Производственные процессы: определение, классификация и практические примеры

Что такое производственный процесс?

Производственный процесс — изготовление деталей с заданными геометрическими формами. Одна из ключевых производственных технологий. Другие: процессная технология (химическое производство) и энергетическая технология (выработка электроэнергии).

Классификация производственных процессов

Выделяют шесть групп:

1. Процессы первичной формы (Primary Shaping Processes)

Формирование твердого тела из расплавленного, газообразного или аморфного состояния. Аморфные материалы: газы, жидкости, порошки, волокна, щепы. Инструмент первичной формы содержит полость, соответствующую форме изделия (с учетом усадки). Основные виды:

1. Литье (Casting)
2. Порошковая металлургия (Powder metallurgy)
3. Пластикообработка (Plastic technology)

2. Процессы деформирования (Deforming Processes)

Используют соответствующие напряжения (сжатие, растяжение, сдвиг, их комбинации) для пластической деформации материала без изменения массы и состава. Материал не удаляется, а перемещается. Виды:

1. Ковка (Forging)
2. Экструзия (Extrusion)
3. Катание (Rolling)
4. Обработка листового металла (Sheet metal working)
5. Вращательная ковка (Rotary swaging)
6. Катание резьбы (Thread rolling)
7. Взрывное формирование (Explosive forming)
8. Электромагнитное формирование (Electromagnetic forming)

3. Машинная обработка / процессы удаления материала (Machining / Removing Processes)

Принцип: формирование поверхности за счет относительного движения заготовки и инструмента. Материал удаляется из ненужных зон. Напряжения в материале ниже, чем при деформировании. Виды:

1. Токарная обработка (Turning)
2. Сверление (Drilling)
3. Фрезерование (Milling)
4. Строгание и строгание (Shaping and planing)
5. Шлифование (Grinding)
6. Электроэрозионная обработка (EDM)
7. Электрохимическая обработка (ECM)
8. Ультразвуковая обработка (Ultrasonic machining)

4. Процессы соединения (Joining Processes)

Объединение двух и более металлических частей в узел или готовое изделие. Способы: плавление, прессование, трение, риветирование и др. Важные виды:

1. Контактная сварка (Pressure welding)
2. Сопротивления сварка (Resistance welding)
3. Диффузионная сварка (Diffusion welding)
4. Взрывная сварка (Explosive welding)
5. Паяка высокотемпературная (Brazing)
6. Паяка низкотемпературная (Soldering)

5. Процессы отделочной обработки поверхностей (Surface Finishing Processes)

Придают заданную шероховатость/покрытие. Функциональные размеры не меняются (или меняются незначительно: удаление/нанесение микрослоя). Очистка также относится к отделочной обработке. Виды:

1. Полимерные покрытия (Plastic coating)
2. Металлические покрытия (Metallic coating)
3. Органические покрытия (Organic finishes)
4. Неорганические покрытия (Inorganic finishes)
5. Анодирование (Anodizing)
6. Полировка (Buffing)
7. Растачивание/хонинг (Honing)
8. Барабанная обработка (Tumbling)
9. Гальваническое напыление (Electro-plating)
10. Лаппирование (Lapping)
11. Шлифование наждачной бумагой (Sanding)

6. Процессы изменения свойств материала (Material Properties Modification Processes)

Изменяют свойства заготовки без изменения формы. Многие конструкционные металлы проходят специальную обработку для улучшения эксплуатационных характеристик. Виды:

1. Тепловая и термохимическая обработка (Heat and surface treatment)
2. Отжиг (Annealing)
3. Снятие внутренних напряжений (Stress relieving) и др.

В статье рассмотрены основные типы производственных процессов с их характеристиками и технологическими операциями.