專用機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計過程中的工藝設(shè)計

1、20133下總第419期CHINESE&FOREIGNENTREPRENEURS232【工程技術(shù)】EngineeringTechnology在生產(chǎn)和科研及新產(chǎn)品開發(fā)過程中，會經(jīng)常遇到生產(chǎn)規(guī)模為單臺套或小批量生產(chǎn)的專用設(shè)備，這些專用設(shè)備都需要經(jīng)過產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造等技術(shù)過程。但它與其他批量的產(chǎn)品不一樣，在做產(chǎn)品設(shè)計時必須做好產(chǎn)品制造的工藝設(shè)計。1、工藝設(shè)計的概念產(chǎn)品的工藝設(shè)計是指在產(chǎn)品設(shè)計過程中對產(chǎn)品制造方法和制造手段的設(shè)計。它是一種靠產(chǎn)

2、品設(shè)計結(jié)果體現(xiàn)出來的無形技術(shù)。包含了產(chǎn)品的可制造性和產(chǎn)品制造工藝的經(jīng)濟(jì)性。所謂產(chǎn)品的可制造性是在現(xiàn)有技術(shù)條件下和現(xiàn)有裝備制造水平的情況下產(chǎn)品是可制造出來的，而產(chǎn)品制造工藝的經(jīng)濟(jì)性是指產(chǎn)品制造成本和制造工期等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；產(chǎn)品制造工藝的經(jīng)濟(jì)性水平越高，則費(fèi)用越少，工期越短，造價越低。產(chǎn)品工藝設(shè)計的過程基本涉及到產(chǎn)品設(shè)計的全過程，或者說在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件設(shè)計和裝配設(shè)計中都涉及到產(chǎn)品的工藝設(shè)計。工藝設(shè)計的涉及面廣、內(nèi)容多，在機(jī)械制造工藝學(xué)中

3、有詳細(xì)的介紹和論述。2專用設(shè)備工藝設(shè)計的必要性專用設(shè)備的生產(chǎn)規(guī)模是典型的單臺套或小批量生產(chǎn)類型，它的工藝特點(diǎn)是：（1）使用的加工工藝裝備是萬能機(jī)床、通用夾具、一般的刀具和量具。（2）安裝方法一般為劃線找正。（3）工作性質(zhì)是根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行試切加工。（4）毛坯制造一般情況下最難的也不過是木模制造或自由鍛造。（5）裝配過程不存在零件的互換性問題，全由鉗工試配。（6）工藝規(guī)程內(nèi)容簡單，只編制簡單的工藝過程卡。從以上專用設(shè)備制造工藝的特點(diǎn)可以看

4、到：專用機(jī)器設(shè)備在完成產(chǎn)品設(shè)計后的制造過程中，基本不需要工藝技術(shù)人員去進(jìn)行加工工藝裝備的設(shè)計和制造了，也不需要工藝技術(shù)人員去編制詳細(xì)的工藝規(guī)程了，換句話說那就是產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果已基本確定了產(chǎn)品的制造工藝，決定了產(chǎn)品的制造成本和工期，所以產(chǎn)品設(shè)計人員在產(chǎn)品設(shè)計過程中必須重視其制造工藝設(shè)計。3專用設(shè)備與經(jīng)濟(jì)性有關(guān)的工藝設(shè)計內(nèi)容3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工藝設(shè)計（1）結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)目少：結(jié)構(gòu)的簡易程度和零件數(shù)目的多少直接影響設(shè)備制造的原材料消耗和零件

5、的機(jī)械加工量，所以在滿足設(shè)備功能要求的情況下，設(shè)計人員要進(jìn)行多個方案的比較，并從中選出結(jié)構(gòu)最簡單、零件數(shù)目最少的技術(shù)方案。（2）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化零部件：標(biāo)準(zhǔn)化零部件是大批量生產(chǎn)產(chǎn)品，質(zhì)量好、價格相對合理。一臺設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度的高低既是設(shè)計水平也是工藝水平高低的表現(xiàn)，選用的標(biāo)準(zhǔn)零部件越多就意味著非標(biāo)加工件越少，其加工量也就越少。3.2零件設(shè)計中的工藝設(shè)計（1）零件毛坯的選擇：零件毛坯的種類包括形材下料件、鍛件、焊接件和鑄件。毛坯件的選擇與生產(chǎn)

6、批量有很大的關(guān)系，對于專用設(shè)備加工件的毛坯選擇應(yīng)考慮到來源廣、制造工藝簡單，不需要專用的制造模具。一般來說首先考慮的是形材下料件，其次是自由鍛鍛件。在零件精度要求不高，結(jié)構(gòu)尺寸較大，且不需要專用焊模的情況下可以考慮選擇焊接毛坯件；鑄件因需要鑄造模具而且時間長，一般情況應(yīng)盡量少選用鑄件毛坯，在必須選用時，應(yīng)盡量做到造型簡單。（2）零件結(jié)構(gòu)的選擇：零件的結(jié)構(gòu)關(guān)系到零件的可加工性和零件加工的難易程度。在設(shè)計專用設(shè)備的零件結(jié)構(gòu)時主要考慮的是近距

7、離范圍內(nèi)的加工裝備水平。（3）零件尺寸大小的選擇：一個零件在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后是結(jié)構(gòu)尺寸的確定。對國家標(biāo)準(zhǔn)已系列化的加工尺寸，特別是孔加工尺寸，因為其加工刀具已系列化，所以其尺寸選擇必須與常用刀具尺寸相匹配，避免購買新刀具。3.3裝配設(shè)計中的工藝設(shè)計（1）將設(shè)備按功能分成獨(dú)立的裝配單元：專用設(shè)備的設(shè)計和制造一般來說沒有完全可靠的技術(shù)參考方案，其設(shè)計和制造過程是一個新產(chǎn)品的開發(fā)過程；在設(shè)備投入使用后難免要對某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，如果能將設(shè)備按功能

8、分成獨(dú)立的裝配單元，那么在做局部改進(jìn)的時候就不會牽涉到整體結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)的改變，這樣可以節(jié)省改進(jìn)費(fèi)用。（2）裝配過程簡單易行：對于專用設(shè)備來說，最主要的是在保證裝配質(zhì)量的前提下，不需要使用專用的裝配工裝和專用工具。產(chǎn)品設(shè)計過程中工藝設(shè)計涉及的問題與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)，生產(chǎn)批量不同，涉及的工藝設(shè)計問題也就不一樣。專用設(shè)備是單件或小批量生產(chǎn)類型，它與中批量大批量生產(chǎn)類型相比，它的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果對產(chǎn)品制造工藝產(chǎn)生的影響最大，做好工藝設(shè)計的意義也最大。

9、（責(zé)任編輯：時音菠）專用機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計過程中的工藝設(shè)計王寅初（資源縣節(jié)能監(jiān)察大隊，廣西桂林541400）摘要：專用設(shè)備是典型的小批量生產(chǎn)類型，它的工藝特點(diǎn)決定了產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果對制造工藝和制造成本會產(chǎn)生不一般的影響。為了提高專用設(shè)備的制造工藝性和降低設(shè)備的制造成本，那么在專用設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)計過程中，除完成好產(chǎn)品的功能設(shè)計外，需要更加注重其工藝設(shè)計。關(guān)鍵詞：專用設(shè)備；產(chǎn)品設(shè)計；工藝設(shè)計中圖分類號：TH122文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：10008

10、772（2013）08023201收稿日期：20130326作者簡介：王寅初（1955），男，湖南雙峰人，本科，工程師，研究方向：機(jī)械制造工藝及其設(shè)備。20133下總第419期CHINESE&FOREIGNENTREPRENEURS232【工程技術(shù)】EngineeringTechnology在生產(chǎn)和科研及新產(chǎn)品開發(fā)過程中，會經(jīng)常遇到生產(chǎn)規(guī)模為單臺套或小批量生產(chǎn)的專用設(shè)備，這些專用設(shè)備都需要經(jīng)過產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造等技術(shù)過程。但它與其他批量

11、的產(chǎn)品不一樣，在做產(chǎn)品設(shè)計時必須做好產(chǎn)品制造的工藝設(shè)計。1、工藝設(shè)計的概念產(chǎn)品的工藝設(shè)計是指在產(chǎn)品設(shè)計過程中對產(chǎn)品制造方法和制造手段的設(shè)計。它是一種靠產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果體現(xiàn)出來的無形技術(shù)。包含了產(chǎn)品的可制造性和產(chǎn)品制造工藝的經(jīng)濟(jì)性。所謂產(chǎn)品的可制造性是在現(xiàn)有技術(shù)條件下和現(xiàn)有裝備制造水平的情況下產(chǎn)品是可制造出來的，而產(chǎn)品制造工藝的經(jīng)濟(jì)性是指產(chǎn)品制造成本和制造工期等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；產(chǎn)品制造工藝的經(jīng)濟(jì)性水平越高，則費(fèi)用越少，工期越短，造價越低。產(chǎn)品工藝

12、設(shè)計的過程基本涉及到產(chǎn)品設(shè)計的全過程，或者說在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件設(shè)計和裝配設(shè)計中都涉及到產(chǎn)品的工藝設(shè)計。工藝設(shè)計的涉及面廣、內(nèi)容多，在機(jī)械制造工藝學(xué)中有詳細(xì)的介紹和論述。2專用設(shè)備工藝設(shè)計的必要性專用設(shè)備的生產(chǎn)規(guī)模是典型的單臺套或小批量生產(chǎn)類型，它的工藝特點(diǎn)是：（1）使用的加工工藝裝備是萬能機(jī)床、通用夾具、一般的刀具和量具。（2）安裝方法一般為劃線找正。（3）工作性質(zhì)是根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行試切加工。（4）毛坯制造一般情況下最難的也不過是木

13、模制造或自由鍛造。（5）裝配過程不存在零件的互換性問題，全由鉗工試配。（6）工藝規(guī)程內(nèi)容簡單，只編制簡單的工藝過程卡。從以上專用設(shè)備制造工藝的特點(diǎn)可以看到：專用機(jī)器設(shè)備在完成產(chǎn)品設(shè)計后的制造過程中，基本不需要工藝技術(shù)人員去進(jìn)行加工工藝裝備的設(shè)計和制造了，也不需要工藝技術(shù)人員去編制詳細(xì)的工藝規(guī)程了，換句話說那就是產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果已基本確定了產(chǎn)品的制造工藝，決定了產(chǎn)品的制造成本和工期，所以產(chǎn)品設(shè)計人員在產(chǎn)品設(shè)計過程中必須重視其制造工藝設(shè)計。3

14、專用設(shè)備與經(jīng)濟(jì)性有關(guān)的工藝設(shè)計內(nèi)容3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工藝設(shè)計（1）結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)目少：結(jié)構(gòu)的簡易程度和零件數(shù)目的多少直接影響設(shè)備制造的原材料消耗和零件的機(jī)械加工量，所以在滿足設(shè)備功能要求的情況下，設(shè)計人員要進(jìn)行多個方案的比較，并從中選出結(jié)構(gòu)最簡單、零件數(shù)目最少的技術(shù)方案。（2）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化零部件：標(biāo)準(zhǔn)化零部件是大批量生產(chǎn)產(chǎn)品，質(zhì)量好、價格相對合理。一臺設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度的高低既是設(shè)計水平也是工藝水平高低的表現(xiàn)，選用的標(biāo)準(zhǔn)零部件越多就意味

15、著非標(biāo)加工件越少，其加工量也就越少。3.2零件設(shè)計中的工藝設(shè)計（1）零件毛坯的選擇：零件毛坯的種類包括形材下料件、鍛件、焊接件和鑄件。毛坯件的選擇與生產(chǎn)批量有很大的關(guān)系，對于專用設(shè)備加工件的毛坯選擇應(yīng)考慮到來源廣、制造工藝簡單，不需要專用的制造模具。一般來說首先考慮的是形材下料件，其次是自由鍛鍛件。在零件精度要求不高，結(jié)構(gòu)尺寸較大，且不需要專用焊模的情況下可以考慮選擇焊接毛坯件；鑄件因需要鑄造模具而且時間長，一般情況應(yīng)盡量少選用鑄件毛坯

16、，在必須選用時，應(yīng)盡量做到造型簡單。（2）零件結(jié)構(gòu)的選擇：零件的結(jié)構(gòu)關(guān)系到零件的可加工性和零件加工的難易程度。在設(shè)計專用設(shè)備的零件結(jié)構(gòu)時主要考慮的是近距離范圍內(nèi)的加工裝備水平。（3）零件尺寸大小的選擇：一個零件在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后是結(jié)構(gòu)尺寸的確定。對國家標(biāo)準(zhǔn)已系列化的加工尺寸，特別是孔加工尺寸，因為其加工刀具已系列化，所以其尺寸選擇必須與常用刀具尺寸相匹配，避免購買新刀具。3.3裝配設(shè)計中的工藝設(shè)計（1）將設(shè)備按功能分成獨(dú)立的裝配單元：專用

17、設(shè)備的設(shè)計和制造一般來說沒有完全可靠的技術(shù)參考方案，其設(shè)計和制造過程是一個新產(chǎn)品的開發(fā)過程；在設(shè)備投入使用后難免要對某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，如果能將設(shè)備按功能分成獨(dú)立的裝配單元，那么在做局部改進(jìn)的時候就不會牽涉到整體結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)的改變，這樣可以節(jié)省改進(jìn)費(fèi)用。（2）裝配過程簡單易行：對于專用設(shè)備來說，最主要的是在保證裝配質(zhì)量的前提下，不需要使用專用的裝配工裝和專用工具。產(chǎn)品設(shè)計過程中工藝設(shè)計涉及的問題與生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)，生產(chǎn)批量不同，涉及的工藝設(shè)

18、計問題也就不一樣。專用設(shè)備是單件或小批量生產(chǎn)類型，它與中批量大批量生產(chǎn)類型相比，它的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果對產(chǎn)品制造工藝產(chǎn)生的影響最大，做好工藝設(shè)計的意義也最大。（責(zé)任編輯：時音菠）專用機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計過程中的工藝設(shè)計王寅初（資源縣節(jié)能監(jiān)察大隊，廣西桂林541400）摘要：專用設(shè)備是典型的小批量生產(chǎn)類型，它的工藝特點(diǎn)決定了產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)果對制造工藝和制造成本會產(chǎn)生不一般的影響。為了提高專用設(shè)備的制造工藝性和降低設(shè)備的制造成本，那么在專用設(shè)備的產(chǎn)品設(shè)