Capítulo 1 Introducción a la tecnología de fabricación mecánica
1.1 Fabricación y tecnología de fabricación
1. Objetivos de la enseñanza:
1. industria Definición y connotación de proceso de producción, sistema de fabricación, proceso de fabricación y tecnología de fabricación.
2.Comprender correctamente el flujo de materiales, el flujo de información y el flujo de energía en el sistema de fabricación.
3. Dominar el proceso productivo y la composición del sistema productivo.
2. Puntos clave y dificultades en la enseñanza:
Enfoque: Proceso de producción y sistema de producción.
Dificultad: Proceso de producción y sistema de producción.
3. Método de enseñanza: método teórico, método de enseñanza multimedia
4. Horas de enseñanza: 1 hora de clase
5. p >1.1.1 El surgimiento y desarrollo de la industria manufacturera
La mayoría de las necesidades diarias de las personas, los materiales de consumo y los productos industriales son procesados por la industria manufacturera. La fabricación es la conversión de recursos y energía disponibles en productos industriales o bienes de consumo que las personas pueden utilizar o utilizar a través del proceso de fabricación. Involucra a muchas industrias de la economía nacional, como maquinaria y electrónica, industria ligera, industria química, alimentaria, industria militar, aeroespacial, etc. Se puede decir que es la industria pilar de la economía nacional.
Edad de Piedra: La gente utilizaba piedras naturales para fabricar herramientas y buscar recursos naturales.
Edad del Bronce y del Hierro: Se inicia la minería, la fundición, herramientas de fundición, y se empieza a producir maquinaria textil, maquinaria de conservación de agua, vehículos de transporte, etc.
Década de 1870: La aparición de la máquina de vapor (la primera revolución industrial) dio lugar a métodos de producción industrializados, y la industria de fabricación de maquinaria fue formando gradualmente una escala.
Mediados del siglo XIX: El descubrimiento de la electricidad (la segunda revolución industrial), la era de la electrificación y la industria de fabricación de maquinaria entraron en un período de rápido desarrollo.
Siglo XX: la invención del motor de combustión interna, el surgimiento de la línea de montaje y la teoría de la gestión científica de Taylor, y la industria manufacturera entró en la era de la "producción en masa". La manufactura comenzó a convertirse en una industria pilar de la economía nacional.
Después de la Segunda Guerra Mundial: la tecnología de la información desencadenó una revolución industrial de alta tecnología y la tecnología de fabricación produjo un salto cualitativo. El método tradicional de producción en masa ya no era capaz de satisfacer las necesidades cambiantes del mercado. -Producción de lotes pequeños y medianos de variedades. Se está convirtiendo cada vez más en el método de producción principal en la industria manufacturera.
Entrando en el siglo XXI: La industria de fabricación de maquinaria se está desarrollando hacia la automatización, la flexibilidad, la integración y la limpieza.
Información complementaria:
El estado de desarrollo de la tecnología de fabricación mecánica:
La tecnología de fabricación es uno de los campos más importantes en el desarrollo de la ciencia y la tecnología, especialmente Ocupa una posición fundamental en los países desarrollados y es una industria pilar de la economía nacional (descargar información. Por ejemplo: el 68% de la riqueza de Estados Unidos proviene de la industria manufacturera, el 49% del PIB de Japón). El producto es proporcionado por la industria manufacturera, y la industria manufacturera de China representa el 10% de su producción industrial total. Se puede decir que sin una industria manufacturera desarrollada, es imposible que el país sea verdaderamente próspero y fuerte.
Después de la fundación de la República Popular China, la industria manufacturera de mi país ha logrado grandes logros. Especialmente en los últimos años, la industria de máquinas herramienta de mi país ha logrado grandes avances y ha proporcionado algunos equipos de alta calidad para industrias importantes como la aeroespacial, la defensa nacional, la construcción naval, la generación de energía y la fabricación de motocicletas. Las máquinas herramienta CNC también se han desarrollado enormemente.
Sin embargo, cabe señalar que, aunque el nivel integral de la industria manufacturera de mi país ha mejorado considerablemente, todavía existe una brecha en comparación con los países industrialmente desarrollados, por ejemplo, la escala de exportación actual de maquinaria de mi país. y productos eléctricos no es tan bueno como el de Japón y Japón 1/9 de Estados Unidos solo equivale a 2/3 de Singapur y Corea del Sur. La estructura de productos de exportación es principalmente de gama media y baja, y la proporción de exportación de juegos completos de productos mecánicos y eléctricos de alta tecnología es baja y la competitividad no es fuerte.
1.1.2 Sistema de fabricación
1. La definición y connotación de sistema de fabricación
La definición básica de sistema de fabricación: el proceso de fabricación y el hardware involucrado incluyen El personal, el equipo de producción, los materiales, la energía y diversos dispositivos auxiliares y el software relacionado, además de la teoría de fabricación, la tecnología de fabricación (procesos y métodos de fabricación) y la información de fabricación, etc., forman un todo orgánico con funciones específicas.
Tres definiciones específicas de sistemas de fabricación:
(1) Definición estructural: Es el hardware (incluido el personal, el equipo, el flujo de materiales, etc.) involucrado en el sistema de fabricación y su software relacionado compuesto de un todo unificado.
(2) Definición funcional: Es un sistema input/output que convierte recursos de fabricación (materias primas, energía, etc.) en productos o productos semiacabados.
(3) Definición de proceso: Es el proceso operativo de producción manufacturera, incluido todo el proceso de fabricación de análisis de mercado, diseño de producto, planificación de procesos, implementación de fabricación, inspección de fábrica, venta de productos, etc.
Se puede ver en la definición anterior: el sistema de mecanizado es un sistema de fabricación típico.
2. La composición y funciones del sistema de fabricación
(1) Subsistema de operación y gestión
Función: determinar la política operativa y la dirección de desarrollo de la empresa, y tomar decisiones.
(2) Subsistema de marketing y ventas
Función: previsión de investigación y desarrollo de mercados, plan de ventas, servicio comercial y postventa.
(3) Subsistema de investigación y desarrollo
Función: plan de desarrollo, investigación básica e investigación aplicada, desarrollo de productos.
(4) Subsistema de diseño de ingeniería
Función: diseño de producto, diseño de proceso, diseño de ingeniería, producción de prueba de prototipos, pruebas y evaluación, plan de aseguramiento de calidad.
(5) Sistema de gestión de la producción
Funciones: planificación de la producción, planificación de operaciones, control del proceso de producción, control de calidad y gestión de costes.
(6) Subsistema de adquisiciones y suministros
Función: adquisición, aceptación y almacenamiento de materias primas y piezas adquiridas.
(7) Subsistema de gestión de recursos
Funciones: gestión y mantenimiento de equipos, gestión de herramientas, gestión de energía y gestión ambiental.
(8) Subsistema de control de calidad
Función: recopilar información sobre las necesidades y comentarios del usuario, seguimiento de la calidad, control estadístico del proceso.
(9) Subsistema financiero
Función: planificación financiera, presupuesto corporativo, contabilidad de costes, contabilidad financiera.
(10) Subsistema de personal
Función: ordenación, contratación y despido de personal.
(11) Subsistema de fabricación en taller
Función: Procesamiento de piezas, montaje, inspección de componentes y productos, almacenamiento y transporte de materiales, y almacenamiento y procesamiento de residuos.
3. Flujo de materiales, flujo de información y flujo de energía del sistema de fabricación
(1) El sistema de flujo de materiales ingresa materias primas o espacios en blanco, así como las herramientas correspondientes y otras herramientas. aceite lubricante, refrigerante y otros materiales auxiliares, etc., a través del transporte, sujeción, procesamiento, inspección y otros procesos, se obtienen productos semiacabados o productos terminados. Este proceso dinámico de entrada y salida de materiales en la fabricación es el flujo de materiales. .
(2) El intercambio y procesamiento de toda la información estática y dinámica, como tareas de procesamiento, procedimientos de procesamiento, métodos de procesamiento, estado de la herramienta, requisitos de la pieza de trabajo, indicadores de calidad, parámetros de corte, etc., integrados en el flujo de información de fabricación. constituyen el proceso de fabricación. El sistema de información controla eficazmente la eficiencia y la calidad de la fabricación mediante el intercambio de información con varios estados de la fabricación. El proceso de esta información en la fabricación es el flujo de información.
(3) Flujo de energía El flujo es la base de todos los movimientos Cuando se mantienen varios movimientos en la fabricación, el movimiento de energía, como la transferencia, la conversión y el consumo de energía, es un flujo de energía.
Estos "tres flujos" básicos existen en cualquier proceso de fabricación. Los "tres flujos" están interconectados y se influyen entre sí, formando un todo orgánico indivisible.
El diagrama de operación de "tres corrientes" del sistema de mecanizado
1.1.3 Proceso de fabricación
(Importación) La fabricación de productos mecánicos es un proceso que Incluye desarrollo de productos, diseño, ingeniería de sistemas de múltiples enlaces y procesos como producción, inspección, operación y servicio postventa. El núcleo de esto es la fabricación de productos, que es la clave para convertir la información de diseño del producto en productos, afecta directamente la calidad del producto y está relacionada con la realización del posicionamiento de la empresa en el mercado.
1. Proceso de producción
El proceso de convertir recursos de fabricación (materias primas, mano de obra, energía) en productos tangibles o riqueza basado en la información del diseño del producto - proceso de producción
El proceso de producción incluye los siguientes procesos:
(1) Trabajos de preparación técnica del producto: desarrollo y diseño de productos, diseño de procesos,
diseño y fabricación de equipos de proceso especiales, y preparación. de diversos materiales de producción y trabajos de organización de la producción.
(2) Transporte y almacenamiento de materias primas, productos semiacabados y productos terminados.
(3) Fabricación de espacios en blanco. Como fundición, forja, estampado, soldadura, etc.
(4) Procesamiento mecánico, tratamiento térmico y otros tratamientos superficiales de piezas.
(5) Montaje, ajuste, inspección, pruebas, pintura y embalaje de componentes y productos.
(6) Servicios diversos de producción, incluido el suministro, transporte y almacenamiento de materias primas, productos semiacabados y herramientas.
2. Sistema de producción
Utilizando una perspectiva de sistema (el principio de la ingeniería de sistemas), el proceso de producción puede considerarse como un sistema de producción con entrada y salida.
Entrada:
(1) Objeto de producción: se refiere a las materias primas utilizadas para completar las actividades de producción, incluidos los materiales principales y los materiales auxiliares.
(2) Medios de producción: se refiere a los medios necesarios para la producción, incluidos los medios de producción directos (como equipos, herramientas) y los medios de producción indirectos (como fábricas, carreteras, etc.)
(3 ) Energía: se refiere a la fuente de energía en el proceso de producción.
(4) Fuerza laboral: el trabajo físico y mental que pagan los productores durante el proceso de producción.
(5) Información de producción: se refiere a los conocimientos, habilidades, inteligencia, materiales, etc. necesarios para llevar a cabo eficazmente las actividades de producción.
Producto:
Riqueza producida: incluye riqueza tangible (productos) y riqueza intangible (servicios).
1.1.4 Tecnología de fabricación
Tecnología de fabricación - con el objetivo de fabricar productos de una determinada calidad, estudiando cómo fabricar productos con el menor consumo, el menor coste y la mayor eficiencia. La tecnología integral es la suma de todos los medios utilizados para completar las actividades de fabricación.
Una comprensión amplia de la tecnología de fabricación: involucra las actividades de producción y todos los aspectos y todo el proceso de producción. Es una actividad integrada desde el concepto del producto hasta el producto final. Es un sistema funcional y un sistema de procesamiento de información.
La tecnología de fabricación se entiende en un sentido estricto: el proceso de procesamiento y ensamblaje de materias primas o productos semiacabados para formar productos finales, así como la suma de todos los medios implementados en este proceso.
6. Resumen de la clase:
Esta sección habla principalmente sobre el surgimiento y desarrollo de la fabricación, la definición y connotación del proceso de fabricación, y el flujo de materiales, el flujo de información y el flujo de energía. sistema de fabricación.A través del aprendizaje, tenemos una comprensión más completa de la definición de sistemas de producción y tecnologías de fabricación.
7. Tarea:
Reflexiona y practica las preguntas 1 y 2 de la página 15.
Capítulo 1 Introducción a la tecnología de fabricación mecánica
1.2 Descripción general del proceso de fabricación mecánica
1. Objetivos de la enseñanza:
1. Métodos y clasificaciones del proceso de fabricación de piezas.
2. Familiarizado con los tipos de producción de fabricación de maquinaria.
3. Dominar el proceso mecánico y sus componentes (proceso, estación de trabajo, paso de trabajo, instalación, movimiento de herramientas).
2. Puntos clave y dificultades en la enseñanza:
Enfoque: Proceso de procesamiento mecánico y sus componentes.
Dificultad: Proceso de elaboración mecánica y sus componentes.
3. Método de enseñanza: método teórico, método de enseñanza multimedia
4. Horas lectivas: 2 horas
5. >1.2.1 Descripción general
(Introducción) La fabricación de productos mecánicos es un proyecto sistemático que incluye múltiples eslabones y procesos como el desarrollo de productos, diseño, producción, inspección, operación y servicio postventa. El núcleo es la fabricación de productos, que es la clave para convertir la información de diseño del producto en productos y afecta directamente la calidad del producto.
Proceso: en el proceso de fabricación, la fabricación de piezas en bruto, el procesamiento de piezas, el ensamblaje de productos, etc. son procesos que cambian directamente la forma, el tamaño, la posición relativa y el rendimiento de las materias primas (en bruto).
Los productos están compuestos por piezas, componentes, componentes, etc. El procesamiento de piezas es el primer paso para lograr la fabricación del producto. El segundo paso es ensamblar y ensamblar finalmente las piezas de acuerdo con la estructura y los requisitos técnicos de la máquina. También necesita pasar por una serie de procesos auxiliares como depuración, inspección, pintura y embalaje para convertirse en un producto calificado.
El mecanizado de piezas se realiza mediante sistemas de mecanizado. El sistema de proceso de mecanizado incluye: máquinas herramienta, herramientas de corte, piezas de trabajo, accesorios y otros equipos de proceso.
1.2.2 Métodos y clasificación del proceso de fabricación de piezas mecánicas
Los métodos del proceso de fabricación se pueden dividir en:
(1) Método de procesamiento de deformación (△m= 0)
Características: La calidad de la pieza de trabajo después del procesamiento es igual a la calidad inicial, y la pieza de trabajo se deforma de manera controlada, cambiando su tamaño, forma y rendimiento, se utiliza principalmente para fabricar espacios en blanco. y también se puede formar directamente en piezas.
Los métodos de procesamiento de deformación más utilizados incluyen: fundición, forja, estampado, pulvimetalurgia, moldeo por inyección, etc.
(2) Método de procesamiento de eliminación (△mlt; 0)
Características: la forma geométrica final de la pieza se limita a la forma geométrica inicial de la pieza en bruto, y la forma de la pieza se cambia quitando. Esto se consigue reduciendo parte del material y reduciendo parte del peso. Según el proceso de cambio de forma de la pieza de trabajo y la forma de acción de la energía, los métodos de eliminación de material se pueden dividir en cuatro tipos, como se muestra en la tabla. La eliminación de material es actualmente el principal método de fabricación de piezas mecánicas.
________________________________________
(3) Método de procesamiento combinado (△mgt; 0)
El método de procesamiento combinado tradicional es principalmente soldar, unir o remachar a través de estos. El método de conexión no desmontable combina los materiales en un todo para formar piezas. También existen métodos de procesamiento como recubrimiento, cementación y oxidación. La tecnología de fabricación rápida de prototipos (RPM), que se ha desarrollado sólo en los últimos años, es un nuevo desarrollo del método de acumulación de material. Integra diseño asistido por computadora (CAD), fabricación asistida por computadora (CAM), control numérico por computadora (CNC), servoaccionamiento de precisión, nuevos materiales y otras tecnologías avanzadas, y los superpone en capas según el modelo de diseño de producto tridimensional formado en la computadora. Cortar y obtener el contorno de la sección transversal de cada capa. Siguiendo estos contornos, el rayo láser corta selectivamente capas de papel (o solidifica capas de resina líquida, o sinteriza capas de material en polvo), o la fuente de inyección rocía selectivamente capas de adhesivo o materiales termofusibles, etc., formando capas delgadas una por una. uno, y gradualmente se superponen en una entidad tridimensional.
1.2.3 Proceso de procesamiento mecánico y sus componentes
1. El concepto de proceso
Proceso: cualquier cosa que cambie directamente la forma y el tamaño del objeto de producción. , calidad de la superficie, propiedades físicas y mecánicas, y el proceso de determinación de la relación posicional mutua de las piezas, etc., para convertirlas en productos terminados o productos semiacabados. Incluyendo: proceso de procesamiento de piezas y proceso de ensamblaje
Regulaciones de proceso: el proceso razonable se especifica en forma de documentos técnicos como base para guiar la producción, es decir, regulaciones de proceso.
Se enfatiza que los procedimientos del proceso pueden ser diversos para diferentes condiciones de producción y diferentes tipos de producción. Pero para condiciones de producción específicas, siempre existe la más razonable. Sin embargo, incluso la misma empresa hará ajustes a medida que cambien las condiciones de producción.
2. Proceso y sus componentes
En el proceso de producción, la pieza que puede cambiar directamente la forma, el tamaño, la posición relativa y el rendimiento de la pieza en bruto se denomina proceso, como por ejemplo. Fabricación de piezas en bruto, Procesamiento de piezas, Tratamiento térmico, Tratamiento superficial, Montaje de piezas, etc. Evidentemente, el proceso tecnológico es el componente principal del proceso de producción.
El proceso de utilizar métodos de mecanizado y organizarlos juntos de manera razonable y ordenada para cambiar gradualmente la forma, el tamaño y la calidad de la superficie de la pieza en bruto para convertirla en una pieza calificada se denomina proceso de mecanizado; que componen el producto son El proceso de combinar correctamente los requisitos de diseño en productos calificados se denomina proceso de ensamblaje. Dependiendo del contenido del trabajo, también existen procesos de fabricación de piezas en bruto, tratamientos térmicos, procesos de tratamiento de superficies, etc.
El proceso de mecanizado de cada pieza se compone de varias unidades básicas, que se denominan procesos. Cada proceso se divide en varios pasos: pasos de trabajo, instalación, estaciones de trabajo y pasadas de herramientas.
(1) Proceso se refiere a esa parte del proceso que uno o un grupo de trabajadores completan continuamente en la misma máquina herramienta o en el mismo lugar de trabajo en una o varias piezas de trabajo al mismo tiempo. El lugar de trabajo, los trabajadores, las piezas de trabajo y las operaciones continuas constituyen los cuatro elementos del proceso. Si alguno de los elementos cambia, se forma otro proceso.
Los procesos que deben incluirse en un proceso están determinados por la complejidad estructural de las piezas a procesar, los requisitos de precisión del procesamiento y los tipos de producción. El eje escalonado que se muestra en la Figura 2-1 depende de diferentes procesos de producción. Existen diferentes procesos y procedimientos para la producción por lotes.
(2) Instalación La parte del proceso que se completa después de cada sujeción de la pieza de trabajo se llama instalación. Por ejemplo, en los pasos 2, 3 y 5, se requieren dos instalaciones para completar todo el proceso.
(3) Estación Cuando se utiliza un dispositivo de múltiples estaciones o una máquina herramienta de múltiples ejes (multiestación), la pieza de trabajo se procesa secuencialmente a través de varias posiciones diferentes en una instalación. La parte del proceso completada por la pieza de trabajo que ocupa cada posición en la máquina herramienta se llama estación de trabajo.
La siguiente figura es un ejemplo de cómo cambiar la posición de procesamiento de la pieza de trabajo a través de la mesa giratoria de eje vertical. En este ejemplo, hay 4 estaciones que pueden perforar, expandir y escariar en una sola instalación.
Si un proceso tiene solo una instalación y la instalación tiene solo una estación de trabajo, entonces el contenido del proceso es el contenido de la instalación y también es el contenido de la estación de trabajo.