非標機械設計在工廠中的應用

摘要：

企業(yè)在生產(chǎn)實踐中難免會在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)遇到一些特殊的問題，這些問題往往是提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質量或者確保生產(chǎn)安全的瓶頸；為了解決這些問題，往往需要通過設計出一些特別的機器。這，就是機械設計領域的一個分支——非標機械設計。而工廠治工具，夾具是其中很重要的一部分，它們正朝著高精高效、組合、經(jīng)濟的方向蓬勃發(fā)展。本文主要以治工具和夾具為例介紹非標設計在工廠中的應用。

關鍵詞：非標機械設計； 治工具； 夾具； 標準； 自動化； 生產(chǎn)效率

1.非標機械設計及治工具、夾具簡介

由于各種各樣的需求，工廠在生產(chǎn)產(chǎn)品的時候經(jīng)常會遇到一些特殊的情況，如果不能很好的解決，產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品品質甚至是產(chǎn)品的可加工性都會受到制約；為了解決這些特殊的問題，常常需要設計一種特殊的設備或者部件，這時候機械非標設計就顯得尤為重要。

非標設計主要有以下幾個特點：一，非標設計標準化、簡約化和模塊化，二，采用Pro/E等設計軟件設計產(chǎn)品，為后續(xù)相關設計和加工提供可靠的依據(jù)，三，認為結構依據(jù)三維模型自動生成，確保視圖和尺寸準確無誤，四，可輸出產(chǎn)品的渲染圖。

夾具的非標設計，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品的質量以及確保生產(chǎn)的安全；保證迅速、安全又方便的安裝工件，改善工作條件，減少的人力的成本，并且提高的工作效率；有利于擴大機床的工藝范圍，實現(xiàn)一機多用。

2.非標設計需要遵循的原則

2.1.盡量使用標準件，降低設計風險，增加可靠。

2.2.簡化復雜的機構，將復雜機構及其運功分解簡化，減小調試的難度和機構的復雜系數(shù)。

2.3.盡量采用電氣或者氣動、液壓技術，同樣可以降低機構的復雜性。

2.4.機械的精度由電氣數(shù)控來實現(xiàn)。

3.夾具設計及應用實例

某機械廠所生產(chǎn)的膠囊填充機系列產(chǎn)品是長期和批量生產(chǎn)的，為了保證生產(chǎn)的零件質量穩(wěn)定，同時降低生產(chǎn)成本，設計和應用夾具就顯得尤為重要。其中有兩種類似的零件——膠囊薄盤和厚盤中大量孔的加工。孔的直徑僅為數(shù)毫米，數(shù)量卻達到數(shù)百，孔徑緊密排列，稍微有震動就會報廢產(chǎn)品。考慮到薄盤與厚盤是兩個同軸圓盤結構，又因為他們在兩個定位銷的固定下工作，上下孔的同軸度就顯得尤為重要。根據(jù)零件的傳統(tǒng)加工方法，這數(shù)百個孔一般利用回轉工作臺進行加工，數(shù)顯表也可以對圓周分孔進行加工，而利用數(shù)控加工就沒有必要了。現(xiàn)在，我們考慮到零件是長期的批量生產(chǎn)，為了使加工的質量穩(wěn)定，特別設計了一種夾具。該夾具以同軸固定兩個被加工的圓盤零件，保證兩零件的高度同軸。利用數(shù)顯的斜線鉆孔功能，對孔進行逐一等份的固定加工。如此設計，帶來了以下幾個優(yōu)點。一，使用這種夾具，零件不會因為震動而有所偏移，質量穩(wěn)定性顯著提高，不會因為操作者的操作失誤而導致零件的報廢，使得零件的加工合格率顯著提高；二，確保了統(tǒng)一夾具制造的膠囊薄盤和厚盤的工作同軸度，使零件的恒產(chǎn)質量也大幅提高；三，保證了制造零件的交互性；四，使用這種夾具，零件可以迅速有效又準確的安裝加工并卸下，大幅度的提高了加工的效率，創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟效應。

利用液壓實現(xiàn)自動化以減少人工勞動以及提高生產(chǎn)效率和精度

隨著社會的進步，高精技術的不斷發(fā)展，高質量的加工方式成為現(xiàn)代加工工業(yè)的要求的目標，，一些數(shù)控機床也應運而生。但是數(shù)控機床的部分部件還未完全實現(xiàn)自動化，本將以CKS630-1C數(shù)控雙拖板車床的尾座為例。

數(shù)控車床尾座采用液壓控制機構，套筒中裝有主軸，一端與頂緊工件的頂針連接，頂針部設有突出的頂針定位部分，頂針定位部分設置在主軸定位孔中，頂針再通過螺釘固定在主軸的端面上，套筒和頂針可以在尾座主體上左右移動來夾緊和松開工件，套筒在靠近頂針一端設有并列的以支撐主軸一端的雙向推力角接觸球軸承和雙列圓柱滾子軸承，套筒在遠離頂針一端設有以支撐主軸另一端的雙列圓柱滾子軸承。主軸設置在雙向推力角接觸球軸承、雙列圓柱滾子軸承及另一雙列圓柱滾子軸承之間，主軸的支承結構采用前后端軸承支承，具有剛性強、夾緊牢固可靠的特點。尾座主體在套筒的軸向上連接有一可推動套筒水平移動的頂緊推桿，頂緊推桿與設置于尾座主體軸向一端部的頂緊油缸連接，尾座主體在套筒的徑向上連接有一可在徑向壓緊套筒的壓緊塊，壓緊塊與設置于尾座主體徑向外側的鎖緊油缸連接。在尾座主體徑向且靠近頂針一側設有開口，壓緊塊設置于開口中，壓緊塊與鎖緊推桿連接，鎖緊推桿再與鎖緊油缸連接。當車床裝上工件后，啟動液壓裝置油缸推動尾座套筒帶動尾座主軸使頂針向左快速移動，頂針頂向工件快速的定位夾緊，頂針的頂緊力大小及位移速度由液壓系統(tǒng)調節(jié)尾座套筒行程的大小，并通過行程開關控制。套筒的進退可通過操作面板上的按鈕，也可通過腳踏開關控制，方便工作者裝卸工件。尾座套筒動作與主軸互鎖，即在主軸轉動時，按動尾座套筒退出按鈕，套筒并不動作，只有在主軸停止狀態(tài)下，尾座套筒才能退出，以保證安全。

使用此液壓結構，第一，實現(xiàn)了完全的自動化，減輕了操作者的負擔，節(jié)省了人力；第二，由機械自動控制代替操作者手工操作，機床的精度大大的得到了提高，清除了手動操作帶來誤差損失；第三，自動化機床對操作者的操作水平的要求得到了降低，降低了生產(chǎn)成本；總體來說，此方案不僅愛來了便利，而且創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟效益。

4.結語

非標機械設計解決了標準件不能解決的問題，明顯的提高了工廠生產(chǎn)的效率，提高了產(chǎn)品的質量，確保了加工操作的安全性，通過不斷的優(yōu)化非標設計方案，使方案更加貼近生產(chǎn)實際，更加能夠解決問題，因為是非標定制的在，所以只有想不到而沒有做不到的。

參考文獻：

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