中輪拖分動(dòng)箱殼體新產(chǎn)品工藝性提升

郭磊 陳少卿 胡偉 王曉偉 張凱

摘 要：分動(dòng)箱殼體是四驅(qū)拖拉機(jī)底盤總成上的一個(gè)關(guān)鍵重要零件，加工及裝配精度要求較為嚴(yán)格。傳統(tǒng)的加工工藝方案，操作工經(jīng)常需要根據(jù)實(shí)際加工情況調(diào)整不同批次毛坯的定位點(diǎn)，換線成本高，調(diào)試難度大并且粗加工定位方式的一致性較差導(dǎo)致后序加工產(chǎn)生孔偏、壁薄，廢品率居高不下。通過優(yōu)化工件定位基準(zhǔn)、壓緊點(diǎn)以及重新設(shè)計(jì)工裝夾具，使得該零件的加工質(zhì)量提高，操作工勞動(dòng)強(qiáng)度降低。

關(guān)鍵詞：粗定位方式；勞動(dòng)強(qiáng)度；生產(chǎn)節(jié)拍；高性能刀具

分動(dòng)箱殼體是中輪拖產(chǎn)品的關(guān)重件，我單位由原來雙路線改為全部自制以來，工藝部面臨以下幾點(diǎn)加工難點(diǎn)：

（1）5序毛坯粗定位方式不能保證后序加工精度以及產(chǎn)品性能；

（2）新產(chǎn)品種類多迭代速度快，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化大，傳統(tǒng)加工工藝難以保證尺寸精度；

（3）生產(chǎn)節(jié)拍不均勻，在僅有一臺(tái)立式加工中心和一臺(tái)臥式加工中心的情況下，新產(chǎn)品5序加工效率低，難以保證10序產(chǎn)能。

1 工藝方案分析

1.1 原5序定位方式工藝方案分析

原有定位方式為零件結(jié)合面背面以及結(jié)合面外廓，如圖1：

該定位方式存在以下問題：

（1）結(jié)合面外輪廓為鑄造分型面表面質(zhì)量差，定位一致性難以保證，造成10序加工孔偏壁薄甚至撞刀等現(xiàn)象；

（2）結(jié)合面背面為四點(diǎn)定位，零件一角必然懸空，產(chǎn)品要求平面度為0.05mm，銑削平面時(shí)難以達(dá)到產(chǎn)品圖要求。

1.2 改進(jìn)工藝方案分析

新工藝方案中5序定位方式改為軸承孔、軸承孔端面以及殼體外側(cè)，如圖2：采用新的定位方式，避免定位方式放置在鑄造分型面上，并且取消了結(jié)合面背面3點(diǎn)定位方式，在大批量生產(chǎn)過程中，保證零件定位一致性好，加工尺寸穩(wěn)定，有效降低產(chǎn)品加工過程中的次品率。

2 裝夾方式效率提升

本單位加工分動(dòng)箱殼體零件時(shí)，采用1人多機(jī)模式，一名操作工根據(jù)工藝安排，同時(shí)操作一臺(tái)立式加工中心和一臺(tái)臥式加工中心，由于臥式加工中心為雙工作臺(tái)，1號(hào)工作臺(tái)進(jìn)行裝夾操作，2號(hào)工作臺(tái)進(jìn)行零件加工，所以臥加操作工的輔助裝夾時(shí)間并不計(jì)算在生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)，而5序立式加工中心為單工作臺(tái)，因此5序生產(chǎn)節(jié)拍=輔助時(shí)間+機(jī)動(dòng)時(shí)間，原來5序工裝夾具操作繁瑣，定位準(zhǔn)確性差，導(dǎo)致5序加工節(jié)拍長，成為瓶頸工序，嚴(yán)重影響均衡生產(chǎn)

原有裝夾方式如圖3所示：

操作工操作步驟為：

放置零件—旋緊壓板1—旋緊壓板2—旋緊壓板3—安裝橫壓板4—旋緊橫壓板；

改進(jìn)后夾具如圖4所示：

操作工操作步驟為：

放置零件—旋轉(zhuǎn)壓緊錐銷—旋緊螺釘；

生產(chǎn)節(jié)拍對(duì)比：改進(jìn)前裝夾輔助時(shí)間為8min，改進(jìn)后裝夾付諸實(shí)踐為3min，機(jī)動(dòng)時(shí)間不變同為8min，經(jīng)改進(jìn)后，5序加工節(jié)拍由原來的16分鐘提升至11分鐘，效率提升46%，而原有工藝由于裝夾及調(diào)整零件位置操作繁瑣，因此造成5序整體節(jié)拍成為瓶頸工序，單班生產(chǎn)僅為32件，經(jīng)改進(jìn)夾具后，班產(chǎn)可達(dá)到40件，并且操作簡便定位快速，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，為高產(chǎn)月生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保證。

3 插銑刀與快進(jìn)給銑刀的應(yīng)用

由于拖拉機(jī)馬力段不斷上沿，新產(chǎn)品層出不窮，傳統(tǒng)分動(dòng)箱結(jié)構(gòu)難以保證產(chǎn)品強(qiáng)度，產(chǎn)品改型后雖然結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到提升，但是對(duì)加工工藝提出了不小的挑戰(zhàn)，對(duì)比傳統(tǒng)與現(xiàn)代分動(dòng)箱結(jié)構(gòu)，如圖所示：

新產(chǎn)品MK554分動(dòng)箱殼體開檔變窄，而分動(dòng)箱“耳朵”高度增加，無論是進(jìn)口還是國產(chǎn)刀具商，都無法提供出具有高剛性的立銑刀或是玉米銑刀，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加工出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，以及加工效率低等問題；為保證車間現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，決定采用快進(jìn)給銑刀和插銑刀兩種方案同時(shí)進(jìn)行；

3.1 插銑刀方案

針對(duì)MK554機(jī)型，由于開檔較窄，采用Φ25插銑刀進(jìn)行開粗，再用Φ25立銑刀進(jìn)行精加工方案，粗加工余量為2.5mm，留給精加工余量為0.5～1mm，如圖5-1和圖5-2所示，

插銑刀采用G81代碼編程，類似鉆削模式，金屬去除率極高，原Φ25立銑刀粗加工方案，轉(zhuǎn)速n=500，進(jìn)給速度Vf=80mm/min，而插銑刀粗加工方案轉(zhuǎn)速n=1280，進(jìn)給速度Vf=1100mm/min，切削時(shí)間由原來0.97min減少到0.64min，經(jīng)驗(yàn)證，插銑刀加工效率大幅提升，保證了5序生產(chǎn)節(jié)拍，避免5序成為瓶頸工序。

3.2 快進(jìn)給銑刀方案

針對(duì)MK804G，由于分動(dòng)箱“耳朵”結(jié)構(gòu)為錐形，采用插銑刀方式走刀次數(shù)會(huì)大幅增加效率不高，因此經(jīng)研究決定選用Φ42快進(jìn)給銑刀（如圖6），在編寫加工程序時(shí)運(yùn)用宏程序代碼進(jìn)行分層銑削，走刀路徑（如圖7）所示，快進(jìn)給銑刀采用加工方式為小切深高進(jìn)給方式，Φ42銑刀進(jìn)給速度高達(dá)4000mm/min，在保證切削過程剛性的前提下，通過進(jìn)給速度的提升，彌補(bǔ)走刀路徑過長造成的節(jié)拍損失，因此，此方案滿足了生產(chǎn)節(jié)拍的要求并且保證了加工質(zhì)量。

對(duì)比兩種新式刀具，他們共同的特點(diǎn)通過減小徑向切削力來保證開檔寬度尺寸精度；當(dāng)加工任務(wù)要求較高的金屬去除率以及刀具軸向長度較大時(shí)（銑削大凹薔或深槽），采用以上兩種刀具可以得到較高的加工穩(wěn)定性，相對(duì)于傳統(tǒng)側(cè)銑法有較大的優(yōu)勢(shì)。

4 推廣應(yīng)用情況和后續(xù)改進(jìn)

新分動(dòng)箱工藝極大的降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，并且在保證產(chǎn)品精度的情況下保證了生產(chǎn)效率，為主機(jī)裝車生產(chǎn)提供了有力保證，此方案以MK804G新產(chǎn)品調(diào)試為契機(jī)，已推廣到SK、SG等系列產(chǎn)品上，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，是非常值得推廣應(yīng)用的。

參考文獻(xiàn)

[1]王曉偉，張凱，章學(xué)慧，等.中輪拖差速器殼體線工藝研究[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車， 2016，（2）：56-58.

[2]加志東，仝亞偉，張賓，等.中輪拖傳動(dòng)系殼體制造工藝方案探索[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車， 2016，（4）：46-48.

（作者單位：第一拖拉機(jī)股份有限公司 第四拖裝配廠）