一、前言
非標設備,簡言之是指設計制造方面沒有形成標準的設備。當今社會由于競爭日趨激烈,各個行業(yè)追求效率,利用各種設備取代純手工操作,或以PC、微機控制的自動化設備取代傳統(tǒng)設備。
設備形式千差萬別,大多數(shù)都沒有標準可循。非標設計人員可以充分發(fā)揮創(chuàng)造力,設計出實用、高效、經(jīng)濟的設備,為生產力的發(fā)展貢獻力量。筆者在實際工作中總結了一些非標設計方面的經(jīng)驗,現(xiàn)作以簡單介紹。
二、非標設備
非標設備一般都是單件小批生產,不存在樣機試制。要求設計人員有豐富的經(jīng)驗,盡量做到一次成功。與普通設備相比,非標設備設計制造具有以下特征:
(1)毛胚精度低,加工余量大;
(2)通用機床加工,效率低;
(3)工藝裝備大多采用通用夾具、標準附件、通用刀具和萬能量具??縿澗€和試切法達到精度要求;
(4)對工人技術要求高;
(5)注重鉗工修配,缺乏互換性;
(6)成本較高
三、非標設備設計制造中需要注意的問題
(1)設計與工藝不可分割
設計時必須充分考慮工藝性,這樣有利于在制造中簡化操作,保證質量、提高效率、降低成本。
設計員和工藝員應提前向操作工進行技術交底,使其對新產品結構、性能、裝配工藝等技術難點做到心中有數(shù),從而減少問題的發(fā)生。
(2)局部結構有標準的應按標準安排
如T型槽、法蘭等。這樣既節(jié)省了設計時間,又便于與其他設備配套。
(3)如果動作較復雜,可采用多電機、氣動方案
市場上提供了種類豐富的電機和氣動元件實現(xiàn)多種機械結構難以獲得的動作和運動邏輯關系,大大縮短了設計周期。既可以簡化傳動結構又便于實現(xiàn)自動控制。
(4)用普通機床單件加工時,用試切法加工
由工人邊加工邊測量,此時孔多制成接近最小極限尺寸,而軸則接近最大極限尺寸。
以Φ50H7/js6配合為例,在大批量生產時孔和軸形成間隙概率較大,平均間隙為+0.0135,獲得過盈的概率只有千分之幾;
可是用試切法加工時則平均間隙要小得多,產生過盈的概率大為增加,使裝配變得困難起來。
此時應將配合放松調整為Φ50H7/h6.實際上,尺寸分布特性對所有配合都有影響,但是過度配合與小間隙的間隙配合對這種影響比較敏感,應特別引起注意。
(5)盡量安排好結構
不要人為提高零件加工精度。必要時可由裝配鉗工調整保證工作精度。安排在最終形成使用位置精度,用修配法達到要求。要注意安排調整量。
曾經(jīng)有一種滾切設備,要求同時把寬帶切成等寬的10根。原設計是10組滾切刀和隔墊一摞一排緊,兩端壓緊。刀和隔墊的尺寸一致性要求很高,為避免誤差積累太多,設計要求厚度公差0.005mm。
設備制造廠沒有加工能力,外協(xié)到外省的一個軍工廠。付出了不小的代價,但誤差積累最高達到0.05mm,超出了使用要求。
后來調整了結構,取消隔墊,把滾切刀做成帶頂緊的,單獨調整一排中各滾切刀的間距,再把另一排滾切刀靠緊調整好的滾切刀。
這樣對各滾切切刀的寬度就沒有特殊要求,用精度較好的磨床就能加工,大大降低了零件的價格,也達到很好的使用效果。
(6)五金配件應選用專業(yè)廠家產的成品件
五金配件通常使用專用設備和模具大批量加工,外形美觀、結構輕巧、價格低廉。
(7)應根據(jù)國家標準采用標準尺寸
用優(yōu)先數(shù)系(GB/T321-1980)設計,便于分析參數(shù)間的關系,減少設計計算工作量。刀具和標準機構、標準件的尺寸基本上都采用標準尺寸,這樣便于加工和選用配件。
尤其是齒輪、渦輪等零件需要成型刀具加工,更需要注意。測繪國外機型開發(fā)的產品,應注意標準的轉換,不能簡單地將“英寸”換算為“毫米”就完事。以免給加工造成不必要的麻煩和增加不必要的成本。
(8)采用成熟技術,提高設計成功率
設計手冊中登陸的機構、標準,應優(yōu)先采用。比如副運動機構、急回機構、行程放大機構、間歇運動機構、增力及夾持機構等。
多收集一些大公司的產品樣本,也可以作為設計考慮的對象。
(9)類似產品應系列化
與型號無關的零部件應作為通用件處理。如二次電池芯的卷繞設備,根據(jù)電池型號的不同只需改變卷繞針和壓輥,對動力、傳動、控制、機架等其它部分沒有特殊要求,可以通用。
能大大節(jié)約設計成本,簡化生產管理。
(10)類似標準件的可以采用標準件代用或改制
比如尺寸較小的光軸可以用直銷代替。通常直銷都是利用專用機床大批量加工,價格低廉。如果單獨加工既不易保證加工精度,又不經(jīng)濟。
又如面板上的連接絲柱可以用螺釘代替或改制。合理利用型材也能降低成本、提高效率、簡化結構、改善外觀。
(11)由于設計的零件千差萬別,從經(jīng)濟和保證質量角度,外協(xié)加工是必不可少的
把零部件按重要程度分類,關鍵零部件一定要選擇合格的外協(xié)單位或供應商。在訂貨協(xié)議上注明技術要求,并要求提供質檢報告。
(12)為縮短制造周期和保證加工質量,應適當采用數(shù)控加工技術
雖然非標設備一般是單件小批生產,但個別零件用普通機床加工起來周期會很長。例如在一塊310mm*310mm的平板零件上加工10排,每排10個Φ20mm的孔,對孔距和孔位有較高的技術要求。
用普通銑床加工十分費時,精度要求也很難保證。運用數(shù)控機床加工效率大大提高,精度也易于保證。
(13)為避免設計疏忽造成的錯誤,利用CAD繪制1:1圖形,模擬專配和運動,將錯誤控制在出圖前
由于零件變化多,要求就加工人員識圖能力強,但是為了避免識圖錯誤,復雜零件應有立體圖輔助。曾經(jīng)有一個設計員在修改圖樣時,只修改了標注數(shù)值,圖形沒有作相應修改。
車工只通過觀察圖形,找到最大軸徑,進行粗車,之后才發(fā)現(xiàn)標注的直徑數(shù)值并不是最大的,造成了報廢。
(14)應適當對外觀進行修飾,提高檔次
如采用較高檔的涂裝,做好色彩搭配;外關件采用電鍍;部件采用防護,給人模塊化感覺。
四、結語
非標設備的設計制造還要注意一些通常加工工藝需要注意的問題。設備用于實踐,設計和安排生產就不能拋開實踐。