Перспективи розвитку машинобудівельного комплексу України

Технічний прогрес в машинобудуванні характеризується як покращенням конструкцій машин, так і безперервним удос­коналенням технології їх виробництва. Від прийнятої технології залежить надійність роботи машин, а також економічність їх експлуатації.

Основні задачі:

- удосконалення заготівельних процесів для максимального наближення форм заготовок до конфігурації готових деталей, підвищення точності заготовок та покращення якості їхнього поверхневого шару;

- підвищення точності обробки, якості поверхонь деталей машин;

- впровадження засобів автоматизації, верстатів із числовим програмним керуванням, багатоопераційних верстатів.

Застосування маловідходних технологій виготовлення заготовок деталей машин

Одним із головних напрямків розвитку виробництва є ши­роке впровадження маловідходних і безвідходних технологій виготовлення заготовок деталей машин. Технологічна собівар­тість може бути суттєво знижена за рахунок упровадження точних заготовок. Такими заготовками є такі, що отримуються методами порошкової металургії та із композиційних матеріалів.

Можливості порошкової металургії для виготовлення деталей з різними властивостями практично необмежені. Цими мето­дами можна створювати матеріали з композицій металів із різними неметалічними включеннями; отримувати матеріали заданої пористості; із заданими фізико-механічними власти­востями. Виготовлені деталі можуть бути найрізноманітнішими: антифрикційними, конструкційними, фільтруючими, електро­контактними, інструментальними, причому відходи при обробці є мінімальними.

Основними вихідними матеріалами деталей є порошки мета­лів (залізні, мідні, нікелеві, кобальтові, молібденові, вольфра­мові, титанові), порошки-сплави й ін. Фізико-механічні власти­вості порошків визначаються основним матеріалом, наявністю домішок, газів, формою та розмірами частинок, густиною і мікротвердістю.

Застосування високоенергетичних методів формоутворення деталей дозволяє досягати густини близько 100 %, і, відповідно міцності, близької до міцності штамповок і виливок з того ж матеріалу.

Формування виробів у більшості випадків виконується холодним пресуванням у закритих прес-формах, після чого виріб запікається і отримує задані властивості. Після запікання можна проводити додаткову обробку: просочення мастильними матеріалами, термообробку, калібрування, обробку різанням.

До антифрикційних деталей належать підшипники ковзання, вкладиші, шайби, підп’ятники, які довгий час зберігають експлуатаційні властивості.

Високопористі матеріали застосовують як фільтруючі еле­менти для очищення газів і рідин. Так, пористі вироби із порошків бронзи, заліза, нікелю, титану застосовують у фільтрах для очищення повітря від пилу, водяного та мастиль­ного туману, рідин, газів. Фільтри із титанової губки очищують агресивні водяні розчини кислот. Ці матеріали добре замінюють тканини, кераміку, скло, сітчасті фільтри.

Одним із найбільш перспективних напрямків створення мате­ріалів із високими експлуатаційними властивостями є форму­вання композиційних матеріалів із вуглецевими волокнами, що мають різні фізико-механічні й фізико-хімічні властивості. Композиційні матеріали порівняно з металами й сплавами мають такі переваги: високі показники міцності, жорсткості та в’язкості; малу чутливість до змін температури; теплових уда­рів, високу корозійну стійкість, малу чутливість до поверхневих дефектів, високі пластичні властивості, електро- й тепло­провідність.

Композити дають можливість виготовляти деталі машин без заготівельних процесів шляхом безвідходної технології із знач­ним зниженням маси за рахунок більш високої міцності й пружності матеріалів.

Зниження затрат на сировину й виробництво волокон, розробка раціональних технологічних процесів виготовлення деталей із композитів забезпечить їм широке використання в різних галузях промисловості.

Використання верстатів із числовим програмним керуванням (ЧПК)

Серійне виробництво, у якому випускається до 80 % загальної продукції, характеризується великими затратами робочого часу на виконання допоміжних операцій. Основним напрямком скорочення цих затрат є автоматизація виробничих процесів за рахунок використання верстатів із числовим програмним керуванням (ЧПК). На цих верстатах досягається висока ступінь автоматизації обробки й можливість їхнього швидкого переналагоджування на обробку будь-якої деталі в межах технічних характеристик.

Ефективність застосування верстатів із ЧПК полягає в:

- підвищенні точності й однорідності розмірів і форми оброблюваних заготовок;

- підвищенні продуктивності обробки в кілька разів;

- зниженні собівартості обробки;

- значному зниженні потреб у висококваліфікованих верстатниках.

Застосування верстатів із ЧПК розвивається у двох напрямках:

Перший напрямок – обробка дуже складних заготовок уні­кальних деталей, що мають складну конфігурацію і різні фасонні поверхні, виготовлення яких на традиційних верстатах є неможливим або вимагає великих затрат часу й праці, у тому числі висококваліфікованої або важкої фізичної праці.

Другий напрямок – обробка заготовок звичайних деталей із точністю ІТ16 – ІТ8 та шорсткістю R_z = (3–10) мкм. Економічна ефективність застосування верстатів із ЧПК проявляється уже при обробці відносно невеликих партій (20–30 шт.) заготовок.

Відбувається вдосконалення систем ЧПК та конструкцій верстатів, які сприяють підвищенню їхньої точності й продук­тивності, розширенню технологічних можливостей з обробки з одного установа найбільшого числа поверхонь заготовки.

Удосконалення систем із ЧПК насамперед направляється на підвищення точності обробки заготовок і компенсацію вини­каючих похибок. Системами забезпечується безступінчасте регулювання частоти обертання шпинделя із збереженням постійності швидкості різання при переході на обробку повер­хонь другого діаметра; можливість кутового позиціонування шпинделя для орієнтованої установки в патрон несиметричної заготовки; можливість поперечної обробки на токарному верстаті неорухомої заготовки свердлуванням і фрезеруванням.

Нові системи із ЧПК передбачають компенсацію система­тичних похибок обробки, пов’язаних із тепловими деформа­ціями технологічної системи, впливом зазорів в з’єднаннях на точність переміщень; автоматичну корекцію накопичених похибок.

У сучасних токарних верстатах вводиться автоматичне вимі­рювання розмірів оброблюваних заготовок. Отримана інформа­ція обробляється системами ЧПК для здійснення автоматичної корекції положення інструменту.

Для запобігання поломкам інструменту та появи браку в багатьох системах вводяться обмеження, що переривають про­цес обробки при досягненні граничних значень потужності різання, сили, моменту й т. п.

Для серійного та крупносерійного типів виробництва верста­ти із ЧПК оснащуються засобами для завантаження та розван­таження заготовок, що дає можливість використовувати їх у складі гнучких автоматизованих дільниць.

Токарні, фрезерні й фрезерно-свердлувально-розточні вер­стати з оперативною системою керування дозволяють здійсню­вати програмування безпосередньо на верстаті з уведенням управляючої програми з допомогою клавіатури пульта верстата. Сучасні багатоопераційні верстати мають пристрої для зміни окремих інструментів та багатошпиндельних головок, оснащу­ються змінними столами й наборами поворотних плит-супут­ників, що дозволяють здійснювати швидку автоматичну заміну оброблюваних заготовок різних типів і розмірів із контролем позиціонування базових поверхонь.

Для організації автоматичного циклу обробки сучасні багато­операційні верстати забезпечуються пристроями для контролю стану різального інструменту й ступенів його затуплення на основі контролю потужності, крутного моменту, сили струму або величин складових сил різання. Величина розмірного зно­шування інструменту для корекції його положення визначається за результатами автоматичних вимірювань оброблюваної заго­товки або вимірювань інструменту безпосередньо на верстаті.

За рахунок об’єднання верстатів із ЧПК у поточні лінії досягається неперервність технологічного процесу і його часткова автоматизація, створюються групові поточні лінії

Створення гнучкого автоматизованого виробництва

Підвищення ефективності виробництва може здійснюватись за рахунок високоавтоматизованих технологічних комплексів устаткування, що функціонують із використанням принципів «безлюдної» технології – без участі робітників або з міні­мальною кількістю обслуговуючого персоналу.

Розвиток подібних комплексів і перехід на безлюдну техно­логію в умовах багатономенклатурного серійного виробництва є можливим на основі впровадження гнучких виробничих систем.

Гнучка виробнича система (ГВС) згідно з ГОСТ 26228-84 – це сукупність або окрема одиниця технологічного устаткування і система забезпечення її функціонування в автоматичному режимі, яка має властивості автоматизованого переналагоджу­вання при виготовленні виробів довільної номенклатури в установлених межах значень їхніх характеристик.

За організаційною структурою гнучкі виробничі системи формуються у вигляді гнучких виробничих модулів (ГВМ), гнучких автоматичних ліній (ГАЛ), дільниць (ГАД), гнучких автоматизованих цехів (ГАЦ) і заводів (ГАЗ).

Гнучке автоматизоване виробництво являє собою розвинуту автоматизовану систему, що управляється від ЕОМ; воно включає в себе комплекс обробного устаткування, зв’язаного автоматизованою транспортно-складською системою подачі, зберігання і транспортування заготовок та стружки (АТСС), автоматизовану систему інструментального забезпечення (АСІЗ), систему автоматизованого контролю (САК), пов’язане із системою автоматизованого проектування конструкцій виробів, що випускаються (САПР), автоматизованою системою техно­логічної підготовки виробництва (АСТПВ); автоматизованою системою наукових досліджень (АСНД) та автоматизованою системою управління виробництвом (АСУВ).

Гнучке автоматизоване виробництво характеризується висо­ким ступенем автоматизації технологічних процесів обробки, обслуговування, управління і неперервністю процесів багатоно­менклатурного дрібносерійного виробництва. ГАВ дає можли­вість експлуатації протягом доби технологічного устаткування при необов’язковій участі робітника у функціонування системи.

У той же час певна частина персоналу повинна залишатись на операціях контролю, комплектування заготовок та інстру­менту, загального спостереження за ходом виробництва.

Однією з основних особливостей ГАВ є його висока гнуч­кість, яка дозволяє в умовах серійного виробництва в будь-який момент припинити випуск продукції і за короткий період із мінімальними затратами приступити до випуску нової продук­ції. Загальна продуктивність праці зростає не менше, як у п’ять-шість разів, робітники звільняються від важких, шкідливих і монотонних робіт.

Вихідною одиницею гнучкого автоматизованого вироб­ництва є гнучкий автоматизований модуль. Гнучкий автомати­зований модуль – це гнучка виробнича система, що складається з одиниці технологічного устаткування, оснащена автоматичним пристроєм програмного керування і засобами автоматизації технологічного процесу. Засоби автоматизації ГВМ можуть включати накопичувачі, супутники, засоби завантаження-роз­вантаження, засоби заміни технологічного оснащення, вида­лення відходів, автоматизованого контролю, діагностики, засо­бів переналагоджування. На ГВМ автоматизований перехід на обробку різних заготовок здійснюється в межах технологічних можливостей устаткування.

Гнучка виробнича система складається з кількох гнучких виробничих модулів, зв’язаних автоматизованою системою керування і транспортно-складською системою.

Система автоматичного керування розподіляє роботу між окремими модулями, спрямовуючи заготовки по найкращих потоках. При цьому може бути призначена обробка кількох дрібних партій заготовок незалежно одна від одної.

Автоматизована транспортно-складська система відправляє заготовки на будь-який верстат комплексу й у будь-якій послідовності.

Автоматизована система інструментального забезпечення слідкує за станом різальних інструментів на верстатах і виконує своєчасну заміну окремих інструментів або цілих інстру­ментальних магазинів.

Теми рефератів

1. Географія машинобудування України.

2. Верстатобудування в Україні.

3. Виробництво тепловозів: основні етапи.

4. Ракетобудування і космічні технології в Україні.

5. Виробництво тролейбусів в Україні.

6. Підприємства торгового машинобудування України.

7. Основні етапи створення машин.

8. Історія машинобудування України.

9. Виробництво тракторів в Україні.

10. Виробництво автобусів в Україні.

11. Танкобудуваня України.

12. Основні підприємства України з виробництва автомобілів і перспективи їхнього розвитку.

13. Основні напрямки розвитку світового автомобі­лебудування.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: