机床模块化设计

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拈化设计的核心就是要设计-系列的拈。所谓拈就是- 组具有同-功能和结合要素(指连接部位的形状、尺寸和连接件之间的配合或啮合参数等)，而有不同用途(或性能)和不同结构用能互换的各个单元(零件、组件 、部件或系统)，或是能增加机床功能的单元。”选用的拈与其他部件相拼合就可以组成不同要求的机床。

1 拈化设计的特点1.1 拈化设计与标准化 、通用化、系列化的关系。通用化设计的指导原则是在系列之内或跨系列的产品之间尽量采用同-结构的零件、组件、部件 、与系统 ，以便减少企业生产的零、部件总数，从而使制造厂的生产和管理过程简化以获得高的经济效益，但是单-结构的部件用于不同产品时容易产生性能上的不足，因此在市抄济的条件下，只限于通用化的考虑最终是不能提高制造厂多品种发展的技术经济指标和市澈争能力的。

拈化设计却是针对用户的不同要求，但在结构上仅仅是更换机床中-个或几个功能单元--拈，因此个品种的其他部件之间必然有很大的通用化程度。当品种的系列较完整时，同-拈可以出现在不同的变型品种之中，因而这时拈就不是专用的了，它又具有通用化的特性。

因此可以这样认为：拈化的机床必然具有很大的通用化，而通用化的机床不-定具有拈化。

为了使拈能方便的互换，因而要求拈与其它部件的连接部位或连接件之间的结构要素应有-致l生或使其标准化。

拈化设计最易在横系列的变型品种中实现，对于纵系列或跨系列方面，只要功能相同，运动参数和动力参数相当，也仍然能实现拈的互换 ，尤其是-些带有独立性的功能单元，如控制系统或辅助系统的拈，更易于实现互换。

拈化设计是使机床结构的设计更好体现三化，并使三化T作有了进-步的发展。

1.2 拈化设计的机床与组合机床的关系。组合机床是利用部件(动力头 、转塔刀架、滑座和立柱等)和-些根据工艺需要的专用件(如主轴箱和卡具等)拼组而成的专用机床。当加工对象改变或加TT序不同时，只需改变-些专用件或更换不同类型的动力头，不同行程范围的滑座和立柱等通用部件就能给出满足要求的组合机床。

这些互换的单元已具有拈的特性，所以组合机床即为拈化的专用机床。

随着对组合机床功能分析的深化，拈在结构上的进-步发展，将会使通用部件和专门部件的互换性和灵活性获得加强，从而使组合机床的设计和在生产中的变换调整更为方便。

13 拈化设计的机床与积木式机床的区别。拈化设计的机床与20世纪40-50年代国内外曾经提出的积木式机床有本质上的不同。所谓积木式机床，它有下列方面的问题：首先它是着眼于更大程度的跨系列的部件通用化，这种过分追求其共性的-面而忽略其特性的-面，必然导致结构庞杂，性能上不是超出需要很多，就是严重不足，结果只能顾此失彼，降低了技术性能。其次它要求不仅制造厂能够拼组，甚至用户也能根据需要进行拼组。由于积木式机床是根据各系列中基型产品来考虑积木块和拼组方案的。例如将车床重新拼组为镗床等，这时拼组的工作量很大，且用户也无法保证拼组后的机床精度，除非要求积木块有很高的精度。这样做无论对用户和制造厂在经济上都是不可取的。

由此可知，积木式机床是完全从制造厂角度考虑问题的。而在技术上义过分追求通用，在实际上即难保证在拼组后的精度，在结构上也不能保持其技术I生能，从而使积木式机床很快就失去了生命力。而采用拈化设汁，正好呵以避免以上的缺陷。

2 拈化设计的方式和方法2.1 拈化的方式。拈化没计作为-种设计原则已有三十年的历史，现在许多国家对拈化设计方法仍在做进-步研究，其内容正在不断地充实和完善。凶而拈化的方式和拈的类型越来越多。现在拈化设计方式主要有：1)横系列拈化设计。横系列拈化设计是指不改变机床主参数条件下，利用拈发展变型机床，应用最为广泛。它大都是在基型品种基础上用更换或添加拈的方法形成很多变形品种。2)横系列和跨系列拈化设计＄系列拈化设计的条件是跨系列产品应具有相近的动力参数。它有两种拈化方式：-种是在基本相同的基逮结构上选用不同拈而构成跨系列产品；另-种是基逮结构不同的跨系列产品对具有同-功能的单元，选用相同的拈组。3)全系列拈化设计。全系列是包括纵、横系列，横系列的拈设计已如前述，纵系列的拈化设计则比较复杂，由于随着机床主参数的变化，不仅尺寸规格改变而且动力参数也相应改变，因此当主参数变化较大时，必须对纵系列划分出合理的区段，只有用于同-区段内产品的拈才是通用的，这样叮避免拈生能不合理地超出需要。4)全系列和跨系列拈化设计。这种拈化设计涉及的因素较多，较为复杂，主要在结构比较类似的跨系列产品上。

2.2 拈化设计方法。1)功能单元分解化。功能单元的划分，町大可孝町粗可细，它决定于用户对产品发展的要求及技术分析的结果。2)功能单元独立化。对已分解的功能单元在结构上举丁能做到独立化，这样的拈易于拼组和搭配构成多种变形品种。与传动动力无直接关系的数控系统、数显装置、冷却系统和测量装置等，-般易于组成独立的单元。3)部件拈化。已部件作为拈是最为常见的拈类型。拈化的结构和性能撒于用户的要求和经济性。4)组件拈化。功能分解细化后，尚可进-步对部件中的某些组件模块化，通过更换或取舍组件可以使部件具有不同用途和性能，他 比换整个部件来的经济和灵活，因此组件拈化是-种值得重视的模块类型。5)基逮拈化。基逮为机床的大件，它们拈化的目的，是使机床能扩大T作的空间，使机床的规格在保证刚度的前提下具有变化的可能性。

3 拈化设计的优点3.1 使产品更新换代快。日根据当前科学技术的发展，将已试验过的新技术设计成为拈，纳进产品中，以取代陈旧的结构。

3.2 缩短设计和试制周期。供货快是拈化设计的突m优点，由于拈化设计是在全面的涮查 、分析的基础上进行的，用户提m订货要求后，只要更换-些拈、或设计 、制造个别的 (下转 49页 )作者简介：杨 嘉(1983- )，男，黑龙江齐齐哈尔人，本科学历，毕业于齐齐哈 尔大学机械设计制造及其 自动化专业，助理工程师，研究方 向为机床设计 、制造。

科技论坛 民营科技2013年第3期对血压计计量检定中常见故障的分析刘 丹(齐齐哈尔市质量技术监督检验检测中心，黑龙江 齐齐哈 尔 161000)摘 要：血压计是计量检定工作中最常见的-种计量器具。现通过计量器具周期gzx-作，对血压计常见的故障及修理作出了分析。

关键词：血压计；常见故障；计量检定血压计是测量血流压力的器械，按检测方式分类大体上可分为三类：即水银柱式血压计 、气压表式血压计和电子式血压计。其中以水银柱式血压计测量的准确性和稳定性最高。因此目前水银柱式血压计仍被广泛采用。血压计被列入《中华人民共和国强制检定工作计量器具目录》，属于强制检定计量器具。在周期检定工作中，水银柱式血压计的维修工作量非常大，需要检定人员快速 、准确的维修以确保检定结果合格，以保证血压计的正常使用。因此本文通过水银柱式血压计周期检定工作，对血压计的故障及修理做出以下分析。

1 血压测定的法定单位按国家计量法的规定血压测量中法定单位为 kPa，而采用旧国标 mmHg的水银柱式血压计目前也仍在使用，两者的换算关系是：lkPa7.5mmHg。国标 GB305393规定：血压计与血压表采用双刻度(kPa和 mmHg两种计量单位)，其标尺、标度盘的最小分度分别为 0.5kPa和 2mmHg。目前还有使用按旧国标生产的血压计，即1个刻度标尺 2个计量单位共用，因此 ，在计量检定时要注意单位的换算。水银柱式血压计计量检定方法是 ：将被测血压计的橡胶管用-个Y”型管与标准血压计的橡胶管并连接起来，同时加压，然后比较两者读数差值，标准允许误差值为 1.875mmHg。

2 血压计常见故障2.1 血压计玻璃管内壁污物是血压计不合格的主要原因在0～20mmHg刻度范围内处最为常见。出现这种现象的原因是，在血压计使用后，没有将其倾斜 45。以上 ，使水银返流回贮汞瓶中，致使玻璃管中的水银长时间与空气接触发生氧化反应 ，在玻璃管内壁上生成黑色的氧化汞。使用时由于无法看清楚玻璃管内的水银柱的凸面是否在零刻度上，致使血压计的读数产生误差，影响测量的准确性。处理的方法是将玻璃管卸下，将-根长细铁丝-端拧上小棉球 ，另-端穿出玻璃管，牵拉棉球擦拭玻璃管内壁，如遇顽渍可以蘸适量酒精。应注意在清洁时戴上 口罩避免吸人黑色的氧化汞粉末。

22 测量值不准 、误差大的故障故障现象是在打开血压计开关时，玻璃管内的水银柱的凸面低于零刻度线，或者在加压过程中出现断柱或冒气泡现象。这种故障的原因是血压计漏水银，同时在血压计盒内可看见散落的水银珠。造成水银泄漏有人为因素和血压计部件故障两个原因，以前者为主要因素。人为因素是指人员使用不当。血压计应该在使用后应将其倾斜 45。以上，使水银返流回贮汞瓶中后再合上开关 ，将水银关闭在贮汞瓶中。使用者常犯的错误是，要么没有关闭开关，在合上上盖时，玻璃管中的水银就从玻璃管上端泄漏出来；要么没有倾斜就关闭了开关，零位刻线以下的-节水银就被挡在了贮汞瓶外，留在了示值玻璃管中，合上上盖后 ，这部分水银发生泄漏；或在下次使用时，打开上盖后，残余的水银还没有回到零位刻线处与贮汞瓶中出来的水银融合之前，使用者已开始加压，导致上面这段水银从玻璃管顶端喷出。造成水银泄漏血压计的部件常见的有开关轴心与贮汞瓶座，由于两者吻合不好 ，加压时的压力导致水银外喷。出现这种故障时，应及时更换开关轴心或贮汞瓶基座，在工作中，我们采用了-种简便的补加水银的方法：用-个带针头的注射器 ，从备用水银中吸适量的水银后，开足血压计上盖，打开贮汞瓶开关 ，将针头从玻璃管上端压片上的凶插入 ，徐徐注入水银，并轻轻振动血压计 ，使注入的水银和从贮汞瓶中涌出的水银融合，注入水银的量以满足零位误差的要求为准，应选用汹径针头，以避免损坏过滤片。

2.3 血压计不能充气的故障虽说此类故障发生的并不多，但在日常的维修T作中却占有很大比例。故障现象是关闭了排气阀门后 ，使用橡胶球加压，压力总是上不去；或捏球时压力上去了，-松手 ，水银柱又下来了，或加压上去后，停止加压 ，水银柱下降很快，以上现象均说明气路漏气。维修的方法是在加压后，分别折叠压紧从橡胶球到贮汞瓶间以及从贮汞瓶到臂带气囊间的橡胶管，观察水银是否继续下降，逐段排除查找出漏气的部位。若为橡胶袋漏气 ，应予以更换 ；若为橡胶球单元漏气，应检查球尾的单向阀或排气阀门是否漏气，否则也应更换 ；若是橡胶气门漏气，可将橡胶球从排气阀处拆分开 ：螺丝扣旋紧式的，弄后就可以看到-小段类似 自行车轮胎气门芯的橡胶管 ；拔除式的，摘掉皮球后 ，也可从排气阀门中取出这样的-段气门芯 ，用手指搓动这个橡胶管，可以发现其两侧各有-裂隙，如果裂隙中有毛絮填塞 ，加压中，松开皮球时，裂隙不能闭合 ，刚打上去的水银柱就会又下来。清理裂隙中的赃物，由此引起的漏气问题就可被排除。

2.4 充气时水银柱上升缓慢的故障原因：血压计玻璃管上端压片上的橡胶垫堵塞，玻璃管中水银柱面上方的空气排放不畅。维修方法：用-根针刺穿玻璃管上端压片上橡胶垫即可。

此外还有极少数原因是血压计的刻度标尺磨花，刻度不能辨识，以致不能读出准确读数。该故障无维修价值，做报废处理。通过对以上故障的分析，我们可以看出，许多故障都是 由于平时的使用和维护不当造成的，只有严格按照血压计的操作规程操作，加强 日常的维护，熟练掌握其维修检测技术，才能真正的保障水银柱血压计测量的准确，最大程度地保证血压计的正常使用。

3.3 降低了成本。拈化设计后，使机床大多数的零、部件由单个、小批生产变为成批生产，有利于采用先进工艺 、成组加工和应用电子计算机等。因此降低了成本，还可提高制造质量。

3.4 维修方便。由于机床大多数部件是拈组成的，这就简化了机床的维护和修理。

3.5 容易做到是机床的性能稳定可靠。由于机床按功能分成拈后，拈可在事先规划下经过系统的试验和研究，以确保产品性能的稳定和可靠。

但是拈化设计也有些缺点。由于不像专用机床那样是为某-个品种单独设计的，为了考虑拈化的互换性和适应性，故机床的结构要比专用机床复杂些。

由于同-功能的各种拈的多样性 ，它们的结构差异往往较大，反映在外形上其部件间有时欠匀称”。故设计时要特别注意外形的美观。