机械加工效率提升探讨

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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具有重要意义。本文对如何提高机械加工的方法进行了探讨，提出了几种提高机械加工效率的措施。

关键词：机械加工；效率；提高

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，应重视采用新工艺、新技术。主要包含以下4个方面：1）对特硬、特脆、特韧材料及复杂型面的加工，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［1］。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

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：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［2］。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3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］。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。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，大大缩短辅助时间。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。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。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［4］。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3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，使零件加工的整个工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。

参考文献：

［1］王新生．关于机械加工工艺技术的探讨［J］．科技风，2010（2）：226－227．

［2］孟俊焕，孙如军．组合夹具应用的经济效益分析［J］．机械制造，2005（6）：53－54．

［3］周烁恺．绿色机械加工技术的应用与发展［J］．南方农机，2017，48（1）：131－132．

［4］李建．探析数控机床机械技术加工效能的提高［J］．中国科技信息，2014（16）：151－152．

作者:范炳树 陈亮 单位:广东科技学院