關(guān)于優(yōu)化重型機(jī)械裝配工藝設(shè)計方法的探討

趙春凱

【摘要】重型機(jī)械因其在結(jié)構(gòu)和功能上的特殊性，在多個工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。隨著中國的高速發(fā)展，對重型機(jī)械的應(yīng)用越來越多，而因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、配合精密，裝配工藝水平直接影響其最終質(zhì)量。本文著重闡述了重型機(jī)械裝配工藝的設(shè)計方法，并提出優(yōu)化措施，探討更加高效、合理的設(shè)計方法。

【關(guān)鍵詞】重型機(jī)械；裝配；工藝設(shè)計；優(yōu)化

重型機(jī)械設(shè)備普遍質(zhì)量重、體積大，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下，需要投入大量人力和物力，生產(chǎn)效率較低。隨著“中國制造2025”口號的提出，一大批功能強(qiáng)、設(shè)計水平高的重型機(jī)械設(shè)備涌現(xiàn)出來，如按以往的裝配工藝設(shè)計方法開展工藝設(shè)計，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，所以需要對重型機(jī)械的裝配工藝進(jìn)行研究，并加以優(yōu)化，提出更科學(xué)、更合理的設(shè)計理念和設(shè)計方法。

一、重型機(jī)械裝配工藝概述與基本設(shè)計方法

機(jī)械裝配工藝是工藝技術(shù)人員依據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計圖紙和技術(shù)要求設(shè)計的指導(dǎo)產(chǎn)品裝配的技術(shù)文件，操作者按要求將組成整機(jī)的所有零部件進(jìn)行組合，使之成為符合使用要求的成品。經(jīng)過多年實踐積累、借鑒和創(chuàng)新，裝配工藝的設(shè)計模式已基本完善。

重型機(jī)械裝配工藝設(shè)計的基本原則：（1）保證裝配質(zhì)量是重型機(jī)械裝配的最重要原則。（2）盡量提高工作效率。（3）嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計圖紙和技術(shù)要求設(shè)計裝配工藝。（4）盡量減少成本投入。（5）必須保證關(guān)鍵質(zhì)量控制點。

裝配工藝的基本設(shè)計方法：（1）根據(jù)設(shè)計圖紙和技術(shù)要求，進(jìn)行產(chǎn)品分析，主要分析裝配的技術(shù)要求和檢驗標(biāo)準(zhǔn)，然后進(jìn)行尺寸分析和工藝分析，確定符合要求的裝配方法。（2）制定裝配工藝路線，依據(jù)各零件的裝配關(guān)系，劃分主要裝配工序，確定裝配順序。（3）列出各系統(tǒng)的零件清單和裝配所需主要設(shè)備、工具、工裝、輔料等。（4）確定關(guān)鍵位置的裝配方法、檢驗方法及檢驗工具。（5）細(xì)化工藝規(guī)程，分別編寫各主要工序的操作流程。（6）確定操作者技術(shù)等級、人數(shù)及工時定額。

二、現(xiàn)行重型機(jī)械裝配工藝設(shè)計中存在的問題

（一）工藝設(shè)計周期無法滿足產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)點要求

裝配工藝不同于其他加工工藝，對設(shè)計人員具備技術(shù)水平、設(shè)計經(jīng)驗、理解能力要求較高，工藝設(shè)計人員需要大量積累實踐經(jīng)驗才能勝任此項工作。由于每個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式和特點各不相同，依據(jù)以往的設(shè)計模式，工藝設(shè)計效率無法保證，將延長產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，影響產(chǎn)品的迅速投入市場。

（二）對設(shè)計圖紙的所傳遞的信息理解不一致

設(shè)計圖紙是機(jī)械裝配的核心技術(shù)依據(jù)，主要由機(jī)械工程師完成，由紙質(zhì)圖紙形式傳遞給工藝工程師，屬于點對點的信息傳遞。由于不同崗位技術(shù)人員的技術(shù)側(cè)重點不同，設(shè)計圖紙中所包含的信息無法準(zhǔn)確地體現(xiàn)在裝配工藝上，而重型機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，零件數(shù)量較多，如發(fā)生理解錯誤，將導(dǎo)致圖紙、裝配工藝的反復(fù)更改和裝配問題的出現(xiàn)。

（三）數(shù)字化程度較低

目前，機(jī)械圖紙設(shè)計基本全部使用專業(yè)的二維、三維繪圖軟件（如AutoCAD、UG等）開展，機(jī)械裝配工藝的設(shè)計也是用專業(yè)的CAPP軟件，但是圖紙設(shè)計和工藝設(shè)計相對分離，未實現(xiàn)系統(tǒng)化、數(shù)字化，無法完成圖紙和工藝的協(xié)同設(shè)計，無法保證設(shè)計工作的高效、準(zhǔn)確。

三、重型機(jī)械裝配工藝設(shè)計優(yōu)化

（一）完善零件數(shù)據(jù)管理

裝配過程中的很多問題都是因零件數(shù)據(jù)紕漏導(dǎo)致的。由于重型機(jī)械的零件數(shù)量較多，工藝設(shè)計過程中，編制零件目錄的過程會相當(dāng)復(fù)雜且容易出錯，所以零件數(shù)據(jù)管理非常重要。選用合理的方式轉(zhuǎn)換設(shè)計零組件明細(xì)表，保持設(shè)計數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)的完全統(tǒng)一，并通過建立零件分級管理系統(tǒng)，捋清零件間的歸屬關(guān)系和結(jié)構(gòu)屬性，以便于提高裝配工藝設(shè)計效率，減少工藝問題。

（二）細(xì)化工藝路線

在重型機(jī)械產(chǎn)品的裝配工藝設(shè)計中，存在許多復(fù)雜的工序結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要根據(jù)產(chǎn)品的裝配關(guān)系，制定完整、細(xì)致的工藝路線。如果工藝路線出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致整個裝配工作無法繼續(xù)進(jìn)行。此外，工藝路線直接影響生產(chǎn)計劃的時間安排，將導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)工作無法按照時間節(jié)點完成。

（三）提高PLM在生產(chǎn)中的利用率

PLM，即產(chǎn)品生命周期管理，是能夠支持產(chǎn)品全生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用的一系列應(yīng)用解決方案，它能夠集成與產(chǎn)品相關(guān)的人力資源、流程、應(yīng)用系統(tǒng)和信息，其中重要的一點是可以將CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）和CAPP（計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計）整合起來，實現(xiàn)產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)設(shè)計到工藝設(shè)計再到生產(chǎn)實施的全流程協(xié)作，并對設(shè)計過程施加智能系統(tǒng)干預(yù)，減少人為錯誤的發(fā)生。

（四）建立裝配工藝庫

通過數(shù)據(jù)整理，將不同類型、不同形式的成熟工藝歸納起來，建立內(nèi)容豐富、層次清晰、使用方便的工藝數(shù)據(jù)庫，針對新產(chǎn)品，可以通過搜索功能快速查閱相關(guān)工藝技術(shù)文件，借鑒成熟產(chǎn)品的工藝進(jìn)行新工藝的設(shè)計工作，這樣可以大大提高工作效率，也將實現(xiàn)成熟技術(shù)的傳承、積累。

四、結(jié)語

通過討論，可以看出重型機(jī)械裝配工藝設(shè)計的重要性。本文指出了工藝設(shè)計中實際存在的問題，并針對問題探究了幾點優(yōu)化措施，但不夠詳盡，需要在實際工作中開拓思路、持續(xù)創(chuàng)新，以現(xiàn)有裝配技術(shù)為基礎(chǔ)，建立一套流程清晰、內(nèi)容完整的工藝設(shè)計體系。

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