錐形電動機軸工藝分析與優化范文

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摘要：

ZDⅢ41—4G型錐形電動機軸主要應用于控制電動葫蘆起升的電動機中，本文主要針對ZDⅢ41—4G型錐形電動機軸現有的工藝方案進行分析，通過引進先進設備，進行經濟成本和加工效率分析，提出了改進的方法，從而對工藝方案進行優化。

關鍵詞：

工藝優化;加工效率;工藝成本

本文主要是繼錐形電動機軸加工工藝方案設計與研究之后，因先進加工設備的引進，對原有的工藝方案進行經濟成本核算，從降低工藝成本，提高生產效率的角度對工藝方案進行了優化。

1.ZDⅢ41—4G型錐形電動機機軸零件圖

2.錐形電動機軸加工工藝方案

引進先進設備之前錐形電動機軸的工藝路線如下:(1)下料:Φ55×500mm圓鋼。(2)車:車兩端面，控制總長496mm，同時打兩端面中心孔。(3)粗車Ⅰ:用三爪卡盤裝夾工件，車輸出端。(4)粗車Ⅱ:調頭用三爪卡盤和頂尖裝夾，粗車制動輪端。(5)攻螺紋:用絲錐攻軸頭絲M6×1．8。(6)熱處理:調質處理HRC。(7)半精車Ⅰ:用兩頂尖裝夾工件，車輸出端Φ45mm、Φ40mm兩段軸至圖紙尺寸，車Φ48mm的外圓至Φ48．5mm，留0．5mm的精加工余量，右花鍵加工至Φ38．5mm，留0．5mm的余量。(8)半精車Ⅱ:調頭用雙頂尖裝夾，車制動端Φ45．5mm、Φ47mm、Φ51mm、Φ52mm外圓柱面至圖紙尺寸，車螺紋軸段至Φ33mm、左花鍵加工至Φ45．5mm留0．5mm的余量。(9)銑花鍵Ⅰ:銑左花鍵至圖紙尺寸。(10)銑花鍵Ⅱ:銑左花鍵至圖紙尺寸。(11)車螺紋:車M33×1．5的螺紋至圖紙尺寸。(12)熱處理:淬火。(13)鉗:修磨兩中心孔。(14)精車:精車Φ48mm的外圓至圖紙尺寸。(15)檢驗。

3.經濟成本的分析

不同的人設計同一個零件的機械加工工藝方案，往往可以得出不同的方案，通常所設計的這些方案基本都能滿足零件的加工要求，但它們的經濟成本卻一般不同，因此要分析比較它們經濟成本，選擇一個加工成本最低的加工方案。分析零件生產的經濟成本就是比較不同加工方案的生產成本的高低。最合理的方案就是生產成本最少的方案。生產成本是制造一個零件或一臺產品所必須的一切費用的總和。在分析同一個零件的多個工藝方案的優劣時，只需分析工藝成本，即只分析與工藝過程直接有關的生產費用。在進行經濟分析時，還必須全面考慮改善勞動條件，提高勞動生產率以及促進生產技術發展等問題。工藝成本包括固定費用和變動費用兩個部分。與年產量的變化沒有直接關系的費用稱為固定費用。它包括機床的折舊費、夾具、量具、輔具費等。固定費用以S表示。與年產量有關并與之成正比例的費用稱為變動費用。變動費用包括材料費、機床工人工資、機床維修費、機床電費、刀具費等。通常用V表示。全年的工藝成本可以用公式1表示:E=S+V×N(1)E—一種零件或其某一個工序全年的工藝成本;N—年產量(件)。一個零件的單件工藝成本或一個零件的某一個工序的成本可以用公式2表示:E單=SN+V(2)E單—單件工藝成本或某一個工序的工序成本(元/件)。根據以上兩式就可以進行不同的工藝方案的經濟分析比較。如有三個不同的工藝方案，它們的全年工藝成本為:E1=S1+V1×NE2=S2+V2×NE3=S3+V3×N由于全年工藝成本［1］E與年產量N成線性正比關系，可以作出如圖2所示的圖形在圖中對對第一種方案來說，當年產量N超過N1時，就需增加一套專用設備和專用工藝裝備，因此不變費用就要增加一倍。同樣當N再增加到某值時，S還要增加。這種關系在圖上表現為折線。現在可以根據該圖對這三種不同的工藝方案進行經濟分析比較。當年產量從零到N1時第一種方案經濟;從N1到N3時第二種方案經濟;超過N3時則第三種方案經濟。如果只比較第一和第二兩個方案，則N1在從零到N1和N3到N4范圍內第一種方案經濟，除此以外則第二種方案經濟。工藝方案確定后，應降低變動費用和固定費用［5］。降低變動費用應從降低單件零件或產品消耗著手，而降低固定費用則應從提高產量和減少費用的絕對值著手。

4.加工效率分析

該公司現有設備基本是普通機床，所以該錐形電動機機軸在加工工藝方案中主要用的是普通機床，但因為該公司近期將引進一批數控機床，為了充分使用發揮機床的優勢，使機床的利用率達到最高，提高生產率，從而降低零件生產的工藝成本，需對錐形電動機機軸加工工藝方案進行優化。在現有的加工工藝方案上，主要根據設備的更新來進行優化，從而提高生產效率。數控機床的精度比較高，一般用于精加工階段;數控機床自動化程度比普通機床要高，使用數控機床可以提高加工效率，但根據該公司的實際情況，普通機床較多，數控機床較少，所以在原有的加工工藝方案中，粗加工階段仍用普通機床，因為粗加工階段由于切削用量一般較大，機床損耗較大，很容易使機床的精度降低，影響機床的壽命，一般不宜使用新引進的數控機床。

5.優化方案

半精加工和精加工過程中，由于切削用量較小，對機床的磨損較小，數控設備的自動化程度比普通機床高，用數控機床加工時安排工序較普通機床可以相對集中，因此在原來的工藝方案中引入數控車床后，加工工序安排可以適當調整，即將第11道工序車螺紋調整到原有的第9道工序之前，即調整到花鍵加工之前，這樣半精車和車螺紋可以同在一臺數控車床上完成，半精車過程中先加工輸出端，再調頭裝夾加工制動端各外圓，接下來直接換刀切槽、加工螺紋。這一過程比原來的工藝過程中節省了裝夾次數，一方面可以節省裝卸工件的輔助時間，另一方面減少裝夾次數的同時可以提高定位精度。半精車及車螺紋部分的加工內容在數控機床上通過程序控制。整個過程可以在保證質量的前提下，提高加工效率。

6.結語

隨著數字化，信息化的發展，制造行業數字化，智能化，自動化已經基本成為普遍現象［3］。在制造設備更新換代的過程中，也需要先進的工藝流程來與之相匹配，才能充分體現出現代化生產的優越性。本文主要是針對錐形電動機軸加工工藝流程中，先進加工設備的引進，對原有錐形電動機軸工藝路線進行了優化，在保證加工質量的前提下，降低了工藝成本，提高了加工效率。

參考文獻:

［1］倪森壽．機械制造工藝與裝備［M］．北京:化學工業出版社，2009:132～140．

［2］袁廣．機械制造工藝與夾具［M］．北京:人民郵電出版社，2009:43～47．

［3］王亞杰．論我國工程機械發展趨勢［J］．改革與開放，2009，118(01):74．

［4］陽祎．機械制造技術的發展和創新［J］．裝備制造，2010(01):116～121．

［5］王先逵．機械制造工藝學［M］．北京:清華大學出版社，1989:151～155．

［6］王紹俊．機械制造工藝設計手冊［M］．哈爾濱:哈爾濱工業大學，1984．

作者：李慧娟 吳麗霞 單位：咸寧職業技術學院