется себестоимость обработки; производится календарное планирование производства и осуществляется контроль качества продукции и сроков выполнения работ.
    Станочная технологическая операция включает все действия рабочего над станком и автоматические действия станка, осуществляемые в процессе обработки поверхностей заготовки до момента её снятия со станка.
    Устинов — это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы.
    На рисунке 1.1 представлена токарная операция, выполняемая в два установа. Производят токарную обработку валика в центрах. На первом установе обтачивают один конец, затем поводковый хомут переставляют на обточенный конец. Валик переустанавливают, и на втором установе обтачивают другой конец.

Устинов I

Устинов II

Рис. 1.1. Пример обработки в два установа

10