張書明

摘 要：為了更加科學(xué)、有效地研究對稱性在機(jī)械制造行業(yè)中的指導(dǎo)作用、功能效果以及應(yīng)用規(guī)律，建立了機(jī)械制造工藝對稱性的概念體系，并對該體系進(jìn)行不斷的完善和擴(kuò)充，最終形成了由工藝方法對稱性、工藝過程對稱性以及工藝設(shè)備對稱性構(gòu)成的多層次分類體系，并對機(jī)械制造工藝對稱性中的組合/分解對稱性進(jìn)行了細(xì)分。機(jī)械制造工藝對稱性對機(jī)械施工設(shè)計(jì)水平和機(jī)械制造工藝水平的提高都有積極的促進(jìn)作用。這篇文章就機(jī)械制造工藝對稱性概念體系進(jìn)行了系統(tǒng)且完整的實(shí)例說明，具體體現(xiàn)了對稱性在機(jī)械制造行業(yè)中的普遍存在現(xiàn)象，為機(jī)械制造工藝對稱性的深入研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；工藝對稱性；概念體系；初步探究

0 引言

對稱性是人類在觀察自然和認(rèn)識自然過程中產(chǎn)生的一種主觀認(rèn)知，也是自然界事物中的基本特征和固有屬性之一。對稱性存在于大自然的各個(gè)角落，各個(gè)領(lǐng)域，各個(gè)行業(yè)，在機(jī)械制造工藝中也不例外。近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，對稱性在機(jī)械制造中的應(yīng)用越來越廣泛。比如，吳志明利用操作轉(zhuǎn)臺的對稱性對鍵槽進(jìn)行了對稱加工；郭峰利用對稱鎖削法在很大程度上提高了機(jī)械產(chǎn)品加工制造的生產(chǎn)效率；宋立彬則設(shè)計(jì)了兩端對齊的零件浮動模型，可以保持零件在加工生產(chǎn)的過程中受力均衡，進(jìn)一步提高了零件的質(zhì)量等，這些實(shí)例都是利用將對稱性原理運(yùn)用到機(jī)械自動化生產(chǎn)過程中以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降低成本。對機(jī)械制造行業(yè)有著極大的現(xiàn)實(shí)意義。但是對稱性在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用還局限在織造工藝和設(shè)備本身，缺乏完整性和系統(tǒng)性，忽略了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、施工運(yùn)作等方面對稱性同樣可以發(fā)揮重要的作用。本文將就機(jī)械制造工藝中對稱性概念體系進(jìn)行了初步探究。

1 機(jī)械制造工藝對稱性的概念體系分類

機(jī)械制造工藝對稱性包括工藝方法對稱性、工藝過程對稱性和工藝設(shè)備對稱性3大類。其中，工藝方法對稱性具體包括工藝方法分解對稱、工藝方法組合對稱、工藝方法交換對稱、工藝方法時(shí)空對稱3項(xiàng)基本內(nèi)容；工藝過程對稱性包括工藝過程交換對稱、工藝過程分解/組合對稱、工藝過程時(shí)空對稱；工藝設(shè)備對稱性包括工藝設(shè)備交換對稱、工藝設(shè)備分解/組合對稱、工藝設(shè)備時(shí)空對稱。

2 機(jī)械產(chǎn)品制造工藝方法對稱性

2.1 工藝方法交換對稱性

工藝方法中的對稱性是指應(yīng)用不同的工藝方法對產(chǎn)品進(jìn)行處理，得到的產(chǎn)品具有相同的制造特征，則這兩種或多種工業(yè)方法則具有交換對稱性，稱為工藝方法的交換對稱性。比如，機(jī)械制造中的十類工藝方法包括切削加工、熱處理、焊接、鑄造等，這十類工藝方法又分為若干類具體的方法，這些所有的工藝方法中都存在交換對稱性，但是，由于目前的機(jī)械制造企業(yè)都采用的是流水生產(chǎn)作業(yè)，大大減弱了多種工藝方法間的交換對稱性。

2.2 工藝方法中分解對稱性和組合對稱性

如果在機(jī)械制造業(yè)中某一產(chǎn)品的某一制造特征可以通過單一的工藝方法獲得，也可以采用多中工藝方法組合應(yīng)用獲得，那么這種單一的工藝方法則與那多種的工藝方法存在對稱性，也就是工藝方法中分解對稱性和組合對稱性。舉個(gè)例子輔助說明：某一特定的零件可以采用金屬型鑄造直接加工獲得成型，也可以采用砂型鑄造和后續(xù)的切削加工兩道工序方法組合應(yīng)用獲得，也便可以說就這一種零件，金屬型鑄造工藝與砂型鑄造結(jié)合切削加工組成的這一組合之間存在著工藝方法分解/組合對稱性。在機(jī)械制造的具體加工過程中采用哪種方法，要結(jié)合本企業(yè)的設(shè)備，視情況而定。

2.3 工藝方法時(shí)空對稱性

工藝方法中的時(shí)空對稱性由空間對稱性、時(shí)間對稱性、時(shí)空對稱性3個(gè)基礎(chǔ)對稱性組合而成。工藝方法是否具有實(shí)踐對稱性表現(xiàn)在該工藝方法在機(jī)械制造過程中是否出現(xiàn)制造工藝隨著時(shí)間的變化出現(xiàn)規(guī)律性重復(fù)的現(xiàn)象。例如，機(jī)械制造工廠會通過一種機(jī)械制造工藝方法生產(chǎn)加工大量的零件，這批零件的生產(chǎn)過程便是由一種工藝方法重復(fù)使用的過程，便稱這種工藝方法具有時(shí)間對稱性；當(dāng)機(jī)械制造中的某一工藝方法隨空間的變化出現(xiàn)規(guī)律性的重復(fù)時(shí)，說明該工藝方法具備空間對稱性。比如，對稱焊接的過程中，兩個(gè)焊槍在工字梁同步作業(yè)，使工字梁兩側(cè)受到的變形力和收縮力相互抵消，保證了焊接質(zhì)量，這就是利用了焊接的空間對稱性；顧名思義，工藝方法的時(shí)空對稱性組合是空間對稱性和時(shí)間對稱性的組合，在加工和裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用較為廣泛。

參考文獻(xiàn)

[1]韋敏情.機(jī)械制造工藝對稱性的概念體系及其應(yīng)用思路[J].中國科技投資，2013，（A22）：202.

[2]馮培恩，劉偉平，馬友才，等.機(jī)械制造工藝對稱性的概念體系及其應(yīng)用思路[J].工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2010，（3）：161-167.

（作者單位：河北德鵬機(jī)械設(shè)備有限公司）