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组合 专机 钻孔 机床 设计

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一 组合机床设计质量的分析与控制 圮 P f g 大 连 机 束 厂 工 程 师 型 主题词； 望鱼垫 塑 堕 无论是工 业发达 国家 ， 还是发展 中 国家 ， 产 品质量 都是企业领 导者十分 关注 的问题。 因 为它是 市场竞争“ 三要素” ( 质 量，价格 、 交货 期) 的首要 因素。 而产 品设计质 量又居产 品总质 量之首。产 品设 计质 量对 任何产 品来 说 ， 能否 畅销 ， 能否 给企业带 来预期的经济效 益 是至关重要的 组合机床及其 自 动 线 产 品是为某一特定 加工对象专 门设计制造的 专 用 机床 ， 它与通用 机床相 比 ， 其设 计质 量对 企 业 的经 济效 益尤为突出。下面将从 四个方 面 论 述提 高组合机 床设计质量 的意义和措施。 1 组合 机 床 的设 计 特 点 组合机 床及其 自动线是 根据用户提出 的 特定被加工 零件 的某 些加工 内容而设计 制造 的专能产 品。 其特 点是加工精度稳定 ， 生 产率 高。 它是 由通用部件和专用部件组成 的 ， 用 于 大批量生产的机械制造业， 如汽车制造业、 发 动机 制造业、 阀门制造业等等 。 组合机床 的加 工对 象结 构上大致 可分 为箱体类和杂件。尺 寸大小范 围从几厘米到几米。被加工材料 以 铸 铁居多，铝合金 、碳 素结 构钢 也不少。加 工 内容有钻 、扩 ， 铰、 镗 、车铣平面和攻螺纹 孔等。 由于被加工零件和加 工内容各异，所 以相应的机床结构型式各不相同，有立式、 卧式、回转工作 台式 、移 动工 作台式等多种 型式。 组合机床的设计、制造管理复杂，它的 形成过程不 同于通用 机床，既没有开发研制 阶段， 又没有小批量试制阶段， 而要求一次设 T e 计 一次投产成功。 设计工作是由群体完成的。 首先 由一位 主任设计 师根据用户具 体要 求， 确定机 床总体方案。这一 方案 要满 足用户提 出的各项加工内容、加工精度、生产效率以 及操 作维 修和使 用方面的具_体 要求。然后依 据 总体方案开 展各零 部件 设计 ，最后 由主任 设计师审核，汇总，编翩使用说明书等有关 技术文件。 零部件设计 主要 有如 下几项。 夹 具 部分 ，主传动部分， 刀具 工具 部分 、电气 控 制系统 、液压驱动部分 、基础 部件和包装 箱设 计。各部分设计均需机械 结构、加工工 艺，经济成本等方面的知识和实践经验。设 计过程 中需调查 考核 ，甚至需要现场工艺 试 验、分析计算、类比选择等等。概括来说， 组合机 床设计工作涉及 技术 面 宽，程 序 复 杂，参与人员多，周期短，要求一次成功。 基于这 一特 点，设计工作质量对于 产 品性能 水平 、交货 期，经济效益极为重要。 下面通过 大连机 床厂近年来几个典 型设 计质 量事例，可见设 计质量对企业经济效益 的作 用。 ( 1) l 9 9 1 年编号为 DU4 0 1 4的机 床，因被 加工 零件 工序图 中被加工 孔的位置 尺 寸标 注错误造成一个主轴箱报废，另两个 主轴箱重大返修， 直接经济损失约2 5 万 元， 延期交货 4个月。 ( 2) 1 9 8 8 年承 接 的 DU 3 4 9 0 机 床， 因夹具 结构设 计不合理，虽 多次 进行改进，但至今未能交付用户使用。 ( 3) 编号为 DU4 O 9 5 的机床，因夹具、镗头设计 问题，修改多次，延期一年交货，至今未能 投产 使用 ( 4) l 9 8 8年 出 厂 的 DU3 4 8 3 机 组台机床与 自动化加工技术 维普资讯 床，其可靠性经不起连续工作的考验，作报 废处理。 ( 5) 1 9 9 3 年因 殴计错 误须 作重大修 改而延期交货的组合机床达l O 台之多。 多年来，实践证明设计质量已成为企业 效益 的关 键。 这 一点 已被 企业领 导者和 全员 职工 清醒地认 识。如何提 高设 计质量和水平 是 摆在机床制造厂家面前 的一个 重要课题。 2 组合机床设计质量问题分析 组台机床设计工作是一个较 复 杂 的 系 统，各环节均有 出现错 误的可 能性 。就整体 面 言， 一次性设 计不 可能不 产 生 错 误。但 是，我们可以通过多方面的质量控制降低差 错率，特别 是减少重 大质量 问题 的产生。根 据近几 年生产现场统 计分 析，总结 出影响设 计质量 的两 个主要 部分是 ，总体方案设计 和 夹具 部分设 计 ( 见表 1)。这两 个部分究竟 存 在一些什么样的质量 问题呢?通过 图 l和 图 2可 以清 晰地看 出。 5 产 生质 量 问题 的 原 因 从表 1反应的 事例看 出，组成组 合机 床 的l 4 个 部分 中 ( 电气 控制系统和 液压 驱动 系 统因问题较少，损 失较小而来列入)， 总体 方案 设计和 夹具部分 设 计问题最 多，经 济损 失最大， 影响交货 期最长。例如 ；图 l的第 ( 9 ) 项，镗杆刚性不足，须改进结构，重新 制作。一般要经过3 2 逋工序， 3个半月的时 同。 图 2的 第 ( 4 4 ) 项 定位机构 刚性 差，须 修 改夹具体， 增补 高硬 度淬 火零件，一般要两 周的时 间。 图 1、 2所 反应 的内容是 多年 来实 践经 验的积累和归 纳。从图 中看 出总体 方案设 计 和夹具设计所 出现的问题共有 4 7 项 ，涉及各 个方面通 过分析研 究， 不难看 出，产生差 错的原 因大致可 分为三类 。 s 1第 一类 ( 包括 ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 6) (7)(8)(9) ( 1 9 )( 2 O )( 2 1 ) ( 4 6 )( 4 7 ) 项 ) 设 计指导思想 不端 正。片面 强 调 零 部 件 的结构先 进性和制造精 度要 求， 突出机 床 的加工 精度，忽视机 床的操作、使用维修及 可靠性，不重视生产实践，不注重河查研究 和现场考察，设计经验贫 乏。 a 2第二类( 包括 ( 2 2 ) ( 2 3 ) ( 2 7 ) ( 3 2 ) ( 3 3 ) ( 3 4 )( 3 5 )( 3 6 )( 3 7 )( 38 )( 3 9 )( 4 O )( 4 1 ) ( 4 2 )( 4 3 ) ( 4 4 ) 项) 没能掌握基础设计技术，分析考虑问题 粗浅，甚 至对 一些基本 结构的原理、功能 、 调 整及使用认识模 糊， 似是而 非， 不求甚解 。 个别设计人员认 为凡能 画 出来的就能制 造出 来，能制 造出的， 按 图装起 来就 好用 。设 计 寰 1 3 9 9 3 年大连机床厂设计质量事故分屡统计寰 序 号 错误 数 量错 碰撞 借锆 无修 尺寸错 结构错 漏组件 孔距错 额数 分 型 错 谓改 目 1 总体方案 1 T 2 4 4 2 2 2 2 夹 具 l T l ， l 1 4 2 2 2 1 3 包装 箱 心 4 T 3 4 滑台 蛆 5 l l 5 模板部分 3 3 6 主轴 箱 2 l 1 T 刀具部分 2 1 8 立柱 部分 1 l 1 9 底座部分 l 1 1 0 束 身 l 1 1 坦 克 链 1 2 防护设备 1 3 油 缸 l 4 垫 蟪 l l 9 0 4年第 8期 维普资讯 过 程 中对 一些成熟 的机构作些 “ 改进” ， 这些“ 改进 对原结构的功能投有实质性的提 高，而往往因 “ 改进”中产生错误，造成质 鼙问题。 3 3第三 类 ( 包括 ( 5) ( 1 0 )( 1 1 )( 1 2 ) 【 1 3 ) ( 1 4 )【 l 5 )4 1 6 )4 1 7 )4 1 8 )4 2 4 )( 2 5 )( 26 ) ( 2 8 ) 4 2 9 )( 3 O )( 3 1 )( 4 5 ) 项 ) 多年来，设 计计划管理不科 学， 生产不 均 衡， 突击设计进度，再 加 上责任心不强， 部分设 计人 员由于养成 了工作 粗 糙 的 坏 作 风 ，设计工作不严谨 、细致，造成不 同程度 的错误 和漏嗣。 4 提 高设 计 质量 的措 施 综 上所述，可见设计 质量问题的严 重性 和提高设计质量 的意义。 质量问题是个综 合 反应，提高设 计质量须综合 治理 。忽视任何 一个方面的工作都会影响最终效果。下面从 五个方面浅议提高设计质量的措施。 4 1提 高质量意 识 上 自决策者，下 至每个设 计人员均应 清 醒地认识 到因设 计质 量问题给 用户和本单位 在经济效 益上带来的 巨大损 失和影 响。 合理 科学地安 排设计任务 ， 改变粗 制滥 造的作风， 倡导严谨的，实事求是和精益求精的作风。 4 2形成科学的、系统的设计工作管理体制 制定详细的制度，这一制度应体现改革 开 放的精神，要规 定各环节 的职 责、权利及 其在整个系统的作用。本文不论 述 管 理 制 度，着重谈谈各主要环节的控制。 承接任务时，对实现用户提出的技 术要求必须有把握。 总体方案设计要慎之又慎，对机床 刚性、加工精度、 、 动力大小、切削用量、加 图 1 机床 总体方 案 设计 常产 生的 问 题 组合机床与 自动化加工技术 维普资讯 图 2夹 具设计常产生的问题 工节拍等要充分讨论。要深入实 际 调 查 研 究，必要时进行工艺试验。要注重方案的可 行性 和可靠性 。 部件设计的依据是任务书，任务书 的内容应细致，表达清楚，数据准确。 夹具设计前应吃透被加工零件的结 构特点，选好定位基 准 ，夹压点 和 夹 压 方 向，精确计算夹紧力。同时要考虑装卸、排 屑，冷却方面的问题。 一一刀具设计人员应全面理解总体方案 中对 刀具设计 的要求， 充分考虑刀具刚性 、 可调整性、经济性和冷却方式。刀具部分是 个专业 性很强 的小 系统， 在 机床设计中 占有 举足轻重的地位，刀具设计人员有权利和义 务 向主任设 计师质 疑。 电气 、液压、主轴箱、基础部件等 的设计应全面正确理解 总体方案和任务书的 要求。在满足 总体方案基本要求的前提下， 应提高可靠性、经济性，先进性。 4 3建 立建 垒值息反馈 系统 将 制造过程 中出现的设 计质量问题采 用 书面 、现场会、授课 等多种形式及时 反馈给 设计人员，有利于积累经验。建 立 机 床 档 案，避免错误重复出现。 4 4加强质量 教育和业务墙谢 更