解析一個(gè)零件，看中美技術(shù)人員機(jī)加工藝設(shè)計(jì)的理念

六角車

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如圖，是美國轉(zhuǎn)讓給中國的某產(chǎn)品中的一個(gè)零件形狀草圖，材料是Φ66的硬鋁棒料，機(jī)加工藝分三道工序加工；

0 V% C1 m' h5 c7 l2 L& j2 Y* u" J一序，六軸自動(dòng)車，內(nèi)外螺紋只加工底孔與外徑，圓弧錐頭部粗加工，其余尺寸加工合格；
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二序，螺紋銑，兩個(gè)內(nèi)螺紋，一個(gè)外螺紋；
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三序，六角車靠模板車弧錐體及小頭。設(shè)計(jì)依據(jù)是，要有月產(chǎn)兩萬件成品能力，此零件不能低于22000件。
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1 q/ l" k. |. ]在設(shè)計(jì)一條多工序組成的生產(chǎn)線時(shí)，工藝設(shè)計(jì)人員要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，預(yù)先制定出產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍。根據(jù)這個(gè)節(jié)拍選用設(shè)備和設(shè)計(jì)相關(guān)的工裝，并確定關(guān)鍵零件和關(guān)鍵工序。也就是人們常說的找出木桶的短板，以使整條生產(chǎn)線能均衡有序的運(yùn)轉(zhuǎn)。這個(gè)產(chǎn)品的短板就是這個(gè)零件。按講，加工能力極強(qiáng)的六軸自動(dòng)車，完全可以加工合格，為什么還要分三道工序，這就要從六軸自動(dòng)車的特點(diǎn)說起，這是全自動(dòng)的組合機(jī)床，俗稱自動(dòng)機(jī)鉆銑鉸車鏜，效率極高，雖然也能加工螺紋，但對總體加工速度影響較大。
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$ ?9 v1 H0 e' `9 ]就像這個(gè)零件，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍，單件加工不能超過一分鐘(必須單休日)，如果采用內(nèi)攻外套的方式，需90秒左右，一臺(tái)機(jī)床不夠，兩臺(tái)機(jī)床閑置時(shí)間過多不說，這種設(shè)備好的調(diào)整工人數(shù)量很少，即使在有幾十年使用歷史的老企業(yè)，也不多。因此，影響生產(chǎn)進(jìn)度的短板，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在這種加工效率極高的設(shè)備上。解決的辦法就是卸載，而卸載螺紋效果最明顯。不加工螺紋，單件時(shí)間50秒左右，可以滿足節(jié)拍要求。至于圓弧錐體和小頭，在六軸車上經(jīng)常加工，短的直接用棱形成型刀車，長的加一靠模板車，不是難題，但由于零件尺寸較多，材料切削量高達(dá)70%以上，工位刀具排滿仍不夠用，只好在六角車上加工了。這個(gè)六角車方案一開始并不被看好，很多人認(rèn)為這種設(shè)備有些落后，不如用簡易數(shù)控車加工，但一實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，數(shù)控車的進(jìn)刀方式不適合零件的性能要求，原來選用的數(shù)控車進(jìn)刀方式是直角坐標(biāo)，也就是每次進(jìn)刀刀先徑向到位后再軸向，被加工表面是一種階梯表面，雖然加快轉(zhuǎn)速，減小走刀，肉眼和手摸都很光滑。但放大鏡下一看，仍是階梯。

也許有人認(rèn)為這是吹毛求疵，但在這個(gè)特殊產(chǎn)品上還真的不行。產(chǎn)品組裝好進(jìn)行性能試驗(yàn)，結(jié)果最大射程達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，分析原因可能是那些小臺(tái)階增加的阻力，影響了產(chǎn)品的飛行速度。后改用六角車用靠模板加工的零件，最大射程達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。這類零件的錐體一般都是直錐，而這個(gè)零件卻是帶弧度的錐體，有點(diǎn)流線型，之所以設(shè)計(jì)成這樣，那一定不是設(shè)計(jì)人員心血來潮，肯定有他的理論依據(jù)�？磥淼眠x用更高檔的加工中心，來加工這個(gè)低級零件了。產(chǎn)品試制成功，原以為中國的設(shè)備和技術(shù)人員干不出這種產(chǎn)品，要干就得花大價(jià)錢買美國的生產(chǎn)線，高薪聘請美國的技術(shù)人員。老美也想像原來的蘇聯(lián)一樣，宰上一把。沒想到美夢落空，如今的中國機(jī)械制造業(yè)已和剛建國時(shí)不可同日而語。可又有點(diǎn)不太相信，于是派了個(gè)考察團(tuán)，很值得佩服的是，美國的技術(shù)人員雖有著世界頂尖的工業(yè)技術(shù)水平，但卻不妄自尊大。一個(gè)技術(shù)人員來到了六角車前，看到車刀流暢的車出弧形錐體，為了能看清工作原理，竟爬到油污的地上，通過機(jī)床底座的排屑口看工作原理�？催^后贊嘆地說，太有創(chuàng)意了。

( d; \7 \: ?0 O7 A9 r后來賣給中國的美制八軸自動(dòng)車上，就是用這種靠模板來加工弧錐體的，看來老美的技術(shù)人員是見有用的技術(shù)就拿。由于國情的不同，老美的工藝思路和中國人的工藝思路，還是有不同的側(cè)重點(diǎn)的。像制造這種產(chǎn)品，中國人優(yōu)先考慮的是速度，其次才是效益。老美可是先考慮效益最大化的。在八軸自動(dòng)車上一次加工完全部尺寸，單件時(shí)間是一分鐘，剛剛能跟得上節(jié)拍。但單機(jī)生產(chǎn)，一旦機(jī)床出現(xiàn)故障，耽誤時(shí)間較長就很難再趕上進(jìn)度。尤其是在特殊的情況下，那可是……后來還是把兩個(gè)需要攻絲的內(nèi)螺紋改到螺紋銑上加工，而外螺紋老美用的是螺紋梳刀，速度完全能跟得上，單件時(shí)間降到45秒左右。

以上是切削工藝上的設(shè)計(jì)理念，工藝設(shè)計(jì)的第一步，設(shè)備。第二部是刀具，老美的技術(shù)人員和咱們技術(shù)人員基本上思路一致，就不說了，要說的是量具設(shè)計(jì)。機(jī)床拉來調(diào)好，工人一看量具嘲笑道，這老美的工藝設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的量具也太沒創(chuàng)意了吧？
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待續(xù)

說到量具，身在機(jī)械行業(yè)工作的都知道卡尺千分尺角度尺，甚至還能說出標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)、齒形規(guī)、厚薄規(guī)等不少通用又常用的量具來。似乎只要是干機(jī)加工的，就離不開這些量具。要是在有幾千機(jī)加工人和設(shè)備的一個(gè)機(jī)械加工廠，每月加工出的零件數(shù)十百萬計(jì)，而在生產(chǎn)線上竟沒有以上所說的任何一種量具，人們會(huì)不解地問，那可怎么干活��？這里就出現(xiàn)了一個(gè)觀念，即大批量零件加工時(shí)，往往在二三十秒的時(shí)間里加工出形狀復(fù)雜的十幾個(gè)尺寸，要想在這么短的時(shí)間里準(zhǔn)確的測量，那些通用的量具一是根本就勝任不了，二是太嬌貴，很容易壞，三是價(jià)格昂貴，更要命的是有很多尺寸根本就測量不準(zhǔn)。所以必須設(shè)計(jì)專用量具。就以這個(gè)零件來說，根據(jù)零件的尺寸，美國的工藝設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的量具目錄如下；兩個(gè)內(nèi)螺紋通止螺紋塞規(guī)4件，螺紋底孔通止規(guī)2件；外螺紋通止環(huán)規(guī)兩個(gè)，外徑卡規(guī)一件……我數(shù)了一下，各種量具共31塊，即使一個(gè)熟練的操作工人，量完一件活也得幾分鐘，而機(jī)床的加工速度是45秒一件，八軸自動(dòng)車，首件必檢就是八件，八件活沒驗(yàn)完就不敢接著干，只好停車量活，再出現(xiàn)有的尺寸不合格，要調(diào)整刀具往往上班一半個(gè)小時(shí)無法正常生產(chǎn)，這種設(shè)備的效率可是用秒計(jì)算的��！因此，能否設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單，測量快捷準(zhǔn)確的量具，就看出一個(gè)工藝設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平高低了。說美國工藝設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的量具沒創(chuàng)意，那也是有根據(jù)的。批量加工專用量具雖然千奇百怪，但原理卻只有兩個(gè)，即通止，形狀也以外圓卡規(guī)或外圓環(huán)規(guī)、角度量規(guī)；內(nèi)孔和螺紋塞規(guī)；測臺(tái)階和長短的高低規(guī)三大類，這三大類量具使用了有上百年，如今仍是大批量零件加工測量的主要量具，當(dāng)然也出現(xiàn)了不少測量更快更好的專用量具。

全球技術(shù)最先進(jìn)的美國同行，到現(xiàn)在還在設(shè)計(jì)使用這種量具，使人覺得有點(diǎn)不可思議。簡單介紹一下這種類型的量具特點(diǎn)，一塊量具，兩個(gè)尺寸，一個(gè)是最大尺寸，一個(gè)是最小尺寸。測量時(shí)基本是憑手感，也就是常說的盲測，所以測量精度不是很高，尤其是對公差小而又加工到極限尺寸的測量，誤判率較高。這種量具之所以到現(xiàn)在仍在大批量零件加工中使用，主要是制造成本低，使用維護(hù)簡單，最大的特點(diǎn)是皮實(shí)耐用，這些量具在正常使用時(shí)，一般都是一個(gè)月校對一次，大部分都可用千分尺和標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)校對，只有通用量具難以校對的才設(shè)計(jì)專門的校對規(guī)。在對大批量零件尺寸測量時(shí)，對專職檢驗(yàn)員來說雖然靠投影儀，電光儀和各種傳動(dòng)工具可以大大的提高效率，但仍有不少尺寸需要挨個(gè)過，測量速度快到一兩秒一個(gè)尺寸，這其中對孔深和外臺(tái)階的測量最費(fèi)時(shí)間，尤其是孔，根本就看不到，全憑手感，遇到極限尺寸，常使檢驗(yàn)人員反復(fù)測量，猶豫不決。為此，我廠技術(shù)人員設(shè)計(jì)了一種專門測量這類尺寸的1:2的杠桿指示器，實(shí)際尺寸直接從百分表上讀取，不但一目了然，測量精度提高了一個(gè)等級，測量誤差達(dá)到0.005，可大幅度的提高檢測速度，消除誤判。因?yàn)楸砩系膬筛竦膶?shí)際尺寸只有0.01。這種量具的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，成本也不高，美國的技術(shù)人員不會(huì)想不到。我的分析是這種百分表量具測量精度很高，測量速度也很快，但不足處是太嬌貴，每班都要有專業(yè)人員進(jìn)行一次校對，返修率也較高。一個(gè)生產(chǎn)車間，少說也有幾十塊這種量具，校對和維修都要配置專職人員。聯(lián)想到老美，把咱們?nèi)�道工序加工的尺寸，一并設(shè)計(jì)到八軸自動(dòng)車上的工藝思路，突然醒悟，這可能就與國情有關(guān)了。老美的設(shè)計(jì)思路是盡量發(fā)揮設(shè)備所有功能，這樣可以減少工藝程序的設(shè)計(jì)，更主要的是減少工人的數(shù)量，表面上看是工藝很先進(jìn)。至于加工成本的高低，那是老板和行政部門的事，不屬工藝設(shè)計(jì)的范疇。量具設(shè)計(jì)上也不能說不合理，因?yàn)榧庸さ牧慵�屬一次性使用產(chǎn)品，精度不高，基本公差都在0.10到0.30之間，沒必要設(shè)計(jì)那種測量精度雖高，卻還要天天用人校對維修的量具。兩件事都糾結(jié)在一個(gè)人字上。只要少用人，制造成本高一些也行，這樣也可以提高產(chǎn)品價(jià)格嘛，標(biāo)準(zhǔn)的市場經(jīng)濟(jì)理念。咱們的工藝設(shè)計(jì)人員，追求的是提高效率，降低成本，標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)理念，所以又把兩個(gè)影響自動(dòng)機(jī)效率的兩個(gè)內(nèi)螺紋又移到螺紋銑上�？磥韺ο冗M(jìn)與落后的定義還真是大有學(xué)問。

                                 完

7 L9 k; Q$ ], x6 b! k

dero

射程？做彈頭阿？。。。。。。。。。。

aiwuqing

做個(gè)標(biāo)記 等待更新！        

mj_01

炮彈引信嗎，鋁合金的，軍工企業(yè)，設(shè)備都是很好的

qq05629

呵呵，等待下一集         

ywjianghu

樓主寫得好文章！看著如飲美酒啊。

qq381137151

好文記號等更新啊              

倚劍踏破亂紅塵

好，希望能多多學(xué)習(xí)，期待更新

我本無憂

有故事情節(jié)，又有專業(yè)知識，耐看{:soso_e100:}

33584123344

頂，期待更新，看這篇文章可以學(xué)到不少東西