Сообщение о технологии машиностроения

Обновлено: 02.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Современные технологии в машиностроении

Машиностроение - это основа экономики любой развитой страны. Печально, что в основу экономики составляет добывающая, а не обрабатывающая промышленность. Но динамика развития этого комплекса в последние годы говорит о том, что и в машиностроении у нас есть большие перспективы для развития.

Для любого высокоразвитого государства машиностроительный комплекс – это самая важная отрасль индустрии, на которую затрачиваются большие денежные средства для ее роста и увеличения. Сюда относится производство станков, разных устройств, техники для машиностроение. Объектом технологии машиностроения является технологический процесс, а предметом – установление и исследование внешних и внутренних связей, закономерностей технологического процесса. Только на основе их глубокого изучения возможно построение прогрессивных технологических процессов, обеспечивающих изготовление изделий высокого качества с минимальными затратами.

Современная технология развивается по следующим основным направлениям: создание новых материалов; разработка новых технологических принципов, методов, процессов, оборудования; механизация, автоматизация и компьютеризация технологических процессов, устраняющая непосредственное участие в них человека. У нас в Казахстане нет еще заводов по изготовлению станков,нашим портнером является Россиия и зарубежные страны

Производственный процесс всех сфер машиностроения осуществляется на производствах, которые размещаются, главным образом, в тех регионах, в которых имеется высокий спрос на тот или другой род техники. Кроме того размещение заводов будет зависеть и от размеров самого производства и веса производимой техники и приборов. Производства многих видов направлений машиностроения делятся на два класса: производства, которые занимаются непосредственно производством и заводы, которые занимаются сборкой составляющих деталей , у нас в Казахстане есть заводы по сборке.

Российское машиностроение имеет высокий уровень развития и на сегодняшний день снабжает различными типами продукции и оборудованием большое количество европейских и западных стран. В том числе на заводах проводится монтаж устройств и техники из составляющих частей стран западной Европы.

Можно отметить два ключевых направления машиностроения. Одно – это снабжение медицинской техникой, для легкой промышленности, разнообразного типа аппаратурой для производства, а еще транспортной техникой. Ко второму типу относится энергетическая промышленность, разработка и строительство станков.

Для последующего совершенствования отраслей машиностроения нужно не только большое количество необходимых материалов и значительных средств, но еще и специалистов высокого уровня лучшей подготовки. Для любого типа отрасли нужно иметь сотрудников и работников, которые могли бы справляться со сложной работой. В данном случае необходимо глубокое знание каждого производственного процесса, его полнейший надзор качества. Как отмечал наш президент мы уже много подготовили юристов и экономистоквав, нам надо готовить высоко квалифицированых рабочих кадров.

Машиностроение – это одна из самых главных отраслей промышленности в любом государстве. Степень ее развития определяет, насколько высок уровень экономики в той или иной стране. Технология машиностроения изучает изготовление машин и их деталей, технику безопасности при работе с оборудованием, а также возможность сократить себестоимость деталей и механизмов без ущерба для качества изготавливаемой продукции.

Квалификация

Специальность "Технология машиностроения" дает возможность получить квалификацию инженера, которая позволяет работать в многих направлениях. К примеру, техник-технолог машиностроения производит контроль качества выпускаемой продукции и выполняет необходимые расчеты. Станочник вытачивает детали на специальных станках вручную. Оператор работает на станках ЧПУ, вводит управляющую программу и задает режим ее работы. Инженер по наладке и испытаниям отвечает за исправность оборудования, ведет календарный график проведения осмотров и ремонтов, помогает станочникам настраивать станы и рассчитывает рекомендуемые настройки для работы на них. Он также отвечает за техническую документацию по оборудованию на его участке.

Еще одно достаточно интересное направление, которое изучает специальность "Технология машиностроения" - это разработка новых деталей и оборудования. Как правило, этим занимается инженер-конструктор. На многих производствах массового типа существуют конструкторские бюро, которые занимаются разработкой новых деталей и режимов резания.

К примеру, металлургическое предприятие получает заказ на огромную партию спиральных сверл. Оборудование позволяет производить лишь 10 тыс. сверл за смену и необходимо ускорить этот процесс. Инженер конструктор должен:

Сделать чертеж готового изделия.
Посчитать режим резания одной единицы спирального сверла.
Найти способ ускорения изготовления данной детали с минимальными финансовыми расходами.

Сколько времени и где обучаются на профессию инженера?

Поступить на специальность "Технология машиностроения" можно на базе 9 или 11 классов. Срок обучения, соответственно, составляет 4 и 3 года, и по окончании, обучающийся получает среднее техническое образование. Для этой специальности существуют как бюджетные формы обучения, так и коммерческие. При желании, можно пойти учиться дальше по специальности на бакалавра и магистра.

Специальность (15.02.08) "Технология машиностроения" можно получить в металлургических техникумах и колледжах. В зависимости от учебного заведения различаются и способы приема документов. В некоторых техникумах для поступления необходимо сдать экзамены.

По данной специальности существуют также заочная и вечерняя форма обучения, однако, как правило, это коммерческие группы. Срок обучения для них такой же, как и на дневной форме. Многие парни и девушки мечтают получить специальность "Технология машиностроения". Колледж обучает и подготавливает таких специалистов согласно требованиям основной профессиональной образовательной программы.

Учебный процесс

Учебный процесс на базе 9 классов включает в себя 4 курса обучения. Поступившие после 11 класса, как правило, попадают сразу на II курс.

I курс включает в себя общеобразовательные предметы и лишь базовые начальные знания по специальности. Закончив его, студент получает аттестат о базовом общем среднем образовании.

II курс состоит из нескольких общеобразовательных предметов (таких как высшая математика, физика) и большинства предметов по специальности: металловедение, менеджмент, теория резания, техническая механика и др.

III и IV курс состоит только из спец. предметов. Студенты изучают, электротехнику, специализированное оборудование, основы экологии, технические процессы изготовления машин и деталей, основы экономики и др.

По окончании учебного процесса и прохождения практики учащиеся пишут дипломную работу и получают диплом.

Практика по специальности "Технология машиностроения"

Как правило, в течение всего учебного процесса нужно пройти 3 различные практики, связанные с профессией "Технология машиностроения". Специальность СПО (среднего профессионального образования) требует не только знаний, но и базовых навыков по работе с деталями и механизмами.)

Первая практика – слесарная, и студенты допускаются к ней после окончания II курса. Кроме того, для допуска требуется сдать экзамен по технике безопасности. Слесарные мастерские, как правило, располагаются на территории учебного заведения. На этом этапе студенты впервые знакомятся с техническим оборудованием и пробуют на нем работать. В ходе практики учащимся необходимо сделать несколько заданий, таких как заточка резца, нарезание внутренней и наружной резьбы, выполнение разметки на деталях. Чаще всего студенты выполняют работу на слесарных верстаках и станках.

Вторая практика у студентов на III курсе – механическая. Если на территории учебного заведения нет механического участка, тогда студенты проходят практику на заводах и предприятиях. Стандарт специальности "Технология машиностроения" на данном этапе требует изучения станков, таких как токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные и пр. Студент закрепляется за одним из станков и вместе с наставником работает за ним. Допустимо проходить практику и на ЧПУ установках. В таком случае студент знакомится с управляющими программами и способом их ввода.

Преддипломная практика

Электронное машиностроение

В последнее время наша страна активно развивает отрасль промышленности по производству нового оборудования и техники. Не стоит на месте и развитие в такой области, как электронные технологии в машиностроении. Специальность современного инженера включает себя обязательные знания в этой сфере науки. Электронные технологии изучают электровакуумные устройства и механизмы. Они работают по принципу лампы накаливания: в рабочем пространстве такого прибора отсутствует воздух, что позволяет усиливать и преобразовывать электромагнитную энергию.

Какие знания получают студенты в процессе обучения?

Специальность "Технология машиностроения" дает возможность работать во многих направлениях. Это связано с тем, что в течение обучения техник получает огромный багаж необходимых знаний. Во время учебного процесса студенты изучают способы обработки деталей, учатся рассчитывать время на изготовление, выбирать необходимый режим резания, изучают оборудование на механических участках и принцип его работы. Кроме этого, молодых специалистов обучают работать в многих компьютерных программах, таких как "Компас" и AutoCAD. Это универсальные приложения для создания и проектирования любых приспособлений и деталей в системе трёхмерного моделирования.

Перспективы в работе

Сложно вспомнить время, когда хорошие инженеры были невостребованы. На любом промышленном предприятии всегда требуются квалифицированные технологи, знающие специальность "Технология машиностроения". Кем можно работать с такой профессией, знает каждый, кто хоть раз сталкивался с промышленными предприятиями. Работа молодого инженера, как правило, начинается с изготовления деталей на станках и верстатках. Со временем можно продвинуться по службе – стать мастером участка, на котором изготавливается деталь, или же и во все перевестись работать из пыльного цеха в чистый офис. Офисные технологи – это конструкторы и инженеры по внедрению новой техники и оборудования.

В последнее время новые технологии в машиностроении появляются всё более массово. Это обусловлено очередной ступенью прогресса, который, прежде всего, направлен на производственную деятельность. Машиностроение представляет собой огромную отрасль с множеством разветвлений, куда входят такие направления как: дизайн и производство транспорта, робототехника, изготовление промышленных станков, бытовые приборы, радиотехника, электротехническая промышленность и пр.

Основой современного машиностроения справедливо считаются наукоёмкие технологии и инновации, возникающие на пересечении нескольких наук. В данный момент технический прогресс совместил в себе развитие энергетики, физические и химические достижения, высокоэффективные компьютерные технологии, программные продукты и пр. Это сочетание позволяет разрабатывать и выпускать многокоординатные, гибкие, многофункциональные машины и находить новые методы их производства.

Сверхпрочный материал

Специалисты автомобильной, авиационной и космической промышленности много десятков лет задаются единым вопросом о создании нового материала, имеющего минимальный вес, но при этом обладающим исключительной прочностью. Чем выше эти характеристики, тем экономичнее, экологически безопаснее и надёжнее выпускаемые в этих отраслях транспортные средства.

Группа исследователей из Северной Каролины и Канады смогли синтезировать сплав нового типа, которому предрекают произвести революцию в технологиях машиностроения. Сплав пока не получил официального названия, поэтому в научных работах обозначается по химической формуле — Al20Li20Mg10Sc20Ti30. Состав представляет собой смесь 5 известных металлов: магния, алюминия, лития, титана и скандия. Плотность материала не превышает плотность алюминия, а по прочности он превзошёл входящий в его состав титан.

Главный секрет заключается в методе производства сплава. Перед изготовлением в равных пропорциях тщательно перемешивают и усредняют порошкообразные ингредиенты с размером частиц не выше 12 нанометров. После этого идёт процесс сплавления при помощи диффузии под избыточным давлением в 5,9 ГПа.

Значения, которые демонстрирует этот новый материал, превосходят все существующие конструкторские аналоги на данный момент. Ближе всего по плотности к нему находятся отдельные сорта керамики, но они очень уступают в хрупкости. Прочность нового металлического сплава держится на уровне углеродного волокна, но такое волокно слишком пластично, что вызывает его деформации при больших нагрузках или механическом воздействии, поэтому его применение в машиностроении сильно ограничено.

Двигатель с пластмассовыми узлами

Желание максимально повысить энергоэффективность и экономичность транспортных средств стала причиной того, что новые машины, небольшие и крупногабаритные плавсредства и самолёты становятся всё легче. Основным пунктом снижения веса в сфере транспорта всегда считалось облегчение конструкций за счёт снижения веса кузова и шасси. Достигнув в этом значительных результатов, машиностроение нашло новую технологию, которая даст возможность продолжить облегчение. Учёные из Фраунгофера (Германия) решили, что следующим этапом должно стать облегчение двигателя внутреннего сгорания. Стандартно он выполняется из тяжёлых сортов металлов, которые облагают повышенной термоустойчивостью, но исследователи предприняли смелую попытку заменить металлические детали более лёгкими пластиковыми композитами.

Был создан одноцилиндровый двигатель, в большинстве узлов которого отказались от металлических составляющих. Их заменили пластиком из армированного волокна, который соответствует инжекционной формовке. Тесты показали, что такое изменение позитивно отразилось не только на весе двигателя и транспортного средства в целом, но и стало причиной более тихой работы двигателя. В качестве ещё одного бонуса было выявлено, что такая новая технология позволяет снизить количество затрачиваемого топлива, поскольку детали из пластикового армированного волокна отдают меньшее количество тепла в окружающую среду.

Главной проблемой было создание надёжного метода крепления пластика к металлу, поскольку эти два материала совершенно по-разному расширяются под действием высокой температуры. Сложность представляла и устойчивость пластика к органическим веществам, таким как машинное масло, бензин, компоненты антифриза и т.д. Для этого в состав были добавлены термореактивные смолы. Детали выливали в заготовленные формы, после которых отпала необходимость доводки элементов, как это бывает с металлическими деталями, что значительно сокращает время на производство двигателей нового типа.

Преодоление трения

Национальная лаборатория Аргонна (США) представила новую технологию, разработанную для машиностроения, которая позволяет снизить трение двух разных материалов практически до нуля на макроскопическом уровне.

Трение – параметр, который требует энергии для движения любого механизма. Чем выше трение, тем больше необходимо топлива для его преодоления. Чтобы уменьшить этот параметр используют современные смазочные материалы, но снизить его таким образом получается незначительно. Поэтому американские учёные решили обратить своё внимание на трение на уровне наночастиц, потому что именно здесь атомное притяжение важнее неровностей, вызывающих трение в макромасштабе.

Исследователи в ходе тестов одну плоскость покрыли графеном, а на другую поверхность напылили алмазно-углеродный состав. После этого обе поверхности перемещали друг по другу. Когда крошечные алмазы отрывались от своей плоскости и катались между поверхностями, коэффициент трения становился практически нулевым. Для подтверждения своей догадки учёные провели ещё один опыт: они искусственно поместили наноподшипники из алмаза, и трение при движении становилось настолько мало, что измерить его при помощи даже самой чувствительной аппаратуры не удавалось.

Механизм действия этой технологии основан на том, что наношарики одного слоя выбивают из графена хлопья, которые выполняют роль модифицированной смазки. Эксперименты проводились в разных условиях, при разных скоростях трения и различных нагрузках, но коэффициент оставался нулевым. Единственным условием, который мог помешать феномену, стало попадание воды между взаимодействующими поверхностями.

Инновацию с энтузиазмом взяли в оборот машиностроители, занимающиеся космическими разработками, где новый подход намерены реализовать в ближайшие 15 лет.

Новый тип изготовления деталей

Машиностроение всё больше внедряет в производство разработки, в которых при выполнении работ человеческий фактор сводится к минимуму. Всё чаще изготовление сложных и сверхточных деталей становится делом лазерных установок.

При помощи лазерного луча направленной точности выполняется тонкая резка металла с любым интервалом и графическим узором. По сравнению с механическими инструментами у такого метода есть ряд неоспоримых преимуществ:

возможность резки сплавов любой плотности и любых физических свойств;
полная автоматизация процесса за счёт предварительного программирования установки для масштабного использования;
скорость выполнения работы;
отсутствие ошибок и несовершенств выполненных действий.

Лазер используется и для сварочных работ. Особенно важна эта технология в случае крупногабаритных деталей из металлов, имеющих большой вес и широкую сварную площадь. Всё чаще этот метод применяют на воздухе в аргонной среде, отмечая его надёжность, экономичность и скорость.

Но самая инновационная технология машиностроения, связанная с применением лазера, касается метода лазерного послойного синтеза. Благодаря ему выполняют выращивание деталей сложной формы. При помощи лазерного синтеза создают различные детали из жаропрочной стали, алюминия или титана.

Происходит этот процесс по 3D-технологии: лазер оплавляет порошок, из которого за несколько часов выполняется деталь. Такие изделия характеризуются идеальной плотностью, что позволяет широко применять их в авиационной и космической отрасли. Этот подход позволяет свести к нулю возможные деформации и поломки, которые возникали при применении старых методов.

Самоочищающаяся краска

Новые технологии машиностроения направлены не только на инновационные конструкторские особенности. Они также касаются дизайна и внешнего вида изделий. Один из крупнейших автопроизводителей компания Nissan поставила себе цель создать автомобильную краску, которая позволит свести повседневный уход за машиной к минимуму.

Краска нового типа работает благодаря ультратонкому слою, состоящему из наночастиц, которые отталкивают от себя пыль, грязь, машинное масло, органические растворители и другие типы загрязнителей, способные оседать на поверхности автомобилей. Для тестов полученного материала была выбрана модель Nissan Note. Для чистоты эксперимента машины покрывали краской, произведённой по новой технологии, лишь наполовину, чтобы иметь возможность сравнивать результат со стандартным покрытием.

Технология, которую опробовали в течение нескольких месяцев, называется Ultra-Ever Dry. Работает она за счёт того, что между окружающей средой и краской возникает тонкий воздушный нанослой, отталкивающий инородные агенты с поверхности. Кроме того, что Ultra-Ever Dry позволит в десятки раз увеличить время между мойками авто, она защитит корпус от деформации вследствие контакта с влагой, что продлит время эксплуатации и сохранит на длительное время безупречный вид модели после схождения с конвейера.

Материал — перо

Настоящей сенсацией в мире машиностроения стала инновационная технология, представленная компанией Boeing. Ею является сверхлёгкий материал Microlattice, который имеет в структуре 99,99% воздуха. Из-за чрезмерной лёгкости небольшой кусок нового материала способен парить в воздухе наподобие пера или одуванчика. Кроме того, он чрезвычайно эластичен, обладает удивительной способностью к поглощению ударов, может выдерживать повышенное давление и даже восстанавливает первичную структуру после 50% деформации.

Структура Microlattice состоит из ультратонких полимерных полых трубок, имеющих толщину 100 нанометров, что в тысячу раз тоньше по сравнению с волосом человека. Трубки располагаются упорядоченно в форме молекулярной решётки отдельных металлов. Между трубками всё свободное пространство занято воздухом.

Удивительно свойство поглощать энергию, присущее Microlattice. Были проведены эксперименты, в ходе которых установлено: чтобы сохранить целостность скорлупы сырого куриного яйца, сброшенного с крыши 25-этажного дома, необходим слой упаковочной плёнки толщиной в 1-2 метра. Чтобы сохранить яйцо невредимым при помощи Microlattice, достаточно всего пару десятков сантиметров этого материала.

Компания Boeing анонсировала, что на данный момент рассматривается возможность массового выпуска Microlattice для использования не только в авиастроении, но и в других сферах машиностроения. Специалисты не исключают, что уже через 10 лет практически во всех транспортных средствах в том или ином процентном соотношении будет присутствовать Microlattice. Не исключают возможность его применения и в изготовлении роботов, а также бытовой техники.

Инновационные принципы и материалы машиностроения продолжают разрабатываться по всему миру. Новые высоты, которые сейчас хотят покорить инженеры и конструкторы, касаются безызносных материалов. Не кажутся уже такой откровенной фантастикой идеи создания вечного двигателя. Обычным пользователям остаётся с интересом наблюдать за новыми разработками и с наслаждением использовать их в повседневной жизни.

ГОСТ

Технологии машиностроения

Машиностроение – это производство разнообразных машин, оборудования и средств производства.

Как в индустриальном, так и в постиндустриальном обществе машиностроение играет одну из ведущих ролей, и является основой экономики и военной безопасности страны. К примеру, если страна получает оборудование и машины импортом из других стран, то она автоматически ставит себя в ряд зависимых стран от поставщика, но если страна действительно хочет иметь финансовую и экономическую независимость, то ей необходимо развивать собственное машиностроение. К тому же в век высоких технологий развитие машиностроение подразумевает так же развитие науки и образования.

Так как машиностроение по своей сути является огромной отраслью, то она заведомо разделяется на ряд подотраслей:

Общее машиностроение – производство оборудования, транспорта и сельскохозяйственной техники
Тяжелое машиностроение – производство горного и металлургического оборудования
Среднее машиностроение – автомобилестроение, станкостроение
Точное машиностроение – радиотехническая и промышленная техника, приборостроение
Производство металлических изделий и заготовок
Ремонт машин и оборудования

Основные технологии, используемые в машиностроении:

Сварка
Литье
Сверление
Резьба
Пайка
Фрезерование
Механическая обработка
Герметизация
Абразивная обработка

Сварка

Сварка – это процесс получения неразъемных конструкций путем нагревания соединяемых деталей и их пластического деформирования.

Чаще всего сварка используется для соединения металлических деталей и осуществляется с использованием различных источников энергии (электрический ток, газовое пламя, лазерное излучение, трение или ультразвук).

Готовые работы на аналогичную тему

Ручная электродуговая сварка – в такой сварке источником тепла выступает дуга между двух электродов, одним из которых является сварочные заготовки.
Автоматическая сварка под флюсом. Автоматическая сварка применяется электродом под слоем флюса. Флюс насыпается сверху, в результате чего дуга горит в газовом пузыре, изолированный от контакта с воздухом. При сварке флюсом обычно применяется сила тока 1000-1200 А.
Электрошлаковая сварка. При шлаковой сварке свариваемые детали посыпаются шлаком и нагреваются до температуры, превышающей температуру плавления основного металла. Электрошлаковая сварка позволяет сваривать больше толщи металла за один раз, повышая качество шва.
Электронно-лучевая сварка. Источником тепла при такой сварке служит мощный поток энергии в десятки килоэлектронвольт. Данный процесс сварки осуществляется в вакууме.
Плазменная сварка. При данном виде сварки источником тепла служит ионизованный газ. Для сварки металла за частую используются плазмотроны прямого действия.
Диффузионная сварка. Принцип данной сварки в сдавливании деталей в вакуумной камере, после чего подвергают заготовку нагреванию током.
Электрическая сварка. Через стыкуемые детали пропускается сварочный ток. Данной сваркой в основном соединяют проволоку, трубы, цепи, стержни и тп.
Точечная контактная сварка. Соединяемые детали располагаются между двумя электродами, после чего детали соединяются по средствам нажимного механизма, после чего пропускается сварочный ток. Точечная сварка может быть односторонней и двухсторонней.
Холодная сварка. Данная сварка осуществляется при комнатной, а иногда даже минусовой температуре, путем пластического деформирования. При этом поверхность свариваемых деталей должна быть хорошо очищена и обезжирена.
Индукционная сварка. Удобна тем, что она бесконтактна. В основном она применяется для сваривания труб.

Литье

Литье – это процесс заполнения формы металлом, находящимся в жидком агрегатном состоянии.

Путем литья получают в основном фасонные, стандартные заготовки, путем заливки металла в заранее подготовленную форму. После же его затвердевания, получается форма, называемая заготовкой.

Литье классифицируется по: материалу (металлическое и неметаллическое), назначению отливок (техническое, бытовое, декоративное и тп), технологии получения отливок, по специальным требованиям.

В литье возможно, как применение одной технологии, так и смешивание нескольких.

Сверление

Сверление - это вид механической обработки, путем использования вращающегося инструмента (чаще всего- сверла) для получение отверстий разнообразного диаметра и глубины.

Процесс сверления служит для: изготовления отверстий под нарезание резьбы, размещение кабелей, болтов, крепежных болтов, отделения заготовок из листов металла, ослабления разрушаемых конструкций, закладки взрывчатых веществ.

При сверлении деталь надежно закрепляется в тисках, при этом сверлу остается два совместных движения – поступательное и вращательное.

Фрезерование

Фрезерование – это процесс механической обработки плоскостей резанием, при котором фреза совершает вращательные действия.

В настоящее время, обработка деталей фрезой имеет такое же распространение, как и сверление. Существует механическая и ручная обработка фрезой.

В данное время существует фрезерование с использованием лазера.

Пайка

Пайка – это процесс соединения деталей путем введения между деталями расплавленного металла (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем материал соединяемых деталей.

Прочность соединения зависит от смачиваемости припоем соединяемых деталей. В свою очередь смачивоемость зависит от частоты поверхности, она должна быть обезжирена.

Пайка позволяет соединить разнородные материалы. К недостаткам данной технологии можно отнести невысокую прочность.

Механическая и абразивная обработка

Механическая обработка – это процесс обработки металла с применением режущего инструмента, осуществляемый по технологическому процессу на специальных станках.

Абразивная обработка – это конечная механическая обработка металла.

В данную обработку входит: шлифование, полировка, подгон по размеру и тд.

Абразивная обработка — это важная часть производства деталей, особенно сложных механизмов, так как они требуют максимально точных деталей.

Для абразивной обработки применяются как природные (кварц, алмаз, наждак, корунд) так и искусственные (эльбор, электрокорунд) материалы.

Читайте также: