机械加工非标设备设计及加工研究

机械加工非标设备设计及加工研究

万运佳

上海赛磐精工机械有限公司

摘要：随着我国国民经济的飞速发展，工业领域的发展速度也在不断加快，其对各类机械设备与生产工具的需求也越来越高。而机械加工非标设备作为工业生产的重要工具，也成了企业和研究人员关注的重点，如何提高我国非标设备生产水平，以满足我国工业生产的特殊要求成了整个行业以及相关研究领域关注的焦点问题。基于此，本文从非标设备的设计与加工的角度入手，针对其设计与加工工作的特殊性展开研究，并围绕其设计与加工流程提出具体的优化建议，可以为非标设备的生产实践提供一定的理论参考。

关键词：非标设备；机械加工设备；设计与加工

引言：非标设备的研发问题作为该行业研究人员关注的焦点问题，长期以来一直有研究学者针对该问题展开研究。但根据本文对现有现就文献梳理与研究发现，大部分研究学者都把目光聚焦在控制系统、标准化设计等细分化研究领域，却鲜有人从宏观监督对非标设备的设计与加工流程展开研究。因此，本文的研究内容与研究成果具有一定的创新意义和研究价值，可以为相关研究提供一条新的研究思路。

一、机械加工非标设备设计及加工的特殊性

机械加工非标设备的设计与加工是具有一定特殊性的，这一特殊性不只是指其与普通机械设备间具有一定差异，还是指其余其他非标自动化设备之间也存在一定的差异，尤其是在机械加工非标设备的设计与加工领域，其特殊性展现的更为明显，直径影响到机械加工非标设备的设计与加工理念以及设备的设计与加工需求。具体而言，机械加工非标设备设计与加工的特殊性主要体现在以下几个方面：第一，机械加工非标设备的设计与加工不仅面临着成品考验，还面临着市场考验。机械加工非标设备的设计与加工对最终的设备成品影响是十分巨大的，在设计与加工阶段的一点失误，都会导致成品与预期设计相差甚远，这不仅会影响本次非标项目的成败，还会影响到企业的市场地位和市场占有率，会给企业带来经济和信誉的双重损失[1]。因此，机械加工非标设备的设计与加工面临着很大压力，其需要将失误降到最低，最大限度保证设备成品的优越性，以帮助企业获取更多的市场份额。第二，机械加工非标设备的设计与加工对技术人员具有极高的要求。首先是在专业知识方面，技术人员不仅要具备机械加工方面的知识，还要广泛涉猎机械设计、电子设计、工业造型设计、软件设计、流体设计等多方面的专业知识。其次是工作经验方面，技术人员不仅要具备设计与加工经验，还要具备一定的市场营销经验，具有较强的市场洞察力，可以深入掌握市场需求与客户需要，才能保证所设计的非标设备可以满足用户需求，帮助企业获得更高的经济效益。最后，在技术人员个人能力方面，其不仅要具备较高的专业能力，还要具备较高的综合素质，具有团队协作能力、沟通交流能力以及抗压能力，可以同团队内的其他技术人员精诚配合，同心协力地完成非标设备的设计与加工工作。

二、机械加工非标设备设计概况

非标设备的设计与加工是具有一定特殊要求的，非标设备自身具有一定的特殊性，使得对非标设备的设计与加工变得更为困难和复杂，其设计与加工的难度系数是要远高于其他机械设备的。而就目前的设计与加工现状而言，我国是不具备非标设备的自主设计和加工能力的，我国非标设备的发展仍处于仿制外国非标自动化设备的阶段，核心技术能力的缺失使得我国只能仿制外国企业的非标设备，这种仿制使得我国目前拥有一定的非标设备生产能力，但从整体发展状况而言，我国目前非标设备的设计与加工能力仍然相对较弱。但值得庆幸的是，随着我国经济社会的飞速发展，我国政府对非标设备的创新发展与自主研发给予了高度重视，在这一领域投入了大量资源，随着国家的资源倾斜，越来越多的研究人员和企业开始投入到对非标设备的自主设计与创新式加工工作中。正因如此，我国机械加工非标设备的设计与加工能力不断提升，总体上是向着好的方向和趋势不断发展的。

三、机械加工非标设备设计与加工的路径及流程

（一）明确机械加工非标设备类别

设计人员首先需要明确机械加工非标设备的类型，以深入把握设计的机械范围，从而开展更具针对性与实效性的设计活动。具体而言，机械加工非标设备可以根据设备的机构以及工作原理上的差异被划分为两类，一类是成熟型设备，成熟型设备的机构和工作原理都相对简单，其结构和工作原理是成熟的，在其他设备中得到过应用的，其他产品可以为设计人员提供借鉴。另一类则是非成熟型设备，该类设备与成熟型设备相反，其设备结构更为奇特，工作原理更为复杂，设计与加工工作需要从头开始，其设计与加工技术是不成熟，因此称之为非成熟型设备。非成熟型设备的设计与加工难度是要远高于成熟型设备的，对设备类型的分类可以帮助设计人员明确设备设计难度，并提供一定的设计经验用以借鉴，以提高非标设备的设计与加工成效。

（二）非标设备设计前的审核工作

非标设备设计前的审核工作是十分重要的，但在实际工作过程中，许多企业都不重视设计前的审核工作，而是将全部精力都放在对设计方案的审核上，但事实上，最好设计前的审核工作，可以在很大程度上提高设计方案的合理性，减少设计方案中存在的问题。具体而言，设计前的审核工作主要包括以下几点审核内容：第一，对企业自身具备的技术的审核。企业要明确自身技术水平，才能开展有效的设计工作，有些企业忽略了对自身技术的审核，在设计活动在盲目应用高新技术，到了加工阶段，又缺乏技术应用经验，进而导致设备成品质量较差，与设计预期天差地别。第二，对企业资金与人力资源的审核，企业要保证自身有充足的资金投入，也具备一支高素质的人才队伍，要衡量好自身能力在接受非标项目，以保证项目的高效完成。

（三）非标设备的整体设计方案与审核

在设计前的审核工作结束后，企业就可以开展整体设计工作了，在设计工作开始后，企业要采取分组设计的工作方式，将非标设备分解成不同的细分化任务，并将其分配给各专业设计小组，让专业的人做专业的事，从而优化人力资源配置，最大限度提高非标设备的设计成效。除此以外，在设计工作完成以后，企业还需要对整体设计方案进行审核，以保证设计质量。在审核过程中，企业要要求加工部门的技术人员来参与审核工作，以更好地指出设计方案中存在的加工问题与加工难点，从而为后续的加工工作打下坚实基础。

（四）非标设备零件加工处理

在完成对非标设备设计方案的审核与调整之后，技术人员就可以按照非标设备设计方案对设备零件进行加工处理了。而非标设备在零件加工方面是具有一定特殊性的，标准化设备的零部件都有统一的生产标准，可以采用机电一体化设备进行自动生产，但非标设备的零部件则没有统一标准，需要技术人员按照客户需求和设计图纸来进行零件的生产与加工工作，这就对零件的质量有了更高的要求，自动化生产线都是经过长时间的实践检验的，其生产出来的标准化零部件出现质量问题的概率是很小的，但非标设备零部件加工产线却没有针对这一零部件的长时间的加工生产经验，因此企业必须要重视对零部件的质量检查工作，以避免零部件出现偏差，要最大限度保证零部件的精确度，从而切实提高非标设备的设计与加工成效。

（五）非标设备控制系统的设计

非标设备具有功能多样、种类繁多的突出特点，而为适应其应用需要，控制系统的功能也要向多元化和个性化方向发展，这就对控制系统的设计与建设提出了新的难题，多元化的控制系统的设计与建设难度想读较大，这是由于不同功能的控制系统内部结构存在较大差异，非标自动化设备的种类极为多样，要设计一个具有普适性的标准化控制系统是很困难的[2]。而要解决这一问题，使控制系统具备多样化的控制功能，以满足非标设备多样化的控制需求和机械加工需要。设计人员就要采用模块化的设计理念，即尽可能提高主控制程序的适用性，而其他个性化功能则通过外部模块的加载来实现。具体而言，在进行控制程序设计时，设计团队应划分系统性的层次结构，按照不同控制功能将控制程序划分为系统内子区域、具体对应的设备单元、控制功能等等，并对不同层次的控制持续进行编号，对其进行模块化设计，拥有更高等级编号的控制程序可以对子程序或具体功能单元下达相应指令，以实现对整个控制程序的设计与建设。
结论：综上所述，机械加工非标设备是我国工业生产的重要工具，其可以满足一些特定条件下的生产需求，但与此同时，其也与标准化设备具有较大差异，在设计与加工方面具有一定特殊要求。而满足上述特殊要求是保证非标设备生产质量的必然需要。基于此，本文针对非标设备的特殊性加以分析，明确非标设备生产与加工的特殊需求，进而针对非标设备类别确定、非标设备设计前的审核工作、非标设备的整体设计方案与审核、非标设备零件加工处理、非标设备控制系统的设计等五个设计与加工环节展开分析，并提出具体的设计与加工建议，可以有效提高非标设备设计与加工水平。
参考文献：

[1]田维,吴永杰,曹用,金莉,刘斌.非标机械设备设计和制造中的质量问题与优化原则[J].设备监理,2020(03):38-40.

[2]李鹏.非标自动化机械设备的创新设计分析[J].科技风,2019(02):128.DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.201902108.