Прибытков Главный технолог ООО «Томская электронная компания» В.Т. Летягин © ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, 2013 © Должиков В.П., 2013 © Оформление. <...> Служебное назначение машины и технические требования . <...> Выбор методов и средств достижения требуемой точности замыкающих звеньев . <...> 290 5 Список сокращений АРМ АСНИ АСУ АСУП АЦП БД БЗ ВВП ВСО ВТ ГАП ГИС ГПС ЖЦ ИВК1 ИВК2 ИИ ИИС1 ИИС2 ИЛП ИПИ ИС КИС ЛВС – автоматизированное рабочее место – автоматизированная система научных исследований АСТПП – автоматизированная система технологической подготовки производства – автоматизированная система управления – автоматизированная система управления предприятием АСУТП – автоматизированная система управления технологическими процессами – аналого-цифровой преобразователь – база данных – база знаний – валовой внутренний продукт – высокоскоростная обработка – вычислительная техника – гибкое автоматизированное производство – гибридная интеллектуальная система – гибкая производственная система – жизненный цикл – измерительно-вычислительный комплекс – информационно-вычислительный комплекс – искусственный интеллект – измерительная информационная система – интеллектуальные информационные системы – интегрированная логистическая поддержка – информационная поддержка (жизненного цикла) изделия – информационная система – корпоративная информационная система – локальная вычислительная сеть НИОКР – научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа НОТ НПО ОС – научная организация труда – научно-производственное объединение – операционная система ППД ПТК РВЭ САК САПР – поверхностное пластическое деформирование – программно-технический комплекс – работа выхода электрона – система автоматического контроля – система автоматизированного проектирования 6 СМК СОТС СРО СТД СТМ СТО СУБД СУЗ ТРИЗ ЧПУ ЭС – система менеджмента качества – смазочно-охлаждающие технологические среды – система <...>
Технологии_наукоемких_машиностроительных_производств.pdf
УДК 621.002:658.512(075.8)
ББК 34.5я73
Д64
Должиков В.П.
Д64
Технологии наукоемких машиностроительных производств:
учебное пособие / В.П. Должиков; Томский политехнический
университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета,
2013. – 301 с.
В пособии с позиции системного подхода представлены современные
инновационные технологии наукоемких машиностроительных производств.
Рассмотрены вопросы создания наукоемкого механосборочного
машиностроительного производства, его структура и инфраструктура, логистика,
способы управления производством, персоналом, знаниями, применения
инновационных материалов и технологий, тенденции развития.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 150700
«Технология машиностроения» и профилю «Физика высоких технологий в
машиностроении».
УДК 621.002:658.512(075.8)
ББК 34.5я73
Рецензенты
Доктор технических наук
заведующий лабораторией физико-химии
порошковых материалов ИФПМ СО РАН
Г.А. Прибытков
Главный технолог
ООО «Томская электронная компания»
В.Т. Летягин
© ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, 2013
© Должиков В.П., 2013
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2013
2
Стр.2
Содержание
Предисловие .......................................................................................................... 8
I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УКЛАДЫ ...................................................................... 9
II. ИННОВАЦИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ ...................................................... 11
2.1. Характеристика современной экономики ................................................. 11
2.2. Инновации .................................................................................................... 12
2.3. Наукоемкое изделие .................................................................................... 17
2.4. CALS-технологии ........................................................................................ 19
III. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В МАШИНОСТРОЕНИИ ................................... 25
3.1. Системы ........................................................................................................ 25
3.2. Кибернетические системы .......................................................................... 29
3.3. Самоорганизующиеся системы .................................................................. 32
3.4. Интеллектуальные системы ....................................................................... 40
3.5. Информационные системы в управлении предприятием ....................... 43
3.6. Системы автоматизированного проектирования ..................................... 50
3.6.1. CAD/CAM/CAE-системы ..................................................................... 53
3.7. Подготовка предприятия к внедрению систем ......................................... 57
IV. ТЕХНОЛОГИИ НАУКОЕМКОГО МЕХАНОСБОРОЧНОГО
ПРОИЗВОДСТВА ........................................................................................... 58
4.1. Механообработка ......................................................................................... 58
4.1.1. Высокопроизводительная механообработка ...................................... 59
4.1.2. Высокоскоростная обработка .............................................................. 62
4.1.3. Наноразмерная обработка .................................................................... 69
4.2. Электрофизические и электрохимические методы обработки ............... 74
4.2.1. Электроэрозионная обработка ............................................................. 75
4.2.2. Электроалмазное шлифование ............................................................ 77
4.2.3. Магнитоимпульсная обработка ........................................................... 78
4.2.4. Ультразвуковая обработка ................................................................... 80
4.2.5. Электронно-лучевая обработка ........................................................... 81
4.2.6. Фотоника или плазмоника ................................................................... 84
4.2.7. Лазерные технологии ........................................................................... 85
4.2.7.1. Нано-, пико- или фемтотехнологии ............................................. 89
4.2.8. Плазменная обработка .......................................................................... 91
4.2.9. Электрохимические методы ................................................................ 97
4.3. Порошковая металлургия ......................................................................... 102
4.3.1. Нанопорошки ...................................................................................... 106
4.4. Быстрое прототипирование или аддитивные технологии ..................... 107
4.5. Функциональные покрытия ...................................................................... 113
V. СБОРКА МАШИН .......................................................................................... 119
5.1. Особенности сборки .................................................................................. 120
5.2. Технологические процессы сборки ......................................................... 120
5.3. Служебное назначение машины и технические требования ................ 122
3
Стр.3
5.4. Соответствие технических требований и норм точности
служебному назначению машины ........................................................... 123
5.5. Выбор методов и средств достижения требуемой точности
замыкающих звеньев ................................................................................. 124
5.6. Анализ технологичности сборки ............................................................. 126
5.7. Анализ действующей технологии изготовления, сборки и контроля ...... 127
5.8. Проектирование технологического процесса сборки ............................ 129
5.9. Выявление операций, оказывающих наибольшее влияние
на качество собираемых изделий ............................................................. 130
5.10. Теоретические положения автоматической сборки ............................. 131
5.11. Выбор сборочного оборудования .......................................................... 132
5.12. Высокопроизводительные сборочные комплексы ............................... 133
5.13. Автоматизация сборки и регулировки манометров ............................. 134
VI. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА
В МАШИНОСТРОЕНИИ ............................................................................. 139
6.1. Технологическая наследственность в машиностроении ....................... 139
6.2. Технологическое обеспечение точности изделий .................................. 140
6.3. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств .................. 148
6.4. Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя ............. 150
6.5. Развитие системы качества в машиностроении ..................................... 154
VII. МЕТОДЫ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ
НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ................................................................. 167
7.1. Научные исследования в машиностроении ............................................ 167
7.2. Экспериментальные исследования в машиностроении ......................... 169
7.3. Автоматизированные системы научных исследований ........................ 171
VIII. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ И СОЗДАНИЯ
НАУКОЕМКИХ ПРОИЗВОДСТВ ............................................................ 177
8.1. Особенности наукоемкого производства ................................................ 177
8.2. Новые материалы....................................................................................... 180
8.2.1. Конструкционные и функциональные материалы .......................... 180
8.2.2. Аморфные материалы ........................................................................ 195
8.2.3. Наноматериалы ................................................................................... 197
8.2.4. Инструментальные материалы .......................................................... 209
8.2.4.1. Покрытия режущего инструмента .............................................. 220
8.2.5. Абразивные материалы ...................................................................... 233
8.3. Станочные системы ................................................................................... 243
8.4. Структура и инфраструктура предприятия ............................................. 251
8.5. Логистика ................................................................................................... 253
8.6. Управление производством ...................................................................... 256
8.7. Создание самоорганизующейся системы предприятия ......................... 260
8.8. Кластеры ..................................................................................................... 262
8.9. Управление персоналом ............................................................................ 263
8.10. Управление знаниями ............................................................................. 266
4
Стр.4
8.11. Бережливое производство ....................................................................... 271
8.12. Инжиниринг и реинжинupинг ................................................................ 276
8.13. Аутсорсинг, аутстаффинг, краудсорсинг .............................................. 280
IX. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ
МАШИНОСТРОЕНИЯ В XXI ВЕКЕ .......................................................... 285
Список литературы ........................................................................................... 290
5
Стр.5