特種汽車車架制作工藝的分析與改進(jìn)

□ 王 力 □ 劉 巖 □ 李 川

1.泰安航天特種車有限公司 山東泰安 271000 2.火箭軍裝備部駐泰安地區(qū)代表室 山東泰安 271000

1 改進(jìn)背景

近年來,大型特種汽車在國防領(lǐng)域和民用行業(yè)不斷應(yīng)用、發(fā)展,結(jié)構(gòu)向更寬、更長(zhǎng)、更多樣的趨勢(shì)不斷演化。車架屬于特種汽車整車關(guān)鍵部件,承載特種汽車的主要載荷。車架的質(zhì)量關(guān)系到特種汽車行駛的穩(wěn)定性和可靠性。

車架主要由縱梁和橫梁組成,車架裝配精度包括寬度、直線度、對(duì)角線、平面度等關(guān)鍵尺寸。提高車架制作質(zhì)量,應(yīng)控制縱梁、橫梁的裝配精度。筆者對(duì)某特種汽車車架制作中縱梁與橫梁裝配的工藝難點(diǎn)進(jìn)行分析,提出并落實(shí)工藝改進(jìn)措施,提升車架制作質(zhì)量和生產(chǎn)效率,有利于特種汽車制造工藝朝智能化、模塊化方向發(fā)展。

2 存在的問題

某特種汽車車架制作工藝流程如圖1所示。先將縱梁裝入焊胎夾具中定位,再將橫梁吊入縱梁內(nèi)。定位完成后,將車架從焊胎夾具中吊出,依據(jù)縱梁孔位置配鉆橫梁孔,最后用螺栓連接。

在車架制作中發(fā)現(xiàn)橫梁定位困難和橫梁配鉆效率低等問題,不僅影響車架精度,而且導(dǎo)致制作周期長(zhǎng),無法為后期生產(chǎn)階段節(jié)拍和效率提升提供幫助。

▲圖1 特種汽車車架制作工藝流程

橫梁的工件基準(zhǔn)是兩側(cè)支耳孔,橫梁的安裝基準(zhǔn)是橋線和縱梁上平面。由于各基準(zhǔn)之間距離較遠(yuǎn),而且不在同一平面,因此定位、檢測(cè)困難。通常需要兩名工人協(xié)作,利用芯軸、鋁平尺、卷尺、鋼拐尺等檢驗(yàn)器具或三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x,才能完成定位、檢測(cè)。橫梁安裝定位如圖2所示。

橫梁體積和質(zhì)量較大,移動(dòng)困難。工人調(diào)整橫梁時(shí),需要利用大錘敲擊橫梁立板,敲擊力度不易掌控,需要來回多次調(diào)整,勞動(dòng)強(qiáng)度大,安裝時(shí)間長(zhǎng)。

橫梁定位后,采用點(diǎn)焊的方式將橫梁與縱梁暫時(shí)固定。將車架從焊胎夾具中吊出,在車架鉆孔工裝上將縱梁腹板調(diào)整為水平狀態(tài),依據(jù)縱梁孔配鉆橫梁孔。

▲圖2 橫梁安裝定位

經(jīng)統(tǒng)計(jì),某特種汽車車架每臺(tái)需要配鉆近300個(gè)孔,需要兩臺(tái)搖臂鉆床兩個(gè)工作日才能完成,配鉆孔工作量大,影響車架制作效率。

3 難點(diǎn)

特種汽車車架制作的主要難點(diǎn)如下:

(1)橫梁裝配由人工定位、檢測(cè),人工操作穩(wěn)定性差,操作難度大,橫梁裝配精度不易控制;

(2)橫梁安裝后,依據(jù)縱梁孔配鉆橫梁孔,配鉆工作量大,效率低,影響生產(chǎn)進(jìn)度。

4 工藝改進(jìn)

為了提高特種汽車車架鉆孔生產(chǎn)效率,考慮對(duì)橫梁提前鉆孔,不再配鉆,但提前鉆孔橫梁與縱梁孔間有可能會(huì)出現(xiàn)無法裝配的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面,橫梁與縱梁采用螺栓連接,孔之間沒有調(diào)節(jié)量,裝配時(shí)一旦出現(xiàn)尺寸偏差,將無法調(diào)整。筆者從定位精度、合格率等方面考慮,提出工藝改進(jìn)。

根據(jù)特種汽車車架橫梁圖樣及安裝要求,設(shè)計(jì)橫梁定位工裝。橫梁定位工裝的使用如圖3所示?？v梁在焊胎夾具內(nèi)定位上平面和各橋線,橫梁定位工裝定位橫梁至縱梁上平面和橋線位置。橫梁支耳內(nèi)穿入銷軸,定位橫梁至縱梁上平面高度,定位橫梁至橋線位置。橫梁的工件基準(zhǔn)為支耳孔,所以橫梁的安裝孔應(yīng)以這兩處作為加工基準(zhǔn)。鉆孔前,在平臺(tái)上以支耳孔基準(zhǔn)劃出一個(gè)孔的位置,再依據(jù)基準(zhǔn)孔位置,利用數(shù)控鏜床分別加工各孔,由此保證橫梁安裝孔的精度。

5 驗(yàn)證

按照工藝改進(jìn)措施實(shí)施,新的特種汽車車架制作工藝流程如圖4所示。

車架裝配完成后,經(jīng)質(zhì)檢人員檢驗(yàn),橫梁定位精度由原來的±2 mm提高至±1 mm。車架裝配效率由原來的兩人3 h完成縮短至兩人1 h完成,原來的兩人16 h橫梁配鉆、清理和補(bǔ)漆工時(shí)全部省去。

▲圖3 橫梁定位工裝的使用

▲圖4 工藝改進(jìn)后特種汽車車架制作工藝流程

6 結(jié)束語

特種汽車車架制作工藝改進(jìn)遵循了車架制作的最大分裝模塊化原則,即加工車架橫梁時(shí),將橫梁加工到位,減輕總體作業(yè)強(qiáng)度,提高車架制作效率。模塊化裝配的另一個(gè)重要意義在于能夠保證車架的裝配質(zhì)量,因?yàn)槟K化裝配零部件相對(duì)穩(wěn)定,在分裝時(shí)便于提高裝配質(zhì)量,利于保證產(chǎn)品的一致性,實(shí)現(xiàn)零件柔性化、自動(dòng)化裝配。由此可見,最大分裝模塊化裝配對(duì)提高車架質(zhì)量、縮短車架制作周期、降低車架制作成本具有重要意義。