機械加工效率提升探討
時間:2022-06-28 11:12:45
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摘要:機械零件的加工往往需要通過多道工序,提高機械加工速度和效率具有重要意義。本文對如何提高機械加工的方法進行了探討,提出了幾種提高機械加工效率的措施。
關鍵詞:機械加工;效率;提高
1采用先進工藝方法
提高勞動生產率,不能僅僅限于機械加工本身,應重視采用新工藝、新技術。主要包含以下4個方面:1)對特硬、特脆、特韌材料及復雜型面的加工,采用非常規方法來提高生產率。例如用電火花加工鍛模,線切割加工沖模,激光加工深孔等,能減少大量的鉗工勞動。2)在毛坯制造中采用冷擠壓、熱擠壓、粉末冶金、失蠟鑄造、風力鑄造、精緞核爆炸成形等新工藝方法,提高毛壞精度,減少切削加工,節約原材料,經濟效果十分明顯[1]。3)采用少、無切屑工藝代替切削加工。例如用冷擠壓齒輪代替剃齒,此外還有滾壓、冷軋等。4)改進加工方法。例如在大批量生產中采用拉削、滾壓代替銑、鉸和磨削;成批生產中采用精刨、精磨或金剛螳代替刮研,都可以大大提高生產率。
2縮短單件時間定額
2.1縮短基本時間的工藝措施。基本時間可直接用公式來進行計算。以車削外圓為例:1)提高切削用量。新型刀具材料的出現和砂輪性能的改進,使高速切削和強力磨削得到迅速發展。用硬質合金車刀,車削速度一般可達200m/min。用聚晶金剛石或聚晶立方氮化硼刀具,加工普通鋼車削速度可達900m/min,切削硬度為60HRC以上的淬火鋼或高鎳合金鋼,切削溫度達980℃時仍能保持紅硬性[2]。高速磨削時砂輪速度可達60~80m/s以上。緩進給強力磨削一次最大切深可達6mm~12mm,比普通磨削的金屬切除率可提高3~5倍。2)減少切削行程長度。例如幾把車刀同時加工被加工工件的同一表面,用寬砂輪作切入法磨削等都可減少切削行程長度,從而縮短基本時間。如某廠用寬300mm、直徑為Φ600mm的砂輪用切入法磨削加工長度為200mm的花鍵鈾外圓。單件時間由原來的4.5min減少到0.75min采用上述措施可大大提高生產率,但應注意工藝系統應有足夠的剛性和大的驅動功率。3)合并工步,采用多刀加工。利用幾把刀具或復合刀具對工件的幾個表面或同―表面進行同時或先后加工,使工步合并,實現多刀多工位加工,使機動時間重合,從而大大減少了基本時間。4)多件加工。在多件加工中,按照工件排列的方式,可有3種加工方式:①順序多件加工。即工件在刀具切削方向上依次安裝,減少刀具切入和切出時間,減少分攤給每個工件的基本時間和輔助時間。這種方式多用于龍門刨、龍門銑、平面磨及滾齒、插齒等加工。②平行多件加工。即在一次進給中同時加工幾個平行排列的工件。這樣使每個工件的加工時間僅是單件加工時間的1/n(n為平行排列的工件數)。這種方式多見于銑削和平而磨削等加工[3]。③平行順序多件加工。它是上述兩種方式的綜合。它適用于生產大批量尺寸小的產品。多見于立軸式的平磨和銑削加工。2.2縮短輔助時間的工藝措施。當輔助時間在單位時間中占有較大比例時,縮短輔助時間對提高生產率將有重大影響。縮短輔助時間的措施可歸納為兩方面:使輔助動作實行機械化和自動化以及使輔助時間與基本時間重合。1)直接縮短輔助時間。采用先進高效的夾具。這樣不僅節省工件的裝卸找正時間,減輕工人的勞動強度,而且能保證加工質量,大大縮短輔助時間。2)使輔助時間與基本時間重合。采用轉位夾具、移動式成回轉式工作臺,當對加工工位上的工件進行加工時,對裝卸工位上的工件進行裝卸,從而使裝卸工件的時間完全與基本時間重合。2.3減少布置工作地時間的措施。主要措施是縮短微調刀具時間和每次更換刀具的時間,以及提高砂輪和刀具耐用度等。生產中可采用各種快換刀夾、刀具微調機構、專用對刀樣板和樣件以及快速換刀出自動換刀裝置。銑床上設置對刀裝置,數控機床上的自動換刀裝置,在磨床上采用金剛石滾輪成形修整砂輪裝置等都可以節省換刀、對刀以及修正砂輪的時間[4]。2.4減少準備終結時間的工藝措施。減少準備和終結時間的主要方法是減少機床、夾具和刀具的調整和安裝時間。如采用可調夾具,可換刀架和刀夾,采用刀具的微調機構和對刀輔助工具等。在成批生產中,應增加零件的批量,或將相似零件組織起來加工,以擴大零件“成組批量”,從而減少了分攤到每個零件上的終結時間。
3實行多臺機床看管
多臺機床看管是一種高效的勞動組織措施。由一個工人同時管理幾臺機床,工人勞動生產率可以相應提高若干倍。組織多臺機床看管的必要條件有3點:1)若看管M臺機床,任意M-1臺機床上的手動操作時間之和,必須小于第M臺機床的機動時間。2)每臺機床都有自動停車裝置。3)布置機床時應考慮使操作工人的往返行程最短。
4進行高效及自動化加工
對于大批量生產,可采用剛性流水線、剛性自動線的生產方式,廣泛采用專用自動機床、組合機床及工件輸送裝量,使零件加工的整個工作循環都是自動進行的。這種生產方式的生產率極高,在汽車、發動機、拖拉機、軸承等制造業中應用十分廣泛。對于成批生產,多采用數控機床、加工中心、柔性制造單元及柔性制造系統,進行部分自動化生產,實現多品種小批量生產的自動化,提高生產效率。對于單件小批生產,可以實行成組工藝,擴大“成組批量”,借助于數控機床、加工中心的靈活加工方式,最大程度地實現自動化加工方式。
參考文獻:
[1]王新生.關于機械加工工藝技術的探討[J].科技風,2010(2):226-227.
[2]孟俊煥,孫如軍.組合夾具應用的經濟效益分析[J].機械制造,2005(6):53-54.
[3]周爍愷.綠色機械加工技術的應用與發展[J].南方農機,2017,48(1):131-132.
[4]李建.探析數控機床機械技術加工效能的提高[J].中國科技信息,2014(16):151-152.
作者:范炳樹 陳亮 單位:廣東科技學院
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