關(guān)于重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)的研究與思考

劉虎剛 黃鐘弟

摘要：重型機(jī)械產(chǎn)品裝配需設(shè)計(jì)人員合理設(shè)計(jì)各個(gè)裝配環(huán)節(jié)，按照裝配技術(shù)要求，設(shè)計(jì)好圖紙，注重滿足客戶合理的特殊要求，完善裝配設(shè)計(jì)。但是，在重型機(jī)械產(chǎn)品裝配過(guò)程中，工藝設(shè)計(jì)較復(fù)雜，且專業(yè)性突出，稍有不當(dāng)就可能引發(fā)嚴(yán)重問(wèn)題。故提出對(duì)相應(yīng)裝配工藝設(shè)計(jì)的研究，找到重型機(jī)械產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)的理想技術(shù)路線。

關(guān)鍵詞：重型機(jī)械;產(chǎn)品;裝配;工藝設(shè)計(jì);方式

重型機(jī)械產(chǎn)品其自身功能強(qiáng)大，且構(gòu)件尺寸大、裝配時(shí)不易移動(dòng)，故裝配為固定裝配，裝配需考慮重型機(jī)械茶品的特殊性。各個(gè)產(chǎn)品裝配由不同部件構(gòu)成，必須按照合理順序，分單元完成裝配 [1]。裝配可先將重型機(jī)械產(chǎn)品逐層分解，設(shè)置不同的獨(dú)立裝配構(gòu)件，再以自底向上的順序，逐一組裝成整體。

1.關(guān)于重型機(jī)械

重型機(jī)械產(chǎn)品眾多，在電力、交通、航空、環(huán)保、化工、軍事方面都有廣闊應(yīng)用。而重工行業(yè)的技術(shù)也較為先進(jìn)，例如，現(xiàn)代化的微電子技術(shù)在重工行業(yè)得到廣泛推廣應(yīng)用，將重工和高新技術(shù)結(jié)合，可大大提高重工生產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量。

在生產(chǎn)工藝方面，一些重型機(jī)械的產(chǎn)品生產(chǎn)較為復(fù)雜，其工藝流程較為特殊 [2]。例如，生產(chǎn)產(chǎn)品的零部件較多，其相應(yīng)的工藝流程也就較長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)管理工作也就更復(fù)雜。此外，部分產(chǎn)品涉及焊接、鍛造、熱處理、防塵、防靜電保護(hù)等，設(shè)計(jì)需企業(yè)提供各種專業(yè)性資料，生產(chǎn)中不同工藝涉及不通過(guò)變更，導(dǎo)致產(chǎn)品均衡生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響 [3]?，F(xiàn)階段的重型機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)管理有待進(jìn)一步深入落實(shí)，其各個(gè)生產(chǎn)車間的生產(chǎn)過(guò)于自由，不能保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

2.重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝

產(chǎn)品裝配都是由零件組合完成，裝配需按照固定層次、單元有序開(kāi)展。各個(gè)零件組合需滿足裝配工藝順序設(shè)計(jì)要求，按照后期使用需要合理裝配[4]。裝配過(guò)程中，先按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，將產(chǎn)品分解為可獨(dú)立裝配的小構(gòu)件，之后自底部向上有序裝配，先裝配好基本結(jié)構(gòu)，再由內(nèi)向外組裝各個(gè)零部件。

重型機(jī)械產(chǎn)品裝配往往涉及到上千個(gè)零部件，需描述好各個(gè)零件的組裝操作，并示意各個(gè)零件的組裝要求。為全面反映組裝細(xì)節(jié)，裝配的圖紙多分為總裝配圖、組件裝配圖及分組件裝配圖等，圖紙?jiān)O(shè)置有配套的明細(xì)表，通過(guò)各式各樣的資料及裝配結(jié)構(gòu)要求，采取對(duì)應(yīng)的組裝方式，完成產(chǎn)品裝配[15]。在指導(dǎo)裝配及生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)計(jì)部門需提供全面的圖紙及明細(xì)，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置針對(duì)重型機(jī)械產(chǎn)品裝配的設(shè)計(jì)規(guī)程，確保裝配的各項(xiàng)工作都有明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，保障昀終的裝配質(zhì)量。

3.重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)分析

要了解重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝，就需要在固有的生產(chǎn)條件大背景下，注重以較少的成本裝配中符合要求的機(jī)械化設(shè)備 [6]。裝配工藝可采取文字的形式記錄下來(lái)，并以圖文并茂的方式設(shè)置好裝配的規(guī)程。重型機(jī)械產(chǎn)品的單個(gè)部件較小，且成批存在，裝配應(yīng)以訂單方式開(kāi)展設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配等各項(xiàng)活動(dòng)。故不同的產(chǎn)品其對(duì)應(yīng)的裝配工藝也并不相同，裝配過(guò)程極為復(fù)雜。

當(dāng)下重型機(jī)械產(chǎn)品的裝配工作中，工作人員在對(duì)裝配工藝進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要依賴相關(guān)設(shè)計(jì)部門提供的圖紙展開(kāi)設(shè)計(jì)，積極查閱對(duì)應(yīng)資料，分析裝配產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、運(yùn)作、原理，進(jìn)而確定裝配后的設(shè)備整體尺寸、外形、重量以及工藝等。裝配應(yīng)在專業(yè)的裝配場(chǎng)所完成，要求裝配場(chǎng)地有專門吊裝重型機(jī)械設(shè)備的起吊設(shè)備，滿足裝配要求。之后，需查閱工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，結(jié)合自身裝配經(jīng)驗(yàn)及裝配工藝支持，將裝配技術(shù)融入到整體的產(chǎn)品裝配中，做好組件的劃分工作，再將零部件組裝，昀終裝配完成，進(jìn)行試運(yùn)行分析。

以上就是重型機(jī)械產(chǎn)品裝配的整個(gè)步驟，在裝配的過(guò)程中，各個(gè)步驟都必須有對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)零件，以基準(zhǔn)零件和需要裝配的零件關(guān)聯(lián)起來(lái)，也保證裝配零件和零件乃至設(shè)備的位置精度在允許范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)裝配誤差過(guò)大的問(wèn)題。此外，裝配零件在具體的生產(chǎn)過(guò)程中，避免不了出現(xiàn)精度誤差，故每一步的裝配都必須確定好零件位置，保障裝配的昀終質(zhì)量。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的零件位置誤差或者由于操作人員考慮不缺面熬制出現(xiàn)的誤差，應(yīng)及時(shí)返工，做好修配及調(diào)整。

產(chǎn)品的昀終質(zhì)量是否滿足要求，都是由各個(gè)零部件的標(biāo)準(zhǔn)安裝匯總而來(lái)的，熱模鍛產(chǎn)品其安裝誤差是否可控在裝配環(huán)節(jié)顯得尤為重要。按照上述裝配過(guò)程，在設(shè)計(jì)好對(duì)應(yīng)的裝配工藝流程文件之后，將文件及時(shí)下發(fā)到裝配車間中去，讓裝配人員按照規(guī)范完成重型機(jī)械產(chǎn)品各個(gè)階段的裝配工作。編制的裝配文件，需以文字形式清楚描述，對(duì)于一些比較羞澀難懂的地方，可以配置圖片，便于裝配人員理解，必要情況下還可以由專業(yè)的工藝服務(wù)人員到裝配的現(xiàn)場(chǎng)予以科學(xué)指導(dǎo)。若重型機(jī)械產(chǎn)品的裝配沒(méi)有得到工藝庫(kù)、知識(shí)庫(kù)支撐，則專家、設(shè)計(jì)人員總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)也就無(wú)法傳承下去，會(huì)導(dǎo)致一些試驗(yàn)階段和歷史裝配中出現(xiàn)的問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)，導(dǎo)致重型機(jī)械產(chǎn)品裝配的技術(shù)準(zhǔn)備耗費(fèi)大量時(shí)間，還會(huì)導(dǎo)致前面犯過(guò)的錯(cuò)誤在后面持續(xù)重復(fù)出現(xiàn)，影響裝配的穩(wěn)定開(kāi)展。

此外，重型機(jī)械產(chǎn)品裝配中若裝配人員缺乏整體性概念，在裝配中僅僅考慮單方面的裝配完成，而裝配中一些實(shí)際操作往往是串行完成的，其裝配作業(yè)整體開(kāi)展較為緩慢，實(shí)際生產(chǎn)周期漫長(zhǎng)。

綜上所述，重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)存在多方面的問(wèn)題及難點(diǎn)，如：

裝配效率不理想：重型機(jī)械產(chǎn)品裝配對(duì)設(shè)計(jì)、裝配人員專業(yè)性要求較高，相關(guān)操作人員需熟悉具體生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)步驟，在重型機(jī)械產(chǎn)品裝配中閱讀相關(guān)圖紙，了解工藝規(guī)程及生產(chǎn)綱領(lǐng)，這個(gè)過(guò)程必然耗時(shí)巨大，且工作人員的工作負(fù)擔(dān)較大，無(wú)法大幅度簡(jiǎn)化操作，導(dǎo)致昀終裝配效率并不理想。

裝配設(shè)計(jì)信息不精確：傳統(tǒng)重型機(jī)械產(chǎn)品裝配其設(shè)計(jì)的信息及裝配信息以圖紙方式傳遞給裝配人員，而圖紙由專業(yè)設(shè)計(jì)人員繪制，一些信息表述是否合理全憑設(shè)計(jì)人員對(duì)圖紙的理解，若設(shè)計(jì)人員對(duì)圖紙理解不當(dāng)，就導(dǎo)致圖紙的細(xì)節(jié)問(wèn)題展示不合理。此外，若裝配人員專業(yè)知識(shí)有限，對(duì)圖紙細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)不理解，就會(huì)導(dǎo)致圖紙出現(xiàn)：“雙重錯(cuò)誤”，造成裝配信息理解出現(xiàn)歧義或理解不完整。

無(wú)法適應(yīng)多變性市場(chǎng)需求：當(dāng)下社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)逐漸激烈，一些產(chǎn)品的實(shí)際生命周期不斷縮短。而對(duì)于重型機(jī)械產(chǎn)品裝配而言，其工藝的特殊性決定其裝配過(guò)程緩慢、生產(chǎn)及裝配需投入大量成本，一定程度上制約了企業(yè)自身迅速發(fā)展。

機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜：傳統(tǒng)重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)不能為操作人員及管理部門提供有效且這個(gè)提醒的信息。在日益激烈的市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)下，重型機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)及裝配也許積極優(yōu)化，加快步伐，盡快適應(yīng)制造業(yè)高效、高柔和性及信息集成的要求。

4.重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵分析

針對(duì)重型機(jī)械產(chǎn)品裝配的特性以及其裝配工藝設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，需采取與之對(duì)應(yīng)的解決措施，把握好重型機(jī)械產(chǎn)品裝配的關(guān)鍵，分層次、有序的開(kāi)展重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝規(guī)劃，重視 BOM的轉(zhuǎn)化，做好裝配網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，也積極整理重型機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)制造的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在裝配過(guò)程中融入虛擬模擬操作，提前把握好裝配關(guān)鍵，在保障昀終的裝配效果基礎(chǔ)上，也提高裝配效率。

4.1優(yōu)化重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)方式

要先對(duì)傳統(tǒng)的是重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)方式進(jìn)行優(yōu)化，采取多種措施，有效提高裝配效果：首先，要對(duì)對(duì)應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)合相關(guān)裝配工藝專家經(jīng)驗(yàn)整理，在資料和經(jīng)驗(yàn)整理的基礎(chǔ)上構(gòu)建實(shí)例庫(kù)、工藝知識(shí)庫(kù)，為今后查找資料、參考生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);再者，需劃分好不同的裝配單元，將需要轉(zhuǎn)配的產(chǎn)品都劃分為各個(gè)部件，統(tǒng)一好組件裝配、總裝配單元，以便制定好科學(xué)的裝配工藝規(guī)程;然后，可以在各個(gè)裝配環(huán)節(jié)中應(yīng)用信息技術(shù)，融入虛擬件，便于裝配試驗(yàn)操作，以便在裝配過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題?？梢詫⒘悴考?、虛擬件及各項(xiàng)工藝資源全部都通過(guò)箭頭的方式聯(lián)系在一起，昀終形成全面、系統(tǒng)化的裝配網(wǎng)絡(luò)圖，為裝配人員標(biāo)準(zhǔn)裝配提供參考依據(jù);再然后，可以將時(shí)代前沿的先進(jìn)技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)融入到裝配指導(dǎo)中去，真正優(yōu)化裝配的成本、時(shí)間、資源等方面控制;昀后，需由技術(shù)人員和裝配人員溝通之后，制作出雙方都可以清楚理解的裝配工藝文件，設(shè)置好各個(gè)審簽流程。等裝配工藝整體設(shè)計(jì)完成之后，可以將工藝文件優(yōu)化為典型工藝，為處理其他的重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工作提供文件支持，將典型工藝收錄到裝配工藝的線上知識(shí)庫(kù)內(nèi)，便于日后使用。

2重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性的技術(shù)分析

2.1分層開(kāi)展裝配規(guī)劃

重型裝備其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，裝配對(duì)操作人員專業(yè)性水平要求較高，單個(gè)產(chǎn)品涉及到大量的零件數(shù)量，裝配較繁瑣。故在具體的裝配工藝設(shè)計(jì)階段就需考慮到這一問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品開(kāi)展細(xì)節(jié)部位的剖析，按照產(chǎn)品的功能不同，有序開(kāi)展分層裝配規(guī)劃，為操作人員提供科學(xué)指導(dǎo)。

4.2.2BOM的變換

若重型機(jī)械產(chǎn)品的裝配工藝設(shè)計(jì)構(gòu)建針對(duì)產(chǎn)品的新工藝，則應(yīng)在工藝庫(kù)內(nèi)部選擇和新產(chǎn)品可參照的工藝，考慮到設(shè)計(jì)的功能結(jié)構(gòu)及制作過(guò)程中的工藝結(jié)構(gòu)可能存在不同程度的差異，在虛擬件及結(jié)構(gòu)調(diào)整操作導(dǎo)致零件歸屬位置發(fā)生變化的情況，可以通過(guò)調(diào)整裝配工藝很好把握這一情況。編制裝配工藝需考慮到設(shè)計(jì)明細(xì)及制造明細(xì)方面粗在的差異，產(chǎn)生的制造明細(xì)主要為設(shè)備制造生產(chǎn)階段提供切實(shí)可靠的制造信息。

5.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)重型機(jī)械產(chǎn)品裝配過(guò)程、工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其工藝設(shè)計(jì)方面存在一些不足，故提出對(duì)重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)方法的研究，主要對(duì)其裝配設(shè)計(jì)方法闡述，找到優(yōu)化重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工藝的技術(shù)路線。通過(guò)積極研究重型機(jī)械產(chǎn)品裝配工業(yè)設(shè)計(jì)方式，有助于提高工藝設(shè)計(jì)的規(guī)范化程度，從而將早期重型機(jī)械產(chǎn)品裝配開(kāi)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)傳承下去，提高生產(chǎn)裝配階段的效率和質(zhì)量，促進(jìn)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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