機械加工設(shè)備基礎(chǔ)工藝條件設(shè)計研究

楊 杰 池 力 陳云雷

中國航空規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司 北京 100120

一 引言

機械加工設(shè)備（以下簡稱機加設(shè)備）精度越來越高，設(shè)備精度不僅依靠設(shè)計、制造技術(shù)，設(shè)備基礎(chǔ)對其加工精度亦至關(guān)重要。一般需要將該類設(shè)備置于獨立的基礎(chǔ)上，滿足正常運行需求，并減少對環(huán)境的不利影響。基礎(chǔ)足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，能夠保證設(shè)備的加工精度，并延長使用壽命。優(yōu)良的基礎(chǔ)設(shè)計能夠有效減少設(shè)備對廠房、人員和其他設(shè)備的不利影響。然而，設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計涉及專業(yè)多、內(nèi)容雜，工藝條件設(shè)計難度較大。因此，針對精密機加設(shè)備基礎(chǔ)的工藝條件設(shè)計的研究，對于保證設(shè)備正常運行、減少對廠房環(huán)境影響和提高設(shè)計效率具有重要意義。

因此，本文首先研究常規(guī)設(shè)備基礎(chǔ)條件，形成工藝條件設(shè)計方法和流程；然后，深入研究精密機加設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)計要點。

二 常規(guī)設(shè)備基礎(chǔ)工藝條件設(shè)計方法研究

工藝條件設(shè)計首先應(yīng)保證條件的全面性、準確性，才能保證基礎(chǔ)滿足設(shè)備使用需求，設(shè)計過程一般包括了解設(shè)備特點、明確專業(yè)要求、設(shè)計工藝條件。

1 了解設(shè)備特點

為保證基礎(chǔ)滿足設(shè)備安裝、使用要求，首先明確設(shè)備構(gòu)成、作用,運行方式、操作方式等；其次明確設(shè)備的水、電、動力、環(huán)境、空間等需求；最后明確設(shè)備對環(huán)境的物理、化學(xué)等的負面影響。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計涉及專業(yè)，初步擬定條件要素。

2 明確專業(yè)要求

在充分了解設(shè)備特點的基礎(chǔ)上，分專業(yè)整理基礎(chǔ)設(shè)計條件，各專業(yè)要素如下：

建筑專業(yè)包括表面設(shè)計、隔振設(shè)計、定位設(shè)計，表面設(shè)計含水平度、防水、防油、防滲漏、防腐蝕，隔振設(shè)計含隔振形式、隔振材料等，定位設(shè)計用于確定設(shè)備位置。

結(jié)構(gòu)專業(yè)主要設(shè)計基礎(chǔ)實體，主要包括設(shè)備技術(shù)參數(shù)、圖紙、基礎(chǔ)要求、基礎(chǔ)資料和地勘資料等。

動力專業(yè)包括壓縮空氣、真空、供熱、氣體供應(yīng)、油類及冷卻液等要素，各要素均涉及壓力、流量、品質(zhì)、使用點、載荷系數(shù)、用氣系數(shù)等。

電氣專業(yè)包括電源、照明和接地等要素，電源設(shè)計重點含電壓、功率、頻率、電流、供電品質(zhì)、使用點等。

給排水專業(yè)包括給水、排水，細化要素包含用水性質(zhì)、用水方式、水量、水質(zhì)等。

暖通專業(yè)包括通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)（溫度、濕度），細化要素包括方式、風(fēng)量、有害物質(zhì)、溫度梯度、濕度梯度等。

弱電專業(yè)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)類別、位置和數(shù)量等。

3 設(shè)計工藝條件

在前述工作基礎(chǔ)上，按專業(yè)設(shè)計工藝條件，包括條件單、條件圖（定位、結(jié)構(gòu)、載荷、預(yù)埋件、外形等圖）及其他相關(guān)資料等。

三 機械加工設(shè)備基礎(chǔ)工藝條件設(shè)計要點研究

針對精密機加設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計，在常規(guī)基礎(chǔ)工藝條件設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，需根據(jù)該類設(shè)備的特點進行建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、動力、電氣專業(yè)要點設(shè)計。

1 建筑

建筑設(shè)計要點主要包括定位、隔振和表面設(shè)計。

定位設(shè)計：首先應(yīng)明確設(shè)備操作面，結(jié)合操作需求，將操作面設(shè)置在靠近廠房物流、人流通道處；然后應(yīng)考慮設(shè)備工作臺尺寸、原材料外形尺寸、物流周轉(zhuǎn)空間和運輸方式，保證足夠的上下料空間。綜合考慮上述因素，確定基礎(chǔ)定位尺寸。

隔振設(shè)計：機加設(shè)備對振動較為敏感，不確定振動影響設(shè)備加工精度，同時設(shè)備運行載荷較大時，對周圍環(huán)境的影響較大，因此需要設(shè)計基礎(chǔ)隔振。設(shè)備基礎(chǔ)隔振形式包括：四周隔振、五面隔振、隔振縫和隔振板。隔振溝、縫內(nèi)宜空或填充海綿、細砂等疏松材料，隔振板包括泡沫塑料、聚苯乙烯等。

表面設(shè)計：基礎(chǔ)表面設(shè)計包括平面度和處理方法。平面度影響設(shè)備的調(diào)平，表面處理關(guān)注于粉塵、水、油、腐蝕性液體等對基礎(chǔ)剛度、強度的影響，需要明確平面度、表面防護做法。

2 結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計要點包括基礎(chǔ)變形、不均勻沉降等。

基礎(chǔ)變形：通常情況，設(shè)備基礎(chǔ)變形趨于穩(wěn)定，但在較大的動靜荷載作用下，若基礎(chǔ)剛度不足或地基基床系數(shù)過低，可能產(chǎn)生過大的彈性變形或不可預(yù)知的永久變形，影響設(shè)備的加工精度，需要明確設(shè)備的重量、重心、動靜載荷，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計允許的基礎(chǔ)變形范圍等。

不均勻沉降：基礎(chǔ)不均勻沉降可導(dǎo)致社會被轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生軸向顫動，導(dǎo)致軸瓦磨損，降低加工精度；當不均勻沉降超過設(shè)備調(diào)整極限，甚至導(dǎo)致附加應(yīng)力、拉裂等破壞情況，造成基礎(chǔ)報廢、設(shè)備無法正常使用，因此需要明確基礎(chǔ)的不均勻沉降范圍。

3 暖通

暖通專業(yè)設(shè)計要點包括通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)。

通風(fēng)：非全封閉機加設(shè)備可能產(chǎn)生粉塵、廢氣等有害物質(zhì)，影響自身及其他設(shè)備的加工精度，甚至惡化廠房環(huán)境、危害工人健康等，需要明確有害物成分和影響通風(fēng)量的規(guī)格參數(shù)，防火、防爆要求。

空氣調(diào)節(jié)：當廠房溫濕度達不到設(shè)備運行要求時，設(shè)備可能因不同部位溫濕度敏感度不同或者補償無效，加工精度降低，需要明確溫濕度范圍、控制方式等。

4 動力

動力專業(yè)設(shè)計要點主要為壓縮空氣設(shè)計。當壓縮空氣與設(shè)備、產(chǎn)品的精密表面接觸時，其中的油類物質(zhì)、固體顆粒物等可能污染、腐蝕精密表面，導(dǎo)致精密表面精度降低，需要明確油量、水蒸汽量、固體粒子尺寸和濃度等氣質(zhì)要求。

5 電氣

精密機加設(shè)備對電源品質(zhì)要求較高，電壓、頻率等過大波動可能引起主軸振顫，導(dǎo)致加工精度下降，需要明確供電品質(zhì)要求。

四 結(jié)論與展望

本文研究了常規(guī)設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計，形成了實用性較強的工藝條件設(shè)計流程和要求；深入研究了精密機加設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計要點，形成該類設(shè)備基礎(chǔ)工藝條件設(shè)計要點，具有較強的指導(dǎo)意義、實用價值。

未來可從廣度上拓展鈑金、裝配等大型加工設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)計研究，從深度上對設(shè)備基礎(chǔ)的隔振、施工技術(shù)等方面進行深入研究。