Ε. Η. МАКСАКОВА
ТЕХНОЛОГИЯ ЛОКОМОТИВОСТРОЕНИЯ
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования РСФСР в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности Локомотивостроение
ВОРОНЕЖ ИЗДАТЕЛЬСТВО ВОРОНЕЖСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 1982
В учебнике, подготовленном в соответствии с программой одноименного спецкурса, рассмотрены основные положения технологической подготовки производства в локомотивостроении на принципах ЕСТПП. Указаны пути технологического обеспечения надежности и создания технологичных конструкций локомотивов с учетом современных требований их производства, технического обслуживания и ремонта. Освещены вопросы прогнозирования, количественной оценки и управления технологичностью на различных стадиях разработки конструкторской документации. Рассмотрены научно-методические основы и практика проектирования технологических процессов локомотивостроения — изготовления типовых деталей, сварных конструкций, узловой и общей сборки и испытаний локомотивов; представлены, основные конструкции и методика разработки станочных, сборочно-сварочных и других приспособлений. Показана революционизирующая роль технологической унификации и стандартизации, а также автоматизации технологического проектирования с помощью ЭВМ. Охарактеризованы современное состояние и перспективы развития механизации и автоматизации в производстве локомотивов, в том числе на базе использования автоматических манипуляторов с программным управлением.
Учебник предназначен для студентов вузов специальности «Локомотивостроение», а также может быть полезен студентам других специальностей транспортного машиностроения и железнодорожного транспортах.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Технологическая подготовка согласно квалификационной характеристике инженера-локомотивостроителя играет важную роль в формировании его профиля. Она осуществляется путем изучения общеинженерных дисциплин «Технология конструкционных материалов» (технологические основы производства машин), «Материаловедение и термическая обработка металлов», спецкурса «Технология локомотивостроения», а также прохождения технологической производственной практики и выполнения курсового проекта по отраслевой технологии и технологических разработок в дипломном проекте. Основными базовыми дисциплинами при изучении «Технологии локомотивостроения», кроме указанных выше, являются «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения», «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов», «Экономика отрасли», «Автоматика и автоматизация производственных процессов» и др. «Технология локомотивостроения» тесно связана также с курсом «Организация, планирование и управление предприятием».
Одна из основных задач технологической подготовки студентов конструкторской специальности — научить будущего инженера-конструктора соотносить конструктивные решения с требованиями рационального и эффективного изготовления, технического обслуживания и ремонта изделия, т. е. научить проектировать технологичные конструкции. Вопросы, связанные с обеспечением технологичности изделий, являются одними из важнейших в курсе отраслевой технологии для будущих конструкторов новых машин. Однако этим вопросам в соответствующей учебной литературе и практике высшей школы уделяется недостаточно внимания. Отсутствие специализированных учебных пособий по технологичности конструкций, освещающих современное состояние проблемы, создает известные методические трудности в правильной постановке технологических спецкурсов для конструкторских специальностей. Нами предпринята первая попытка восполнить указанный пробел применительно к одной из таких специальностей — «Локомотивостроение». В пятом разделе предлагаемого читателю учебника, в соответствии с квалификационной характеристикой инженера-локомотивостроителя и программой курса отраслевой технологии, освещаются современные научно-технические и организационно-методические аспекты отработки конструкций локомотивов на технологичность на основе прогнозирования, количественной оценки и управления технологичностью на различных стадиях разработки конструкторской документации.
Важное место в технологической подготовке инженера- локомотивостроителя согласно квалификационной характеристике занимает технологическое проектирование — разработка технологических процессов и средств технологического оснащения. Научно-методические основы и практика проектирования технологических процессов, включая вопросы механизации и автоматизации в производстве локомотивов, освещены в четвертом разделе учебника. Теоретические основы и практический опыт локомотивостроения в проектировании и эксплуатации приспособлений различных видов как Одного из важнейших компонентов технологической оснастки являются предметом анализа в третьем разделе. При изложении данных разделов показана революционизирующая роль технологической унификации и стандартизации, а также автоматизации технологического проектирования с помощью ЭВМ в условиях современного производства. Общие теоретические положения и практические основы технологической подготовки производства, необходимые для решения задач технологического проектирования и обеспечения технологичности конструкций локомотивов, составляют содержание первого и второго разделов книги.
Программный материал курса «Технология локомотивостроения» представлен в учебнике с позиций Единой системы технологической подготовки производства изделий машиностроения, приборостроения и средств автоматизации с учетом специфики отраслевой технологии. В связи с тем, что удельный вес тепловозостроительного производства в общем объеме выпуска локомотивов является преобладающим, а уровень его технологической оснащенности достаточно высок, конкретные технологические процессы изложены в книге, главным образом, применительно к тепловозам; при этом учтено, что рассмотренная технология может в ряде случаев служить перспективной основой развития производства в электровозостроении.
При написании учебника использованы материалы Ворошиловградского производственного объединения тепловозостроения им. Октябрьской революции, Людиновского тепловозостроительного завода, производственного объединения «Брянский машиностроительный завод» им. В. И. Ленина и других предприятий отрасли, а также результаты научно-исследовательских и проектно-технологических работ НИИ, проектных организаций, вузов железнодорожного транспорта и транспортного машиностроения. В книге не приведены описания конструкций обрабатываемых деталей и собираемых узлов локомотивов, поскольку в рамках осуществляемого издания это не представляется возможным. Объем справочной информации сведен к необходимому минимуму. В целях обеспечения углубленной самостоятельной проработки студентами соответствующего материала в подстрочных библиографических ссылках указаны разнообразные дополнительные научно-технические источники.
В инженерной практике перед молодым специалистом- локомотивостроителем неизбежно встает множество разнообразных научно-технических и организационно-методических вопросов, и самостоятельно находить оптимальные решения может только тот, кто хорошо освоил общие закономерности производственного процесса, получил навык творческого подхода к инженерным задачам. Учитывая это, автор стремился при разработке учебника к возможно более глубокому и полному изложению основных закономерностей технологии локомотивостроения, подкрепляя их перспективным материалом отраслевого характера, и не ставил задачу подробного освещения всего многообразия технологических процессов производства локомотивов, поскольку техника и технология в современном локомотивостроении весьма мобильны. Указанное обстоятельство обусловило отказ от традиционной структуры учебных книг по технологическим спецкурсам различных отраслей машиностроения, когда сведения по научно-теоретическим основам дисциплины и по отраслевой технологии излагаются обособленно. Используя отраслевой материал в тесной методической взаимосвязи с изложением основных закономерностей технологии локомотивостроения, автор хотел акцентировать внимание читателей на фундаментальных принципах курса, обеспечить проч ное усвоение студентами основополагающих технологических вопросов, развить обучающую функцию книги.
Для усиления эвристического начала осуществляемого издания в каждой его главе наряду с изложением нового материала дается комплекс упражнений, требующий немедленной активной переработки полученной информации. Контрольными заданиями для самостоятельной работы охвачены все наиболее важные положения курса «Технология локомотивостроения», начиная от простейших «вводных» вопросов и кончая объемными комплексными задачами технологического проектирования и инженерного анализа. При этом выполнение достаточно сложных заданий, таких, как разработка технологических процессов обработки резанием деталей и сборки узлов локомотивов с построением технологических схем сборки, предусматривает наличие запрограммированной учебно-методической «подсказки», играющей необходимую обучающую роль; последняя усиливается постепенным наращиванием трудности предлагаемых задач. Работа студентов с контрольными упражнениями в режиме самообучения имеет целью не только прочное усвоение, но и, непременно, определенное углубление и расширение программного материала. В связи с этим среди приведенных заданий нет таких, на которые давались бы прямые ответы при изложении содержания настоящей книги1, — правильное решение контрольных задач предполагает прежде всего творческое осмысление и глубокое понимание студентом учебной информации, а также привлечение дополнительных источников, в том числе материала базовых дисциплин, включая производственные практики; анализ предлагаемых проблемных ситуаций при сочетании известного и неизвестного студентам материала требует от обучаемого, в конечном счете, самостоятельного научного поиска.
1 В необходимых случаях ответы и решения приведены в конце книги (номера соответствующих заданий отмечены звездочкой).
2 См.: Елютин В. П. Актуальные задачи высших учебных заведений.— Вестник высшей школы, 1980, № 4, с. 45.
3 Ленин В. И. Полн. собр. соч., т. 4, с. 40.
В учебнике нашли отражение многолетний опыт преподавания технологии локомотивостроения в Брянском институте транспортного машиностроения и научно-методическая работа автора по совершенствованию технологической подготовки студентов конструкторской специальности, в частности с использованием принципов программированного и проблемного обучения; освещены достижения отечественного локомотивостроения; указаны перспективы развития отраслевой технологии. В основу книги положены опубликованные ее автором в 1975 ... 1979 гг. учебные пособия [9 ... 13] по основным разделам курса. Автор считает своим долгом выразить благодарность коллективам кафедр вузов и отдельным ученым, рецензировавшим рукописи указанных пособий и настоящего учебника, в том числе кафедрам локомотивостроения Харьковского политехнического и Ворошиловградского машиностроительного институтов, кафедре технологии машиностроения Московского автомеханического института, д-ру техн. наук проф. Д. Л. Юдину, канд. техн. наук доц. И. П. Карпову, д-ру техн. наук проф. Г. А. Бобровникову и др. Автор выражает признательность за ценные консультации и помощь отраслевыми техническими материалами специалистам системы Минтяжмаша СССР: начальнику технического отдела Всесоюзного производственного объединения Союзтепловозпутьмаш Д. А. Кобцеву, главному инженеру производственного объединения Брянский машиностроительный завод им. В. И. Ленина А. Н. Чебрикову, директору Ворошиловградского проектно-технологического института машиностроения М. Г. Лапшину, бывшему директору Людиновского тепловозостроительного завода И. В. Никифорову, заместителю главного инженера того же завода В. С. Васюкову, заместителю главного инженера Ворошиловградского производственного объединения тепловозостроения им. Октябрьской революции Π. М. Шевченко, заместителю директора производственного объединения путевых машин и гидроприводов (г. Калуга) канд. техн. наук Μ. Ф. Хмаре, а. также старшему инспектору ЦТ МПС В. И. Першину.
Учитывая, что попытка разработки комплексной учебной книги по технологическому спецкурсу для студентов вузов, специальности «Локомотивостроение» предпринимается впервые, автор с признательностью примет критические замечания и предложения читателей по дальнейшему совершенствованию предлагаемого их вниманию учебника.
Автор надеется, что настоящий учебник будет полезен также студентам, обучающимся по специальностям «Технология транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава», «Тепловозы и тепловозное хозяйство», «Вагоностроение и вагонное хозяйство».