制定机械加工工艺规程时, 在保证产品质量的前提下, 应尽量采用必要的先进工艺措施, 提高劳动生产率和降低产品机械加工成本。劳动生产率是衡量生产效率的综合指标, 它表示一个工人在单他时间内生产出合格产品的数量, 它也可以用完成单件产品或单个工序所耗费的劳动时间来衡量。提高劳动生产率是一个综合性的技术问题, 它涉及到产品结构设计、毛坯制造、加工工艺、组织管理等各个方面。
1 采用先进工艺方法
提高劳动生产率, 不能仅仅限于机械加工本身, 应重视采用先进工艺或新工艺、新技术。例如:
(1) 对特硬、特脆、特韧材料及复杂型面的加工, 比采用非常规方法来提高生产率。
例如用电火花加工锻模、线切割加工冲模、激光加工深孔等, 能减少大量的钳工劳动。
(2) 在毛坯制造中采用冷挤压、热挤压、粉末冶金、失蜡铸造、风力铸造、精缎核爆炸成形等新工艺方法, 提高毛坏精度, 减少切削加工, 节约原材料, 经济效果十分明显。
(3) 采用少、无切屑工艺代替切削加工。例如用冷挤压齿轮代替剃齿, 此外还有滚压、冷轧等。
(4) 改进加工方法。例如在大批量生产中采用拉削、滚压代替铣、铰和磨削;成批生产中采用精刨、精磨或金刚螳代替刮研, 都可以大大提高生产率。
2 缩短单件时间定额
缩短单件时间定额中的每一个组成那分都是有效的, 特别应缩短其中占比重较大的那部分时间。
2.1 缩短基本时间的工艺措施
基本时间可直接用公式来进行计算。以车削外圆为例:
可见, 增大切削用量 (v、f、ap) 、减小切削行程长度L和加工余量Z。都可缩短基本时间。
(1) 提高切削用量。新型刀具材料的出现和砂轮性能的改进, 使高速切削和强力磨削得到迅速发展。用硬质合金车刀, 车削速度一般可达200m/min。用聚晶金刚石或聚晶立方氮化硼刀具, 加工普通钢车削速度可达900m/min, 切削硬度为60HRC以上的淬火钢或高镍合金钢, 切削温度达980℃时仍能保持红硬性。高速磨削时砂轮速度可达60~80m/s以上。缓进给强力磨削一次最大切深可达6mm~12mm, 比普通磨削的金属切除率可提高3~5倍。
(2) 减少切削行程长度。例如几把车刀同时加工被加工工件的同一表面, 用宽砂轮作切入法磨削等都可减少切削行程长度, 从而缩短基本时间。如某厂用宽300mm、直径为Φ600mm的砂轮用切入法磨削加工长度为200mm的花键铀外圆。单件时间由原来的4.5min减少到0.75min采用上述措施可大大提高生产率, 但应注意工艺系统应有足够的刚性和大的驱动功率。
(3) 合并工步, 采用多刀加工。利用几把刀具或复合刀具对工件的几个表面或同—表面进行同时或先后加工, 使工步合并, 实现多刀多工位加工, 使机动时间重合, 从而大大减少了基本时间。
(4) 多件加工:在多件加工中, 按照工件排列的方式, 可有三种加工方式: (1) 顺序多件加工:即工件在刀具切削方向上依次安装, 减少刀具切入和切出时间, 减少分摊给每个工件的基本时间和辅助时间。这种方式多用于龙门刨、龙门铣、平面磨及滚齿、插齿等加工。 (2) 平行多件加工:即在一次进给中同时加工几个平行排列的工件。这样使每个工件的加工时间仅是单件加工时间的1/n (n为平行排列的工件数) 。这种方式多见于铣削和平而磨削等加工。 (3) 平行顺序多件加工:它是上述两种方式的综合。它适用于生产大批量尺寸小的产品。多见于立轴式的平磨和铣削加工。
2.2 缩短辅助时间的工艺措施
当辅助时间在单位时间中占有较大比例时, 缩短辅助时间对提高生产率将有重大影响。缩短辅助时间的措施可归纳为两方面:使辅助动作实行机械化和自动化, 以及使辅助时间与基本时间重合。
(1) 直接缩短辅助时间。采用先进高效的夹具。例如在成批或大批大量生产中, 使用气动、液压夹具;中小批量生产中使用组合夹具、可调央具, 单件小批生产中, 应实行成组工艺, 采用成组夹具、通用可调夹具。这样不仅节省工件的装卸找正时间, 减轻工人的劳动强度, 而且能保证加工质量, 人大缩短辅助时间。
(2) 使辅助时间与基本时间重合。采用转位夹具、移动式成回转式工作台, 当对加工工位上的工件进行加工时, 对装卸工位上的工件进行装卸, 从而使装卸工件的时间完全与基本时间重合。
采用主动测量和数字显示等自动测量装置, 能在加工过程中测量工件的尺寸, 从而使测量时间与基本时间重合。
2.3 减少布置工作地时间的措施
主要措施是缩短微调刀具时间和每次更换刀具的时间, 以及提高砂轮和刀具耐用度等。生产中可采用各种快换刀夹、刀具微调机构、专用对刀样板和样件以及快速换刀出自动换刀装置。如钻床上采用快速夹头, 车床上采用可转位硬质合金刀片。铣床上设置对刀装置, 数控机床上的自动换刀装置, 在磨床上采用金刚石滚轮成形修整砂轮装置等都可以节省换刀、对刀以及修正砂轮的时间。
2.4 减少准备终结时间的工艺措施
减少准备和终结时间的主要方法是减少机床、夹具和刀具的调整和安装时间。如采用可调夹具, 可换刀架和刀夹, 采用刀具的微调机构和对刀辅助工具等。
在成批生产中, 应增加零件的批量, 或将相似零件组织起来加工, 以扩大零件“成组批量”, 从而减少了分摊到每个零件上的终结时间。
3 实行多台机床看管
多台机床看管是一种高效的劳动组织措施。由一个工人同时管理几台机床, 工人劳动生产率可以相应提高若干倍。组织多台机床看管的必要条件有以下几点。
(1) 若看管M台机床, 任意M-1台机床上的手动操作时间之和。必须小于第M台机床的机动时间。
(2) 每台机床都有自动停车装置。
(3) 布置机床时应考虑使操作工人的往返行程最短。
4 进行高效及自动化加工
对于大批大量生产, 可采用刚性流水线、刚性自动线的生产方式, 广泛采用专用自动机床、组合机床及工件输送装量, 使零件加工的整个丁作循环都是自动进行的。这种生产方式的生产率极高。在汽车、发动机、拖拉机、轴承等制造业中应用十分广泛。
对于成批生产, 多采用数控机床、加工中心、柔性制造单元及柔性制造系统, 进行部分成全部的自动化生产, 实现多品种小批量生产的自动化, 提高生产效率。
对于单件小批生产, 可以实行成组工艺, 扩大“成组批量”, 借助于数控机床、加工中心的灵活加工方式, 最大程度地实现自动化加工方式。
摘要：机械零件的加工往往需要通过多道工序, 提高机械加工速度和效率对有重要的意义。本文介绍了几种提高机械加工效率的措施与方法。
关键词：机械加工,效率,提高
参考文献
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