Processus technologiques en génie mécanique. Systèmes de contrôle de processus automatisés

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Le processus technologique est la base de toute opération de production. Il comprend un ensemble de procédures effectuées dans un certain ordre, dont l'action vise à modifier la forme, la taille et les propriétés du produit fabriqué. Les principaux exemples de procédés technologiques sont les traitements mécaniques, thermiques et de compression. Ainsi que l'assemblage, l'équipement, le traitement sous pression et bien plus encore. Dans les conditions de production en usine, le département du technologue en chef est responsable de la réalisation de ces processus et du traitement de la documentation technologique. Les spécialistes du département contrôlent l'exactitude des moments opérationnels. Des processus technologiques bien conçus et bien organisés en génie mécanique et en production de tout autre niveau permettent d'effectuer les procédures nécessaires à la fabrication des produits pertinents avec un minimumfrais. À la fois matériel et énergique et temporaire.

Génie mécanique comme type de production

L'ingénierie en tant que type de production sectoriel se caractérise par l'utilisation d'équipements universels, grâce auxquels le traitement de pièces de différentes tailles et formes, de montages universels et d'outils de mesure est effectué. Cette industrie fournit non seulement le fonctionnement automatisé des appareils, mais également l'utilisation du travail humain physique - après tout, une quantité importante de processus de construction de machines est réalisée précisément grâce au travail manuel et aux efforts de travailleurs hautement qualifiés. Dans ces usines, on estime souvent que le coût de diverses pièces est beaucoup plus élevé, bien que la productivité soit beaucoup plus faible. Les bureaux de représentation de ce génie mécanique comprennent les turbines, la construction navale, les usines chimiques, ainsi que les entreprises d'ingénierie lourde. De plus, aujourd'hui, parmi les usines de construction de machines modernes qui travaillent pour la production en série ou en série, il existe des ateliers de recherche expérimentale, où des travaux sont menés pour créer de nouveaux modèles de machines en un seul exemplaire - et c'est la prérogative de la production de machines individuelles.

Cependant, il convient de souligner que l'ingénierie nationale vise la production de masse de voitures. Parallèlement, le processus technologique de conception et de fabrication des pièces est axé sur la production d'un grand nombre de produits identiques sur une longue période. En même temps, il vise une spécialisation étroite.postes de travail, machines semi-automatiques, machines-outils, installations modulaires. Et des équipements spéciaux, la disponibilité d'outils universels et une large interchangeabilité des pièces permettent de coordonner le processus technologique avec des systèmes de contrôle automatisés.

Éléments de production de machines. Nuances

Comme dans tout processus technologique, le génie mécanique prévoit la division obligatoire des procédures de travail en domaines d'activité spécifiques avec l'obtention d'un résultat spécifique dans ce domaine de reproduction. Ici, il est important de distinguer et de séparer les moments opérationnels fondamentalement différents les uns des autres.

Quels éléments du processus technologique sont représentés par le cortège standard de la construction de machines ? Considérez-les:

1. Opération technologique - une partie intégrante du processus global, au cours de laquelle le traitement des pièces effectuées par un outil (lime, fraise) sur un lieu de travail (par exemple, une machine-outil) est effectué. Dans le même temps, le travail peut être effectué par un ou plusieurs travailleurs à la fois. En fonction de la quantité de travail assignée à effectuer, l'opération technologique peut être simple ou complexe. Ces derniers, à leur tour, peuvent être dispersés en composants distincts, appelés installations en production.
2. L'installation technologique fait partie intégrante de l'opération effectuée sur le lieu de travail dans un état de serrage de pièce inchangé.
3. La position fait partie intégrante de l'opération, qui est effectuée dans des conditions de position inchangéepièce par rapport à l'outillage (sans tenir compte des mouvements dus aux mouvements de travail de la pièce elle-même ou de l'outil lui-même).
4. La transition fait partie intégrante de l'opération, qui s'accompagne du fonctionnement à régime constant de la machine ou de l'outil.
5. La passe est la partie de la transition qui provoque la suppression des couches de métal (ou autre matériau si ce n'est pas du métal).
6. Réception de travail - une action accomplie d'un employé de l'atelier de construction de machines de l'usine, qui s'accompagne de la fixation ou du retrait de l'outil de coupe, de la pièce elle-même, etc.

Structure des processus technologiques. Essence

La structure même de l'ingénierie mécanique est représentée par le passage du produit fini à travers plusieurs phases de traitement différentes. Souvent, ces phases sont représentées par l'étape d'approvisionnement, l'étape de transformation et l'étape d'assemblage. Mais quelle est exactement chacune des phases de la structure de l'ingénierie mécanique ?

Étape de préparation

La phase d'approvisionnement se caractérise par l'exécution des procédures d'obtention des ébauches selon les modalités suivantes:

1. Moulage - consiste à remplir un récipient, un moule ou une cavité avec un matériau qui est à l'état liquide d'agrégation.
2. L'emboutissage est une procédure de déformation plastique des matériaux avec ajustement de leur forme et de leur taille.
3. Pressage - test d'objets pour la résistance (densité, étanchéité) de nature hydraulique ou pneumatique en cours de pression.
4. Le débarquement est une opération de forge,qui consiste en la déformation de la pièce avec une dépouille partielle afin de créer un épaississement de l'objet en réduisant sa longueur.
5. Le découpage et le pliage du métal sont le processus de déformation ou de division d'un tuyau, d'une feuille ou d'un moulage en métal en ses composants.
6. Découpe de matériau en rouleau ou en feuille - poinçonnage, poinçonnage, découpage et rognage de matériau métallique, effectué afin de diviser une structure métallique complexe en segments séparés.

À la fin des procédures de la phase d'approvisionnement, le passage à la deuxième étape de la structure de l'ingénierie mécanique est effectué.

Étape de traitement

La phase de traitement implique le processus de transformation de diverses ébauches de production en pièces finies. Quelles méthodes de traitement déterminent le processus technologique de l'ingénierie mécanique dans la deuxième phase du travail de production? Considérez-les:

1. Le travail des métaux est un ensemble de processus mécaniques consistant à modifier les formes, les tailles et la qualité des alliages et des métaux.
2. Le traitement thermique est le processus d'application de chaleur à un métal afin de lui donner les propriétés nécessaires (en particulier, la taille et la forme appropriées).
3. Traitement chimique - le processus d'action chimique sur le métal par la destruction ciblée d'alliages par gravure dans des solutions d'alcalis et d'acides.
4. Le traitement chimico-thermique est l'effet combiné sur la pièce du processus thermique et acide-base, au cours duquel la surface des pièces en acier est saturée de carbone.
5. Le traitement au plasma est une procédure de traitement des matériaux réalisée à l'aideplasma à basse température généré par des torches à plasma à haute fréquence ou à arc afin de modifier les propriétés de ce matériau.
6. La galvanisation est la technologie qui consiste à recouvrir un métal d'un autre à l'aide d'un composé électrolytique.
7. Peinture - meulage, polissage et revêtement du matériau avec des peintures ou des vernis afin de lui donner un aspect esthétiquement fini.
8. Le soudage est le processus de fixation des pièces afin de les connecter solidement en une seule structure.
9. Passivation - traitement de la zone après soudage avec une substance spéciale, qui est appliquée en une couche uniforme sur la surface du matériau.

À la fin de la déformation des matériaux, de la coupe et du pliage du métal, ainsi qu'après le traitement des produits par l'une des méthodes spécialement conçues pour obtenir un résultat spécifique, le passage à la troisième phase du processus technologique est effectué.

Étape de montage

La dernière étape du processus technologique de l'ingénierie mécanique prévoit des événements collectifs et le redressement des ébauches métalliques. L'amarrage de divers profilés métalliques peut se faire de plusieurs manières:

1. Emballage d'unités d'assemblage individuelles en un seul produit final complet.
2. Ensemble réglage-livraison.
3. Tester la connexion des composants dans une seule structure métallique.

Problèmes de l'ingénierie mécanique en Russie

Le défi primordial reste la nécessité d'une refonte majeure. Le problème du retard domestiqueLa production de l'économie de classe mondiale est directement liée à la faible rentabilité de branches de la production de machines telles que la fabrication d'instruments, la construction de machines-outils, la technologie informatique, les industries électroniques et électriques. Ce problème doit être résolu dès que possible.

Selon la nature et la direction, les problèmes fondamentaux de l'ingénierie mécanique dans la production nationale peuvent être regroupés en blocs distincts. C'est:

1. Inconvénients dans le développement du complexe de construction de machines - le problème est dû aux faibles taux de croissance des industries de pointe, à une baisse significative de la production, à la rupture des liens technologiques, aux temps d'arrêt des entreprises individuelles, aux faibles taux de renouvellement des équipements par rapport au niveau de sortie.
2. Manque de ressources pour l'ajustement structurel - une ramification insuffisamment développée des directions d'activité de l'industrie nationale de l'ingénierie nécessite un reprofilage, et il n'y a pas assez de fonds pour cela. De plus, l'industrie a besoin de réduire les disproportions dans les taux de croissance des segments individuels de la reproduction: quelque part, il est nécessaire d'optimiser la structure des technologies opérationnelles, quelque part de compléter le processus de production avec les capacités manquantes.
3. Inconvénients dans la qualité des produits fabriqués - la non-conformité des machines fabriquées (leur grande majorité) avec les machines des normes mondiales, ainsi que la faible fiabilité des véhicules produits entraînent l'échec de leur finition modèles déjà un an après le fonctionnement actif. Le pourcentage de ces installations de production est de 20 à 30 % dans la densité totalemodèles produits.

Automatisation des processus technologiques

Les systèmes de contrôle automatisés dans le domaine de la construction mécanique sont la principale source d'augmentation de la capacité de production dans l'ensemble du segment de la construction mécanique. Qu'est-ce que cela signifie ?

L'automatisation de la production est aujourd'hui la direction principale dans laquelle évolue la production du monde entier. Tout ce qui se faisait auparavant au détriment de la capacité de travail d'une personne, de sa force physique et de ses capacités intellectuelles, tout cela se résume à l'heure actuelle à la technologie, qui exploite de manière indépendante les cycles technologiques et surveille leur mise en œuvre. Dans le même temps, le rôle d'une personne est réduit au minimum - il lui suffit d'observer l'exactitude de la mise en œuvre par des systèmes automatisés de toutes les actions visant à optimiser la production nationale. C'est simple.

L'automatisation des processus technologiques en génie mécanique est réalisée par un ensemble d'opérations qui impliquent le démarrage, l'arrêt, le maintien ou la modification du processus de travail opérationnel dans l'ensemble de l'installation. Il joue vraiment un rôle important dans le développement de l'industrie dans son ensemble. La valeur des machines individuelles, des appareils, des unités, des appareils, des complexes de machines réside dans un impact significatif sur la formulation d'un processus de travail fondamentalement nouveau dans l'ensemble de l'usine de construction de machines. Après tout, les objets gérés dans l'automatisation sont assez divers et incroyablement efficaces dans leur objectif.

Remplacer le travail humain peuts'effectuer en termes de substitution partielle ou absolue. Le processus de génie mécanique est réalisé soit complètement grâce aux derniers dispositifs d'automatisation, soit avec un remplacement partiel du travail humain. Toutes les usines n'ont pas la capacité de remplacer complètement le travail humain par des processus automatisés. Quelqu'un n'a pas assez de capacité pour cela, quelqu'un n'a pas l'équipement et quelqu'un n'a pas les compétences nécessaires pour travailler avec une méthode de contrôle de processus aussi inhabituelle, mais en même temps extrêmement efficace.

Objets à automatiser

Mais il n'y a pas que les mains humaines aujourd'hui qui peuvent être remplacées par des appareils mécanisés avec des équipements de haute précision qui peuvent répondre aux moindres remarques de l'opérateur de la voiture. Outre le fait qu'il y a un remplacement direct d'une personne sur la machine avec une installation spécialisée, en parallèle, l'automatisation des aspects suivants du processus de génie mécanique est possible:

1. Le processus de production - tout le travail qu'une personne effectue chaque jour avec une répétition réflexe d'actions élaborées sur la machine peut être remplacé de manière totalement ininterrompue par une machine.
2. Design - comme mentionné ci-dessus, non seulement les résultats du travail physique humain peuvent être revus et adaptés à leurs besoins de production. Le travail intellectuel est également soumis à l'automatisation. De plus, certains calculs et élaborations d'algorithmes soumis au calcul électronique sont à la base d'une conception assistée par ordinateur correcte.
3. Organisation - certains aspects des fonctions distributives pour l'exécution spécifique d'actions d'une structure automatisée ne sont soumis qu'à un contrôle externe. Tout le reste, la technique se fait elle-même.
4. Planification - les calculs et l'identification des tâches à venir à accomplir à l'avenir sont également attribués à "l'électronique intelligente".
5. Contrôle - pour gérer le processus de travail avec des dispositifs automatisés qui assemblent des machines, il suffit d'effectuer de simples manipulations de bouton-poussoir tout en se tenant devant le panneau de commande.
6. Recherche scientifique - tous les aspects mathématiques et les caractéristiques des erreurs de calcul de la croissance de la productivité d'une usine de construction de machines en dynamique sont également soumis à des systèmes informatiques automatisés.
7. Processus commerciaux - si vous le souhaitez, vous pouvez calculer le rapport entre votre bénéfice et votre revenu marginal provenant de la gestion d'une entreprise de construction de machines, car un équipement informatisé peut tout faire pour une personne.

Dignité

L'objectif de l'automatisation des processus est d'augmenter la productivité du travail ainsi que l'amélioration globale de la qualité des produits et l'introduction d'équipements de haute technologie. Avec son aide, il devient possible d'optimiser la gestion de la production de construction de machines, de déplacer une personne des zones industrielles dangereuses pour la santé. Et aussi pour augmenter la fiabilité et doubler la rentabilité de la mécanique de précision. Parce que l'automatisation augmente la convertibilité et réduit le temps de traitement dans la planification.

1. Quels sont les aspects positifs de l'automatisation des moments de travail dans le complexe de construction de machines ? Considérez-les:
2. Premièrement, vous pouvez épargner aux salariés travaillant dans des conditions physiques particulièrement difficiles un travail physique monotone et pénible. Une machine peut tout faire pour une personne.
3. Deuxièmement, vous pouvez éviter aux employés de rester sur le lieu de travail dans des conditions professionnellement dangereuses (sous le châssis articulé d'une voiture, derrière une machine mécanique à couper le métal, et autres).
4. Troisièmement, la prérogative de définir devant le système automatisé les tâches qui, en fonction des capacités physiques d'une personne, seraient au-delà de ses capacités. Nous parlons de blocs de poids lourds, de performances de vitesse de la tâche, d'endurance et de critères similaires.
5. Quatrièmement, la principale caractéristique de l'automatisation des flux de travail est qu'elle a un effet positif sur la croissance des indicateurs économiques de l'entreprise et du secteur dans son ensemble.

Défauts

Cependant, le remplacement du travail humain par du travail automatisé présente également des aspects négatifs. L'ingénierie des transports, la production de machines-outils ou toute autre entreprise industrielle de branche est confrontée aux nuances négatives suivantes dans le processus d'automatisation du travail:

• suppressions d'emplois;
• restrictions techniques;
• menaces de sécurité existantes;
• imprévisibilité des coûts de mise en œuvre et de développement;
• tarification initiale élevée.

Documentation technologique

Tout travail basé sur l'approvisionnement, le traitement et l'assemblage de pièces en génie mécanique doit être accompagné de la préparation et de l'exécution des documents pertinents. La forme des cartes et leur composition dans l'ensemble général des documents dépendent du type de processus technologique (groupe, standard, unique), du type de production et du degré d'utilisation des systèmes de contrôle automatisés dans l'entreprise. Sur la base de ces critères et compte tenu du degré de détail des données requis, la présentation et le contenu des transactions dans les documents, ainsi que leur exhaustivité, peuvent varier considérablement.

Le plus souvent, l'ensemble des documents pour le processus technologique comprend une feuille de route, une salle d'opération, un croquis, une liste d'outillage, une liste de documents technologiques et une liste de matériaux.