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机械加工工艺装备设计探讨

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摘要:随着工业不断发展,机械加工需求量得到提升,要求促进加工质量提升,为加工效率提高提供便利条件。工艺装备作为机械加工中重要设备,能够有效提高生产效率,保证加工质量,为企业带来更多经济效益。因此需要对工艺装备进行合理设计,以促进加工质量提升,降低生产成本,实现生产效率提高。本文针对工艺设备在机械加工中的应用进行探讨,分析工艺设备工作原理,提出有效改善措施,为其设计合理性提升提供条件。

关键词:工艺装备;机床夹具;工装设计

工艺装备就是机械加工中应用的机床夹具,由于其加工效率高、加工出的产品质量好,因此在工业生产中得到普遍应用。工艺装备的功能与结构与加工质量有着重要影响,合理的工装设备能够有效促进加工成本降低,促进加工质量提升。在加工过程中,工艺装备能够促进加工灵活度提高,具有较高精确性与针对性,对整体加工水平进步有重要作用。因此需要对工艺装备进行合理设计,但现有教程中工艺装备相关知识多为理论,缺乏实践性,无法为设计提供可靠参考。以下将针对机械生产加工方式进行分析,探讨促进工装设计水平提升的有效措施,使工作人员能够迅速掌握其操作方式,为工装的进一步应用提供便利。

1工艺装备概念

工艺装备是工件加工过程中为其提供准确定位的设备,受外界因素影响较小,在对工件进行切削等加工操作时,能够始终维持工件处于正确的方向位置上,这种对工件进行固定的设备被称为机床夹具,也就是工装。工装分类通常有两种划分方式,一是依据设备类型进行划分,有磨床、钻床、车床以及铣床等共六种工装类型;二是依据其使用特点进行划分,通常有组合、通用、随行、专用以及可调整五种工装类型。

2工装在机械加工中的作用

工业的迅速发展以及工件生产加工需求量的提升令工装得到广泛应用,在机械加工中,工艺装备主要有以下几方面优势:

2.1促进加工精确度提升。工件是机械重要部件,促进其加工精度提升能够为生产质量提供保证。当进行加工时,使用工艺装备能够对工件进行夹紧固定,并依据加工需求进行定位,从而保证加工过程中工件相对位置始终不变,为其精度提升提供帮助。与传统加工方式中工件的划线找正相比,工作效率更高,找正效果更好,其加工效果更加稳定。例如对阀块的设计,要加工两组偏心孔,孔的相对位置尺寸要求较高。最初制定的工艺方案为:铣→平磨→镗→车(2-Φ30孔),受刀具种类限制,在不增加成本的情况下将两个Φ30孔转到车序完成,这样无形中增加了一道工序。后来设计了专用工装,通过“一面三销”的定位方式,去掉了镗削工序,不仅实现了普通刀具即可完成一组孔的加工,又保证了产品的加工精度。

2.2降低成本,实现经济效益提升。从宏观角度看,社会经济已经呈现增长缓慢甚至出现下降趋势,在这种情况下,我国机械生产出现供过于求的问题。而市场竞争逐渐激烈,企业要想维持稳定运行,获得更高市场竞争力,需要对工件加工利润进行不断压缩,以保证企业经济效益。自动化生产加工设备的应用使企业生产效率得到有效提升,大大减少了人力物力的使用,使其人工成本降低,生产环境得到良好改善,因此已经在我国制造行业中得到普及。在机械生产加工中自动化控制设备与工艺装备的应用,具有操作简便、加工效率高、加工质量好等优势,能够为企业市场竞争力提升提供条件,实现企业的可持续发展。降低单件产品时间定额,可以促使劳动生产率得到有效提升。为实现生产加工成本降低,在加工工艺上通常有压缩辅助时间和改进工艺方案两种措施。在工件的生产加工中,数控设备的应用已经使其生产效率得到较大提升,因此进一步促进其加工效率提升的措施需要从其辅助时间入手。传统加工方式中需要对工件进行划线以及对刀,若对工装设计进行改善,提高工装效率,能够有效减少其辅助时间,使工件加工效率得到有效提高。例如,对工件的夹紧操作中,可以使用液压或者气压装置进行传动,这种装置的应用能够在几秒之内夹紧工件;联运夹紧装置的使用简化了夹紧操作环节,能够利用一个手柄对多个工件进行同时夹紧,使加工效率得到提高,实现工件的批量生产;定位夹具可以自动对工件进行定位并夹紧,其定位精确、夹紧快速。以上几种工艺装备的应用能够使加工成本得到有效降低,提高工件加工质量,是促使企业经济效益提升的有效措施。机床夹具的应用具有操作简便、生产质量稳定等优点,因此能够降低对工作人员技术要求,减少废品出现概率,对加工成本降低有较好效果。

2.3节省人力。工艺装备使工件加工操作环节得到简化,大部分操作使用自动化数控装置,因此使人工环节减少,工人劳动强度降低。不仅能够为生产安全提供保障,还具有较好工作效率,减轻工件装卸负担。当应用传统方式对某些大型工件进行加工时,若其体积与质量过大,将会影响到其装卸效果,使工人劳动强度增大。根据其具体需求进行工装设计,通过对工装中螺栓的控制实现工件移动,不仅减轻劳动强度,还能够使工人安全得到保障。自动化夹具的使用能够改善加工环境,促进加工效率提升,为机械加工自动化做出贡献。

2.4扩大机床加工范围和改变机床用途。机床设备作为企业的固定资产,在机械产品生产过程中发挥了重要作用。如何最大限度提高设备的利用率,保证生产任务的正常进行,是企业创造更高经济效益的重要内容。在单件小批量生产条件下,普遍存在工件的品种规格多而机床的数量种类少且加工范围单一的矛盾。为了解决这一矛盾,可以通过设计机床专用工装或改造机床,来扩大机床的加工范围。例如磨床头架改造中。普通万能磨床头架主轴多为实心轴,当机床行程能够满足零件局部的加工要求,但受零件总长限制无法装夹时,在不增加设备的情况下,设计和制造了主轴为空心轴的磨床头架,使无需加工部位能直接伸入到主轴孔内,即可把无法加工的长轴零件变为可加工的短轴零件,扩大了机床的加工范围。卸下空心轴头架,换上实心轴头架,磨床仍可恢复原来状态。利用专用工装扩大机床的工艺范围和改变机床用途的例子还有很多,如在车床中拖板上增加精密磨头,可以在车床上进行磨削加工,实现“一机多用”。这种方法不仅能缓解小批量生产情况下机床种类不足的矛盾,还能在大批量生产场合充分发挥设备潜力,将现有闲置或负荷不足的设备改为专用设备。这对我国广大中小企业的技术改造具有很现实的意义。

3提高工装设计合理性的措施

3.1依据加工需求进行工装的应用。工装并不适用于所有加工场合,对工装的设计与安装需要一定时间与资金,若工件加工数量较少或者仅为一个时,进行工装设计不仅无法促进加工效率提升,还会造成严重的资源浪费,降低加工效率。因此不能盲目追求工装应用,尽量应用于生产加工规模较大的条件下,要对加工效益进行科学计算,保证工装应用后加工效率能够起到正面作用,促进成本降低、经济效益提升。

3.2设计标准简便通用。现阶段我国牵引所使用工装设计标准基本趋于统一,已经实现了设计生产的通用与标准化。但在某些工件加工过程中,其加工需求较特殊,因此需要为其进行专门的夹具设计。这种夹具具有独特性,且制造时间过长,一旦更换所加工工件,则夹具将无法使用。在工装的设计与制作过程中,要以通用简便为设计准则,将其与企业具体生产条件与生产规模相结合,实现工装的有效利用。

4结论

工艺装备在机械加工中的应用能够有效促进加工效率提升、降低加工成本、提高企业市场竞争力,为企业经济效益提升与可持续发展水平提高提供条件。因此需要不断促进工装设计水平提升,完善设计环节,依据具体加工需求进行设计,促进设计科学合理性提升,从而使工装设备在机械加工中效用得到有效发挥,促进生产效率提高,为工业发展带来保障。

参考文献

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[5]陈建忠,梁冰心,杨同兵.简易工艺装备的设计实例[J].中国新技术新产品,2010(15).

作者:邵常超1;卜令勇2 单位:1、黑龙江龙祥工程技术有限公司,2、黑龙江建龙钢铁有限公司

机械加工工艺装备设计探讨责任编辑:张雨    阅读:人次