航空電子設(shè)備結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)研究

馬薔軼

（西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西 西安 710068）

隨著航空零部件各項(xiàng)使用性和適應(yīng)性需求的不斷提高，要求機(jī)械加工結(jié)構(gòu)件具備更加良好的機(jī)械性能，針對(duì)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工提出了更高的要求，而工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械加工的核心和重點(diǎn)。因此，通過(guò)簡(jiǎn)明直觀的機(jī)械加工工藝執(zhí)行文件來(lái)規(guī)范機(jī)加工藝行為，能夠有效優(yōu)化工藝路線和質(zhì)量控制措施。

1 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

機(jī)械加工工藝規(guī)程是組織結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工生產(chǎn)（生產(chǎn)準(zhǔn)備和計(jì)劃調(diào)度）的主要技術(shù)文件，也是現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員需要嚴(yán)格執(zhí)行的工藝技術(shù)文件，在結(jié)構(gòu)件投產(chǎn)前，需要依據(jù)技術(shù)文件進(jìn)行準(zhǔn)備工作，例如，材料定額、毛坯供應(yīng)、機(jī)床的調(diào)整，專(zhuān)用工藝裝備（如專(zhuān)用工裝、刀具和量具）的設(shè)計(jì)與制造、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的編排、勞動(dòng)力的組織，以及生產(chǎn)成本的初步核算等，按照工藝規(guī)程組織生產(chǎn)，科學(xué)銜接加工工序，就能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量和低消耗。

1.1 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)要求

機(jī)械加工工藝規(guī)程存在基本的設(shè)計(jì)要求：工藝規(guī)程應(yīng)正確、完整、統(tǒng)一；在充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)工藝技術(shù)；在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)效率降低成本；設(shè)計(jì)工藝規(guī)程應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)資料和樣件進(jìn)行分析研究，按照結(jié)構(gòu)特征和工藝要求盡量設(shè)計(jì)典型工藝規(guī)程和專(zhuān)業(yè)工藝規(guī)程；設(shè)計(jì)工藝規(guī)程應(yīng)考慮安全、工業(yè)衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等要求；工藝規(guī)程中的術(shù)語(yǔ)符號(hào)、代號(hào)和計(jì)量單位應(yīng)分別符合相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；工藝規(guī)程的編號(hào)應(yīng)統(tǒng)一、便于管理。

工藝規(guī)程編制的一般過(guò)程為編制準(zhǔn)備、工藝規(guī)程編寫(xiě)、編制內(nèi)容檢查等三個(gè)階段，主要是指對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行工藝分析，梳理規(guī)程框架、細(xì)化工藝要求、編制工藝規(guī)程，依據(jù)自查表，進(jìn)行編制后的工藝規(guī)程自查，工藝編制流程見(jiàn)圖1。

圖1 工藝編制流程

在編制零件加工工藝之前，需要對(duì)零件圖進(jìn)行認(rèn)真的研究和分析，了解零件的所有結(jié)構(gòu)特征，對(duì)其工藝過(guò)程和特點(diǎn)形成大致的概念，確定該零件應(yīng)采用的加工方法。檢查圖紙視圖、剖面和剖視等是否完整地表達(dá)了零件的構(gòu)形；必要的尺寸、公差、表面粗糙度、表面形狀和位置關(guān)系等是否標(biāo)注齊全；材料名稱(chēng)牌號(hào)、熱處理、表面處理和其它技術(shù)條件是否清晰。只有符合工藝性審查的圖紙才能進(jìn)行工藝規(guī)程編制，保證產(chǎn)品順利生產(chǎn)。

1.2 零件圖紙?zhí)卣鞣治?/h3>

零件圖紙?zhí)卣鞣治鍪枪に囈?guī)程設(shè)計(jì)準(zhǔn)備的核心，通過(guò)零件視圖來(lái)了解零件的結(jié)構(gòu)特征、精度要求、選用材料、技術(shù)要求、表面處理等，還需通過(guò)裝配圖，熟悉該產(chǎn)品的工作條件和用途，明確該零件在產(chǎn)品中的位置和作用功能，了解零件個(gè)性技術(shù)要求的依據(jù)。一般結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的零件，通過(guò)以上分析，并根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)條件和工藝技術(shù)，即可對(duì)零件生產(chǎn)形成大致的概念，初步確定零件加工工序的內(nèi)容和順序。

有時(shí)設(shè)計(jì)尺寸不能完全符合加工要求，很難直接加工，這時(shí)需要用工藝尺寸代替原設(shè)計(jì)尺寸，稱(chēng)為工藝尺寸換算。換算通常由最終尺寸逐步向前推算，便得到了每一工序的工序尺寸，換算的目的是保證原設(shè)計(jì)要求，便于加工、提高生產(chǎn)率。在零件加工過(guò)程中，由相關(guān)工序尺寸、設(shè)計(jì)尺寸或加工余量等所組成的尺寸鏈為工藝尺寸鏈，它是由機(jī)械加工工藝過(guò)程、具體加工方法所決定的。圖紙中直接規(guī)定的尺寸，即經(jīng)過(guò)加工直接獲得的尺寸叫工藝尺寸鏈的組成環(huán)，而間接獲得的或間接保證的尺寸則是封閉環(huán)，工藝尺寸鏈的封閉環(huán)，是由加工過(guò)程和加工方法所決定的，是最后形成和間接保證的尺寸，而當(dāng)封閉環(huán)為設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，其數(shù)值應(yīng)嚴(yán)格保證。

2 工藝規(guī)程編制方法

編制工藝規(guī)程所依據(jù)的核心文件應(yīng)是經(jīng)過(guò)確認(rèn)有效的設(shè)計(jì)圖紙，其他文件和設(shè)計(jì)輸入僅作為設(shè)計(jì)圖紙的補(bǔ)充。同時(shí)，機(jī)加專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是編制機(jī)加工藝規(guī)程的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范推薦的工藝流程、工藝方法、工藝材料、工藝參數(shù)，使用機(jī)加典型工藝規(guī)程作為產(chǎn)品機(jī)加編制工藝規(guī)程的參考，工藝規(guī)程中的操作要求應(yīng)指向機(jī)加各工序的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，做到規(guī)范統(tǒng)一。

2.1 工藝規(guī)程工序安排

工藝路線是否需要?jiǎng)澐蛛A段，主要由工件變形對(duì)精度的影響程度來(lái)確定。按工序性質(zhì)的不同，一般可劃分為粗加工、細(xì)加工和精加工階段，零件按階段依次加工，有利于消除和減少變形對(duì)精度的影響。一般粗加工切除余量大，即切削力、切削熱以及內(nèi)應(yīng)力重新分布等因素引起的工件變形就較大，相反細(xì)加工余量較小，工件的變形也較小，而精加工工件的變形就更小。因此，工藝路線劃分成階段進(jìn)行，可避免已加工表面的精度遭到破壞。

根據(jù)零件的技術(shù)要求，首先應(yīng)選擇能保證該要求的最終加工方法，然后再確定各工序、工步的加工方法，包括材料的性質(zhì)及可加工性、工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小、生產(chǎn)率、現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)條件等。同時(shí)，還應(yīng)考慮每種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度范圍，還應(yīng)包括由于基準(zhǔn)不重合而提高某些表面的加工要求或由于被作為精基準(zhǔn)而對(duì)其提出更高的加工要求。

機(jī)加生產(chǎn)工序主要包括毛坯、鋸下料、銑削外形、銑削輪廓、數(shù)控銑削、車(chē)削、鈑金（數(shù)鈑）、鉗工、刻字、箱體釬焊、熱處理、表面處理（電鍍）等。其生產(chǎn)流程圖見(jiàn)圖2。

圖2 機(jī)械加工生產(chǎn)流程

2.2 工藝規(guī)程編制內(nèi)容

工藝規(guī)程中關(guān)于人員、設(shè)備、材料、文件、環(huán)境、多余物、污染、裝配應(yīng)力、傳遞防護(hù)、生產(chǎn)安全等方面的生產(chǎn)過(guò)程控制要求應(yīng)符合機(jī)加生產(chǎn)過(guò)程要求，并在工藝規(guī)程中相應(yīng)位置作出明確要求，設(shè)置相應(yīng)檢驗(yàn)點(diǎn)。在產(chǎn)生多余物或易混入多余物的工序和環(huán)節(jié)應(yīng)強(qiáng)調(diào)多余物的清理，包括清理方式和清理效果，并設(shè)置相應(yīng)的多余物檢查點(diǎn)。在存在或產(chǎn)生污染物的工序和環(huán)節(jié)，應(yīng)明確減少污染物產(chǎn)生的方法和正確處置污染的方式。

機(jī)械加工工藝規(guī)程一般應(yīng)包括封面、工藝過(guò)程卡片、工藝附圖等部分。工藝規(guī)程編制按“一頁(yè)紙工藝”新模板進(jìn)行編制，一工序一頁(yè)紙描述，提高工藝規(guī)程可讀性，易于理解。示例見(jiàn)圖3 ～5。

圖3 機(jī)加工藝規(guī)程封面

圖4 機(jī)加工藝規(guī)程工序

圖5 機(jī)加工藝規(guī)程附圖

封面應(yīng)包含產(chǎn)品型號(hào)、資料型別、文件代號(hào)、工藝文件名稱(chēng)等信息。工藝過(guò)程卡片應(yīng)包含工序號(hào)、工序名稱(chēng)、通用要求、材料牌號(hào)及規(guī)格、設(shè)備、工具、工裝、操作步驟及要求、注意事項(xiàng)等內(nèi)容，如不涉及內(nèi)容可不填寫(xiě)。

工藝過(guò)程卡片應(yīng)按產(chǎn)品的工藝流程進(jìn)行工序的排序，每個(gè)工序應(yīng)包含所遵循的通用要求以及本工序技術(shù)方面所遵循的工藝規(guī)范、管理規(guī)定和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。生產(chǎn)過(guò)程中使用的設(shè)備、工裝均應(yīng)列出，并寫(xiě)明名稱(chēng)、型號(hào)、主要參數(shù)、精度等內(nèi)容，專(zhuān)用工裝應(yīng)列出工裝編號(hào)，檢驗(yàn)用的量具應(yīng)列出量具編號(hào)，生產(chǎn)過(guò)程中使用的原輔材料均應(yīng)列出，并明確型號(hào)或規(guī)格等信息。工序描述采用工藝附圖或產(chǎn)品圖片進(jìn)行展示，通過(guò)工藝圖紙或產(chǎn)品圖片等形式清楚地表達(dá)工序關(guān)鍵控制信息，在數(shù)銑等工序應(yīng)在右側(cè)描述相關(guān)刀具、對(duì)刀位置和數(shù)控程序等信息。工藝規(guī)程發(fā)生更改時(shí)，在工藝規(guī)程中填寫(xiě)更改信息，含更改標(biāo)記、更改單號(hào)、更改人簽字和更改日期。

工藝規(guī)程編制完成后，工藝人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)機(jī)加工藝規(guī)程的完整性、正確性、可操作性進(jìn)行檢查，經(jīng)過(guò)檢查確認(rèn)的工藝規(guī)程方可提交流程進(jìn)行審簽并下發(fā)至生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)生產(chǎn)加工。

3 結(jié)語(yǔ)

進(jìn)行機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)規(guī)范研究是有效提升航空電子設(shè)備結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)加工水平和保證產(chǎn)品質(zhì)量的必要手段，而機(jī)械加工工藝規(guī)程是工藝設(shè)計(jì)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)一步延伸，本文通過(guò)明確機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)要求、零件圖紙的特征分析、工藝規(guī)程工序安排、編制內(nèi)容以及檢查要求等，旨在提高生產(chǎn)準(zhǔn)備效率、協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員更好地完成各項(xiàng)工序的加工，準(zhǔn)確完成制造任務(wù)。