短梁類零件關鍵工藝優化措施

黃樂明

摘 要：本文結合短梁類零件生產加工的實際情況，對其工藝問題及優化改進措施進行研究，以促進其生產工藝以及零件產品各項性能指標的改進完善，同時為短梁類零件生產加工實踐提供一定的意見參考和支持。

關鍵詞：短梁類零件；關鍵工藝；優化改進；措施

中圖分類號：TH142 文獻標志碼：A

短梁類零件是以連接應用為主構件產品，在飛機等多個設備制造等領域應用較多，它是根據尺寸范圍進行零件類型劃分。在當前的零件加工制造研究中，對長梁類零件及其加工工藝的研究較多，但是在短梁類零件加工及工藝技術方面開展的研究相對較少，由此，本文結合短梁類零件加工生產中的實際問題，對其關鍵工藝與技術的改進、優化措施進行研究，以推進其生產工藝與零件產品性能的改善提升，推動其在飛機制造等領域的推廣應用。

1 短梁類零件的生產加工工藝現狀及問題分析

以某種較為典型的短梁類零件為例，該類型零件產品的加工材料主要為7050-T7451鋁合金，零件尺寸在320mm×120mm與a740mm×250mm之間，高度一般為20mm～54mm，并且零件產品的壁厚最小達到1.5mm，其生產加工中共涉及各類零件加工項目18種，單批次生產加工零件約為270件左右。結合該零件產品的生產加工情況，其工藝方案中主要存在以下問題。

首先，在零件產品的加工生產中，由于進行零件加工的裝夾方式不統一，導致其生產加工過程中進行模具更換所需的時間較長，對零件產品生產加工效率以及綜合效益提升十分不利。由于零件加工中，缺少專用裝夾夾具，導致其在數控自動化加工過程中，需要通過在自制鋁板中進行打孔以實現定位裝夾，并且定位打孔中，孔徑大小各不統一，包括10mm、12mm以及邊找正等不同定位方式，尤其是邊找正的效率異常低下，導致其對零件生產加工整體效率存在著極大的不利影響。此外，在零件加工和定位裝夾中，壓緊方式根據生產工藝需求不同，又包括標準壓板與異形壓板等不同壓緊方式，為適應不同零件的加工需求，需要通過頻繁更換與定位壓緊，以實現零件加工生產，導致整體效率較低。圖1為上述加工方案中所生產加工的典型零件產品示意圖。

其次，上述短梁類零件加工中由于所需要的刀具類型較多，對其生產加工效率也存在著一定的不利影響。以相似零件產品加工為例，其生產加工中所選用的刀具規格各不相同，因此導致在同一生產加工機床進行相似零件產品加工中，需要進行多套不同刀具及刀套準備，以滿足零件產品的加工需求，而刀具及刀套規格類型的多樣化，導致其在生產加工準備花費的時間也比較多，因此，對生產加工效率提升存在著不利的影響。

最后，由于上述零件產品生產加工中所加工出的零件產品表面質量較差，為滿足市場需求，需要對其表面進行打磨處理，以提高其質量效果，滿足零件生產加工的需求。另一方面，零件尺寸結構小、數量多，造成零件產品表面打磨處理所花費的時間較多，對其生產效率以及綜合加工效益提升都十分不利。

此外，上述短梁類零件產品加工生產中，單批次零件的加工，以3臺機床加工為主，通過進行單臺機床零件加工數量設置以及某臺專用設備進行加工零件的正反面特征處理，以實現整個零件產品的加工生產。值得注意的是，上述3臺機床設備進行零件加工過程中，其生產節奏處于不一致狀態，分別保持3.28h/件、1.79h/件與2.86h/件，3臺機床整體生產周期達到716h的生產節奏，這種情況不僅導致零件產品的加工生產處于不均衡狀態，并且整體生產周期較長，對零件產品加工生產的按期交付以及企業生產加工效益都存在著十分不利的影響，因此，迫切需要針對該短梁類零件加工生產工藝進行優化改進，以促進其生產加工綜合效益提升。

2 短梁類零件關鍵工藝優化、改進措施分析

結合上述短梁類零件加工生產的工藝技術方案及現狀問題，為促進其生產加工工作效率以及整體效益的提升，應注意從以下方面對其工藝技術與生產加工流程等進行改進優化。

首先，針對上述短梁類零件生產加工中裝夾方式不統一對生產效率的影響，結合短梁類零件的結構特征進行專用生產加工夾具設計，以通用化裝夾方式，確保零件加工生產中實現“快裝快卸”，減少上述零件生產加工中裝夾模具更換占用時間，大幅提升其零件加工生產的工作效率。如圖2所示，即為針對短梁類零件生產加工中零件結構裝夾需求設置的由螺釘以及孔徑12mm的定位銷、定位鍵槽等組成的零件生產加工通用夾具。

以圖2所示的通用夾具進行短梁類零件加工生產應用，不僅促進其零件加工生產中裝夾方式的標準化與統一化發展，同時有效節省了零件加工中裝夾模具更換需要時間，大大提升了零件加工生產的工作效率，對短梁類零件加工生產效益提升有著積極作用和意義。

其次，針對上述短梁類零件加工中刀具類型及規格較多，相似零件加工中刀具規格需求不同及更換所導致的生產效率較低的問題，在針對零件加工生產所需刀具類型及規格情況等進行綜合整理與分析后，通過對零件加工生產使用刀具類型及規格數量的合理減少，采用一套刀具實現全部零件的加工生產，通過一次刀具配置完成全部零件加工方式，有效避免了刀具更換對零件生產效率提升的影響，同時也有效節約了刀具成本占用問題。在上述的短梁類零件加工生產中，18種零件加工生產項目中，共涉及18種不同規格的刀具，經合理減少與控制刀具規格數量后，18種零件加工項目只需用到6種刀具規格，零件加工中刀具更換所用時間以及對成本費用的占用大大減少。

最后，針對上述短梁類零件加工中生產加工不夠均衡，整體生產周期較長等問題，將3臺機床設備用于零件加工改為兩臺設備加工，其中兩臺設備各復雜零件產品的兩面加工，控制零件兩面加工時間接近，以達到整體生產均衡狀態，通過兩臺機床無停頓加工，提高其零件加工生產的整體效率、縮短生產周期。如圖3所示，即為根據上述短梁類零件加工的生產不均衡、生產周期較長問題，通過兩臺機床各自負責零件兩面加工，圖3中（a）為零件的底面修基準面、銑輪廓加工工序，而圖3（b）為零件粗精銑內腔、腹板與筋頂加工工序，通過將連接筋置放于該加工工序的機床零件模具頂部，將原有加工方案中第一面加工的部分工序進行轉移，實現零件產品兩面加工的整體均衡性效果，該方案下其零件產品加工使用兩臺機床進行加工的時間基本一致，對確保其整體加工與生產周期以及提升零件加工生產的效益有著積極作用。

結語

總之，針對短梁類零件加工生產工藝現狀及問題，對其關鍵工藝優化改進措施進行研究，有利于促進其在實際加工生產中的參考應用，具有十分積極的作用和意義。

參考文獻

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