機械加工非標設備設計及加工研究

郭江紅

摘 要：近些年來，隨著我國經濟的發(fā)展，對于機械加工的需求量逐年增大，隨著各行各業(yè)的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出了大量的非標設備，這些設備對設計人員提出了更高的要求，需要涉及到大量的專業(yè)知識，這些非標設備不是按照國家頒布的統(tǒng)一的行業(yè)標準和規(guī)格制造的設備，而是根據(jù)自己的用途需要，自行設計制造的設備。尤其是在機械加工行業(yè)，涉及的非標設備更多。文章將就機械加工領域內的非標設備設計進行介紹。

關鍵詞：機械加工；非標設備設計；注意事項

前言

非標設備是根據(jù)行業(yè)自身需要設計出來的符合自身需求的專業(yè)設備，其設計難度遠高于國家標準設備，由于這些設備在設計過程中需要涉及到大量的機械、電子、自動化等方面的交叉融合，因此，對于設計人員來說設計難度更大，尤其是在機械加工領域，其機械設備設計是否合理、非標件加工是否到位都會對設備的性能造成較大的影響。

1 非標設備設計簡介

非標設計是指國家定型標準以外的不定型、不成系列的需先進單體設計再進行單臺或者小批量加工制造的設備，非標設備本身所具有的一些固有特性決定了其評估程序和標準設備更復雜難度更大，在各個設備生產廠家不可能在工藝過程中采用批量生產，只能按一次定貨，并根據(jù)具體的設計圖紙制造的設備?，F(xiàn)今，非標設備已經涉及到方方面面，各行各業(yè)，這些非標設備根據(jù)涉及行業(yè)被劃分為所在行業(yè)的非標設備，例如：包裝行業(yè)非標設備、冶金行業(yè)非標設備等。

非標設計，顧名思義就是非標準件的設計，根據(jù)需求者要求而設計，比設計標準件要難。須得一定的知識積累和一定的工作經歷，才能做到。這就對設計人員提出了更高的要求，設計人員不但需要對設備的行業(yè)規(guī)定的通用標準進行掌握，還需要對設備的實際需求以及當前生產的情況進行了解，而對于各個不同的行業(yè)來說，各自行業(yè)的特殊性就要求設計人員有足夠的知識來快速掌握設計相關設備所需的除專業(yè)以外的知識。專業(yè)知識涉及：機械設計、電子電氣設計、軟件設計、流體設計、工業(yè)造型設計以及分析優(yōu)化等方面。

非標設計，不是按照國家頒布的統(tǒng)一的行業(yè)標準和規(guī)格制造的進行的機械設計工作，而是根據(jù)自己的用途需要，自行設計制造的作為某一特定用途的機器設備。且外觀或性能不在國家設備產品目錄內的設備。設計這種設備或零件叫“非標設計”。加工生產這種設備或零件叫“非標制造”。

2 機械非標設計流程

在進行非標設計之初，需要對所需設計的機械設備進行產品分類，弄清所設計的機械屬于成熟型的非標機械還是非成熟型的非標機械，成熟型的非標機械是指一些工作原理明確、設備的結構并不奇特，或者是其有一些產品可供借鑒，而非成熟產品則是指那些設備的工作原理較為復雜、設備的結構較為奇特且無設備生產工藝流程等或者是生產工藝流程尚處于試驗階段，這就大大增加了非成熟型非標設備的設計難度。

成熟型的非標設備設計一般可以分為三類：（1）設備的主機部分相同，而在夾具和輔助設備上有所差異，這種類型的非標機械設備設計較為簡單，僅僅需要對主機和輔助設備的作用進行掌握即可。（2）在原有非標設備的基礎上進行設備加工范圍的放大或者縮小，動力輸出設備方面需要進行改動，傳動和其他一些方面需要進行重新設計。（3）最后的則是主機部分不同，而部件部分相同，這就需要根據(jù)成熟的部件部分進行重新的組合設計，這樣就可以大幅度的采用成熟設計的零部件，對特別設計部分進行重新設計，并提早對特別設計部分進行試驗，以其能夠達到設計效果。

非成熟產品的設計也可以分為三類：（1）單機類，主機較簡單，但本企業(yè)對該產品不了解，客戶提供較詳細資料，甚至包括樣機。針對這類型的設計，企業(yè)要對目前樣機工作內容、工作原理、采用的結構進行詳細分析后進行設計。（2）組合機類，設備的主機部分較為復雜，其中一些設計可以采用已經設計出來的成熟結構，但其他一些部分則需要重新進行設計，針對這類型的設計，設計單位需要對其進行先期評審，以查看企業(yè)是否能夠進行設計，在評審通過以后還需要對所設計機械生產產品的生產工藝進行詳細的了解，通過了解所需設計產品的工作原理，從而對其機械結構和控制原理進行選擇，和后期的總體構思和設計。（3）生產線類，這種設計屬于非標設計中最為復雜的設計，這種生產線類設計需要多個企業(yè)的產品進行組合，在設計之除還需要對其進行評審，除了評審本企業(yè)是否能夠完成設計外，配套供應商是否也達到要求，對生產線的生產工藝和生產線工作原理要了解，對生產線的各臺設備更要詳細分析。

2.1 非標設計之前的評審工作

對于成熟產品中的復雜類型和非成熟產品則要采用設計前評審，設計前評審的內容包括：（1）企業(yè)的擁有的技術、客戶提供的技術、企業(yè)短期可以獲得的技術和協(xié)作企業(yè)提供的產品和技術支持程度是否足夠；（2）企業(yè)的人力資源情況和資金情況；（3）完成該產品后帶來的收益，包括資金、技術、市場及人力資源等方面，若設計失敗后帶來的損失，包括資金、市場和公司形象等方面。

2.2 非標設計的總體設計方案的評審

當設計前評審通過以后，則可以開展設計工作，通過將設計通過分為不同的部分交由不同的設計小組進行設計，各個設計小組首先需要進行設計的選型和組合工作，進而完成設計方案，包括總體設計圖、主機或者是生產線的主要參數(shù)、配套的主要設備、機械和電氣的主要部件和參數(shù)、主要控制方式等。設計人員依據(jù)以上數(shù)據(jù)開展設計工作，并制定出企業(yè)內部的生產標準。在總體設計階段結束后，各個設計小組就可以進行部件和零件的設計工作，并確定企業(yè)的部件、零件和外購件的標準，設計手冊標準以及企業(yè)常用的設計配合公差、精度和材料的選取標準等，在這一階段需要設計出部件圖、零件圖、主電路圖、控制線路圖、零件清單、外購件清單、標準化清單、力學和熱力學計算書等，為后期的零部件選型帶來依據(jù)。根據(jù)以上這些選用合適的動力結構、傳動機構、控制單元以及液壓單元、潤滑單元等，在以上這些最終確定后需要開展設備的試制定型工作，制造單機開展試驗工作。

2.3 非標設計產品的檢驗

在非標設計完成后，設備試制成功后需要開展相應的設備性能檢測，看是否達到客戶要求。

3 非標零件件的加工

非標零部件是相對于標準零部件提出來的。標準零部件是指結構、尺寸、畫法、標記等各個方面已經完全標準化，并由專業(yè)廠生產的常用的零（部）件，如螺紋件、鍵、銷、滾動軸承等等。廣義包括標準化的緊固件、連結件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機械零件。狹義僅包括標準化緊固件。國內俗稱的標準件是標準緊固件的簡稱，是狹義概念，但不能排除廣義概念的存在標準件主要是國家沒有定出嚴格的標準規(guī)格，沒有相關的參數(shù)規(guī)定之外，由企業(yè)自由控制的其他配件。非標準件有很多品種，目前沒有很規(guī)范的分類。金屬非標準件：由客戶提供圖紙，廠家根據(jù)圖紙利用設備制作出相應的產品，通常是模具居多，公差要求，光潔度都是客戶規(guī)定的，沒有一定的范式。產品從鑄造到精加工完全需要相應的質量控制，工序復雜且可變性大，一般成本高于標準件。在進行非標零部件的加工時需要嚴格按照設計圖上標注的尺寸及工藝進行加工，從而保證零部件的精度。

4 結束語

現(xiàn)今，非標設備的發(fā)展越來越迅速，尤其是一些機械加工的專用設備，近些年來更是飛速發(fā)展，我們需要在進行非標設計中總結經驗教訓，從而為后續(xù)工作的更好展開打下良好的基礎。

參考文獻

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