关于优化重型机械装配工艺设计方法的探讨

赵春凯

【摘要】重型机械因其在结构和功能上的特殊性，在多个工业领域发挥着不可替代的作用。随着中国的高速发展，对重型机械的应用越来越多，而因其结构复杂、配合精密，装配工艺水平直接影响其最终质量。本文着重阐述了重型机械装配工艺的设计方法，并提出优化措施，探讨更加高效、合理的设计方法。

【关键词】重型机械；装配；工艺设计；优化

重型机械设备普遍质量重、体积大，在传统的生产模式下，需要投入大量人力和物力，生产效率较低。随着“中国制造2025”口号的提出，一大批功能强、设计水平高的重型机械设备涌现出来，如按以往的装配工艺设计方法开展工艺设计，將严重影响产品的生产效率和生产质量，所以需要对重型机械的装配工艺进行研究，并加以优化，提出更科学、更合理的设计理念和设计方法。

一、重型机械装配工艺概述与基本设计方法

机械装配工艺是工艺技术人员依据机械产品的设计图纸和技术要求设计的指导产品装配的技术文件，操作者按要求将组成整机的所有零部件进行组合，使之成为符合使用要求的成品。经过多年实践积累、借鉴和创新，装配工艺的设计模式已基本完善。

重型机械装配工艺设计的基本原则：（1）保证装配质量是重型机械装配的最重要原则。（2）尽量提高工作效率。（3）严格依据设计图纸和技术要求设计装配工艺。（4）尽量减少成本投入。（5）必须保证关键质量控制点。

装配工艺的基本设计方法：（1）根据设计图纸和技术要求，进行产品分析，主要分析装配的技术要求和检验标准，然后进行尺寸分析和工艺分析，确定符合要求的装配方法。（2）制定装配工艺路线，依据各零件的装配关系，划分主要装配工序，确定装配顺序。（3）列出各系统的零件清单和装配所需主要设备、工具、工装、辅料等。（4）确定关键位置的装配方法、检验方法及检验工具。（5）细化工艺规程，分别编写各主要工序的操作流程。（6）确定操作者技术等级、人数及工时定额。

二、现行重型机械装配工艺设计中存在的问题

（一）工艺设计周期无法满足产品生产节点要求

装配工艺不同于其他加工工艺，对设计人员具备技术水平、设计经验、理解能力要求较高，工艺设计人员需要大量积累实践经验才能胜任此项工作。由于每个产品的结构形式和特点各不相同，依据以往的设计模式，工艺设计效率无法保证，将延长产品的生产周期，影响产品的迅速投入市场。

（二）对设计图纸的所传递的信息理解不一致

设计图纸是机械装配的核心技术依据，主要由机械工程师完成，由纸质图纸形式传递给工艺工程师，属于点对点的信息传递。由于不同岗位技术人员的技术侧重点不同，设计图纸中所包含的信息无法准确地体现在装配工艺上，而重型机械设备结构十分复杂，零件数量较多，如发生理解错误，将导致图纸、装配工艺的反复更改和装配问题的出现。

（三）数字化程度较低

目前，机械图纸设计基本全部使用专业的二维、三维绘图软件（如AutoCAD、UG等）开展，机械装配工艺的设计也是用专业的CAPP软件，但是图纸设计和工艺设计相对分离，未实现系统化、数字化，无法完成图纸和工艺的协同设计，无法保证设计工作的高效、准确。

三、重型机械装配工艺设计优化

（一）完善零件数据管理

装配过程中的很多问题都是因零件数据纰漏导致的。由于重型机械的零件数量较多，工艺设计过程中，编制零件目录的过程会相当复杂且容易出错，所以零件数据管理非常重要。选用合理的方式转换设计零组件明细表，保持设计数据与工艺数据的完全统一，并通过建立零件分级管理系统，捋清零件间的归属关系和结构属性，以便于提高装配工艺设计效率，减少工艺问题。

（二）细化工艺路线

在重型机械产品的装配工艺设计中，存在许多复杂的工序结构设计，需要根据产品的装配关系，制定完整、细致的工艺路线。如果工艺路线出现问题，将导致整个装配工作无法继续进行。此外，工艺路线直接影响生产计划的时间安排，将导致产品生产工作无法按照时间节点完成。

（三）提高PLM在生产中的利用率

PLM，即产品生命周期管理，是能够支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息，其中重要的一点是可以将CAD（计算机辅助设计）和CAPP（计算机辅助工艺过程设计）整合起来，实现产品从结构设计到工艺设计再到生产实施的全流程协作，并对设计过程施加智能系统干预，减少人为错误的发生。

（四）建立装配工艺库

通过数据整理，将不同类型、不同形式的成熟工艺归纳起来，建立内容丰富、层次清晰、使用方便的工艺数据库，针对新产品，可以通过搜索功能快速查阅相关工艺技术文件，借鉴成熟产品的工艺进行新工艺的设计工作，这样可以大大提高工作效率，也将实现成熟技术的传承、积累。

四、结语

通过讨论，可以看出重型机械装配工艺设计的重要性。本文指出了工艺设计中实际存在的问题，并针对问题探究了几点优化措施，但不够详尽，需要在实际工作中开拓思路、持续创新，以现有装配技术为基础，建立一套流程清晰、内容完整的工艺设计体系。

参考文献

[1]李涛.关于机械装配工艺规划的研究[J].科技创新导报，2015，12（34）.

[2]潘颖，李俊.浅谈重型机械产品的装配工艺研究[J].科技与创新，2015（14）.