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(chē)

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如圖，是美國(guó)轉(zhuǎn)讓給中國(guó)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；
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一序，六軸自動(dòng)車(chē)，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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/ M& @. P7 e8 G+ |0 ?  K- I二序，螺紋銑，兩個(gè)內(nèi)螺紋，一個(gè)外螺紋；

4 r. S, X9 O. C$ k. N三序，六角車(chē)靠模板車(chē)弧錐體及小頭。設(shè)計(jì)依據(jù)是，要有月產(chǎn)兩萬(wàn)件成品能力，此零件不能低于22000件。

+ j# j. J2 P9 u0 `9 z; k/ u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(shuō)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(chē)，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(chē)的特點(diǎn)說(shuō)起，這是全自動(dòng)的組合機(jī)床，俗稱(chēng)自動(dòng)機(jī)鉆銑鉸車(chē)鏜，效率極高，雖然也能加工螺紋，但對(duì)總體加工速度影響較大。

  R6 P5 D+ L4 L8 V0 }- B$ l1 X就像這個(gè)零件，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍，單件加工不能超過(guò)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(guò)多不說(shuō)，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(chē)上經(jīng)常加工，短的直接用棱形成型刀車(chē)，長(zhǎng)的加一靠模板車(chē)，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(chē)上加工了。這個(gè)六角車(chē)方案一開(kāi)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(jiǎn)易數(shù)控車(chē)加工，但一實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，數(shù)控車(chē)的進(jìn)刀方式不適合零件的性能要求，原來(lái)選用的數(shù)控車(chē)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(chē)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(lèi)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(lái)潮，肯定有他的理論依據(jù)。看來(lái)得選用更高檔的加工中心，來(lái)加工這個(gè)低級(jí)零件了。產(chǎn)品試制成功，原以為中國(guó)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(qián)買(mǎi)美國(guó)的生產(chǎn)線，高薪聘請(qǐng)美國(guó)的技術(shù)人員。老美也想像原來(lái)的蘇聯(lián)一樣，宰上一把。沒(méi)想到美夢(mèng)落空，如今的中國(guó)機(jī)械制造業(yè)已和剛建國(guó)時(shí)不可同日而語(yǔ)。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(guó)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(lái)到了六角車(chē)前，看到車(chē)刀流暢的車(chē)出弧形錐體，為了能看清工作原理，竟爬到油污的地上，通過(guò)機(jī)床底座的排屑口看工作原理。看過(guò)后贊嘆地說(shuō)，太有創(chuàng)意了。
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后來(lái)賣(mài)給中國(guó)的美制八軸自動(dòng)車(chē)上，就是用這種靠模板來(lái)加工弧錐體的，看來(lái)老美的技術(shù)人員是見(jiàn)有用的技術(shù)就拿。由于國(guó)情的不同，老美的工藝思路和中國(guó)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(guó)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(chē)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(zhǎng)就很難再趕上進(jìn)度。尤其是在特殊的情況下，那可是……后來(lái)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(shuō)了，要說(shuō)的是量具設(shè)計(jì)。機(jī)床拉來(lái)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(méi)創(chuàng)意了吧？
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待續(xù)

說(shuō)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(shuō)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(lái)。似乎只要是干機(jī)加工的，就離不開(kāi)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(wàn)計(jì)，而在生產(chǎn)線上竟沒(méi)有以上所說(shuō)的任何一種量具，人們會(huì)不解地問(wèn)，那可怎么干活啊？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(cè)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(cè)量不準(zhǔn)。所以必須設(shè)計(jì)專(zhuān)用量具。就以這個(gè)零件來(lái)說(shuō)，根據(jù)零件的尺寸，美國(guó)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(chē)，首件必檢就是八件，八件活沒(méi)驗(yàn)完就不敢接著干，只好停車(chē)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(wú)法正常生產(chǎn)，這種設(shè)備的效率可是用秒計(jì)算的啊！因此，能否設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)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(zhuān)業(yè)水平高低了。說(shuō)美國(guó)工藝設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的量具沒(méi)創(chuàng)意，那也是有根據(jù)的。批量加工專(zhuān)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(cè)臺(tái)階和長(zhǎng)短的高低規(guī)三大類(lèi)，這三大類(lèi)量具使用了有上百年，如今仍是大批量零件加工測(cè)量的主要量具，當(dāng)然也出現(xiàn)了不少測(cè)量更快更好的專(zhuān)用量具。

全球技術(shù)最先進(jìn)的美國(guó)同行，到現(xiàn)在還在設(shè)計(jì)使用這種量具，使人覺(jué)得有點(diǎn)不可思議。簡(jiǎn)單介紹一下這種類(lèi)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(cè)量時(shí)基本是憑手感，也就是常說(shuō)的盲測(cè)，所以測(cè)量精度不是很高，尤其是對(duì)公差小而又加工到極限尺寸的測(cè)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(jiǎn)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(duì)一次，大部分都可用千分尺和標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)校對(duì)，只有通用量具難以校對(duì)的才設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的校對(duì)規(guī)。在對(duì)大批量零件尺寸測(cè)量時(shí)，對(duì)專(zhuān)職檢驗(yàn)員來(lái)說(shuō)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(guò)，測(cè)量速度快到一兩秒一個(gè)尺寸，這其中對(duì)孔深和外臺(tái)階的測(cè)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(cè)量，猶豫不決。為此，我廠技術(shù)人員設(shè)計(jì)了一種專(zhuān)門(mén)測(cè)量這類(lèi)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(cè)量精度提高了一個(gè)等級(jí)，測(cè)量誤差達(dá)到0.005，可大幅度的提高檢測(cè)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(guó)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(cè)量精度很高，測(cè)量速度也很快，但不足處是太嬌貴，每班都要有專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行一次校對(duì)，返修率也較高。一個(gè)生產(chǎn)車(chē)間，少說(shuō)也有幾十塊這種量具，校對(duì)和維修都要配置專(zhuān)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(chē)上的工藝思路，突然醒悟，這可能就與國(guó)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(mén)的事，不屬工藝設(shè)計(jì)的范疇。量具設(shè)計(jì)上也不能說(shuō)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(méi)必要設(shè)計(jì)那種測(cè)量精度雖高，卻還要天天用人校對(duì)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(chǎng)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。看來(lái)對(duì)先進(jìn)與落后的定義還真是大有學(xué)問(wèn)。

                                 完

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(xiě)得好文章！看著如飲美酒啊。

qq381137151

好文記號(hào)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(wú)憂

有故事情節(jié)，又有專(zhuān)業(yè)知識(shí)，耐看{:soso_e100:}

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頂，期待更新，看這篇文章可以學(xué)到不少東西