重型汽車車橋輪間差速器殼制造工藝改進(jìn)分析

郭便

(寶雞文理學(xué)院機(jī)電工程系，陜西寶雞 721016)

差速器作為重型汽車中的重要零部件，其作用是使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同，主要由差速器殼、行星齒輪、行星齒輪軸和半軸齒輪等機(jī)械零件組成［1］，其中，差速器殼是差速器的主體，其結(jié)構(gòu)及加工精度直接影響差速器的正常工作，因此研究差速器殼的制造工藝改進(jìn)方法是十分必要和有意義的［2］。

以某車橋公司生產(chǎn)的重型汽車車橋輪間差速器殼為研究對(duì)象，分析了其原有加工工藝存在的問(wèn)題，提出了新的工藝方法，并將新的加工工藝用于生產(chǎn)，對(duì)改進(jìn)后的效果進(jìn)行了分析。

1 原有加工工藝分析

1.1 原有工藝方案

差速器殼如圖1所示，是一種回轉(zhuǎn)體，工藝過(guò)程很簡(jiǎn)單，為此按照以下工藝方案對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行了布置［3－5］，并投產(chǎn):

圖1 差速器殼原結(jié)構(gòu)圖

10工序:車削大端，數(shù)控臥車加工;

20工序:車削小端，數(shù)控臥車加工;

30工序:鉆周圈孔、锪平面，采用雙面鉆、锪組合專機(jī)加工;

40工序:倒角，立鉆加工;

50工序:磨削外圓，端面外圓磨床加工。

1.2 原有工藝方案在實(shí)際加工過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

投產(chǎn)后，對(duì)整條線的加工時(shí)間及刀具消耗進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析:

10工序:加工時(shí)間5.6 min，平均刀具消耗3.3元/件;20工序:加工時(shí)間3.5 min，平均刀具消耗1元/件;30工序:加工時(shí)間9.1 min，平均刀具消耗8.9元/件;40工序:加工時(shí)間1.5 min，平均刀具消耗0.4元/件;50工序:加工時(shí)間5.5 min，平均刀具消耗2.6元/件。

從以上數(shù)據(jù)可以看出整條線存在兩項(xiàng)突出的問(wèn)題:

(1)生產(chǎn)節(jié)拍不匹配。30工序鉆周圈孔、锪平面工序的加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，直接影響了整條線的節(jié)拍;

(2)30工序的刀具消耗過(guò)大。經(jīng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)分析，消耗主要集中在锪刀頭上，每支锪刀頭加工16～20件就需要刃磨一次;锪刀頭破損時(shí)需要更換新锪刀頭(锪刀頭破損是隨機(jī)的)，輔助時(shí)間過(guò)長(zhǎng)直接影響效率。

2 改進(jìn)后加工工藝

從上述分析結(jié)果看問(wèn)題主要集中在30工序。解決30工序的節(jié)拍問(wèn)題可從以下兩方面可慮:

(1)調(diào)整加工參數(shù);(2)分解工序內(nèi)容。

首先對(duì)工件的材料及調(diào)整加工參數(shù)試加工結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)論是調(diào)整參數(shù)對(duì)生產(chǎn)節(jié)拍的改善效果不明顯，所以這個(gè)方案不可取;其次對(duì)工序內(nèi)容進(jìn)行分析，要分解工序內(nèi)容就需要增加設(shè)備，要對(duì)生產(chǎn)線重新進(jìn)行布置，且增加設(shè)備需要資金投入，所以該方案實(shí)施困難。

兩種方案都不可行，作者對(duì)30工序內(nèi)容重新進(jìn)行了分析:周圈孔是螺栓過(guò)孔，而锪平面是為了保證螺栓結(jié)合面平整，可以獲得適合螺栓裝配的表面粗糙度和平面度［6－7］。而對(duì)平面的加工，車床的效率是最高的，所以考慮通過(guò)以車代锪來(lái)解決這個(gè)難題。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以車代锪對(duì)產(chǎn)品的使用性能沒(méi)有影響［8－9］。所以對(duì)原產(chǎn)品狀態(tài)與工藝過(guò)程進(jìn)行了調(diào)整，將原來(lái)的锪平面結(jié)構(gòu)以車削代替。差速器殼改進(jìn)后結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改變后，锪刀頭消耗的問(wèn)題就不再存在了。同時(shí)，改進(jìn)后工藝方案及加工時(shí)間如下:

10工序:車削大端，加工時(shí)間5.6 min;

20工序:車削小端及原锪面結(jié)構(gòu)，加工時(shí)間4.6 min;

30工序:鉆周圈孔，加工時(shí)間5.3 min;

40工序:倒角，加工時(shí)間1.5 min;

50工序:磨削外圓，加工時(shí)間5.5 min。

圖2 差速器殼改進(jìn)后結(jié)構(gòu)圖

3 工藝改進(jìn)后效果分析

(1)提高生產(chǎn)效率，滿足設(shè)計(jì)要求

改進(jìn)后的30工序時(shí)間縮短了4 min，滿足了整線的設(shè)計(jì)要求;原來(lái)的锪面結(jié)構(gòu)安排在20工序以車削代替，只給原本車削內(nèi)容較少的20工序增加了1 min的加工時(shí)間，并未影響整線節(jié)拍。

(2)降低刀具消耗

從該工序的刀具消耗分析可以看出主要是锪刀的消耗:一次加工共需锪刀16把，每個(gè)锪刀頭加工16～20件工件就需要刃磨一次，每個(gè)锪刀頭最多可刃磨7～8次，锪刀頭破損時(shí)需要更換新锪刀頭 (锪刀頭破損是隨機(jī)的)，锪刀頭單價(jià)為144元，平均每件工件所消耗刀具費(fèi)用為 (不考慮锪刀頭的隨機(jī)破損):

通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示:20工序平均每個(gè)車刀刀片加工數(shù)不少于50件，刀片單價(jià)為60元，平均每件工件所消耗刀具費(fèi)用為:

故以車代锪每件工件刀具消耗可節(jié)約:16.46－1.2=15.26(元)

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)改進(jìn)差速器殼的加工工藝，縮短了加工時(shí)間，改善了整條生產(chǎn)線的節(jié)拍，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低了刀具消耗，為企業(yè)節(jié)省了大量的成本。

【1】王良模，劉飛，夏漢關(guān)，等.某汽車差速器齒輪的強(qiáng)度分析及疲勞壽命預(yù)測(cè)［J］.重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2012，26(11):1 －4.

【2】王抒揚(yáng).差速器殼的加工［J］.現(xiàn)代零部件，2009(9):40－42.

【3】陳宏鈞，馬素敏.機(jī)械制造工藝技術(shù)管理手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

【4】張建中，朱瑛，于超.機(jī)械制造工藝學(xué)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

【5】韓秋實(shí)，王紅軍.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

【6】王先逵.機(jī)械加工工藝手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

【7】陳宏鈞.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

【8】陳家芳.實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)［M］.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2011.

【9】黃如林，汪群.金屬加工工藝工裝設(shè)計(jì)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.