工艺装备设计多功能化在产品装配中的应用研究

代刚

摘 要： 本文通过具体实例（多功能架车），介绍了多功能工艺装备在型号产品装配过程中的应用。以往很多的工艺装备使用功能单一，工装基本属于整体式结构，存在很大的存放压力和维护成本，现引入多功能工艺装备这个概念，是为了解决现阶段我厂工艺装备单一的使用性，缓解工装存放压力，降低工装维护成本，增加工装使用率，扩大工装适用范围等。首先在产品装配阶段进行工装多功能化尝试，然后再在其他阶段进行扩展和延伸，使工艺装备多功能化在我厂生产加工各个领域普遍使用，这在实际生产中有着十分重要的意义。

关键词： 多功能；工艺装备；产品装配

1 引言

众所周知，工艺装备在工业生产中是必不可少的，工艺装备可以将复杂的生产加工方法简单化，可以大大缩短产品的生产加工周期。然而在面对复杂的零部件加工或装备总体装配时，需要的工艺装备数量也相当的庞大，而某些型号产品在生产周期过后就不再加工生产，少部分工艺装备可以进行改制后继续使用，但大部分工艺装备都已无法继续使用，这样就导致了很多的工艺装备被废弃，造成很大的浪费；同时大量的工艺装备虽然给产品的加工生产带来了很大的便利，但是同时这些工艺装备的存放和养护也是十分棘手的问题。工艺装备多，存放空间不足，保养费用高等这些问题都给实际生产带来了极大的不便。随着科学技术的快速发展，装备型号发展速度加快，几个型号产品同时生产的情况在我厂长期存在，装备的外形尺寸和加工装配要求均不尽相同，所以加工生产产品所用工艺装备数量就十分庞大，这样也增加了这些工艺装备的存放成本和维护成本，传统的工装设计方法和单一生产模式很难满足小批量、多品种装备的装配要求，所以，我们提出了工艺装备多功能化这个理念，并将这个理念初步投入实际生产中，而且收到了很好的效果。

综上所述，在能满足大多数生产需要而尽可能的减少工艺装备的用量是势在必行的，在我厂工艺装备的的多功能化仍在起步阶段，现就在装备装配时用到的多功能架车的应用进行阐述和说明，来对工艺装备多功能化的发展进行一个简单的概括。

2 工艺装备设计理念

我厂担任多个型号装备产品的生产、研制工作，且各型号所处的阶段均不相同，各个型号装备的直径、长度、重量均不相同，且各型号装备的各个舱段的长度也不一样，这样就导致了在装配过程中对各型号装备各舱段均应有专用的支撑架进行支撑，现就我厂最新型号产品的舱体而言，最长的舱体长度为625㎜，最短的二乙舱仅有377㎜，长度差有248㎜，如果要设计装配架车，按批量每次则需要40个装配架车，加上各个舱段对接时需要专门的对接车，则需要50个专用装配架车，这样一来工装架车的生产成本、存放场地要求、后期维护成本随之水涨船高，而且在该型号产品后续不生产了之后，这些装配架车很可能就被废弃不用，造成了很大的浪费，产品的附加成本也随之增加。

就上述问题，在工艺装备设计阶段，应考虑到装配架车的多功能化使用，如果既能满足各个舱段的支撑装配需要，又能满足各个舱段对接的需要，则就可以省下很多的工装成本，而且还能减少工装的存放场地要求，还能一车多用，在一种舱段装配完成后，可以调整长度后在另一个舱段装配时继续使用，从而提高了工装的使用率。这样多功能架车的设计就应运而生。多功能架车外观示意如图1所示。

3 多功能架车功能展示

3.1 工装支撑高度调节

舱体在进行设备安装及电缆敷设时，操作人员为方便操作，可以对多功能架车高度进行调节，而且在舱体与舱体对接時也需要对舱体高度进行调节。调节方法如图2所示，通过水平向旋转多功能架车托架下方垂直地面的螺杆上转筒的四个捏手，可以随时调节多功能架车的支撑高度，前后支撑架可以单独进行调节，适合支撑锥形舱体，调节高度取决于调节螺杆的长度。

3.2 工装支撑直径调节

每种型号装备的直径都不一样，有粗有细，需要对多功能架车支撑直径进行调节。调节方法如图3所示，通过调节支撑托架侧面旋转扳手，来控制移动滑块左右移动，从而可以调支撑在支撑架上的舱体的粗细，支撑舱体的粗细可随意调节，可以满足现有所有型号产品舱体的支撑。考虑到当滑块移动到支撑架另一头最顶端时，由于舱体过重而导致架车侧翻，在多功能架车下方增加厚钢板来增加多功能架车的自重和降低架车重心来避免此现象的发生。

3.3 工装支撑长度调节

装备每个舱体长度均不一样，需要对多功能架车支撑长度进行调节。调节方法如图4所示，通过纵向旋转多功能架车下方连接丝杆上的旋转把手，可以随时调节多功能架车的支撑长度，支撑最长长度取决于丝杆的长度，旋转时需要两边同时旋转，以避免两边旋转量不一致而导致旋转吃力。

3.4 工装其他调节

3.4.1 舱体在多功能架车上滚动

多功能架车上支撑滑轮上可以进行360°滚动，在装配时可以十分方便的选择所需要的水平基准，在确定装备水平基准后，可以旋紧滑轮的限动螺钉即可锁死滑轮使舱体不再滚动。

3.4.2 多功能架车存放

多功能架车各个部件均由螺纹和螺栓等活动件连接，在多功能架车长期不使用时，可以将多功能架车各个部件拆卸下来存放，十分节省存放空间。在下次使用时在将各个部件装配在一起即可，而且各个部件可以混用。

4 优势与不足

通过对多功能架车的设计原理的分析和介绍，可以看出一个多功能架车就可以解决现阶段我厂基本上所有型号及批产装备的生产要求。当然，在多功能架车使用过程中仍存在很多不足之处，例如在支撑某舱体时，由于舱体前后直径不一致，支撑架上的滑轮不能进行水平面360°转动，这就造成滑轮与舱体表面接触为点接触而非线接触，使得接触点的压强过大，这样就很容易压伤舱体表面漆层，形成返工，如果压在天线上，则可能造成设备损坏，造成不可挽回的损失。对于这种不足之处和其他仍未发现的不足之处，在后续生产过程中，我们再对其进行改进，使其在使用过程中更加可靠，而在实际生产中发挥更大的作用。

5 结论

多功能工艺装备对简化装配过程、减少工艺装备使用数量、减小工艺装备存放压力、减少工艺装备生产和维护费用成本都起到了很大的作用，通过多功能架车的使用，将工艺装备多功能化理念发散到装备加工生产中的各个环节，势必将改变我厂现阶段工艺装备研制生产的模式。

多功能工艺装备打破了传统的工艺装备设计模式，在现阶段工业发展而言，工装设计的多功能化是势在必行的。工艺装备设计的多功能化可以将原先比较粗放型的生产模式转化为比较集约型的生产模式，对解决装备生产成本高、装配质量不稳定、生产能力低下等问题有着相当重要的实际意义。