工業(yè)領域中的非標設備設計制造要點分析

胡國輝

中國核電工程有限公司，中國·北京 100840

工業(yè)領域；非標設備；設計制造要點

1 引言

非標設備通常指的是需要自行設計制造，沒有相關標準進行參考的非通用性設備。非標設備通常需要小批量單件生產(chǎn)，要求設計人員要具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗和實際經(jīng)驗，能結(jié)合實際生產(chǎn)需求，科學合理地開展非標設備的設計，充分發(fā)揮非標設備的作用。

2 非標設備概述

2.1 非標設備的特征

非標設備通常只能是在技術、規(guī)格以及參數(shù)方面不同于定型機械產(chǎn)品標準的設備。非標設備在工作原理機械性能方面都有明顯的改善和創(chuàng)新，非標設備通常是以單件進行小批量生產(chǎn)的，對制造人員和設計人員有經(jīng)驗和技能方面的要求。非標設備相對于普通設備來說，加工余量較大，毛坯精度較低，通常會使用機床進行加工，多應用萬能量具、通用刀具和通用夾具進行非標設備的加工和制造。通過劃線法設計與制造缺乏達到非標設備的精度要求，相對來說生產(chǎn)成本較高，對于技術人員的經(jīng)驗和技能有很高的要求[1]。

非標設計主要是根據(jù)需求者的需求和實際生產(chǎn)的需要來進行設計的，設計難度相對較大，要有一定的工作經(jīng)驗和知識積累才能做到。設計人員不僅需要詳細掌握各設備行業(yè)的規(guī)定和通用要求，而且還需要明確設備當前的生產(chǎn)情況以及實際應用需求，能掌握設計領域之外的其他專業(yè)的知識，包括軟體軟件設計知識、電子電氣設計知識、機械設計知識、工業(yè)造型設計知識以及流體設計知識等。非標設計的外觀和性能不在國家設備產(chǎn)品目錄內(nèi)加工生產(chǎn)，這種設備或者零件的方式為非標制造[2]。

2.2 非標設備制造過程中需要注意的問題

（1）要避免設計方法與工藝的分割，必須要充分考慮設備的工藝特征，并在設備制造的過程中精簡操作流程，保證設備的設計質(zhì)量，降低整體設計成本。工藝人員和設計人員需要提前與操作人員完成技術交底工作，明確非標設備的裝配工藝難點、性能特征以及結(jié)構(gòu)特征，盡可能地減少設備在正常制造過程中出現(xiàn)的問題。

（2）設備局部的結(jié)構(gòu)如果有相應的行業(yè)標準，需要優(yōu)先使用標準來進行設計，如法蘭或者梯形槽等，這樣可以更好地與其他設備配套，而且可以降低設計成本，節(jié)約設計時間，如果非標設備設計制造的動作相對比較復雜，可以采用氣動方案和多電機方案來進行設計。市場上目前已經(jīng)為非標設備的設計提供了多種氣動元件，可以組成各種各樣的執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)，能利用現(xiàn)代微電腦的控制獲得人力控制難以得到的動作和運動邏輯，極大地縮短了設計周期，簡化了傳動結(jié)構(gòu)，便于設備進行自動化的控制[3]。

2.3 非標設備的設計要點

非標設計的設計理念和設計方法會隨著科學技術的發(fā)展和社會的發(fā)展而不斷改革與更新，非標設備直接對接于客戶以及企業(yè)，對設備的實用性要求較高。在設計非標設備的過程中，要遵循中國標準體系以及ASME 標準體系，預防設備設計以及制造過程中的風險，提高設備運行和設計的安全系數(shù)。同時，需要重點研究影響設備安全系數(shù)的相關問題，做好對材料設備類型以及焊接工藝的控制。

一般來說，非標設備外部輸出系統(tǒng)以及內(nèi)部輸出系統(tǒng)中的壓力容器，選擇低合金鋼的材料以適應壓力較高的工作環(huán)境。在非標設備具體設計的過程中，要采用先進成熟的技術，按照相關設計手冊中的間歇運動機構(gòu)標準以及急回機構(gòu)標準，提高設計的可靠性和實用性。設計人員要重點克服非標設備裝配工藝以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面存在的問題，全面提高設計工藝的效果，有效降低生產(chǎn)成本，并嚴格按照設計程序開展非標設備的設計以及制造要點，嚴格審查設計中的符號、名詞、格式以及名稱，盡可能地貼近國家相關標準[4]。

3 工業(yè)領域中非標設備設計制造的要點

3.1 盡量使用成品件

在進行非標設備設計制造的過程中，要盡可能地選擇標準零部件中的成品件，從而可以有效地降低生產(chǎn)成本和制造成本，縮短非標設備設計與制造的周期。中國非標設備的設計制造相對來說起步較晚，與發(fā)達國家仍然具有較大的差距，專業(yè)化生產(chǎn)還處于起步的階段，很多產(chǎn)品并沒有形成統(tǒng)一的標準以及市場化的生產(chǎn)工藝，這也會限制標準零部件和成品件的使用。很多早期的非標設備設計者通常需要自行設計，自行制造零部件的成品。但是這種情況下通常會增加制造成本，耗費了制造時間，因此在非標設備設計過程中要盡可能地都選擇成品件，提高非標設備的工作可靠性，并縮短制造周期。

3.2 非標設備的制造要點

在進行非標設備的制造過程中，要通過統(tǒng)一的指導，盡可能地提升非標設備的制造效率和制造質(zhì)量，提高非標設備制造各個環(huán)節(jié)協(xié)同性，明確非標設備的生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)要求。通過試切法加工普通機床單件設備，使工作人員可以在設備加工的同時展開工件的測量工作，非標設備的軸要靠近最大極限尺寸，并提高設備工作精度，使其可以達到實際使用的要求。

為了避免工件設備制造誤差過大，設備生產(chǎn)與制造廠家還需要結(jié)合具體問題具體分析，對制造方案進行實時調(diào)整，提高生產(chǎn)進度，取得良好的制造效果與生產(chǎn)效果。其中，為了進一步提升非標設備的加工質(zhì)量和加工效果，縮短非標設備制造的周期，利用自動化技術和數(shù)控加工技術提高非標設備的加工效率，加快零件的加工進度。

3.3 加強市場調(diào)研

非標設備的設計往往還涉及一系列關于管理理念和技術標準方面的問題，企業(yè)需要結(jié)合實際情況對這些問題進行分析研究，加強對市場環(huán)境的調(diào)研，了解應用于非標設備制造領域的關鍵技術和最新技術，并做好技術更新以及分析工作。將計算機技術、自動化技術、人工智能技術、電子信息技術引入到非標設備設計和制造過程中，減少人力的使用，通過先進技術的應用減少人為因素造成的失誤，提高非標設備設計與制造的準確性和科學性。另外，還可以通過應用數(shù)控加工技術縮短制造周期，保證加工質(zhì)量，提高非標設備的制造效果。為了減少設計過程中的失誤，可以利用CAD 圖紙進行等比例模型的繪制，并及時發(fā)現(xiàn)圖紙繪制過程中的錯誤，將風險扼殺在萌芽階段，提高加工人員和技術人員的識圖能力。對于復雜的零件，要有立體圖進行輔助設計。此外，還需要對非標設備的外觀進行修飾和美化，提高非標設備的檔次和美觀度，做好色彩的優(yōu)化和搭配。例如，外觀件可以采取電鍍的方式進行處理，既能提高部件的抗氧化能力，又能顯著提升部件的整體外觀效果，給人以標準化、美觀化的感受。

4 結(jié)語

綜上所述，工業(yè)領域非標設備的設計與制造直接關系著工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。隨著科學技術的不斷發(fā)展，各種各樣新的材料、設備以及工藝應用于設備生產(chǎn)與加工中，這也對設備設計與加工工藝提出了更高的要求。因此，需要加強對非標設備設計與制造要點的研究，明顯設計、制造的難點和重點，了解設計過程中的影響因素，明確制造期間的注意事項，保證非標設別能得到專業(yè)、可靠的設計和制造，提高設備制造的質(zhì)量與效率。