浅析非标设备设计制造要点

2022-09-10

非标设备是指需要自行设计、制造而没有形成标准的非通用性设备, 简言之是指设计制造方面没有形成标准的设备。当今社会由于竟争日趋激烈, 各个行业追求效率, 利用各种设备取代纯手工操作, 或以PC微机控制的自动化设备取代传统设备。设备形式千差万别, 大多数都没有标准可循。非标设备一般都是单件小批生产, 不存在样机试制要求设计人员有丰富的经验, 尽量做到一次成功。与普通设备相比, 非标设备设计制造具有以下特征: (1) 毛坯精度低, 加工余量大; (2) 通用机床加工, 效率低; (3) 工艺装备大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具。靠划线和试切法达到精度要求; (4) 对工人技术要求高; (5) 注重钳工修配, 缺乏互换; (6) 成本较高。

非标设计人员可以充分发挥创造力, 设计出实用、高效、经济的设备, 为生产力的发展贡献力量。随着世界经济市场化、信息化和全球化的快速发展, 当今社会的竞争日趋激烈, 企业为追求高效率, 以求在这场竞争中获得生存和发展, 纷纷进行体制、技术革新。各生产企业利用各种机械设备操作取代纯手工操作, 用微机控制的自动化设备取代传统设备。因为各企业的依照企业自身需要, 采用不同的设备, 所以设备的形式多样, 且大多数没有统一的标准可遵循。在这种机遇下, 给非标设计人员提供了一个充分发挥自己创造力的机会, 以设计出实用、经济、高效的非标设备, 为社会生产力发展贡献力量。笔者结合实际工作经验, 总结了一些非标设备设计制造的要点, 现作以简单介绍和分析。

1 非标设备设计制造的效果和效益

设计的效果和效益是衡量非标设备设计制造成败的主要标准。非标设备的设计制造的效果是指在非标设备在实际使用过程中的技术性能、生产率和可靠性等方面的综合评价;效益是指非标设备作为商品的经济价值和使用非标设备可以获得的经济效益。我国早期的非标设计者基本上都是根据设计任务书进行设计的。而设计任务书中只强调技术性能指标, 对于制造成本、效益等要求一般都不提及。于是, 采用了某种先进技术或某项技术指标的先进性成为了评价非标设备设计的好坏的依据而这项设备是否符合生产实际, 是否有实际效果, 是否为市场所接受则不加考虑。在这样的情况下, 使得一些非标设计者逐渐形成了一种盲目追求先进技术, 忽视效果和效益的观念。

在现在的市场经济条件下, 重视设计的效果和效益往往比片面追求自动化、电子化等先进技术要重要的多。可以这么认为, 非标产品如果具有好的经济效益, 其效果也是好的。因为只有产品为广大用户所接受, 才能产生好的经济效益。用户是不可能接受效果不好的产品的。所以, 效果和效益应该是衡量非标设备成败的主要标准, 是非标设备设计者在设计时首要考虑的。

2 非标设备设计的合理性

在非标设备设计时, 既要考虑设计是否满足生产需求, 是否符合工艺和节能低耗要求, 还应考虑要使非标设备的结构简单, 安全稳定, 易于加工制造, 便于安装维护。

在设计过程中, 为了使结构布置合理, 需要采用新技术、新方法。同时, 要严格执行有关标准规范, 做好优化设计;全面了解设备的工艺要求、功能、物理参数等, 并向国内同行取经, 对他们设计的设备进行分析对比, 以确定各方面的最佳组合。设计产品时要进行多方案的比选, 通过综合分析选出最佳方案。在条件允许时, 应做模拟试验, 获得设备实际运行参数, 为设备的运行稳定设计提供依据。并在模拟试验过程中及时发现问题, 并及时改进完善设计方案。

同时还要注重设备零部件设计的合理性。零部件的形状、尺寸、加工精度和配合种类会直接影响到设备的使用效果。因此, 在对零部件进行设计时, 首先要校核标准件是否满足强度、刚度要求, 同时也要考虑其寿命和疲劳强度。二是要合理选择零部件的材料, 材料既要满足制造零部件的要求又要满足经济性;三是合理选用零部件的配合种类;最后还要选择合理的加工方法。

3 标准零部件尽量采用成品件

在非标设计时, 要尽量多采用标准零部件的成品件, 这样能有效降低非标设备的设计、制造成本。

在我国专业化生产还处于起始阶段的时候, 大多数行业的产品是没有统一标准的;有些产品即使有国家或部颁标准, 但往往也没有实际的市场产品。在这个时期, 设计中采用零部件成品件受到了很大的限制。且不少早期的非标设备设计者往往不愿采用某些零部件的成品而自行设计制造, 他们认为自行设计的零部件可以作某些适当改进或创新, 但这种情况下的结果往往事与愿违, 耗费了时间和增加了制造成本。因此, 在非标设备设计中尽可能采用零部件的成件品。采用零部件的成品件具有如下几个优点。

3.1 提高非标设备的工作可靠性

零部件的成品件, 一般都是经过反复实践和试验才投入市场的, 与只经过初次设计、制造的非标零件相比, 具有更好的可靠性。在初次设计非标零部件时, 或多或少的会存在设计上的缺陷, 这些缺陷往往会因为经济和时间上的限制没有得到及时的改进, 设备在使用了这些带有缺陷的非标零部件后会降低设备工作的可靠性。

3.2 降低非标设备的制造成本

生产单件非标零部件时, 其成本往往比零部件成批化生产要高得多。这样使得非标产品在原材物料消耗、成品率、管理费用、劳动生产率等方面的成本, 要比批量生产的商品化产品高得多。由于是单件生产, 设计费用占成本的比例也比较大。有些复杂的部件, 不一定一次设计就能完全成功, 大多需要局部修改, 个别甚至要推倒重来。这些情况会使成本更高。