對(duì)機(jī)構(gòu)的局部改造 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能

馮健明

摘要：在科技不斷進(jìn)步的今天，機(jī)械設(shè)備正向著標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、運(yùn)動(dòng)件的電氣化、柔性化的方向發(fā)展。并在標(biāo)準(zhǔn)化流程的共同促性下，使得機(jī)械的設(shè)計(jì)及維護(hù)難度大幅降低，同時(shí)也進(jìn)一步導(dǎo)致了對(duì)相關(guān)人員的技術(shù)要求降低。此外由于“質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來(lái)的”這一真理亙古未變，再加之“人非圣賢孰能無(wú)過(guò)”以及成本精簡(jiǎn)的設(shè)計(jì)理念的共同作用，導(dǎo)致設(shè)計(jì)再優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)備或多或少都會(huì)有部分無(wú)法滿足其目標(biāo)功能的情況。對(duì)于此種現(xiàn)象，需要使用機(jī)械原理并結(jié)合TRIZ等工具并在滿足成本精簡(jiǎn)的前提下對(duì)目標(biāo)機(jī)構(gòu)進(jìn)行局部改造，以實(shí)現(xiàn)其所缺失的功能。這也是一名新時(shí)代優(yōu)秀鉗工的必備技能。

關(guān)鍵詞：過(guò)濾；磁性；頂針；夾緊；壓力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）12-0049-02

一、適用于鐵制工件的清洗機(jī)自清潔過(guò)濾系統(tǒng)的局部?jī)?yōu)化和改造

以下為清洗機(jī)的工作流程：（1）通過(guò)過(guò)濾器進(jìn)出口兩端的壓力檢測(cè)判定過(guò)濾器是否堵塞；（2）關(guān)閉過(guò)濾器工作狀態(tài)時(shí)的進(jìn)出口管路上的閥；（3）打開(kāi)管路上的圖中標(biāo)識(shí)“反響沖洗”的閥并打開(kāi)圖中標(biāo)識(shí)“滑塊”的閥使得鐵屑進(jìn)入壓縮空間；（4）關(guān)閉步驟3中打開(kāi)的連接過(guò)濾器的相關(guān)閥，并開(kāi)啟壓縮活塞壓縮鐵屑（脫水）；（5）恢復(fù)步驟1的狀態(tài)；（6）循環(huán)步驟1—5直至圖中“壓縮活塞”壓縮時(shí)“壓縮空間”下方3個(gè)傳感器中中間一個(gè)在感應(yīng)狀態(tài)，達(dá)成鐵屑積滿的條件并打開(kāi)圖中標(biāo)識(shí)“壓縮空間關(guān)閉”的氣缸，將鐵屑排出。

不過(guò)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于反沖水壓較大，鐵屑顆粒較小，因此在反沖過(guò)程中原有在“壓縮空間”中積累的鐵屑隨水流沖出“壓縮空間”重新進(jìn)入清洗系統(tǒng)，造成系統(tǒng)失效。

對(duì)此，根據(jù)流程，可選擇改進(jìn)方案如下：（1）取消鐵屑?jí)嚎s的過(guò)程，在每一次反沖進(jìn)行后，將鐵屑排除。其優(yōu)點(diǎn)是鐵屑排出可靠，改動(dòng)較少缺點(diǎn)是排出的鐵屑無(wú)法脫水。（2）降低反沖壓力。其優(yōu)點(diǎn)同方案一，其缺點(diǎn)是反沖可靠性降低，過(guò)濾器易堵塞，并需增加調(diào)壓設(shè)備。（3）利用磁性吸附的原理對(duì)壓縮空間的端蓋進(jìn)行改造，增加可通斷的磁鐵（可選用結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、改動(dòng)較小的電磁鐵，也可使用通過(guò)改制驅(qū)動(dòng)端蓋開(kāi)關(guān)的四連桿機(jī)構(gòu)并驅(qū)動(dòng)類似于磁性吸盤的機(jī)械式磁盤）。其具有方案一的優(yōu)點(diǎn)并有效避免了其帶來(lái)的缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)僅為增加了機(jī)構(gòu)帶來(lái)系統(tǒng)故障的概率上升。

經(jīng)綜合考慮，選擇了方案3，并做出相關(guān)改造：

改造端蓋，嵌入可通斷磁鐵，重制壓縮頂桿及活塞，由鐵制部件改用鋁制部件，改制端蓋與筒體連接鉸鏈以滿足新端蓋的使用。

二、加工細(xì)長(zhǎng)偏心軸的尾座結(jié)構(gòu)的改造

本項(xiàng)目所加工的細(xì)長(zhǎng)偏心異形軸由于結(jié)構(gòu)特殊無(wú)法使用中心架或跟刀架進(jìn)行輔助定位，因此在磨削加工中對(duì)兩頂一夾的定位要求較高。然而在實(shí)際批量生產(chǎn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在磨削兩端軸承頸后，經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)兩軸承頸磨削圓柱的軸線都發(fā)生偏移，且?guī)缀趺總€(gè)偏移的方向與偏移量都相似。在排除其他因素后，得出由于偏心異形軸由于在頂夾過(guò)程中由于軸向受力過(guò)大而發(fā)生彎曲。而由于異形軸的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致徑向承載能力不同，從而形成定向彎曲的效果。再加上軸承頸的寬度較短、磨削的粗糙度影響及檢測(cè)誤差等因素導(dǎo)致軸承頸的軸線對(duì)兩中心孔的軸線發(fā)生偏移的結(jié)論。實(shí)際是軸承頸的軸線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，相對(duì)于兩中心孔的軸線形成一個(gè)非零的夾角。

因此為了避免這一現(xiàn)象，需要調(diào)整兩頂針的夾緊力。為了滿足夾緊力可調(diào)的目的，分析原機(jī)械及流體（液壓）圖（見(jiàn)圖1），決定對(duì)原液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造。其中分析原理如下：

1.由于原液壓系統(tǒng)為簡(jiǎn)單的雙向運(yùn)動(dòng)及單溢流閥減壓輔以雙回油節(jié)流的單向節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)，在加工過(guò)程中僅以彈簧預(yù)壓縮的機(jī)械力進(jìn)行加緊，在較低預(yù)應(yīng)力的情況下系統(tǒng)剛性較低，而彈簧預(yù)應(yīng)力加大后會(huì)造成工件彎曲幅度加大以至于加工后尺寸超差。

2.如若在工件加緊中使用液壓助力，會(huì)由于液壓系統(tǒng)的壓力波動(dòng)（其他液壓元件的動(dòng)作造成油液的供給變化進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)油壓變化）造成夾緊力的變化確定液壓系統(tǒng)改造要求如下：（1）液壓參與夾緊過(guò)程。并在工件加緊過(guò)程中，油壓與彈簧預(yù)應(yīng)力反向，提高夾具的夾緊剛性。（2）夾緊過(guò)程中用于夾緊的液壓系統(tǒng)與其他液壓系統(tǒng)分離，保持油壓穩(wěn)定。

3.夾緊壓力單獨(dú)可調(diào)，與尾座運(yùn)動(dòng)分離，以避免在調(diào)整夾緊壓力后導(dǎo)致系統(tǒng)油壓變化，進(jìn)而導(dǎo)致尾座移動(dòng)速度變化，影響加工節(jié)拍。結(jié)合以上三點(diǎn)要求，改造液壓系統(tǒng)如圖2所示：（1）尾座移動(dòng)與頂針夾緊使用兩套控制系統(tǒng)，各自有獨(dú)立的換向閥、溢流閥、與節(jié)流閥。（2）在夾緊時(shí)用于被壓的管路上加入梭閥以較少元件實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)間的切換。（3）用于夾緊被壓的控制系統(tǒng)采用Y型中位的三位換向閥，以保證用于夾緊被壓的油壓不收其他液壓系統(tǒng)的干擾。（4）用于夾緊被壓的控制系統(tǒng)中加入液控單向閥以保證夾緊被壓的油壓供給有效。

三、總結(jié)

在機(jī)構(gòu)中的每一個(gè)部件、每一個(gè)零件都是用于實(shí)現(xiàn)一種特定的功能，將這些零、部件組合后，機(jī)構(gòu)的整體功能才可得以實(shí)現(xiàn)。如果機(jī)構(gòu)的整體功能具有缺陷時(shí)，則需分析機(jī)構(gòu)中每一個(gè)零部件各自所承擔(dān)的基礎(chǔ)功能，并根據(jù)機(jī)構(gòu)所缺失的部分，尋找相關(guān)零、部件進(jìn)行改造、添加或替換以改變其所承擔(dān)的基礎(chǔ)功能，從而達(dá)到彌補(bǔ)機(jī)構(gòu)缺陷的目的。這也避免了更換整套機(jī)構(gòu)所帶來(lái)的成本，也體現(xiàn)了一名新時(shí)代優(yōu)秀鉗工的價(jià)值所在。