几种提高机械加工效率的措施研究

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　　摘 要:机械零件的加工往往需要通过多道工序,提高机械加工速度和效率对有重要的意义。本文介绍了几种提高机械加工效率的措施与方法。
　　关键词:机械加工 效率 提高
　　中图分类号:TG50 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)06(a)-0002-01
　　制定机械加工工艺规程时,在保证产品质量的前提下,应尽量采用必要的先进工艺措施,提高劳动生产率和降低产品机械加工成本。劳动生产率是衡量生产效率的综合指标,它表示一个工人在单他时间内生产出合格产品的数量,它也可以用完成单件产品或单个工序所耗费的劳动时间来衡量。提高劳动生产率是一个综合性的技术问题,它涉及到产品结构设计、毛坯制造、加工工艺、组织管理等各个方面。
　　
　　1 采用先进工艺方法
　　提高劳动生产率,不能仅仅限于机械加工本身,应重视采用先进工艺或新工艺、新技术。例如:
　　(1)对特硬、特脆、特韧材料及复杂型面的加工,比采用非常规方法来提高生产率。
　　例如用电火花加工锻模、线切割加工冲模、激光加工深孔等,能减少大量的钳工劳动。
　　(2)在毛坯制造中采用冷挤压、热挤压、粉末冶金、失蜡铸造、风力铸造、精缎核爆炸成形等新工艺方法,提高毛坏精度,减少切削加工,节约原材料,经济效果十分明显。
　　(3)采用少、无切屑工艺代替切削加工。例如用冷挤压齿轮代替剃齿,此外还有滚压、冷轧等。
　　(4)改进加工方法。例如在大批量生产中采用拉削、滚压代替铣、铰和磨削;成批生产中采用精刨、精磨或金刚螳代替刮研,都可以大大提高生产率。
　　
　　2 缩短单件时间定额
　　缩短单件时间定额中的每一个组成那分都是有效的,特别应缩短其中占比重较大的那部分时间。
　　2.1 缩短基本时间的工艺措施
　　基本时间可直接用公式来进行计算。以车削外圆为例:
　　 (1)
　　可见,增大切削用量()、减小切削行程长度L和加工余量Z。都可缩短基本时间。
　　(1)提高切削用量。新型刀具材料的出现和砂轮性能的改进,使高速切削和强力磨削得到迅速发展。用硬质合金车刀,车削速度一般可达200m/min。用聚晶金刚石或聚晶立方氮化硼刀具,加工普通钢车削速度可达900m/min,切削硬度为60HRC以上的淬火钢或高镍合金钢,切削温度达980℃时仍能保持红硬性。高速磨削时砂轮速度可达60～80m/s以上。缓进给强力磨削一次最大切深可达6mm～12mm,比普通磨削的金属切除率可提高3～5倍。
　　(2)减少切削行程长度。例如几把车刀同时加工被加工工件的同一表面,用宽砂轮作切入法磨削等都可减少切削行程长度,从而缩短基本时间。如某厂用宽300mm、直径为Φ600mm的砂轮用切入法磨削加工长度为200mm的花键铀外圆。单件时间由原来的4.5min减少到0.75min采用上述措施可大大提高生产率,但应注意工艺系统应有足够的刚性和大的驱动功率。
　　(3)合并工步,采用多刀加工。利用几把刀具或复合刀具对工件的几个表面或同―表面进行同时或先后加工,使工步合并,实现多刀多工位加工,使机动时间重合,从而大大减少了基本时间。
　　(4)多件加工:在多件加工中,按照工件排列的方式,可有三种加工方式:①顺序多件加工:即工件在刀具切削方向上依次安装,减少刀具切入和切出时间,减少分摊给每个工件的基本时间和辅助时间。这种方式多用于龙门刨、龙门铣、平面磨及滚齿、插齿等加工。②平行多件加工:即在一次进给中同时加工几个平行排列的工件。这样使每个工件的加工时间仅是单件加工时间的1/n(n为平行排列的工件数)。这种方式多见于铣削和平而磨削等加工。③平行顺序多件加工:它是上述两种方式的综合。它适用于生产大批量尺寸小的产品。多见于立轴式的平磨和铣削加工。
　　2.2 缩短辅助时间的工艺措施
　　当辅助时间在单位时间中占有较大比例时,缩短辅助时间对提高生产率将有重大影响。缩短辅助时间的措施可归纳为两方面:使辅助动作实行机械化和自动化,以及使辅助时间与基本时间重合。
　　 (1)直接缩短辅助时间。采用先进高效的夹具。例如在成批或大批大量生产中,使用气动、液压夹具;中小批量生产中使用组合夹具、可调央具,单件小批生产中,应实行成组工艺,采用成组夹具、通用可调夹具。这样不仅节省工件的装卸找正时间,减轻工人的劳动强度,而且能保证加工质量,人大缩短辅助时间。
　　(2)使辅助时间与基本时间重合。采用转位夹具、移动式成回转式工作台,当对加工工位上的工件进行加工时,对装卸工位上的工件进行装卸,从而使装卸工件的时间完全与基本时间重合。
　　采用主动测量和数字显示等自动测量装置,能在加工过程中测量工件的尺寸,从而使测量时间与基本时间重合。
　　2.3 减少布置工作地时间的措施
　　主要措施是缩短微调刀具时间和每次更换刀具的时间,以及提高砂轮和刀具耐用度等。生产中可采用各种快换刀夹、刀具微调机构、专用对刀样板和样件以及快速换刀出自动换刀装置。如钻床上采用快速夹头,车床上采用可转位硬质合金刀片。铣床上设置对刀装置,数控机床上的自动换刀装置,在磨床上采用金刚石滚轮成形修整砂轮装置等都可以节省换刀、对刀以及修正砂轮的时间。
　　2.4 减少准备终结时间的工艺措施
　　减少准备和终结时间的主要方法是减少机床、夹具和刀具的调整和安装时间。如采用可调夹具,可换刀架和刀夹,采用刀具的微调机构和对刀辅助工具等。
　　在成批生产中,应增加零件的批量,或将相似零件组织起来加工,以扩大零件“成组批量”,从而减少了分摊到每个零件上的终结时间。
　　
　　3 实行多台机床看管
　　多台机床看管是一种高效的劳动组织措施。由一个工人同时管理几台机床,工人劳动生产率可以相应提高若干倍。组织多台机床看管的必要条件有以下几点。
　　(1)若看管M台机床,任意M-1台机床上的手动操作时间之和。必须小于第M台机床的机动时间。
　　(2)每台机床都有自动停车装置。
　　(3)布置机床时应考虑使操作工人的往返行程最短。
　　
　　4 进行高效及自动化加工
　　对于大批大量生产,可采用刚性流水线、刚性自动线的生产方式,广泛采用专用自动机床、组合机床及工件输送装量,使零件加工的整个丁作循环都是自动进行的。这种生产方式的生产率极高。在汽车、发动机、拖拉机、轴承等制造业中应用十分广泛。
　　对于成批生产,多采用数控机床、加工中心、柔性制造单元及柔性制造系统,进行部分成全部的自动化生产,实现多品种小批量生产的自动化,提高生产效率。
　　对于单件小批生产,可以实行成组工艺,扩大“成组批量”,借助于数控机床、加工中心的灵活加工方式,最大程度地实现自动化加工方式。
　　
　　参考文献
　　[1] 王新生.关于机械加工工艺技术的探讨[J].科技风,2010(2).
　　[2] 孟俊焕,孙如军.组合夹具应用的经济效益分析[J].机械制造,2005(6).

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