试析工程机械装配工艺现状与发展趋势

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试析工程机械装配工艺现状与发展趋势

发布日期： 2014-01-03 发布：  

  2013年第4期目录       本期共收录文章20篇

　　【摘 要】通过对工程机械装配特点、组织形式、装配方法和装配工艺的梳理，对工程机械装配工艺现状进行分析，发现其中存在的问题，提出工程机械装配工艺的改进策略并对其发展趋势进行展望。
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　　【关键词】机械装配 工艺 现状 发展趋势
　　1 工程机械装配概述
　　工程机械装配具有自身的特点、组织形式、装配方法和装配工艺，对这些内容的梳理有助于分析其问题所在并具有针对性的提出建议。
　　从特点上看，工程机械外形尺寸较大，结构复杂，零件种类繁多。工程机械的零部件较笨重，并且包括不同功能、不同材质的零件。工程机械的生产量虽然随着需求的增加会有所扩大，但是总体上产量较小，且装配工艺复杂。
　　从组织形式上看，主要分为固定式装配和移动式装配。固定式装配即在固定位置进行产品或部件的全部装配，全过程不移动且所需零部件集中在周围，适用于小批量装配生产。固定式装配又根据全部装配工作是否在一个地点进行具体分为集中固定式装配和分散固定式装配，分别适用于大型工程机械的小批量生产和具有一定批量的生产。移动式装配即装配过程中地点和操作人员都发生变化的一种装配形式，通过工位的流程协作完成装配，如果采用机械化的输送方式进行工位移动，即形成装配流水线，适用于大批量生产。
　　从装配方法上看，根据精度的不同，主要分为互换法、选配法、修配法和调整法。互换法对工件加工精度具有较高的要求，并且具有较高的装配时效；选配法对工件加工精度的要求较低，有利于降低成本，但是时效也较低；修配法适用于精度要求较高，但无法互换的零件，需预留修配余量；调整法可以实现以经济精度为根据实现必然的装配精度。
　　从装配工艺上看，主要分为配焊工艺、胶接工艺和连接工艺。配焊适用于焊接生产过程中无法准确定位，需相关零部件装配调整到位再进行焊接，可降低设计难度，使用较为普遍，但易烧毁周围漆膜，影响外观质量。胶接即用胶粘剂将工件进行连接，多用于液压系统密封和螺纹放松。连接包括销链接和螺纹连接，销链接强度高，多用于工程机械的工作装置，而螺纹连接操作简单、容易拆卸，多用于工程机械的零部件装配。
　　2 工程机械装配工艺现状
　　2.1 自动化程度
　　工程机械的生产量较小，自动化程度落后，虽然近年来有了较快发展，但装配工艺水平整体仍然不高，主要体现在：一是输送自动化程度低，除总装线外，绝大多数部分仍然采用固定式装配，通过起重机或叉车进行车间之间的转运；二是依靠人工作业，由人工完成工件的搬运、安装等，国内国际尚无自动化程度较高的装配生产线。
　　2.2 工装工具
　　工艺装备和工具对装配的效率和精度具有重要作用。在工程机械制造中，焊接机器人和加工中心的使用对焊接、加工起到了极大的推动作用并且已经普遍使用。然而在装配过程尚无与之相配套的先进装备的使用。
　　工程机械装配主要使用压装机、拧紧机等。轴承内圈与轴、外圈与孔的装配以及销与孔的装配有很多情况采用过盈配合，采用加热与冷冻的方法可以便于装配，但却缺乏便捷性，且需专业的工业加热箱和冷柜。如果采用压装工艺，设计专门的压装机，通过液压油缸驱动，结构简单、适用性强，则会使效率大大提高。工程机械的部分螺栓较大，需靠工具进行装配。目前主要采用气动扳手，但无法有效控制拧紧力矩并容易松动，为质量事故留下隐患。可通过定扭矩电动扳手、风扳机和多轴拧紧机等的使用保证螺栓连接的可靠性。
　　2.3 工人劳动强度
　　自动化程度落后，势必使工人劳动强度加大，体现在工件搬运、工件配合和调整以及工具使用上。在装配工过程，较轻的工件一般由人工搬运，如果能合理使用平衡吊，可减少工件搬运量，保证工件在合理的位置，便于装配，降低工人劳动强度。一些工件如大销子与孔的过盈配合，需以大锤敲击作业，存在工作危险。一些工件间的配合需用撬杠等进行撬动，也使工人劳动强大加大。
　　3 发展趋势
　　3.1 输送自动化
　　企业经营者追求的是以最低的成本生产出符合质量要求的产品，在产品质量得到保证的前提下最大限度得提高效率和降低工人劳动强度，在工程机械装配中，输送技术的采用是关键。在轻型零部件装配工序间，采用机械化的链板输送线、空中自行小车等将极大提高输送效率，降低劳动强度。大型工程机械虽然仍然长期依靠固定式的装配，但对其装配工序间运输问题的研究也具有重要意义。
　　3.2 设备柔性化
　　装配线的自动化能够提高效率和产能，但也要充分考虑到工程机械的产量问题，应该在设计中充分考虑到设备使用的柔性，使设备使用多种产品和批量的装配。因此要以不同产品结构特点为基点，可通过更换支架、工装等方式保证设备对不同产品的装配的适应性。
　　3.3 操作人性化
　　输送的自动化使得工人的劳动强度得到大大得降低，并且通过平衡式起重机等设备的应用，让操作者在工作中处于更加便捷和舒适的状态，这样不但能够使工人从重体力劳动中解放出来，更能保证工人的身心健康，进而提高工作效率，降低单位生产的时间成本和人工成本，提高产品的单位利润或取得相对的价格优势。这既符合企业的发展战略，又是现代企业发展的必然。
　　3.4 新产品虚拟化装配
　　传统的装配存在周期较长，试错成本较大的特点。企业可以通过三维可视化设计软件的使用，对新产品的装配进行虚拟化演示，发现装配设计中存在的问题并进行修正，然后再进行实际的装配，这样能够大大降低装配的的试错成本，缩短周期，实现效益最大化。
　　4 结语
　　工程机械装配的输送自动化、设备柔性化、操作人性化、新产品虚拟化装配的实施将使装配效率极大提高，帮助企业提高产品质量，降低生产成本，在竞争中占据优势，在现代化企业中势在必行。
　　参考文献：
　　[1]张瑞，，王春英，王萌，梁成岭.工程机械装配工艺现状与发展趋势[J].新技术新工艺，2010，2.
　　[2]薛建，孟轲，曹建伟.浅谈工程机械装配工艺的重要性与发展趋势[J].中国科技博览，2011（24）.
　　[3]佚名.工程机械装配工艺现状与发展趋势[J].机械工业，2012，4.
　　作者简介：黄召明（1978年2月—），男，汉族，本科，工程师，南车青岛四方机车车辆股份有限公司。

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