组合机床设计质量的分析与控制.pdf

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 更新 知识