組合專機-鉆孔組合機床設計
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一 組合機床設計質量的分析與控制
圮P‘fg 大連機束廠工程師型
主題詞；望魚墊 塑 墮
無論是工業(yè)發(fā)達國家，還是發(fā)展中國家，
產品質量都是企業(yè)領導者十分關注的問題。
因為它是市場競爭“三要素” (質量， 價格、
交貨期)的首要因素。而產品設計質量又居產
品總質量之首。產品設計質量對任何產品來
說，能否暢銷，能否給企業(yè)帶來預期的經濟效
益是至關重要的 組合機床及其自動線產
品是為某一特定加工對象專門設計制造的專
用機床，它與通用機床相比，其設計質量對企
業(yè)的經濟效益尤為突出。下面將從四個方面
論述提高組合機床設計質量的意義和措施。
1 組合機床的設計特點
組合機床及其自動線是根據(jù)用戶提出的
特定被加工零件的某些加工內容而設計制造
的專能產品。其特點是加工精度穩(wěn)定，生產率
高。它是由通用部件和專用部件組成的，用于
大批量生產的機械制造業(yè)，如汽車制造業(yè)、發(fā)
動機制造業(yè)、閥門制造業(yè)等等。組合機床的加
工對象結構上大致可分為箱體類和雜件。尺
寸大小范圍從幾厘米到幾米。被加工材料以
鑄鐵居多， 鋁合金、碳素結構鋼也不少。加
工內容有鉆、擴，鉸、鏜、車銑平面和攻螺紋
孔等。由于被加工零件和加工內容各異， 所
以相應的機床結構型式各不相同，有立式、
臥式、回轉工作臺式、移動工作臺式等多種
型式。
組合機床的設計、制造管理復雜，它的
形成過程不同于通用機床， 既沒有開發(fā)研制
階段，又沒有小批量試制階段，而要求一次設
T e
計一次投產成功。設計工作是由群體完成的。
首先由一位主任設計師根據(jù)用戶具體要求，
確定機床總體方案。這一方案要滿足用戶提
出的各項加工內容、加工精度、生產效率以
及操作維修和使用方面的具_體要求。然后依
據(jù)總體方案開展各零部件設計， 最后由主任
設計師審核，匯總，編翩使用說明書等有關
技術文件。零部件設計主要有如下幾項。夾
具部分， 主傳動部分， 刀具工具部分、電氣
控制系統(tǒng)、液壓驅動部分、基礎部件和包裝
箱設計。各部分設計均需機械結構、加工工
藝，經濟成本等方面的知識和實踐經驗。設
計過程中需調查考核， 甚至需要現(xiàn)場工藝試
驗、分析計算、類比選擇等等。概括來說，
組合機床設計工作涉及技術面寬，程序復
雜，參與人員多， 周期短，要求一次成功。
基于這一特點， 設計工作質量對于產品性能
水平、交貨期， 經濟效益極為重要。
下面通過大連機床廠近年來幾個典型設
計質量事例， 可見設計質量對企業(yè)經濟效益
的作用。 (1)l991年編號為DU401 4的機
床， 因被加工零件工序圖中被加工孔的位置
尺寸標注錯誤造成一個主軸箱報廢，另兩個
主軸箱重大返修，直接經濟損失約2．5萬元，
延期交貨4個月。(2)1988年承接的DU
3490機床， 因夾具結構設計不合理， 雖多次
進行改進， 但至今未能交付用戶使用。(3)
編號為DU4O95的機床，因夾具、鏜頭設計
問題， 修改多次，延期一年交貨，至今未能
投產使用 (4)l 988年出廠的DU3483機
組臺機床與自動化加工技術
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床，其可靠性經不起連續(xù)工作的考驗， 作報
廢處理。(5)1993年因毆計錯誤須作重大修
改而延期交貨的組合機床達lO臺之多。
多年來， 實踐證明設計質量已成為企業(yè)
效益的關鍵。這一點已被企業(yè)領導者和全員
職工清醒地認識。如何提高設計質量和水平
是擺在機床制造廠家面前的一個重要課題。
2 組合機床設計質量問題分析
組臺機床設計工作是一個較復雜的系
統(tǒng)， 各環(huán)節(jié)均有出現(xiàn)錯誤的可能性。就整體
面言， 一次性設計不可能不產生錯誤。但
是，我們可以通過多方面的質量控制降低差
錯率， 特別是減少重大質量問題的產生。根
據(jù)近幾年生產現(xiàn)場統(tǒng)計分析， 總結出影響設
計質量的兩個主要部分是， 總體方案設計和
夾具部分設計(見表1)。這兩個部分究竟
存在一些什么樣的質量問題呢?通過圖l和
圖2可以清晰地看出。
5 產生質量問題的原因
從表1反應的事例看出， 組成組合機床
的l4個部分中(電氣控制系統(tǒng)和液壓驅動系
統(tǒng)因問題較少， 損失較小而來列入)， 總體
方案設計和夾具部分設計問題最多， 經濟損
失最大， 影響交貨期最長。例如； 圖l的第
(9)項，鏜桿剛性不足，須改進結構， 重新
制作。一般要經過32逋工序， 3個半月的時
同。圖2的第(44)項定位機構剛性差， 須修
改夾具體， 增補高硬度淬火零件， 一般要兩
周的時間。
圖1、2所反應的內容是多年來實踐經
驗的積累和歸納。從圖中看出總體方案設計
和夾具設計所出現(xiàn)的問題共有47項， 涉及各
個方面． 通過分析研究， 不難看出， 產生差
錯的原因大致可分為三類。
s．1第一類(包括(1)(2)(3)(4)(6)
(7)(8)(9)(19)(2O)(21)(46)(47)
項)
設計指導思想不端正。片面強調零部
件的結構先進性和制造精度要求， 突出機床
的加工精度， 忽視機床的操作、使用維修及
可靠性，不重視生產實踐，不注重河查研究
和現(xiàn)場考察， 設計經驗貧乏。
a．2第二類(包括(22)(23)(27)(32)(33)
(34)(35)(36)(37)(38)(39)(4O)(41)
(42)(43)(44)項)
沒能掌握基礎設計技術，分析考慮問題
粗淺， 甚至對一些基本結構的原理、功能、
調整及使用認識模糊，似是而非，不求甚解。
個別設計人員認為凡能畫出來的就能制造出
來， 能制造出的， 按圖裝起來就好用。設計
寰1 399 3年大連機床廠設計質量事故分屢統(tǒng)計寰
序號 錯誤 數(shù)量錯／
碰●撞 借鋯
無修 ／ 尺寸錯 結構錯 漏組件 孔距錯
額數(shù) ／ 分型錯 謂改目
1 總體方案 1T 2／ 4 4 2 2 2
2 夾 具 lT l， l／1 4 2 2 2
3 包裝箱 心 4 T 1
4 滑臺蛆 5 l l 3
5 模板部分 3 3
6 主軸箱 2 l 1
T 刀具部分 2 1
8 立柱部分 1 l
9 底座部分 l 1
10 束 身 l 1
11 坦克鏈
12 防護設備
13 油 缸
l4 墊 蟪 l
l 9 0 4年第8期
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過程中對一些成熟的機構作些“改進” ，
這些“改進 對原結構的功能投有實質性的提
高，而往往因“改進”中產生錯誤，造成質
鼙問題。
3．3第三類(包括(5)(1 0)(11)(12)【13)
(14)【l5)416)417)418)424)(25)(26)
(28)429)(3O)(31)(45)項)
多年來， 設計計劃管理不科學， 生產不
均衡， 突擊設計進度， 再加上責任心不強，
部分設計人員由于養(yǎng)成了工作粗糙的壞作
風， 設計工作不嚴謹、細致， 造成不同程度
的錯誤和漏嗣。
4 提高設計質量的措施
綜上所述， 可見設計質量問題的嚴重性
和提高設計質量的意義。質量問題是個綜合
反應， 提高設計質量須綜合治理。忽視任何
一個方面的工作都會影響最終效果。下面從
五個方面淺議提高設計質量的措施。
4．1提高質量意識
上自決策者，下至每個設計人員均應清
醒地認識到因設計質量問題給用戶和本單位
在經濟效益上帶來的巨大損失和影響。合理
科學地安排設計任務，改變粗制濫造的作風，
倡導嚴謹?shù)?，實事求是和精益求精的作風。
4．2形成科學的、系統(tǒng)的設計工作管理體制
制定詳細的制度，這一制度應體現(xiàn)改革
開放的精神， 要規(guī)定各環(huán)節(jié)的職責、權利及
其在整個系統(tǒng)的作用。本文不論述管理制
度， 著重談談各主要環(huán)節(jié)的控制。
— — 承接任務時，對實現(xiàn)用戶提出的技
術要求必須有把握。
— — 總體方案設計要慎之又慎，對機床
剛性、加工精度、、動力大小、切削用量、加
圖1 機床總體方案設計常產生的問題
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圖2 夾具設計常產生的問題
工節(jié)拍等要充分討論。要深入實際調查研
究，必要時進行工藝試驗。要注重方案的可
行性和可靠性。
— — 部件設計的依據(jù)是任務書，任務書
的內容應細致， 表達清楚，數(shù)據(jù)準確。
— — 夾具設計前應吃透被加工零件的結
構特點， 選好定位基準， 夾壓點和夾壓方
向， 精確計算夾緊力。同時要考慮裝卸、排
屑，冷卻方面的問題。
一一刀具設計人員應全面理解總體方案
中對刀具設計的要求， 充分考慮刀具剛性、
可調整性、經濟性和冷卻方式。刀具部分是
個專業(yè)性很強的小系統(tǒng)， 在機床設計中占有
舉足輕重的地位， 刀具設計人員有權利和義
務向主任設計師質疑。
— — 電氣、液壓、主軸箱、基礎部件等
的設計應全面正確理解總體方案和任務書的
要求。在滿足總體方案基本要求的前提下，
應提高可靠性、經濟性，先進性。
4．3建立建壘值息反饋系統(tǒng)
將制造過程中出現(xiàn)的設計質量問題采用
書面、現(xiàn)場會、授課等多種形式及時反饋給
設計人員，有利于積累經驗。建立機床檔
案，避免錯誤重復出現(xiàn)。
4．4加強質量教育和業(yè)務墻謝更新知識
培訓工作應區(qū)別不同對象， 分別組織，
特別應重視對缺乏設計經驗的青年設計人員
的培訓。
4．5 改避完善分鼉制度
按照個人能力水平評定工資級別。按照
完成任務的工作量和質量評定獎金。沒有質
量的數(shù)量，不但沒有意義，而且會給企業(yè)帶
來損失，所以設計人員的工資與獎金必須與
質量掛鉤，才能增強設計人員的質量意識。
(奉文1991年5月10日收到)
(編輯主蠢和)
1 9 9 4年第8期
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