Есть мнение, что каждые несколько минут трём людям на планете приходит в голову одна и та же идея. Одни даже не задумываются над ней, другие решают, что она слишком сложна и недостижима, а третьи берут и доводят её до реализации. Именно благодаря таким «третьим», на свете и появляются новые технологи, и совершаются грандиозные открытия.

В сфере автомобильной промышленности без нововведений не обойтись. Мировые производители стараются сделать свою продукцию более качественной, эксклюзивной. Автомобили становятся всё быстрее, мощнее, легче, безопаснее и «умнее». На смену механике и человеку приходят компютеры-автоматы. Последние годы большинство нововведений, так или иначе, нацелены на наибольшую экономичность и экологическую безопасность.

Постепенно всё большую популярность приобретают автомобили гибриды. В этих машинах для работы используются два вида источников энергии. Чаще всего это обычный двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель или двигатель, работающий за счёт сжатого воздуха. Изобретение такого вида автомобилей позволило обеспечить значительную экономичность. Последняя была достигнута путём установки топливного двигателя с меньшей мощностью, полной его остановкой в режиме холостого хода, а так же меньшим количеством необходимых дозаправок топливом и, как следствие, потерей времени на автозаправочных станциях. Эти же особенности гибридных автомобилей обуславливают и их большую, в сравнении с обычными автомобилями, экологичность – меньше вредных выбросов, реже, чем в электромобилях необходимость в новом аккумуляторе и утилизации старого.

Но помимо новшеств в энергетических источниках, активно разрабатываются новые материалы для изготовления деталей автомобилей. Так, американская компания разрабатывает новейший биопластик, на 100% состоящий из растительных компонентов, а именно – из волокон кожуры томатов, остающейся при производстве томатного кетчупа. Для этих целей производители автомобилей планируют оформить договорённость с компанией по производству кетчупов Heinz. Последние, в свою очередь, перерабатывают порядка двух миллионов тонн томатов в год для своей продукции. Представители компании Ford сообщили, что намереваются делать из нового пластика детали отделки и крепежи для проводов. Стоит заметить, что на сегодняшний день автомобильная компания уже использует растительные материалы в своём производстве, например, такие как шелуха риса или кокосовая скорлупа.

Японские производители автомобилей Маzda так же работают над производством нового вида пластика на основе растительного сырья. Основная идея заключается в том, что детали кузова, сделанные из данного пластика, не будут нуждаться в дополнительном нанесении эмали. Детали из изначально покрашенного пластического материала обладают глубоким и устойчивым цветом и совершенно зеркальной поверхностью. Помимо этого, царапины на таком материале будут практически не видны. Новинку планируется начать использовать в 2015 году для последней модели .

Немецкие специалисты компании так же не отстают и предлагают использовать для производства кузовных деталей бумажные отходы. В качестве примера они продемонстрировали экспериментальную деталь капота, выполненную из трёхслойного материала, в котором внешние слои – это композитный материал, а внутренний слой выполнен из прессованного картона. Производство автомобильных деталей из предложенного материала не только явится решением вопроса лёгкости и экономичности конструкции, но и окажет благотворительное влияние на проблему утилизации отходов и безопасности пешеходов – значительно более легкая конструкция при столкновении нанесет меньшие травмы, нежели использующаяся сейчас.

Производство современных автомобилей стремительно меняется. Причина изменений инновационные разработки и новые технологии. Предлагаем Вам узнать, какие технологии изменят автомобильное производство в ближайшем будущем?

10) Цифровые технологии

Несомненно, в наше время . К примеру, новые разработки компании Google (Google Glass) или Apple Watch. Многие критики не верят, что новые электронные гаджеты приживутся на рынке. Но как нам кажется новые электронные гаджеты могут с помощью специальных приложений быть полезны в современных .

Ведь с помощью очков Google Glass, где бы вы не находились, (за рулем автомобиля, за сборочной линии на автозаводе или в гараже тюнинг-ателье) любая информация из сети может быть перед Вашими глазами. Причем Вы можете пользоваться информацией, не отвлекаясь от других дел.

9) Солнечная технология

Солнечная быстро становится конкурентоспособной по цене по сравнению с другими источниками энергии. В это даже невозможно поверить, поскольку еще несколько лет назад себестоимость солнечных батарей была в десятки раз больше чем в наши дни. В связи со снижением себестоимости солнечных батарей, они будут влиять на производство автомобилей и возможно на их движение в ближайшем будущем.

Таким образом, автозаводы и транспортные средства могут стать более экологически чистыми, чем сейчас.

8) Двигатель Camless

С самого начала своего появления двигатели внутреннего сгорания имеют распредвалы, которые двигают клапана мотора. Недавно компания Koenigsegg разработала двигатель без распредвала. Для открытия и закрытия клапанов в новом двигателе используются пневматические приводы.

7) Аккумулирование энергии

Вот пример автомобиля, в котором часть лишний энергии аккумулируется в специальных аккумуляторах и конденсаторах. Самое удивительное, что подобные системы уже стали применяться не только на дорогих суперкарах, но и на автомобиле Мазда на которой применяется система i-ELOOP.

6) Новая система продаж новых автомобилей

В ближайшем будущем возможно система производства и измениться. Так многие производители машин будут стараться сократить затраты на производство чтобы снизить издержки влияющие на себестоимость продукции. К примеру, запасы сырья будут сведены к минимуму. Так компании будут закупать именно столько сырья, сколько необходимо, без запаса. Это связано с тем, что многие автопроизводители хотят перейти на мгновенное производство. К примеру, поступил заказ текущего дня на определенное количество автомобилей. Построив оптимальное серийное производство этот заказ может быть выполнен на следующий день.

Поэтому в будущем процесс приобретения нового автомобиля может выглядеть так. Вы пришли в автосалон и оплатили автомобиль в понедельник. Во вторник машина будет выпущена на производстве. В течение трех дней машина будет доставлена с завода в автосалон. Максимум через 7 дней после оплаты Вы получите Ваш новый автомобиль.

Конечно, такая схема возможна, только если автопроизводители создадут гибкую схему производства и поставок комплектующих. Также необходимо более оперативно реагировать на потребности рынка. Но как нам кажется благодаря применению новых модульных платформ, это возможно. Ведь современная архитектура модульных платформ на производстве позволяет на одном модуле производить несколько моделей автомобилей.

5) Автоматизация автомобиля

Очевидно, что рано или поздно в мире в любом случае появиться полностью автономные автомашины. И это приведет к огромным последствиям для . Поскольку автономные машины снизят в несколько раз риск попадания в аварию, многие системы безопасности станут не нужны, что естественно отразится на дизайне интерьера и внешности.

4) Крупнейшие заводы по производству аккумуляторов для электро-автомобилей

Элон Маск (владелец компании Тесла)планирует, построит самый большой в мире завод по производству аккумуляторных батарей для применения в электроавтомобилях. По его планам завод к 2020 году будет выпускать 500,000 шт батарей. Это говорит о том, что технологии гибридных и электрических к 2020 году завоют весь мир. Электрокары, возможно, станут на наших дорогах привычным явлением, а бензиновые и дизельные машины станут реже попадаться нам на глаза. В это особенно вериться, если стоимость топлива к тому времени подорожает в 2-3 раза (прогнозы некоторых зарубежных аналитиков).

3) Электро-автомобили

Такие модели как McLaren P1, Porsche 918, и LaFerrari доказали всему миру, что . Именно благодаря этим машинам мир понял, что электрических машин не стоит опасаться. Также эти модели доказали

Что электрические технологии могут обеспечить автомобили необходимой мощностью и эффективностью, даже если речь идет о спорткарах.

2) Модульные шасси

Является лидером модульной технологии шасси. Так самая известная это модульная масштабируемая архитектура MQB на которой собираются такие модели как Audi A3, новое поколение Audi TT, VW Golf седьмого поколения, Seat Leon и Skoda Octavia.

Так, что в недалеком будущем ожидайте, что другие автопроизводители перейдут на универсальные модульные платформы, на базе которых будут собираться несколько разных моделей автомашин.

Это позволит сократить расходы на производство автомобилей и снизить отпускные цены на продукцию.

1) Углеродное волокно / Композиционные материалы

Фраза "Упростить, а затем добавить легкость" принадлежит создателю (Колину Чепмен). В этой фразе есть доля истины. Каждому производителю хочется сделать автомобиль быстрее, легче и экономичнее. Таким образом, можно угодить всем автолюбителей.

Углеродное волокно давно применяется в автопромышленности. Так сначала углеволокно применялось на гоночных и экзотических суперкарах. В наши дни углеродное волокно прокладывает себе путь в массовый авторынок. Так вложило огромные средства для создания моделей i3 и i8, в которых применяется углеволокно.

Так, что в любом случае ожидайте, что многие автопроизводетели будут применять этот материал все чаше и чаше на своих серийных транспортных средствах.

Современные «цифровые» автомобили содержат десятки контроллеров , объединенных в специальную локальную сеть. В автомобиле множество функций управления можно условно разделить на две группы:

первая группа обеспечивает надёжное функционирование основных узлов автомобиля, например, электронное управление двигателем и обеспечение безопасности: АБС, подушки безопасности и другие.

ко второй группе относятся различные электронные системы управления, обеспечивающие сервис, комфорт и развлечения пассажиров.

Например, бюджетный авто Пежо-206 содержит 27 контроллеров фирмы NEC .

Современный автомобиль, как и любую компьютерную систему с точки зрения объекта управления, можно представить состоящим из множества аналоговых и цифровых датчиков, набора исполнительных устройств и механизмов. На рис . представлены основные узлы автомобиля, для управления которыми используются автомобильные компьютеры.

Рис. Основные узлы автомобиля, управляемые компьютерами

Например, модель BMV745 использует такой микропроцессор, какPentium4.

Рис. Разрядность встраиваемых микроконтроллеров

Примеры используемых ОС во встраиваемых контроллерах. Наиболее популярным выбором является готовая коммерческая операционная система. В обзоре коммерческих операционных систем в последние годы системаMSEmbedded имела самую большую долю рынка, как видно из рисунка.

Рис. Операционные системы встраиваемых микроконтроллеров

На следующем рис. показаны распространенные языки программирования для разработки встроенных систем и,как видно, семейство языков С используется в большинстве разработок. Как видно из диаграммы находит также использование язык ассемблера для некоторых разработок.

Рис. Языки программирования встроенных микроконтроллеров

Краткая история развития микропроцессорных систем

1970 – Intel4004 - первый 4-битный МП;

1972 – Intel8008 - 8-ми битный;

1973 – Intel 8080 K580 (СССР) - аналог I8080;

Intel8085 - помимоCPUбыли таймеры, контроллер прерываний и пр.;

1976 – Intel 8048 - первый контроллер;

1978 – Intel 8051 - MCS 51 (Micro Computer System)

Середина 90-х – семейства: Intel151 иIntel251 – 8 битные, но адресуемая память: 2 20 и 2 24 .

1976 – I8086/I8088 (PCXT - IBM), К1816 (СССР) –аналог I8086.

EC1840 –CCCP–PCXT

1995 – (embedded) – разработаны однокристальные МК архитектуры Х86: 16- и 32-битные.

Основные требования к контроллерам

Низкая стоимость;

Высокая надежность;

Высокая степень миниатюризации;

Малое энергопотребление;

Работоспособность в различных температурных диапазонах в зависимости от применения:

1. Коммерческие : 0 … + 70 0 С;

   Расширенные : -40 … +85 0 С;

   Военные : -55 … +155 0 С;

Достаточная производительность для выполнения наборов функций

Архитектурные признаки контроллеров

Гарвардская архитектура (раздельная память для хранения данных (RAM) – энергозависимая и программ (ПЗУ) – энергонезависимая, сейчас популярнаflash;

Интеграция в одном кристалле всех модулей, необходимых для управляющей ЭВМ;

По разрядности контроллеры бывают:

Четырехразрядные- самые простые и дешевые;

Восьмиразрядные – наиболее многочисленное семейство(оптимальное соотношение цены и возможностей) MCS51

Шестнадцатиразрядные iMCS96 ,i80186(88) и другие, более производительные и дорогие.

32-разрядные – это обычно модификации универсальных МП, например i386, 486 и другие

64-х битные (обработка видео)

8-разрядные МК имеют очень широкое применение в различных АСУТП по следующим причинам:

Основная область применения 8-разрядных МК – устройства интеллектуального управления промышленной автоматики и бытовой аппаратуры. В данных применениях не требуется высокоразрядной арифметической обработки, большой процент логических преобразований, не требуется высокого быстродействия в жестких условиях реального времени. Таким образом, 8-битовые МК имеют свою нишу и в настоящее время широко используются промышленные контроллеры, называемые ПЛК .

Много новых применений, где МП ранее не использовалась, но МК не так заметны широкому кругу потребителей продукции, как ПК, так как они с ним не сталкиваются напрямую

МК также характеризуются двумя видами архитектуры: закрытой и открытой, Закрытая архитектура характеризуется отсутствием линий магистралей данных и адреса на внешних выводах корпуса МК, т.е.внешнее наращивание памяти программ, данных и портов не предполагается.

Режимы работы периферийных модулей контроллера настраиваются программно посредством регистров специальных функций этих модулей (таймеры, КП, АЦП, адаптеры параллельные и последовательные и др.

Режимы работы периферийных модулей современных контроллеров, их конфигурация настраиваются программно посредством загрузки кодов настройки в специальные регистры управления (SFR – special function register ).

Повышение производительности МК в рамках требуемой необходимости ведется в таких направлениях как:

Развитие архитектуры ЦПУ МК, например RISC-архитектура

Повышение тактовой частоты

Специализация команд и периферийных модулей МК

Повышение надежности

Переход на на более низкие уровни напряжения и новые технологии и др.

Широко известными фирмами-производителями МК являются Motorola,Microchip,Philips,Atmel,Simensи,Intel, др. И что очень важно – все это является теперь доступным российским разработчикам систем, примером является присутствие в нашем ВУЗе некоторых из ведущих мировых фирм(Motorola,Philipsи др.) Естественно из-за этого есть и проблемы: что выбрать?

MCS 51 является популярным семейством и ряд фирм выпускают клоны:

На сегодняшний день рынок автомобилей находится в рамках жесткой конкуренции, ведь передовые бренды прилагают множество усилий, чтобы предложить клиенту качественный продукт, соответствующий всем современным требованиям. В связи с этим мировой рынок предлагает конечному потребителю действительно хороший ассортимент резины , которая не оставит равнодушным даже самого требовательного покупателя.

Именно по этому компании-производители так заинтересованы в разработке новых технологий в области автомобильных шин, которые позволят уже в ближайшем будущем занять достойную рыночную нишу.

Рассмотрим, какие новшества приготовили для своих потребителей лидеры машиностроения.

Технические новшества компании Goodyear

Американская компания Goodyear в очередной раз удивила мировых производителей инновацией Triple Tube, которую можно было впервые увидеть на презентации всем известного автосалона в Швейцарии. Главным достижением ученых является автоматический контроль объема воздуха внутри шины в зависимости от типа дорожного покрытия, что обеспечит потенциальному владельцу данного продукта дополнительную устойчивость на дороге в самых различных ситуациях.

Автоматическая адаптация предусматривает три различных режима работы шины во время езды.

• Первый представляет технологию дополнительной устойчивости на дороге, а также автоматического сопротивления качанию автомобиля, что обеспечивает повышенный уровень упругости шины. Она значительно улучшает маневренность машины на сухой поверхности и сокращает длину тормозного пути, что достигается вследствие увеличения площади контакта шины с дорогой.
• Второй оснащен технологией дополнительной маневренности автомобиля в неблагоприятных погодных условиях, которая реализуется в процессе противодействия скольжению шины. Данная система предусматривает сужение площади контакта, что, в свою очередь, приводит к автоматическому увеличению ее диаметра.
• Третий режим актуален во время быстрой езды автомобиля и представляет собой автоматическую процедуру изменения формы колеса на, так называемую, «коническую», которая значительно увеличивает показатели сцепления шины на резких поворотах и обеспечивает автомобиль дополнительной маневренностью и устойчивостью на дороге.

Нельзя также не выделить концепцию шин BH03, которая является еще одним достижением американцев. Данная технология предусматривает возможность производства резины, которая способна самостоятельно вырабатывать электроэнергию, что ведет к автоматическому заряжению аккумулятора автомобиля непосредственно во время езды.

Достижения французского лидера Michelin

Инженеры французской компании Michelin также не сидят сложа руки, и уже сегодня предлагают мировому рынку технологию производства шин Michelin Tweel, которым вовсе не требуется воздух. Структура нового колеса состоит из прочной металлической конструкции и множества полиуретановых спиц, что полностью решает проблему прокола колес, а также их регулярной подкачки. На многочисленных исследованиях инновация неоднократно доказывала, что, преодолевая металлические шипы, автомобиль уверенно продолжает движение. На сегодняшний день компания объявила производство исключительно для коммерческого транспорта, но создатели уверяют, что в скором будущем мы сможем увидеть данное новшество и на легковых автомобилях.

Японский взнос в инновационный прогресс машиностроения

Не менее прогрессивными оказались и ученые японской компании Bridgestone, которые разработали уникальную технологию производства шин Nano-Pro-Tech. Она позволяет контролировать многочисленные свойства структуры и состава шины на молекулярном уровне. Благодаря данному новшеству возможно регулировать содержимое компонентов, которые входят в состав резины и активно взаимодействуют между собой. Это, в свою очередь, обеспечивает такие преимущества автомобиля, как улучшение сцепных показателей шин, уменьшения расхода бензина, сокращения тормозного пути и многое другое, что выводит производство продукта на новый уровень устойчивости, безопасности и маневренности автомобиля на дороге.

Учитывая все выше перечисление достижения научно-технического прогресса, можно сделать вывод, что главным двигателем инновационных технологий в области производства автомобильных шин является высокий уровень конкуренции в данной отрасли. Такая тенденция всегда будет служить отличным двигателем для увеличения ассортимента и улучшения качества продукции мировых производителей автомобильных шин, главной целью которых будет максимальное удовлетворение потребностей конечного покупателя. А это значит, что уже в ближайшем будущем мы сможем узнать о новых достижениях и инновациях в сфере машиностроения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки

Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет

имени С. Торайгырова

Факультет металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра транспортная техника

Конспект лекций

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ

ПРОИЗВОДСТВА И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ

Павлодар

УДК 629.113

ББК 39.33

Г 24

Рекомендовано Ученым советом ПГУ имени С. Торайгырова

Рецензент: профессор кафедры «Двигатели и организация дорожного движения», кандидат технических наук Василевский В.П.

Составитель: Гордиенко А.Н.

Г 24 Основы технологии производства и ремонта автомобилей:

Конспект лекций /сост. А.Н. Гордиенко. - Павлодар, 2006. - 143 с.

Конспект лекций по дисциплине «Основы технологии производства и ремонте автомобилей» состоит из двух разделов. В первом разделе приводятся основные понятия и определения производственного и технологического процессов, точности механической обработки, качества поверхности, методы получения заготовок и их характеристики, рассматриваются производственная технологичность изделий и порядок разработки технологического процесса.

Второй раздел посвящен капитальному ремонту автомобилей. В этом разделе рассматриваются особенности производственного и технологического процессов капитального ремонта автомобилей, способы восстановления деталей, методы испытаний и контроля качества отремонтированных узлов и автомобиля в сборе.

Конспект лекций составлен в соответствии с программой дисциплины и предназначен для студентов специальностей «280540 - Автомобили и автомобильное хозяйство» и «050713 - Транспорт, транспортная техника и технологии».

УДК 629.113

ББК 34.5

© Гордиенко А.Н., 2006

© Павлодарский государственный университет имени С.Торайгырова, 2006г.

Введение

1. Основы технологии автомобилестроения

1.1 Основные понятия и определения

1.1.1 Автомобилестроение как отрасль массового машиностроения

1.1.2 Этапы развития автомобилестроения

1.1.3 Краткий исторический очерк развития науки о технологии машиностроения

1.1.4 Основные понятия и определения изделия, производственного и технологического процессов, элементов операции

1.1.5 Задачи, решаемые при разработке технологического процесса

1.1.6 Виды машиностроительных производств

1.2 Основы точности механической обработки

1.2.1 Понятие точности обработки. Понятие о случайных и систематических погрешностях. Определение суммарной ошибки

1.2.2 Различные виды установочных поверхностей деталей и правило шести точек. Базы конструкторские, сборочные, технологические. Погрешности базирования

1.2.3 Статистические методы регулирования качества технологического процесса

1.3 Контроль точности и качества изделий машиностроительного производства

1.3.1 Понятие о входном, текущем и выходном контроле точности заготовок и деталей. Статистические методы контроля

1.3.2 Основные понятия и определения качества поверхности деталей машин

1.3.3 Упрочнение поверхностного слоя

1.3.4 Влияние качества поверхности на эксплуатационные свойства детали

1.3.5 Формирование поверхностного слоя методами технологического воздействия

1.4.4 Получение заготовок другими способами

1.4.5 Понятие о припуске на обработку. Методы определения операционных и общих припусков на обработку заготовок. Определение операционных размеров и допусков

1.5 Экономичность механической обработки

1.5.1 Краткая характеристика различных типов станков. Методы агрегатирования станков

1.5.2 Основные критерии оптимизации выбора станка

1.5.3 Определение оптимальных режимов резания

1.5.4 Анализ экономичности применения различных типов режущего, измерительного инструментов. Экономический анализ технологических процессов

1.6 Технологичность изделия

1.6.1 Классификация и определение показателей технологичности конструкции изделия. Методические основы оценки технологичности конструкции изделий

1.6.2 Технологичность конструкции исходя из условий сборки

1.6.3 Технологичность конструкции исходя из условий обработки резанием

1.6.4 Технологичность литых заготовок

1.6.5 Технологичность деталей из пластмасс

1.7 Проектирование технологических процессов механической обработки

1.7.1 Проектирование технологических процессов обработки деталей машин

1.7.2 Типизация технологических процессов. Особенности проектирования техпроцессов при поточно автоматизированном производстве

1.7.3 Особенности проектирования технологических процессов обработки деталей на станках с программным управлением

1.8 Основы проектирования приспособлений

1.8.1 Назначение и классификация приспособлений. Основные элементы приспособлений

1.8.2 Универсально - сборные приспособления

1.8.3 Методика проектирования и основы расчета приспособлений

1.9 Технологические процессы обработки типовых деталей

1.9.1 Корпусные детали

1.9.2 Круглые стержни и диски

1.9.3 Некруглые стержни

2. Основы ремонта автомобилей

2.1 Система ремонта автомобилей

2.1.1 Краткая характеристика процессов старения автомобиля; понятие о предельном состоянии автомобиля и его агрегатов

2.1.2 Процессы восстановления деталей автомобилей, их основные характеристики и функции

2.1.3 Производственный и технологический процессы ремонта автомобилей

2.1.4 Особенности технологии ремонта автомобилей

2.1.5 Законы распределения сроков службы автомобилей; методика расчета числа ремонтов

2.1.6 Система ремонта автомобилей и их составных частей

2.2 Основы технологии разборочно-моечных процессов при ремонте автомобилей

2.2.1 Разборочно-моечные процессы и их роль в обеспечении качества и экономической эффективности ремонта автомобилей

2.2.2 Технологический процесс разборки автомобилей и их агрегатов

2.2.3 Организация процесса разборки. Средства механизации

разборочных работ

2.2.4 Виды и характер загрязнений

2.2.5 Классификация моечно-очистительных операций на различных этапах выполнения разборочных работ

2.2.6 Сущность процесса обезжиривания деталей

2.2.7 Способы очистки деталей от нагара, накипи, коррозии и других загрязнений

2.3 Методы оценки технического состояния деталей при ремонте автомобилей

2.3.1 Классификация дефектов деталей

2.3.2 Технические условия на контроль и сортировку деталей

2.3.3 Понятие о предельном и допустимом износе

2.3.4 Контроль размеров рабочих поверхностей деталей и погрешностей их формы

2.3.5 Методы обнаружения скрытых дефектов и современные способы дефектации

2.3.6 Определение коэффициентов готовности и восстановления деталей

2.4 Краткая характеристика основных технологических методов, применяемых при ремонте автомобилей

2.4.1 Восстановление деталей - один из основных источников экономической эффективности ремонта автомобилей

2.4.2 Классификация технологических методов, применяемых при восстановлении деталей

2.4.3 Методы восстановления размеров изношенных поверхностей деталей

2.5 Основы технологии сборочных процессов при ремонте автомобилей

2.5.1 Понятие о конструктивно-сборочных элементах автомобиля

2.5.2 Структура технологического процесса сборки; стадии сборочного процесса

2.5.3 Организационные формы сборки

2.5.4 Понятие о точности сборки; классификация методов обеспечения требуемой точности сборки

2.5.5 Расчет предельных размеров замыкающих звеньев сборочных единиц в зависимости от применяемого метода

2.5.6 Краткая характеристика технологических методов сборки сопряжений

2.5.7 Балансировка деталей и узлов

2.5.8 Методика проектирования технологических процессов сборки

2.5.9 Механизация и автоматизация процессов сборки

2.5.10 Контроль при сборке и испытание агрегатов и автомобилей

2.5.11 Технологическая документация; типизация технологических процессов

2.6 Ремонтопригодность автомобиля

2.6.1 Понятия и терминология по ремонтопригодности

2.6.2 Ремонтопригодность - важнейшее свойство автомобиля; ее значение для авторемонтного производства

2.6.3 Факторы, определяющие ремонтопригодность

2.6.4 Показатели ремонтной технологичности

2.6.5 Методы оценки ремонтопригодности

2.6.6 Управление ремонтопригодностью на этапе проектирования автомобилей

Литература

Введение

Эффективная эксплуатация автомобильного транспорта обеспечивается высоким качеством технического обслуживания и ремонта. Успешное решение этой задачи зависит от квалификации специалистов, подготовка которых ведется по специальностям «280540 - Автомобили и автомобильное хозяйство» и «050713 - Транспорт, транспортная техника и технологии».

Основная задача преподавания дисциплины «Основы технологии производства и ремонта автомобилей» - дать будущим специалистам знания, позволяющие с технико-экономической целесообразностью применять прогрессивные методы ремонта автомобилей, повышения их качества и надежности, обеспечивающих доведение ресурса отремонтированных машин до уровня близкого к ресурсу новых.

Для глубокого понимания и усвоения вопросов технологии ремонта автомобилей необходимо изучить основные положения механической обработки восстанавливаемых деталей и сборки автомобилей, которые базируются на технологии автостроения, основы которой приведены в первом разделе конспекта лекций.

Второй раздел «Основы ремонта автомобилей» является основным по назначению и содержанию дисциплины. В этом разделе излагаются методы обнаружения скрытых дефектов деталей, технологии их восстановления, контроля при комплектации, методы сборки и испытания узлов и автомобиля в целом.

Целью написания конспекта лекций является изложение курса в объеме программы дисциплины наиболее кратко и обеспечение студентов учебным пособием, позволяющим им выполнять самостоятельную работу в соответствии с программой дисциплины «Основы технологии производства и ремонта автомобилей» для студентов.

1 . Основы технологии автомобилестроения

1.1 Основные понятия и определения

1.1.1 Автомобиле строение как отрасль массового машиностро е ния

Автомобилестроение относится к массовому производству - наиболее эффективному. Производственный процесс автозавода охватывает все этапы производства автомобилей: изготовление заготовок деталей, все виды их механической, тепловой, гальванической и других обработок, сборку узлов, агрегатов и машины, испытание и окраску, технический контроль на всех стадиях производства, транспортировку материалов, заготовок, деталей, узлов и агрегатов на хранение на складах.

Производственный процесс автозавода осуществляется в различных цехах, которые по своему назначению делятся на заготовительные, обрабатывающие и вспомогательные. Заготовительные - литейные, кузнечные, прессовые. Обрабатывающие - механические, термические, сварочные, окрасочные. Заготовительные и обрабатывающие цехи относятся к основным цехам. К основным цехам относятся также модельный, ремонтно-механический, инструментальный и т. п. Цехи, занятые обслуживанием основных цехов, являются вспомогательными: электроцех, цех безрельсового транспорта.

1.1.2 Этапы развития автомобилестроения

Первый этап - до Великой отечественной войны. Строительство

автомобильных заводов с технической помощью иностранных фирм и постановка на производство автомобилей зарубежных марок: АМО (ЗИЛ) - форд, ГАЗ-АА - форд. Первый легковой автомобиль ЗИС-101 в качестве аналога был использован американский Бьюик (1934г.).

Завод имени Коммунистического интернационала молодежи (Москвич) выпускал легковые автомобили КИМ-10 на базе английского «Форда Префект». В 1944 году были получены чертежи, оборудование и оснастка для изготовления автомобиля «Опель».

Второй этап - после окончания войны и до распада СССР (1991) Строятся новые заводы: Минский, Кременчугский, Кутаисский, Уральский, Камский, Волжский, Львовский, Ликинский.

Разрабатываются отечественные конструкции и осваивается производство новых машин: ЗИЛ-130, ГАЗ-53, КрАЗ-257, КамАЗ-5320, Урал-4320, МАЗ-5335, Москвич-2140, УАЗ-469 (Ульяновский завод), ЛАЗ-4202, микроавтобус РАФ (Рижский завод), автобус КАВЗ (Курганский завод) и другие.

Третий этап - после распада СССР.

Заводы распределились по разным странам - бывшим республикам СССР. Нарушились производственные связи. Многие заводы прекратили производство автомобилей или резко сократили объемы. Крупнейшие заводы ЗИЛ, ГАЗ освоили малотоннажные грузовики ГАЗель, Бычок и их модификации. На заводах начали разрабатывать и осваивать типоразмерный ряд автомобилей разных назначений и разной грузоподъемности.

В Усть-Каменогорске освоено производство автомобилей «Нива» Волжского автозавода.

1.1.3 Краткий исторический очерк развития науки о техн о логии машиностроения

В первый период развития автомобилестроения производство автомобилей носило мелкосерийный характер, технологические процессы выполнялись рабочими высокой квалификации, трудоемкость изготовления автомобилей была высокой.

Оборудование, технология и организация производства на автомобильных заводах были для того времени передовыми в отечественном машиностроении. В заготовительных цехах использовались машинная формовка и конвейерная заливка опок, паровоздушные молоты, горизонтально-ковочные машины и другое оборудование. В механосборочных цехах применялись поточные линии, специальные и агрегатные станки, оснащенные высокопроизводительными приспособлениями и специальным режущим инструментом. Общая и узловая сборка производилась поточным методом на конвейерах.

В годы второй пятилетки развитие технологии автостроения характеризуется дальнейшим освоением принципов поточно-автоматизированного производства и увеличением выпуска автомобилей.

Научные основы технологии автостроения включают выбор метода получения заготовок и базирование их при обработке резанием с обеспечением высокой точности и качества, методику определения эффективности разработанного технологического процесса, методы расчета высокопроизводительных приспособлений, повышающих эффективность процесса и облегчающих труд станочника.

Решение проблемы повышения эффективности производственных процессов потребовало внедрения новых автоматических систем и комплексов, более рационального использования исходных материалов, приспособлений и инструментов, что является основным направлением работы ученых научно-исследовательских организаций и учебных заведений.

1.1.4 Основные понятия и определения изделия, произво д ственного и технологических процессов, элементов операции

Изделие характеризуется большим разнообразием свойств: конструктивных, технологических и эксплуатационных.

Для оценки качества изделий машиностроения используют восемь видов показателей качества: показатели назначения, надежности, уровня стандартизации и унификации, технологичности, эстетические, эргономические, патентно-правовые и экономические.

Совокупность показателей можно разделить на две категории:

Показатели технического характера, отражающие степень пригодности изделия к использованию его по прямому назначению (надежность, эргономика и т.д.);

Показатели экономического характера, показывающие непосредственно или косвенно уровень материальных, трудовых и финансовых затрат на достижение и реализацию показателей первой категории, во всех возможных сферах проявления (создания, производства и эксплуатации) качества изделия; показатели второй категории включают в основном показатели технологичности.

Как объект проектирования изделие проходит ряд стадий по ГОСТ 2.103-68.

Как объект производства изделие рассматривается с позиций технологической подготовки производства, методов получения заготовок, обработки, сборки, испытания и контроля.

Как объект эксплуатации изделие анализируется по соответствию эксплуатационных параметров техническому заданию; удобству и сокращению трудоемкости подготовки изделия к функционированию и контролю его работоспособности, удобству и сокращению трудоемкости профилактических и ремонтных работ, требуемых для повышения срока службы и восстановления работоспособности изделия, по сохранению технических параметров изделия в период длительного хранения.

Изделие состоит из деталей и узлов. Детали и узлы могут соединяться в группы. Различают изделия основного производства и изделия вспомогательного производства.

Деталь - элементарная часть машины, изготовленная без применения сборочных приспособлений.

Узел (сборочная единица) - разъемное или неразъемное соединение деталей.

Группа - соединение узлов и деталей, являющихся одной из основных составных частей машин, а также совокупность узлов и деталей, объединенных общностью выполняемых функций.

Под изделиями понимаются машины, узлы машин, детали, приборы, электроаппараты, их узлы и детали.

Производственным процессом называется совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.

Технологический процесс (ГОСТ 3.1109-82) - часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.

Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Рабочее место - участок производственной площади, оборудованный применительно к выполняемой операции или выполняемой работе.

Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.

Технологический переход - законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.

Вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и чистоты поверхности, но необходимы для выполнения технологического перехода, например, установка заготовки, смена инструмента.

Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, чистоты поверхности или свойств заготовки.

Вспомогательный ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размеров, чистоты поверхности или свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода.

Технологический процесс может быть выполнен в виде типового, маршрутного и операционного.

Типовой технологический процесс характеризуется единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструктивными признаками.

Маршрутный технологический процесс выполняется по документации, в которой содержание операции излагается без указания переходов и режимов обработки.

Операционный технологический процесс выполняется по документации, в которой содержание операции излагается с указанием переходов и режимов обработки.

1.1.5 Задачи, решаемые при разработке технологич е ского процесса

Основной задачей разработки технологических процессов является обеспечение при заданной программе выпуска деталей высокого качества при минимальной себестоимости. При этом производится:

Выбор способа изготовления и заготовки;

Выбор оборудования с учетом имеющегося на предприятии;

Разработка операций обработки;

Разработка приспособлений для обработки и контроля;

Выбор режущего инструмента.

Технологический процесс оформляется в соответствии с Единой системой технологической документации (ЕСТД) - ГОСТ 3.1102-81.

1.1.6 Виды машиностроительных производств

В машиностроении различают три типа производств: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется изготовлением небольших количеств изделий разнообразных по конструкции, применением универсального оборудования, высокой квалификацией рабочих и более высокой себестоимостью продукции по сравнению с другими типами производства. К единичному производству на автозаводах относятся изготовление опытных образцов автомобилей в экспериментальном цехе, в тяжелом машиностроении - производство крупных гидротурбин, прокатных станов и т.п.

В серийном производстве изготовление деталей осуществляется партиями, изделий сериями, повторяющимися через определенные промежутки времени. После изготовления данной партии деталей производится переналадка станков на выполнение операций той же или другой партии. Серийное производство характеризуется применением как универсального, так и специального оборудования и приспособлений, расстановкой оборудования как по типам станков, так и по технологическому процессу.

В зависимости от величины партии заготовок или изделий в серии различают мелкосерийное, средне- и крупносерийное производства. К серийному производству относятся станкостроение, производство стационарных двигателей внутреннего сгорания, компрессоров.

Массовым производством называется производство, при котором изготовление однотипных деталей и изделий ведется непрерывно и в большом количестве в течении длительного времени (несколько лет). Массовое производство характеризуется специализацией рабочих на выполнение отдельных операций, применением высокопроизводительного оборудования, специальных приспособлений и инструмента, расположением оборудования в последовательности, соответствующей выполнению операции, т.е. по потоку, высокой степенью механизации и автоматизации технологических процессов. В технико-экономическом отношении массовое производство является наиболее эффективным. К массовому производству относятся автомобилестроение и тракторостроение.

Приведенное деление машиностроительного производства по типам является в известной мере условным. Провести резкую грань между массовым и крупносерийным производствами или между единичным и мелкосерийным затруднительно, поскольку принцип поточно-массового производства в той или иной мере осуществляется в крупносерийном и даже в среднесерийном производстве, а характерные особенности единичного производства свойственны мелкосерийному производству.

Унификация и стандартизация изделий машиностроения способствует специализации производства, сокращению номенклатуры изделий и увеличению объемов их выпуска, а это позволяет шире применять поточные методы и автоматизацию производства.

1.2 Основы точности механической обработки

1.2.1 Понятие точности обработки. Понятие о случайных и систематических погрешностях. Определение суммарной ошибки

Под точностью изготовления детали понимается степень соответствия ее параметров параметрам, заданным конструктором в рабочем чертеже детали.

Соответствие деталей - реальной и заданной конструктором - определяется следующими параметрами:

Точностью формы детали или ее рабочих поверхностей, характеризуемой обычно овальностью, конусностью, прямолинейностью и другими;

Точностью размеров деталей, определяемой отклонением размеров от номинальных;

Точностью взаимного расположения поверхностей, задаваемой параллельностью, перпендикулярностью, концентричностью;

Качеством поверхности, определяемым шероховатостью и физико-механическими свойствами (материалом, термообработкой, поверхностной твердостью и другими).

Точность обработки может быть обеспечена двумя методами:

Установкой инструмента на размер способом пробных проходов и промеров и автоматическим получением размеров;

Наладкой станка (установка инструмента в определенное положение относительно станка один раз при его наладке на операцию) и автоматическим получением размеров.

Точность обработки в процессе выполнения операции достигается автоматически контролем и подналадкой инструмента или станка при выходе деталей из поля допуска.

Точность находится в обратной зависимости от производительности труда и стоимости обработки. Стоимость обработки резко возрастает при высоких точностях (рисунок 1.2.1, участок А), а при низких - медленно (участок В).

Экономическая точность обработки обуславливается отклонениями от номинальных размеров обрабатываемой поверхности, полученных в нормальных условиях при использовании исправного оборудования, стандартного инструмента, средней квалификации рабочего и при затратах времени и средств, не превышающих эти затраты при других сопоставимых способах обработки. Она зависит также от материала детали и припуска на обработку.

Рисунок 1.2.1 - Зависимость стоимости обработки от точности

Отклонения параметров реальной детали от заданных параметров называются погрешностью.

Причины возникновения погрешностей при обработке:

Неточность изготовления и износ станка и приспособлений;

Неточность изготовления и износ режущего инструмента;

Упругие деформации системы СПИД;

Температурные деформации системы СПИД;

Деформации деталей под влиянием внутренних напряжений;

Неточность настройки станка на размер;

Неточность установки, базирования и измерения.

Жесткостью системы СПИД называется отношение составляющей силы резания, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности, к смещению лезвия инструмента, измеренному в направлении действия этой силы (Н/мкм).

Величина обратная жесткости называется податливостью системы (мкм/Н)

Деформация системы (мкм)

Температурные деформации.

Теплота, образующаяся в зоне резания распределяется между стружкой, обрабатываемой заготовкой, инструментом и частично рассеивается в окружающую среду. Например, при токарной обработке в стружку отходит 50-90% теплоты, в резец 10-40%, в заготовку 3-9%, в окружающую среду 1%.

Из-за нагрева резца в процессе обработки удлинение его достигает 30-50 мкм.

Деформация от внутреннего напряжения.

Внутренние напряжения возникают при изготовлении заготовок и в процессе их механической обработки. В литых заготовках, штамповках и поковках возникновение внутренних напряжений происходит из-за неравномерного охлаждения, а при термической обработке деталей - по причине неравномерного нагрева и охлаждения и структурных превращений. Для полного или частичного снятия внутренних напряжений в литых заготовках их подвергают естественному или искусственному старению. Естественное старение происходит при длительной выдержке заготовки на воздухе. Искусственное старение осуществляется путем медленного нагрева заготовок до 500…600, выдержки при этой температуре в течение 1-6 часов и последующего медленного охлаждения.

Для снятия внутренних напряжений в штамповках и поковках их подвергают нормализации.

Неточность настройки станка на заданный размер связана с тем, что при установке режущего инструмента на размер с помощью измерительных средств или по готовой детали возникают погрешности, влияющие на точность обработки. На точность обработки оказывает влияние большое число разнообразных причин, вызывающих систематические и случайные погрешности.

Суммирование погрешностей производится по следующим основным правилам:

Систематические погрешности суммируются с учетом их знака, т.е. алгебраически;

Суммирование систематических и случайных погрешностей производится арифметически, поскольку знак случайной погрешности заранее неизвестен (наиболее неблагоприятный результат);

случайные погрешности суммируются по формуле:

где - коэффициенты, зависящие от вида кривой

распределения составляющих погрешностей.

Если погрешности подчиняются одному закону распределения, то

Тогда. (1.6)

1.2.2 Различные виды установочных поверхностей д е талей и правило шести точек. Б азы конструкторские, сборочные, технологические. Погрешности базиров а ния

Обрабатываемая деталь, как и всякое тело, имеет шесть степеней свободы, три возможных перемещения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей координат и три возможных вращения относительно их. Для правильной ориентации заготовки в приспособлении или механизме необходимо и достаточно шести опорных жестких точек, расположенных определенным образом на поверхности данной детали (правило шести точек).

Рисунок 1.2.2 - Положение детали в системе координат

Для лишения шести степеней свободы заготовки требуется шесть неподвижных опорных точек, расположенных в трех перпендикулярных плоскостях. Точность базирования заготовки зависит от выбранной схемы базирования, т.е. схемы расположения опорных точек на базах заготовки. Опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками и нумеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек. В этом случае число проекций заготовки на схеме базирования должно быть достаточным для четкого представления о размещении опорных точек.

Базой называется совокупность поверхностей, линий или точек детали (заготовки), по отношению к которым ориентируют другие поверхности детали при обработке или измерении, или по отношению к которым ориентируют другие детали узла, агрегата при сборке.

Конструкторским базами называют поверхности, линии или точки, относительно которых на рабочем чертеже детали конструктор задает взаимное положение других поверхностей, линий или точек.

Сборочными базами называют поверхности детали, определяющие ее положение относительно другой детали в собранном изделии.

Установочными базами называют поверхности детали, с помощью которых ее ориентируют при установке в приспособлении или непосредственно на станке.

Измерительными базами называют поверхности, линии или точки, относительно которых производят отсчет размеров при обработке детали.

Установочные и измерительные базы используются в технологическом процессе обработки детали и называются технологическими базами.

Основными установочными базами называют поверхности, используемые для установки детали при обработке, которыми детали ориентируются в собранном узле или агрегате относительно других деталей.

Вспомогательными установочными базами называют поверхности, которые для работы детали в изделии не нужны, но специально обрабатываются для установки детали при обработке.

По месту расположения в технологическом процессе установочные базы делятся на черновые (первичные), промежуточные и чистовые (окончательные).

При выборе чистовых баз следует по возможности руководствоваться принципом совмещения баз. При совмещении установочной базы с конструкторской базой погрешность базирования равна нулю.

Принцип единства баз - данную поверхность и поверхность, являющуюся по отношению к ней конструкторской базой, обрабатывают, пользуясь одной и той же базой (установочной).

Принцип постоянства установочной базы состоит в том, что на всех технологических операциях обработки используют одну и ту же (постоянную) установочную базу.

Рисунок 1.2.3 - Совмещение баз

Погрешностью базирования называется разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на размер инструмента. Погрешность базирования имеет место при несовмещении измерительной и установочной баз заготовки. В этом случае положение измерительных баз отдельных заготовок в партии будет различным относительно обрабатываемой поверхности.

Как погрешность положения, погрешность базирования влияет на точность выполнения размеров (кроме диаметральных и связывающих единовременно обрабатываемые поверхности одним инструментом или одной инструментальной наладкой), на точность взаимного положения поверхностей и не влияет на точность их форм.

Погрешность установки заготовки:

где - неточность базирования заготовки;

Неточность формы базирующих поверхностей и зазоров меж-

ду ними и опорными элементами приспособлений;

Погрешность закрепления заготовки;

Погрешность положения установочных элементов приспособления на станке.

1.2.3 Статистические методы регулирования качества те х нологического процесса

Статистические методы исследования позволяют оценивать точность обработки по кривым распределения действительных размеров деталей, входящих в партию. При этом различают три вида погрешностей обработки:

Систематические постоянно действующие;

Систематические закономерно изменяющиеся;

Случайные.

Систематические постоянные погрешности легко обнаруживаются и устраняются подналадкой станка.

Погрешность называется систематической закономерно изменяющейся, если в процессе обработки наблюдается закономерность в изменении погрешности детали, например под влиянием износа лезвия режущего инструмента.

Случайные погрешности возникают под действием многих причин, не связанных между собой какой-либо зависимостью, поэтому заранее нельзя установить закономерность изменения и величину погрешности. Случайные погрешности вызывают рассеивание размеров в партии деталей, обрабатываемых в одинаковых условиях. Размах (поле) рассеивания и характер распределения размеров деталей определяют по кривым распределения. Для построения кривых распределения производят измерение размеров всех деталей, обрабатываемых в данной партии, и разбивают их на интервалы. Затем определяют количество деталей в каждом интервале (частость) и строят гистограмму. Соединив средние значения величин интервалов прямыми линиями, получаем эмпирическую (практическую) кривую распределения.

Рисунок 1.2.4 - Построение кривой распределения размеров

При автоматическом получении размеров деталей, обрабатываемых на предварительно настроенных станках, распределение размеров подчиняется закону Гаусса - закону нормального распределения.

Дифференциальная функция (плотность вероятности) кривой нормального распределения имеет вид:

гле - переменная случайная величина;

Среднее квадратическое отклонение случайной величины;

от среднего значения;

Среднее значение (математическое ожидание) случайной величины;

Основание натуральных логарифмов.

Рисунок 1.2.5 - Кривая нормального распределения

Среднее значение значение случайной величины:

Среднеквадратическое значение:

Другие законы распределения:

Закон равной вероятности с кривой распределения, имеющей

вид прямоугольника;

Закон треугольника (закон Симпсона);

Закон Максвелла (рассеивание величин биения, дисбаланса, эксцентриситета и т.п.);

Закон модуля разности (распределение овальности цилиндрических поверхностей, непараллельности осей, отклонение шага резьбы).

Кривые распределения не дают представления об изменении рассеивания размеров деталей во времени, т.е. в последовательности их обработки. Для регулирования технологического процесса и контроля качества применяется метод медиан и индивидуальных значений и метод средних арифметических значений и размеров (ГОСТ 15899-93).

Оба метода распространяются на показатели качества продукции, значение которых распределяются по законам Гаусса или Максвелла.

Стандарты распространяются на технологические процессы с запасом точности, для которых коэффициент точности находится в пределах 0,75-0,85.

Метод медиан и индивидуальных значений рекомендуется применять во всех случаях при отсутствии автоматических средств измерения, вычисления и управления процессом по статистическим оценкам хода процесса. Второй метод средних арифметических размеров рекомендуется применять для процессов с высокими требованиями к точности и для единиц продукции, связанных с обеспечением безопасности движения, экспресс-лабораторных анализов, а также для измерения, вычисления и управления процессами по результатам определения статистических характеристик при наличии автоматических устройств.

Рассмотрим второй метод, который по своему назначению больше, чем метод, относится к массовому производству, хотя оба метода применяются в автомобилестроении.

Коэффициент точности процесса для значений показателей качества, подчиняющихся закону Гаусса, рассчитывается по формуле:

а для значений показателей качества, подчиняющихся закону Максвелла:

где - среднеквадратичное отклонение показателя качества;

Допуск показателя качества;

Для показателей качества, значения которых распределяются по закону Максвелла, диаграмма средних арифметических значений имеет одну верхнюю границу. Значения коэффициента зависят от объема выборки (таблица 1.2.2).

Таблица 1.2.1 - Контрольная карта статистического регулирования и контроля качества методом

Линии пределов допуска;

Линии границ допускаемых отклонений средних

арифметических значений выборок.

Граница регулирования размахов равна

Динамика уровня процесса характеризуется линией, а динамика точности процесса линией.

(*) - в допуске,

(+) - завышен,

(-) - занижен.

На контрольной карте наносится отметка в виде стрелки, указывающая на разладку процесса, а продукция, изготовленная между двумя очередными выборками, подлежит сплошному контролю.

Таблица 1.2.2 - Коэффициенты для расчета границ регулирования

Другие показатели качества данной операции и параметры технологического процесса проверяются обычными методами по каждой выборке и результаты проверки заносятся в инструкционную карту, которая прилагается к картам технологического процесса. Объем выборки 3…10 штук. При большем объеме выборки данный стандарт не применяется.

Контрольная карта, является носителем статистической информации о состоянии технологического процесса, может размещаться на формуляре, перфоленте, а также в памяти компьютера.

1.3 Контроль точности и качества изделий машиностроительного производства

1.3.1 Понятие о входном, текущем и выходном ко н троле точности заготовок и деталей. Статистические методы контроля

Качество изделия - это совокупность свойств, определяющих его пригодность к выполнению заданных функций при использовании по назначению.

Контроль качества продукции на машиностроительных предприятиях возложен на отдел технического контроля (ОТК). Наряду с этим проверку соответствия качества изделий установленным требованиям осуществляют рабочие, производственные мастера, начальники цехов, персонал отдела главного конструктора, отдела главного технолога и другие.

ОТК обеспечивает приемку объектов производства, материалов и комплектующих изделий, своевременную проверку средств измерений и их надлежащее содержание, контролирует выполнение мероприятий по техническому учету, анализу и предупреждению брака, осуществляет связь с заказчиками по вопросам качества выпускаемой продукции.

Входной контроль осуществляется применительно к поступающим на завод материалам, комплектующим изделиям и другой продукции, поступающей от других предприятий, либо участков производства данного предприятия.

Операционный (текущий) контроль выполняется по завершении определенной производственной операции и заключается в проверке изделий либо технологического процесса.

Приемочный (выходной) контроль - это контроль готовой продукции, при котором принимается решение о ее пригодности к использованию.

Статистические методы контроля приведены в теме 1.2 (контроль качества методом точечных диаграмм).

1.3.2 Основные понятия и определения качества поверхн о сти деталей машин

Качество поверхности характеризуется физико-механическими и геометрическими свойствами поверхностного слоя детали.

К физико-механическим свойствам относятся структура поверхностного слоя, твердость, степень и глубина наклепа, остаточные напряжения.

Геометрическими свойствами являются шероховатость и направление неровностей поверхности, погрешности формы (конусность, овальность и др.). Качество поверхности оказывает влияние на все эксплуатационные свойства деталей машин: износостойкость, усталостную прочность, прочность неподвижных посадок, коррозийную стойкость и др.

Из геометрических свойств наибольшее влияние на точность механической обработки и эксплуатационные свойства деталей оказывает шероховатость.

Шероховатость поверхности - совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине.

Базовая длина - длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, и для количественного определения ее параметров.

Шероховатость характеризует микрогеометрию поверхности.

Овальность, конусность, бочкообразность и т.д. характеризуют макрогеометрию поверхности.

Шероховатость поверхности деталей различных машин оценивается по ГОСТ 2789-73. ГОСТом установлено 14 классов шероховатости. Классы с 6 по 14 разделяются еще на разделы, по три раздела «а, б, в» в каждом.

Первому классу соответствует максимально шероховатая, а 14-му наиболее гладкая поверхность.

Среднее арифметическое отклонение профиля определяется как среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины.

Приближенно:

Высота неровностей профиля по десяти точкам - сумма средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших максимумов и пяти наибольших минимумов профиля в пределах базовой длины.

Рисунок 1.3.1 - Параметры качества поверхности.

Отклонения пяти наибольших максимумов,

Отклонения пяти наибольших минимумов профиля.

Наибольшая высота неровностей - расстояние между ли-нией выступов и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

Средний шаг неровностей профиля и средний шаг неровностей профиля по вершинам определяется так

Средняя линия профиля m - базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины средневзвешенное отклонение профиля по этой линии минимально.

Опорная длина профиля L равна сумме длин отрезков bi в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале выступов профиля линией, эквидистантной средней линии профиля m . Относительная опорная длина профиля:

где - базовая длина,

Значения указанных параметров, регламентированные ГОСТ, находятся в пределах:

10-90%; уровень сечения профиля = 5-90 % от;

0,01-25 мм; = 12,5-0,002мм; = 12,5-0,002мм;

1600-0,025мкм; = 100-0.008мкм.

является основной шкалой для 6-12 классов, а для 1-5 и 13-14 классов основная шкала.

Обозначения шероховатости и правила нанесения их на чертежах деталей по ГОСТ 2.309-73.

Профилометрами (КВ-7М, ПЧ-3 и др.) определяется численное значение высоты микронеровностей по в пределах 6-12 классов.

Профилограф - профилометр «Калибр- ВЭИ» - 6-14 класса.

Для измерения шероховатости поверхности 3-9 классов в лабораторных условиях используется микроскоп МИС-11, для 10-14 класса - МИИ-1 и МИИ-5.

1.3.3 Упрочнение поверхностного слоя

В процессе обработки под влиянием высокого давления инструмента и высокого нагрева структура поверхностного слоя существенно отличается от структуры основного металла. Поверхностный слой получает повышенную твердость вследствие наклепа, и в нем возникают внутренние напряжения. Глубина и степень наклепа зависят от свойств металла деталей, способов и режимов обработки.

При очень тонкой обработке глубина наклепа составляет 1-2 мкм, при грубой до сотен мкм.

Для определения глубины и степени наклепа существует ряд методов:

Косых срезов - исследуемую поверхность срезают под очень малым углом (1-2%) параллельно направлению штрихов обработки или перпендикулярно к ним. Плоскость косого сечения позволяет значительно растянуть глубину наклепанного слоя (в 30-50 раз). Чтобы замерить микротвердость, косой срез травят;

Химическое травление и электрополирование - постепенно удаляется поверхностный слой и измеряется твердость до выявления твердого исходного металла;

Рентгеноскопия - на рентгенограммах искаженной кристал-лической решетки поверхности наклеп выявляется в виде размытого кольца. По мере стравливания наклепанных слоев интенсивность изображения кольца возрастает, а ширина линий уменьшается.

Вдавливанием и царапанием с помощью прибора ПМТ-3, при котором вдавливается алмазный наконечник с ромбическим основанием, с углами между ребрами при вершине 130є и 172є30". Давление на исследуемой поверхности составляет 0,2-5 Н.

1.3.4 Влияние качества поверхности на эксплуатац и онные свойства детали

Эксплуатационные свойства деталей находятся в прямой связи с геометрическими характеристиками поверхности и свойствами поверхностного слоя. Износ деталей в значительной степени зависит от высоты и формы неровностей поверхности. Износоустойчивость детали определяется главным образом верхней частью профиля поверхности.

В начальный период работы в местах контакта развиваются напряжения, часто превышающие предел текучести.

При больших удельных давлениях и без смазки износ мало зависит от шероховатости, при облегченных условиях - зависит от шероховатости.

Рисунок 1.3.2 - Влияние волнистости поверхности на износ

Рисунок 1.3.3 - Изменение шероховатости в период приработки

в различных условиях работы

1 - интенсивное сглаживание выступов в начальный период работы (приработка),

2 - приработка при абразивном изнашивании,

3 - приработка при повышении давления,

4 - приработка в тяжелых условиях работы,

5 - заедание и зазоры.

Направление неровностей и шероховатость поверхности по разному влияют на износ при различных видах трения:

При сухом трении износ увеличивается во всех случаях с увеличением шероховатости, но наибольший износ имеет место при направлении неровностей перпендикулярно направлению рабочего движения;

При граничном (полужидкостном) трении и малой шероховатости поверхности наибольший износ наблюдается при параллельности неровностей направлению рабочего движения; с увеличением шероховатости поверхности износ увеличивается при перпендикулярности направления неровностей направлению рабочего движения;

При жидкостном трении влияние шероховатости сказывается лишь на толщине несущего слоя.

Необходимо выбирать такой метод обработки резанием, который дает наиболее благоприятное с позиций износа направление неровностей.

Так, коленвалы, работающие при обильной смазке, должны иметь направление неровностей поверхности, параллельное рабочему движению.

Рисунок 1.3.4 - Влияние направления неровностей и шероховатости поверхности на износ

Таким образом, отделочные операции для трущихся поверхностей следует назначать исходя из условий эксплуатации, а не только из удобств обработки резанием.

Поверхности, у которых направление неровностей совпадает, имеет наибольший коэффициент трения.

Наименьший коэффициент трения достигается при расположении направления неровностей на сопряженных поверхностях под углом или произвольно (притирка, хонингование и т.п.).

1.3.5 Формирование поверхностного слоя методами технологического воздействия

Образование в поверхностном слое детали наклепа препятствует росту имеющихся и возникновению новых усталостных трещин. Этим объясняется заметное повышение усталостной прочности деталей, подвергнутых дробеструйной обработке, наклепыванию шариком, обкатке роликами и другим операциям, создающим в поверхностном слое благоприятно направленные остаточные напряжения. Наклеп снижает пластичность трущихся поверхностей, уменьшает схватывание металлов, что также способствует уменьшению износа. Однако при большой степени наклепа износ может увеличиваться. Влияние наклепа на износ сильнее проявляется у металлов склонных к наклепу.

Управляя процессом резания, можно получить такое сочетание остаточных напряжений и напряжений, возникающих в процессе эксплуатации, которое благоприятно отразится на усталостной прочности.

1.4 Заготовки деталей

1.4.1 Виды заготовок. Методы получения загот о вок

При изготовлении первичных заготовок деталей машин требуется максимально снижать их трудоемкость, объем механической обработки и расход материала.

Заготовки изготавливаются различными технологическими методами: отливкой, ковкой, горячей объемной штамповкой, холодной штамповкой из листа, штампосваркой, формообразованием из порошковых материалов, отливкой и штамповкой из пластмасс, изготовлением из проката (стандартного и специального) и другие.

В условиях крупносерийного и массового производства первичная заготовка по форме и размерам должна максимально приближаться к форме и размерам готовой детали.

Коэффициент использования металла должен быть высоким до 0,9…0,95. (Холодная штамповка из листа 0,7-0,75).

(1.23)

где - масса детали и заготовки.

1.4.2 Изготовление заготовок литьем

Литыми заготовками в автомобилестроении являются преимущественно корпусные детали - блоки и головки цилиндров, картеры различных агрегатов и узлов, а также ступицы колес и коробки сателлитов дифференциала, гильзы цилиндров.

Корпусные детали в большинстве случаев изготавливаются из серого чугуна отливкой в земляные формы, полученные машинной формовкой по металлическим моделям, стержневые и оболочковые формы.

Заготовки корпусных деталей из алюминиевых сплавов получа-ют отливкой в земляные формы машинной формовкой по металлическим моделям, в стержневые формы и литьем под давлением на литьевых машинах.

Точность отливки в земляные формы составляет 9 класс, а для литья в формы, собираемые из стержней по шаблонам и кондукторам - 7…9 класс.

Отливка заготовок из цветного и черных металлов в постоянные металлические формы - кокиль обеспечивает получение точности отливок 4…7 класса с шероховатостью поверхности 3-4 класса. Производительность труда в 2 раза выше по сравнению с литьем в земляные формы.

Изготовление заготовок из цветных металлов и сплавов литьем под давлением на специальных литьевых машинах применяется для таких сложных тонкостенных отливок, как блоки цилиндров V-образного 8-цилиндрового двигателя автомобиля ГАЗ-53.

Отливка в оболочковые формы обеспечивает получение заготовок 4…5 класса точности и шероховатости поверхности 3…4 класса; применяется для отливок заготовок сложных деталей, например, чугунных коленчатых и распределительных валов двигателей автомобилей «Волга».

Оболочковая форма изготавливается из песчано-смолистой смеси, состоящей по весу из 90…95% кварцевого песка и 10…5% термореактивной смолы пульвер-бакелита (смесь фенола и формальдегида). Термореактивная смола обладает свойством полимеризации, т.е. перехода в твердое состояние при температуре 300-350є С. Формовочная смесь при помещении в нее металлической модели, предварительно нагретой до 200…250єС, прилепает к модели, образуя корку толщиной 4…8 мм. Модель с коркой в течение 2…4 минут нагревают в печи при t = 340…390єС для отвердения корки. Затем модель извлекают из твердой оболочки и получают две полуформы, образующие при соединении оболочковую форму, в которую заливают металл.

Подобные документы

Корректирование нормативной периодичности технического обслуживания и капитального ремонта автомобилей. Выбор метода организации диагностики. Расчет численности производственных рабочих и распределение годовых объемов по производственным зонам.

курсовая работа , добавлен 31.05.2013


Совершенствование организации и технологии капитального ремонта автомобилей, повышение качества и снижение себестоимости продукции на примере объекта проектирования. Технико-экономические показатели и определение годовых объемов работ автопредприятия.

курсовая работа , добавлен 06.03.2015


Характеристика предприятия и исследуемого автомобиля. Выбор и корректирование периодичности технического обслуживания и пробега до капитального ремонта, определение трудоемкости. Выбор метода организации производства технического ремонта на АТП.

дипломная работа , добавлен 11.04.2015


Классификация предприятий автомобильного транспорта. Характеристика технологического процесса техобслуживания и ремонта автомобилей. Особенности его организации. Организация управления производством и контроль качества выполняемых работ на станциях.

контрольная работа , добавлен 15.12.2009


Общая характеристика, организационная структура, цели, основные задачи и функции сервисно-локомотивного депо. Анализ технологии производства. Виды технического обслуживания и ремонта. Организация текущего ремонта электровозов и тепловозов на предприятии.

контрольная работа , добавлен 25.09.2014


Описание конструкции и теории эксплуатации оборудования, применяемого для ремонта автомобилей. Сборки и разборки агрегатов с целью их ремонта и восстановления, замены деталей. Оборудование кузовного участка. Ассортимент топливо-смазочных материалов.

отчет по практике , добавлен 05.04.2015


Определения типов строения железнодорожного пути на перегонах в зависимости от эксплуатационных факторов. Расчет срока службы рельсов. Правила проектирования эпюры одиночного обыкновенного стрелочного перевода. Процесс производства капитального ремонта.

курсовая работа , добавлен 12.03.2014


Общая характеристика предприятия, его история. Особенности базы для технического обслуживания и ремонта техники. Расчет производственной программы и необходимых затрат. Описание устройства и работы стенда для разборки и сборки двигателей КамАЗ 740-10.Д.

дипломная работа , добавлен 17.12.2010


Основы ремонта автомобилей и дорожной техники. Методы восстановления деталей автотранспортной техники и вспомогательных агрегатов. Организация ремонтного производства и управление ее качеством. Классификация видов износа и повреждаемости при трении.

книга , добавлен 06.03.2010


Составление годового плана и графика загрузки мастерских. Определение штата мастерских. Подбор, расчет оборудования для участка. Разработка технологического маршрута ремонта детали. Расчет экономической целесообразности от предлагаемой технологии ремонта.