谈机械加工—非标设备的零件设计与加工
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摘 要：我国是一个制造业的大国，在机械加工上不断追随社会发展的需求，力求满足市场对机械加工中非标设备的零件设计与加工的需要。非标设备的产生更加体现了我国社会主义市场经济的优势，使得机械加工中零件的设计与加工不再拘泥于“国家标准”这四个大字，而是顺应企业和市场的需求。然而伴随着国家经济的不断成长，非标设备的零件设计与加工需求量也在增长，因此对于如何做好机械加工中非标设备的零件的质量、结构、生产、审查以及设计、装配与调试等工作成为了我们现在所重视和追求的主要问题。
关键词：资源利用;设计与加工;非标设备
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0119-02
0 引言
非标设备零件顾名思义即并非按照国家的指标设计与加工的设备零件，但是，非标设备零件的产生是顺应企业需要的结果，而且非标设备零件的设计与加工相较与传统意义上的设备零件要更加复杂化、专业化，对于设计和加工人员的素养都要求极高，在加工机器上更是严格把关。非标设备零件的设计与加工也有着其自己的一套标准，那么就于如何规范化设计与加工非标设备零件也成为了工业发展的热议。
1对非标设备的零件设计、装配与调试的研究
1.1设计过程的简单介绍
在实际的工业生产中，常用到的非标设备有两种：第一种在制造生产时没有特定的制造生产工序或者已经设计出了生产工序但还没有大批量投入使用，同时设备本身的构造和运动机理都比较复杂，这种设备叫做非成熟型的非标设备;另外一种在生产时有规定好的制造生产工序可以依循，同时设备本身的构造和运动机理都相对简单，这种设备叫做成熟型的非标设备。在进行非标设备的零件设计时，通常情况下，非成熟型和成熟型的两种设备的零件设计过程是不一样的。
对两种设备再次进行细分，我们又可以把非成熟型的非标设备区别为生产线型非标设备、单机型非标设备以及组合机型非标设备。设计生产线型的非标设备时会用到大量的零件产品，并且这些零件产品往往来自于不同的生产厂家，设计人员会把这些零部件组装起来。由于生产线型的非标设备更为复杂，它的设计要求也更加严格，设计人员需要在开展设计工作之前先判断自身所处的企业是否有完备的技术、资源等环境用于支撑整个设计工作的进行，同时还要审查好提供其它零件产品的厂家是否具有资质，另外设计人员还要熟悉生产线型的非标设备的构造机理以及生产制造的流程程序;单机型非标设备的构造比较简单，尤其是主机结构的部分，设计难度不是很大，在设计单机型的非标设备时，客户会预先提交一个样品用作参考，设计人员应该认真了解样品设备的构造与特征、运动机理与主要功能，最后设计人员要以自己的充分了解为依据开展工作;一般情况下，组合机型非标设备的设计难度介于以上两种设备之间，它呈现出主机构造复杂、设计难度大的特质。与生产线型非标设备的类似，在进行组合机型非标设备的设计时同样需要对设计环境和其它厂家的资质进行预判，也同样需要设计人员熟悉掌握相关设备的生产制造程序与运动机理。
设计人员在设计成熟型的非标设备是应该按照设备的设计需求以及最终需要呈现的效果灵活性地调整设计的方法。比如说當需要设计的设备的零部件结构基本一样，只有主机的结构比较特殊时，设计人员可以一样的结构只设计一次，其它部分都引用之前的设计，不需要多次重复设计，而主机的结构设计人员要单独设计，并且设计之后还要试运行一下，检查设计是否存在纰漏;再比如当设备的主机结构一样，只是辅助结构部分存在区别时，设计人员就可以不再重复地设计主机的结构，只是要了解辅助结构部分与主机部分的功能，这种情况下的设计工作也比较容易;或者当新旧设备差别只存在于设备的加工生产的距离与面积上时，设计人员在设计新的设备时基本上只需要重新设计原设备的传动装置和动力输出装置等结构。
1.2装配过程的简单介绍
装配就是把机械零件或者机械的部件组装起来的过程，并且这种组装的过程需要使用一定的加工工艺才能把原本分散的零件、部件联系起来，组装后的机械可能是成品，也可能是半成品。同时为了方便操作和提高生产效率，工作人员通常不会直接组装整个机械设备，而是对能够单独组装的设备部分单独进行组装。
进行装配时，不同类型的非标设备有不一样的装配要求和装配方法，例如超音波焊接机、压力传感器以及点焊机这类的机械需要使用压合法进行装配;而诸如气缸动作件和分割器类间歇机构这类的机械设备则需要使用多工位加工组装法进行装配，并且工作人员在装配时还要严格按照规范的步骤进行组装。另一方面，工作人员进行装配时还需要时时注意零部件的各个组装尺寸数据的准确性。例如在组装可以产生运动的零部件时，工作人员需要按照设备成型后的运动功能要求提前计算好零部件与零部件之间在作相对运动时所需达到的速度差值与距离的差值，并准确按照计算核实后的数据进行装配;再比如工作人员还需准确测算各个零部件相互间的连接位置以及发生接触的表面面积等数据，装配时需要以数据为基准;还比如工作人员需要保证各个零部件之间在同一轴向或者同一水平线或竖直线上的相对位置距离等数据的严密性与规范性。另外为确保机械设备装配的精密度符合要求且准确规范，工作人员还需要构造装配的尺寸链，即在机械设备的结构内构建一个完全封闭的尺寸体系，通过构建尺寸体系调节、组装与精确测量各个零件或部件之间相互接触连接的位置关系。一般情况下，机械设备的装配尺寸链的构建方式有平面型、直线型和角度型三种[1]。
组装非标设备的零件时，工作人员需要有零件的装配图纸作为依据才能开始组装，另外还需要准备一些整修或者组装用的工具，比如扳手、电钻、螺丝刀等。准备工作做足后，工作人员才可以进行组装，首先是要进行机械设备各部分的组装，其次还要进行配电的相关操作，进行这项操作时，工作人员要特别注意操作的安全性，保证各种配电设施的运转、功能、操作全部正常，避免出现短路和漏电等问题而损坏机械设备和伤害到工作人员的自身安全。相较于非标设备的零件设计过程，零件装配过程对于精密度和配合度的要求更高，而涉及到的设计内容较少，实际操作内容较多。基于此，非标设备的装配需要遵循的基本准则有：规范装配的步骤与方法，工作人员需要设计出非标设备的装配图纸，并要不断的按照组装人员的意见建议修改完善图纸内容，装配人员要按照图纸规范组装的工艺与程序;机械装配的主要流程需要有相应的人员负责，主要是负责监督装配流程与实现规范化的管理;尽量多使用机械操作，减少人工操作，解放劳动力以及降低生产的成本投入;做好组装、配电时的安全保障工作，不随意堆积机械设备的模具、零部件以及配电设施等;做好设备装配的试验工作，及时诊断装配过程是否存在问题。 1.3调试过程的简单介绍
非标设备的零件在装配之后需要进行调试，调试主要是为了检查非标设备的各部分的运动、位置以及功能是否正常。首先工作人员需要先调整气路三联件上的调压阀装置，以促使压力降低，减弱压力对于机械器件的破坏性，调整之后工作人员才能开始调试工作;开始调试后，工作人员需要先对整个非标设备进行一个全面的调试，然后再对设备的各部分构件进行分开调试;在调试工作中，工作人员应该始终保持调试的环境的安全性，同时也要保障调试工作需要用到的配备设施的准备充分且运行正常，当工作人员一旦发现周围环境不符合调试规范要求或者配备设施的准备不充分时，应当停止调试并及时弥补环境及准备工作上的缺陷。在整个调试工作进行的过程中，各个工作人员之间都应该做到互相监督、互相帮助，以保证把调试工作的危险系数降到最低和调试工作的正确进行。此外，实际生产中进行非标设备的调试工作时也会遇到一些突发的故障问题，我们需要了解这些故障以及解决方法，以保证调试工作顺利完成。例如当感应器发生故障时，工作人员应当及时更换一个功能正常的感应器;或者当工作人员发现其它部分正常，而只有触摸屏上面的点动控制开关发生故障时，应当检查PLC的接线或者程式是否正确，另外还需要检查执行器是否损坏。
2改良非标设备的零件设计问题的思考
2.1对设计的思考
优秀的设计方案不仅能使设计出来的机械设备本身具有较高的品质质量，而且还可以使零件的装配、调试检修等工作进行起来更加简单方便。在非标设备的零件设计过程中，通常会参照非标设备的结构要求以及实际工作情况，根据这些情况要求合理化地设计产品，为了既节省成本又符合生产规范，对于非标设备的零部件的设计要求不宜制定得过高也不宜过低。另外，设计方案地制定应当以符合生产制造的工艺流程為前提，同时还应兼顾到生产速度和经济效益等因素。
2.2对设计与生产人员的思考
首先设计人员应当同样注重设计工作与零件的装配、调试、检修等工作，应当在设计过程中充分考虑到零件的装配、调试、检修等流程的工作要求，应当重视理论知识与实际生产之间的紧密联系，追求实用化和高效化的设计理念;其次，设计与生产人员不能忽略设计生产过程中的试验工作，应当按要求保证每次试验的规范进行，做到及时发现问题、及时改正错误;最后设计与生产人员通过不断地思考和学习，提高自身的技术水平、专业技能也十分重要。
2.3对资源利用的思考
不合理的设计与加工方法都会造成资源的大量浪费，我们应当重视这个问题，并在非标设备的零件的设计生产中实现资源的高效使用。例如在制定设计的方案时，工作人员提前计划好各种资源的用法用量，并且还要合理地规划各种资源的分配工作，让各种资源的利用效率达到最大。
3结语
在经济蓬勃发展的同时机械加工中非标设备零件的设计与加工领域也在不断成长，并且机械加工中非标设备零件的设计与加工发展势头也愈来愈加凶猛，这给企业带来了良好的经济效益。但是如何让非标设备零件的设计与加工更加专业化、规范化也会一直伴随者机械加工的发展[2]，因此，机械加工业应该要不断增强非标设备零件的设计与加工人员的素养，增加其对相关专业知识的储备，更要借鉴设计与加工非标设备零件的优秀经验，在非标设备零件的设计与加工领域中积极探索，敢于突破，促使非标设备零件的设计与加工技术不断成熟。
参考文献
[1] 程刚.深入研究非标设备制作安装质量通病的防治路径[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（09）：45-47.
[2] 李春凤.公差配合在非标设备设计制造中的应用[J].内燃机与配件，2018（14）：125-126.
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