Блага цивилизации, которыми мы наслаждаемся сегодня, в основном обусловлены улучшением качества доступных нам продуктов. Улучшения качества товаров можно достичь при правильном проектировании, учитывающем функциональные требования, а также производственные аспекты. Идеальным был бы процесс проектирования, который бы учитывал также и производственный процесс. Это позволит обеспечить доступность более качественного продукта по экономичной цене.
Производство занимается превращением сырья в готовую продукцию, которую можно использовать для какой-либо цели. В настоящее время возрастают требования к характеристикам продукции за счет желательных экзотических свойств, таких как устойчивость к высоким температурам, более высоким рабочим скоростям и дополнительным нагрузкам. Это, в свою очередь, потребует множества новых материалов и соответствующей обработки. Кроме того, жесткие условия труда, необходимые в современных промышленных операциях, предъявляют высокие требования к обрабатывающей промышленности.
Кроме того, очень важным фактором является экономика производственной операции. Чтобы иметь жизнеспособную эстетическую привлекательность. Поэтому инженеру необходимо как следует продумать различные аспекты производства.
Производственные процессы являются очень фундаментальным предметом, поскольку они представляют интерес не только для инженеров-механиков, но и для представителей практически всех инженерных дисциплин. Это так, потому что инженерия в целом предназначена для обеспечения человека различными материалами. Для различных продуктов, таких как производственное оборудование, необходимое для химической, гражданской, электротехнической, электронной, текстильной и т. д., производственный процесс является жизненно важным компонентом.
Таким образом, детальное понимание производственных процессов необходимо каждому инженеру. Это помогает ему оценить возможности, преимущества, а также ограничения различных производственных процессов. Это, в свою очередь, помогает в правильном проектировании любого необходимого ему продукта. Во-первых, он сможет оценить целесообразность изготовления по своим разработкам. Он также может обнаружить, что существует более одного процесса производства конкретного продукта, и поэтому он может сделать правильный выбор процесса, который потребует наименьших производственных затрат и обеспечит получение продукта желаемого качества. Он также может немного изменить свою конструкцию в соответствии с выбранным им конкретным производственным процессом.
Производство определяется как изготовление продукта, пригодного для использования. Производство оставалось ремеслом до первой промышленной революции в конце 18 века с небольшими объемами и единичным-производством. Требовалось, чтобы высококвалифицированные мастера изготавливали детали по отдельности и подгоняли их, когда требовалась сборка. Это был медленный и дорогостоящий процесс, но в отсутствие машин это было единственное, что было возможно. Наличие парового двигателя и угольных-печей привело к изобретению ряда паровых-механических машин, которые значительно увеличили производственные мощности. Большое количество изобретений, связанных с станками, произошло в этот период и продолжалось в 19 веке. К концу 19 века, с изобретением электричества и более совершенных технических материалов, производственные операции стали более продуктивными. Развитие автомобилестроения в начале 20 века способствовало развитию разнообразия производственных методов и практик.
Инженеру доступно большое количество процессов для производства. Эти процессы можно условно разделить на четыре категории.
(a) Процессы литья (b) Процессы формования
(c) Процессы изготовления (d) Процессы удаления материалов
1. Процессы литья
Это единственные процессы, в которых используется жидкий металл. Литье также является одним из старейших известных производственных процессов. Обычно требуется подготовка полости из огнеупорного материала, чтобы она максимально напоминала конечный объект, который предстоит изготовить. Расплавленный металл заливают в эту огнеупорную полость формы и дают ему затвердеть. Изделие после затвердевания извлекается из формы. Процессы литья повсеместно используются для производства самых разнообразных изделий. Основным процессом среди них является литье в песчаные формы, при котором в качестве огнеупорного материала используется песок. Этот процесс одинаково подходит как для производства как очень небольших партий, так и в очень больших масштабах.
Некоторые из других процессов литья для специализированных нужд:
- Постоянное-литье в форму
- Продать-литье в формы
- Прецизионное-литье по выплавляемым моделям
- Центробежное литье
- Литье под давлением
- Пастеризованное-литье в форму
Разливка расплавленного металла в литейном цехе:
2. Процессы формирования
Это полупроводниковые производственные процессы, предполагающие минимальное количество отходов материала и более быстрое производство. В процессе формовки металл можно нагреть до температуры, которая немного ниже температуры солидуса, а затем приложить большую силу, чтобы материал растекся и принял желаемую форму. Желаемая форма контролируется с помощью набора инструментов, называемых штампами, которые могут быть полностью или частично закрыты во время производства. Эти процессы обычно используются для крупномасштабного-производства. Они, как правило, экономичны и во многих случаях улучшают механические свойства.
Некоторые из процессов обработки металлов давлением:
- Роллинг
- Экстракция
- Выпадение штамповки
- Чертеж проводов
- Прессовая ковка
- Операции с листовым металлом
- Расстроенная подделка
3. Процессы изготовления
Это вторичные производственные процессы, при которых исходное сырье обрабатывается любым из ранее описанных производственных процессов. По сути, это соединение частей на постоянной или временной основе, чтобы они выполняли необходимую функцию. Соединение может быть достигнуто с помощью тепла и давления и/или соединительного материала или их обоих. Многие из стальных конструкций, которые мы видим, сначала прокатываются, а затем соединяются вместе в процессе изготовления.
Некоторые из процессов, представляющих интерес в этой категории:
- Холодная сварка
- Газовая сварка
- Электродуговая сварка
- Пайка
- Электроконтактная сварка
- Пайка
- Термитная сварка
4. Процессы удаления материалов
Это также вторичные производственные процессы, при которых дополнительный нежелательный материал удаляется в виде стружки из заготовки с помощью более твердого инструмента для получения окончательной желаемой формы. Удаление материала обычно является самым дорогим производственным процессом, поскольку потребляется больше энергии, а также в процессе образуется много отходов. Тем не менее, он широко используется, поскольку обеспечивает очень высокую точность размеров и хорошее качество поверхности. Он также создает точные контуры. Процессы удаления материала также называются процессами механической обработки.
Различные процессы в этой категории:
- Шлифование
- Поворот
- Бурение
- Формирование и строгание
- Распиловка
- Фрезерование
- Протяжка
Цех прецизионной обработки с ЧПУ:
Все эти производственные процессы постоянно совершенствуются с целью получения более качественной продукции по сниженной цене. Особый интерес представляет развитие компьютеров и их влияние на производственные процессы. Появление компьютеров существенно изменило большинство вышеперечисленных производственных процессов. Они внесли большой вклад как в автоматизацию, так и в проектирование процесса.
