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汽车变速器壳体加工工艺研究.PDF

汽车变速器壳体加工工艺研究

幸福的微笑
2010-10-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《汽车变速器壳体加工工艺研究pdf》,可适用于工程科技领域

第一章概述企业面对的市场形势「」入世的历史之门已经打开。对于汽车零部件企业来说遭遇的冲击和压力将是巨大的。加入世贸组织以后汽车零部件的进口平均关税降到配额将逐步减少国产化率的鼓励措施将取消全球采购数量越来越多多年来一直受关税和国产化双重保护的国内众多汽车零部件企业将面临巨大的挑战。国内外汽车零部件的市场之争、品牌之争、服务之争、价格之争已经随着市场的扩大而愈演愈烈。汽车零部件企业属于传统的大批大量生产类型企业讲究的是规模效益但随着市场竞争的不断深化顾客的需求不断变化其生产方式也在向着多品种、中小批量生产方式转化汽车零部件企业要实现跨越性的发展不仅需要在提高产品质量、不遗余力地采用新工艺、新技术不断进行产品创新等方面下功夫还要不断的更新观念优化生产组织方式积极主动地应对市场不断变化的需求降低成本、提高效益以保持在市场上的竞争优势。以下主要介绍轻、微型变速器生产企业状况:长春齿轮厂是目前国内轻型汽车变速器产量最大的厂家之一年产量约万台。为全国多家轻型汽车厂、改装厂、多家农用汽车厂供货凭借CAS一个系列产品占据全国轻型车市场近的份额在变速器的系列通用化方面树起了成功典范。上海汽车齿轮总厂由于桑塔纳轿车变速器近几年的产量逐年减少导致其生产战略发生转移生产轻型汽车变速器总成凭借自身多年生产变速器的经验及实力首先为沈阳金杯配套轻型汽车变速器JK进而把产品陆续打入全国各轻型客车、皮卡生产企业最近又研制成功轻型越野车用变速器产品目前已形成一定轻型汽车变速器生产能力。唐山爱信齿轮有限责任公司是国内集轻、微、轿车变速器于一体的生产企业近两年该厂轻型汽车变速器Y系列遍及全国各轻型汽车企业匹配车型有轻型载货车、皮卡、轻型客车、轻型越野车、SUV等YM()产品系唐山爱信于年自主设计开发并取得国内两项专利技术的新一代轻型汽车变速器。该汽车变速器使用自主设计开发的一种结构紧凑、性能优异的全新换档操纵机构很好地解决了在一种变速器上换档操纵位置不能左右互换的问题市场前景很好深受用户欢迎。由于近年来江铃汽车和安徽江淮汽车发展迅速两大汽车企业变速器配套厂相应得到提升南昌齿轮厂的MT型产品需求快速增长安徽省汽车齿轮箱总厂的LCT、LCT、LCT变速器颇受青睐。哈尔滨变速箱厂近两年实施战略转移产品向多品种宽系列发展新开发的重型车用变速器产量增长迅速年万台轻型车用变速器呈下降趋势。先进制造技术先进加工技术「」「」「」「」「」进入世纪切削加工依然是制造技术最基础的工艺而高速切削则是切削加工工艺最重要的发展方向。多年的研究证明在很高的切速区随着切速的增高切削力减小切削温度虽增至很高但达到一定值后增势趋缓保持不变。高速切削就是指切削温度随切速的增加不再显著增长的切削阶段其切速一般比普通切削高出倍之多所以又常被称为超高速切削。高速切削的速度范围是一个相对概念会随不同的加工方式和不同的工件材料而异。目前实际生产中高速铣削铝、铝合金(含硅量小于)以及铸铁的速度范围大约分别为mmin和mmin。实际上在机床上进行高速切削加工时则不仅有高的切削速度而且要有高的进给速度(含快移速度)以及能在最短时间和行程内达到指定速度的高加(减)速度与之相配合。所以高速切削加工概念的内涵又有所延伸它即包含高的切削速度也包含高的进给速度(含快移速度)和高的加(减)速度。很明显高速切削加工是一项系统工程它涉及机床、刀具、工件和若干外围技术比如CAM技术、加工状态监控技术等。高速切削加工试验(高的切速、小的切深、快的进给)表明它可以提高加工效率和降低加工能耗(单位功率的材料切除率)又能获得高的加工精度和表面质量(表面完整性和粗糙度)尤其适合加工薄壁零件。实验还表明某些难加工材料比如镍基合金、钛合金和纤维增强塑料在高速切削条件下也变得易于切削刀具磨损过快问题获得缓解。最近十年高速切削加工在汽车工业、航空航天业和模具工业获得较广泛的应用而且成效显著。在汽车工业高速加工中心的加工效率已足以取代组合机床成为柔性生产线的主力加工设备从而有力地推动了大批量生产的柔性化在航空航天业高速数控铣床和加工中心不仅使薄壁、窄筋工件的加工变得容易而且促进了机翼、机身等构件采用整体制造法(既构件由大型铝合金坯料切除的多余材料整体制成)。从技术角度看高速切削加工已经正在与精密和超精密加工、硬切削加工、干和准干切削加工相结合。先进生产模式「」「」工业制造企业的生产方式经历了手工生产方式、大量生产方式、JIT生产方式、精益生产方式、敏捷制造生产方式的过程。、大量生产方式是通过劳动低工资和大量资本投入来实现的它将生产技术专业化每个工人只会一种技艺缺乏灵活性只是“机器”的一种延伸。工人不关心产品质量只期望产品的增加达到大量生产的要求。、JIT生产方式主要是通过适时适量生产、弹性配置员工数及质量保证等手段利用信息技术来降低成本以求最大利润。这时的员工已不是大量生产方式下只依图生产、依命令工作的机器。他们有了一定的权利逐步成长为身怀多种技能的高级蓝领员工。在企业中的作用日益增强。、精益生产方式是在信息技术飞速发展和普及下诞生的它强调彻底消除浪费最大限度地发挥“命运共同体”中每一组织、每一员工的能力和积极性以谋求企业经营效益的提高。、敏捷制造是柔性生产技术它将有技术、有知识的劳动者与能够促进企业内和企业间合作的灵活管理集成在一起通过所建立的共同基础结构对迅速改变的市场需求做出快速反应。在这其中技术和信息的载体是人管理的主体是人管理的客体也最终归结为对人的管理人进一步确立了敏捷制造企业管理中的核心地位。公司现状我公司是一个专业汽车零部件变速器开发制造企业由于种种原因公司一直游离于国内各大汽车集团之外缺乏各大汽车集团内部零部件企业享有的品种较单一、批量较大的生产优势这一特点决定了我公司的市场定位即面向全国各主机厂不遗余力的满足用户不断变化的多样性需求以此来求得企业的生存与发展。多年来公司始终搏击于市场竞争的风口浪尖之上为满足用户需求共发展研制了轻型、微型、轿车等几大系列、上百个品种的变速器正是覆盖面如此之宽的产品开发满足了用户的不同需求支撑着公司的不断发展在产品的设计和工艺准备工作中总是一个产品、一个零件的进行产品设计和工艺准备工作技术科设计了大量的相似工装工装的设计一直没有大的突破。在加工过程中品种的更换都需要更换工装、找正、测量大量的辅助时间增加了生产成本。每开发一个产品一旦批量形成都会投入大量的设备开始时几个零件共用一条生产线随着批量的增加最后每一个零件一条生产线。在共线阶段一条生产线更换品种需要将近个小时的时间这就需要再增加更换品种时间必要的库存这条线加工的品种越多库存越大成本越高。市场竞争是质量竞争同时也是价格竞争库存越大成本越高为了适应越来越激烈的市场竞争年公司的前身(唐山齿轮厂)与日本爱信精机合资在引进日本技术的同时引进先进的管理方式JIT(准时化生产方式):在必要的时间生产出必要的产品。同时在壳体加工方面采用通用设备、加工中心与专机组成的生产线进行生产加工中心多为年代国产加工中心转速低、移动速度慢设备长期在低转速范围内运转新的高速切削刀具无法在其上取得满意的结果。专机的应用总是根据生产纲领在适当的时候审批生产长期的模式是专机到位调试合格了产品的产量便下滑了。课题的提出及主要工作壳体加工工艺的编制极具灵活性只要能装夹简单、加工出合格的产品便是一个合格的工艺但由于工艺人员的水平、素质都各有不同所以同一类零件的工艺会有所不同同时生产纲领不同、加工工艺也不同。但是面对市场需求汽车行业生产由单一大批大量型向多品种小批量生产方式的转化趋势在具体的生产纲领下采用哪种工艺方案最合理在企业内部也应形成一个统一的认识。同时随着高速加工技术越来越广泛的应用高速加工机床、刀具的使用及切削用量的选取在公司内也应推广使用。以丰田威驰变速器壳体为例国际水平的加工工时为分钟在日本的加工时间为分钟在公司的加工时间按当时的加工条件加工时间为分钟左右(采用新设备、新刀具后为分钟)差距是一目了然的。基于以上原因公司迫切需要优化壳体加工工艺、实现成组加工、提高加工效率、降低加工成本选择合适的机床与刀具通过试验找到合理的切削参数将近几年来国内外研究出来的高速切削成果应用到实际生产中来。首先要对着种零件进行工艺分析从使用设备、投资额、人员配置、工艺成本几个方面进行分析计算找出一种工艺设计比较方法这种方法使工艺方案的确定由单纯的理论分析变为数据比较根据企业投资能力提供多种工艺方案然后进行分类方法研究开发分组软件、制定成组工艺找出适合壳体类零件加工的分组方法最终根据生产纲领确定零件组对高速切削方法进行研究从机床选取、刀具选取、刀具夹紧方式的选取、刀具动平衡、刀具安全性、切削用量的选取以及冷却技术等方面进行介绍:分析成组夹具设计特点设计一种孔加工的成组夹具。同时在公司内部确定适合本公司的壳体加工工艺规范有利于新的工艺人员在短时间内对壳体加工有一个全面的认识少走弯路。第二章轻型汽车变速器壳体类零件优化工艺研究壳体零件类型及工艺特点、离合器壳体、操纵盖、中联板、后体组件、壳体图变速器外形图本文中所研究的壳体是离合器壳体、后体组件、操纵盖三大类壳体。该公司共生产大机型的轻型汽车变速器主要配套的车型有:沈阳金杯、皮卡、东南得利卡、富利卡等大机型变速器的中心距全部为毫米主要连接销孔的坐标都相同不同的车型只要更换后体、离合器壳体便可使用见图。离合器壳体的主要功能是实现变速器与发动机的有效联接是变速器模块化设计中三个主要壳体零件之一通过它的变化同一变速器可搭载不同型号发动机满足多种车型的需要所以同一基型变速器的离合器壳体与变速器连接面(以下简称小面)全都相同只是与发动机连接端(以下简称大面)不同但具有相同的功能孔。由于离合器壳体两个面其面积较大压铸时的变形量不易控制所以两个面的螺栓过孔必须经过加工其加工精度钻削即可保证但由于孔的数量较多不同的生产批量对应不同的加工方ii夹具设计中的几个问题本章小结第六章结论参考文献发表论文及参加科研情况致谢第一章概述企业面对的市场形势「」入世的历史之门已经打开。对于汽车零部件企业来说遭遇的冲击和压力将是巨大的。加入世贸组织以后汽车零部件的进口平均关税降到配额将逐步减少国产化率的鼓励措施将取消全球采购数量越来越多多年来一直受关税和国产化双重保护的国内众多汽车零部件企业将面临巨大的挑战。国内外汽车零部件的市场之争、品牌之争、服务之争、价格之争已经随着市场的扩大而愈演愈烈。汽车零部件企业属于传统的大批大量生产类型企业讲究的是规模效益但随着市场竞争的不断深化顾客的需求不断变化其生产方式也在向着多品种、中小批量生产方式转化汽车零部件企业要实现跨越性的发展不仅需要在提高产品质量、不遗余力地采用新工艺、新技术不断进行产品创新等方面下功夫还要不断的更新观念优化生产组织方式积极主动地应对市场不断变化的需求降低成本、提高效益以保持在市场上的竞争优势。以下主要介绍轻、微型变速器生产企业状况:长春齿轮厂是目前国内轻型汽车变速器产量最大的厂家之一年产量约万台。为全国多家轻型汽车厂、改装厂、多家农用汽车厂供货凭借CAS一个系列产品占据全国轻型车市场近的份额在变速器的系列通用化方面树起了成功典范。上海汽车齿轮总厂由于桑塔纳轿车变速器近几年的产量逐年减少导致其生产战略发生转移生产轻型汽车变速器总成凭借自身多年生产变速器的经验及实力首先为沈阳金杯配套轻型汽车变速器JK进而把产品陆续打入全国各轻型客车、皮卡生产企业最近又研制成功轻型越野车用变速器产品目前已形成一定轻型汽车变速器生产能力。唐山爱信齿轮有限责任公司是国内集轻、微、轿车变速器于一体的生产企业近两年该厂轻型汽车变速器Y系列遍及全国各轻型汽车企业匹配车型有轻型载货车、皮卡、轻型客车、轻型越野车、SUV等YM()产品系唐山爱信于年自主设计开发并取得国内两项专利技术的新一代轻型汽车变速器。该汽车变速器使用自主设计开发的一种结构紧凑、性能优异的全新换档操纵机构很好地解决了在一种变速器上换档操纵位置不能左右互换的问题市场前景很好深受用户欢迎。由于近年来江铃汽车和安徽江淮汽车发展迅速两大汽车企业变速器配套厂相应得到提升南昌齿轮厂的MT型产品需求快速增长安徽省汽车齿轮箱总厂的LCT、LCT、LCT变速器颇受青睐。哈尔滨变速箱厂近两年实施战略转移产品向多品种宽系列发展新开发的重型车用变速器产量增长迅速年万台轻型车用变速器呈下降趋势。先进制造技术先进加工技术「」「」「」「」「」进入世纪切削加工依然是制造技术最基础的工艺而高速切削则是切削加工工艺最重要的发展方向。多年的研究证明在很高的切速区随着切速的增高切削力减小切削温度虽增至很高但达到一定值后增势趋缓保持不变。高速切削就是指切削温度随切速的增加不再显著增长的切削阶段其切速一般比普通切削高出倍之多所以又常被称为超高速切削。高速切削的速度范围是一个相对概念会随不同的加工方式和不同的工件材料而异。目前实际生产中高速铣削铝、铝合金(含硅量小于)以及铸铁的速度范围大约分别为mmin和mmin。实际上在机床上进行高速切削加工时则不仅有高的切削速度而且要有高的进给速度(含快移速度)以及能在最短时间和行程内达到指定速度的高加(减)速度与之相配合。所以高速切削加工概念的内涵又有所延伸它即包含高的切削速度也包含高的进给速度(含快移速度)和高的加(减)速度。很明显高速切削加工是一项系统工程它涉及机床、刀具、工件和若干外围技术比如CAM技术、加工状态监控技术等。高速切削加工试验(高的切速、小的切深、快的进给)表明它可以提高加工效率和降低加工能耗(单位功率的材料切除率)又能获得高的加工精度和表面质量(表面完整性和粗糙度)尤其适合加工薄壁零件。实验还表明某些难加工材料比如镍基合金、钛合金和纤维增强塑料在高速切削条件下也变得易于切削刀具磨损过快问题获得缓解。最近十年高速切削加工在汽车工业、航空航天业和模具工业获得较广泛的应用而且成效显著。在汽车工业高速加工中心的加工效率已足以取代组合机床成为柔性生产线的主力加工设备从而有力地推动了大批量生产的柔性化在航空航天业高速数控铣床和加工中心不仅使薄壁、窄筋工件的加工变得容易而且促进了机翼、机身等构件采用整体制造法(既构件由大型铝合金坯料切除的多余材料整体制成)。从技术角度看高速切削加工已经正在与精密和超精密加工、硬切削加工、干和准干切削加工相结合。先进生产模式「」「」工业制造企业的生产方式经历了手工生产方式、大量生产方式、JIT生产方式、精益生产方式、敏捷制造生产方式的过程。、大量生产方式是通过劳动低工资和大量资本投入来实现的它将生产技术专业化每个工人只会一种技艺缺乏灵活性只是“机器”的一种延伸。工人不关心产品质量只期望产品的增加达到大量生产的要求。、JIT生产方式主要是通过适时适量生产、弹性配置员工数及质量保证等手段利用信息技术来降低成本以求最大利润。这时的员工已不是大量生产方式下只依图生产、依命令工作的机器。他们有了一定的权利逐步成长为身怀多种技能的高级蓝领员工。在企业中的作用日益增强。、精益生产方式是在信息技术飞速发展和普及下诞生的它强调彻底消除浪费最大限度地发挥“命运共同体”中每一组织、每一员工的能力和积极性以谋求企业经营效益的提高。、敏捷制造是柔性生产技术它将有技术、有知识的劳动者与能够促进企业内和企业间合作的灵活管理集成在一起通过所建立的共同基础结构对迅速改变的市场需求做出快速反应。在这其中技术和信息的载体是人管理的主体是人管理的客体也最终归结为对人的管理人进一步确立了敏捷制造企业管理中的核心地位。公司现状我公司是一个专业汽车零部件变速器开发制造企业由于种种原因公司一直游离于国内各大汽车集团之外缺乏各大汽车集团内部零部件企业享有的品种较单一、批量较大的生产优势这一特点决定了我公司的市场定位即面向全国各主机厂不遗余力的满足用户不断变化的多样性需求以此来求得企业的生存与发展。多年来公司始终搏击于市场竞争的风口浪尖之上为满足用户需求共发展研制了轻型、微型、轿车等几大系列、上百个品种的变速器正是覆盖面如此之宽的产品开发满足了用户的不同需求支撑着公司的不断发展在产品的设计和工艺准备工作中总是一个产品、一个零件的进行产品设计和工艺准备工作技术科设计了大量的相似工装工装的设计一直没有大的突破。在加工过程中品种的更换都需要更换工装、找正、测量大量的辅助时间增加了生产成本。每开发一个产品一旦批量形成都会投入大量的设备开始时几个零件共用一条生产线随着批量的增加最后每一个零件一条生产线。在共线阶段一条生产线更换品种需要将近个小时的时间这就需要再增加更换品种时间必要的库存这条线加工的品种越多库存越大成本越高。市场竞争是质量竞争同时也是价格竞争库存越大成本越高为了适应越来越激烈的市场竞争年公司的前身(唐山齿轮厂)与日本爱信精机合资在引进日本技术的同时引进先进的管理方式JIT(准时化生产方式):在必要的时间生产出必要的产品。同时在壳体加工方面采用通用设备、加工中心与专机组成的生产线进行生产加工中心多为年代国产加工中心转速低、移动速度慢设备长期在低转速范围内运转新的高速切削刀具无法在其上取得满意的结果。专机的应用总是根据生产纲领在适当的时候审批生产长期的模式是专机到位调试合格了产品的产量便下滑了。课题的提出及主要工作壳体加工工艺的编制极具灵活性只要能装夹简单、加工出合格的产品便是一个合格的工艺但由于工艺人员的水平、素质都各有不同所以同一类零件的工艺会有所不同同时生产纲领不同、加工工艺也不同。但是面对市场需求汽车行业生产由单一大批大量型向多品种小批量生产方式的转化趋势在具体的生产纲领下采用哪种工艺方案最合理在企业内部也应形成一个统一的认识。同时随着高速加工技术越来越广泛的应用高速加工机床、刀具的使用及切削用量的选取在公司内也应推广使用。以丰田威驰变速器壳体为例国际水平的加工工时为分钟在日本的加工时间为分钟在公司的加工时间按当时的加工条件加工时间为分钟左右(采用新设备、新刀具后为分钟)差距是一目了然的。基于以上原因公司迫切需要优化壳体加工工艺、实现成组加工、提高加工效率、降低加工成本选择合适的机床与刀具通过试验找到合理的切削参数将近几年来国内外研究出来的高速切削成果应用到实际生产中来。首先要对着种零件进行工艺分析从使用设备、投资额、人员配置、工艺成本几个方面进行分析计算找出一种工艺设计比较方法这种方法使工艺方案的确定由单纯的理论分析变为数据比较根据企业投资能力提供多种工艺方案然后进行分类方法研究开发分组软件、制定成组工艺找出适合壳体类零件加工的分组方法最终根据生产纲领确定零件组对高速切削方法进行研究从机床选取、刀具选取、刀具夹紧方式的选取、刀具动平衡、刀具安全性、切削用量的选取以及冷却技术等方面进行介绍:分析成组夹具设计特点设计一种孔加工的成组夹具。同时在公司内部确定适合本公司的壳体加工工艺规范有利于新的工艺人员在短时间内对壳体加工有一个全面的认识少走弯路。第二章轻型汽车变速器壳体类零件优化工艺研究壳体零件类型及工艺特点、离合器壳体、操纵盖、中联板、后体组件、壳体图变速器外形图本文中所研究的壳体是离合器壳体、后体组件、操纵盖三大类壳体。该公司共生产大机型的轻型汽车变速器主要配套的车型有:沈阳金杯、皮卡、东南得利卡、富利卡等大机型变速器的中心距全部为毫米主要连接销孔的坐标都相同不同的车型只要更换后体、离合器壳体便可使用见图。离合器壳体的主要功能是实现变速器与发动机的有效联接是变速器模块化设计中三个主要壳体零件之一通过它的变化同一变速器可搭载不同型号发动机满足多种车型的需要所以同一基型变速器的离合器壳体与变速器连接面(以下简称小面)全都相同只是与发动机连接端(以下简称大面)不同但具有相同的功能孔。由于离合器壳体两个面其面积较大压铸时的变形量不易控制所以两个面的螺栓过孔必须经过加工其加工精度钻削即可保证但由于孔的数量较多不同的生产批量对应不同的加工方法销孔加工一般采用钻、镗、铰或钻、镗加工设备通常为专机或加工中心所以离合器壳体具有进行成组加工的的基础。后体组件是由后体及衬套组成有的有轴承位承载输出轴有换档轴孔远距离操纵的操纵机构一般设置在后体内有里程表孔有后体油封用于密封变速器即预防外界粉尘的侵入又防止润滑油的渗出但无论其结构如何复杂都必须与变速器壳体进行连接。所以每一系列后体组件都有相同的连接面及连接、定位孔。里程表孔虽然位置大小不同但由于其精度相同加工方法也一样。同样衬套孔、油封孔、防尘罩外圆虽尺寸不同但并不影响其加工方法。操纵盖是变速器安装换档杆的支撑件其形状差异最大。两大机型的中心壳体和中联板在该公司引进的一条日本专机生产线上生产一个“流生产”单件加工时间为分钟其余的离合器壳体、后体组件、操纵盖分别在公司内和下层配套厂生产由于后体组件、离合器壳体是在不断的市场开发中设计出来的现行工艺也只是针对某一个具体零件的加工工艺工艺的花样繁多缺乏统筹考虑。每一道工序都有一套夹具夹具、刀具数量较大给生产组织、管理带来较大困难车间物流混乱、丢漏工序严重。为了最大限度的降低成本、最短周期生产出新产品综合考虑这种壳、盖类零件的加工已迫在眉睫。种零件名称及生产纲领预测见表。表种零件生产纲领预测表序号图号零件名称第一年第二年第三年第四年第五年离合器壳体离合器壳体离合器壳体离合器壳体离合器壳体离合器壳体离合器壳体离合器壳体后体组件后体组件后体组件后体组件后体组件后体组件后体组件换档盖操纵盖操纵盖操纵盖操纵盖操纵盖此种零件共三大类每一类零件极具相似性根据经验分类可能不是最经济的方案。分类不合理会造成人力、物力资源的浪费。机械制造过程所采用的工艺方法和设备的先进性一般取决于产品的产量(也就是工厂的生产纲领)。同一种产品由于产量或批量不同就可以有完全不同的工艺过程。成组技术就是把形状相似或所采用的加工工序相似的零件归纳成组改变了传统的批量概念。对工厂而言每一个零件的的生产数量虽少但成组的零件多了便可看作批量增加了。这样就可以类似大批量生产采用先进而高效的设备获得良好的经济效益。从以上产品的种类及生产纲领可以想象在整个车间内有多少种夹具、刀具、检具多少周转的工位器具在车间内组织生产是多么的繁杂因此采用成组技术加工迫在眉睫。工艺过程分析与优化「」「」「」「」「」「」「」「」「」工艺设计是连接产品和产品制造的重要纽带。没有正确合理的工艺设计就不可能经济而有效地将图纸变成合格产品。工艺设计得不好往往会造成加工质量达不到产品要求从而导致过量的废品或返修品、过多的在制品、过低的产量和过高的成本。反之工艺设计正确则必能在规定的计划期限内以最低的成本生产出一定数量的设计所需的优质产品。箱体类零件的加工必须有一套能将夹紧变形控制在最小的工艺方案而且工艺方案直接受批量的控制在目前的加工中由于缺乏综合考虑可以看到不同的工艺路线、许多的夹具要么全部用加工中心加工成本较高要么一条通用机床线工序极为分散零件质量靠操作者个人技术决定。所以在制定工艺前必须吸取经验采取适度的自动化技术以成组技术为基础、数控机床为核心数控机床与普通机床并存即保证质量又减低投资金额。离合器壳体离合器壳体与变速器壳体采用分体结构是着眼于变速器适应性的考虑即通过离合器壳体前端接口的变化以实现变速器匹配多种车型、不同发动机的需要这将有利于后续零部件的量产及其通用性而且可有效提高此种系列变速器的整体经济性。但分体结构相对于整体结构增加了加工、安装误差为保证变速器总成的整体性能应力求使这种加工、安装误差的影响最小因此对它与变速器壳体的加工精度要求相对较高。无论从总成使用还是在加工过程中离合器壳体加工的关键首先是与发动机连接面的平面度若平面度不好在加工过程中将产生较大的定位误差在测量过程中(用三坐标测量机)将会在建立基准过程中产生测量误差(用检具)存在测量基准与定位基准不统一的问题测量基准与定位基准统一也会发生零件合格与否的误判。其次是销孔加工如何保证位置精度是此工序的关键。产品的制造可以采用几种工艺方案零件加工也可以采用不同设备、不同的加工方法、不同的工艺方案除了在技术上可以达到不同的要求外在经济上也会有不同的效果。选择工艺方案在保证产品质量的前提下还要从经济上对各种方案进行分析比较。选择方案就必须对各种方案进行技术经济分析对技术经济指标进行综合比较选择最优方案。最优的工艺方案应该是在保证产品质量的前提下用较快的时间和较少的劳动消耗来完成产品或零件的装配或加工过程。所以效率高、质量好、成本低是衡量工艺方案好坏的重要标准。下面以RYA离合器为例进行工艺方案论证我公司生产的离合器壳体品种有:、、、、、、、前种离合器壳体的小面几乎完全一样后种壳体的小面也是同一系列产品的变形工艺方案极为相似所以首先以离合器壳体为例进行工艺论证。销孔加工方案销孔加工主要有两种加工方案加工中心加工或专机加工。在日本采用台专机加工两面销孔每台专机的加工时间为分但加工品种仅种而且由于其加工精度较高专机价格需万元台(共万元)其价格也大于购买台立式加工中心新增产品不能很快投入生产。考虑到种离合器壳体的小面并不完全一样而且加工中心的主轴转速、进给速度也越来越快在分钟内能够加工完对销孔。因此新增的离合器壳体可以很快的实现在线加工。见表销孔加工方案比较。表销孔加工方案比较设备数量设备单价(万元)设备总价(万元)加工时间(分)加工工件种类操作者操作难易程度品种更换难易程度使用专机易难使用立式加工中心无数易易所以采用立式加工中心具有更多的优势。两面螺栓过孔的加工方案螺栓过孔其孔径、位置不同但因功能相同所以其位置公差相同导致其加工方案相同见表。表螺栓过孔加工方案比较加工时间(分)设备数量设备单价(万元)设备总价(万元)加工工件种类操作者劳动强度品种更换难易程度使用人数使用专机多种小换模板使用摇臂钻床多种大换夹具虽然专机方案的一次投入较大从工人工资角度考虑工人工资按万元年计算一年的工资差异为()X=万元使用专机多投入的万元一年以后便会平衡所以专机方案更合理。此两台专机与公司内的专机不同此两台专机采用万向节传动万向节数量大于现加工的孔的数量便于品种增加时有备用的刀具专机采用快速更换钻模板的结构夹紧采用上托式夹紧机构便于品种更换。周边孔的加工方案离合器壳体的周边的孔功能不同孔的位置、角度也不相同所以夹具设计的种类极多即使采用成组夹具夹具数量也不会减少太多见表。表周边孔加工方案比较加工时间(分)设备数量设备单价(万元)设备总价(万元)加工工件种类操作者劳动强度品种更换难易程度使用人数使用通用机床分台多种大难使用卧式加工中心分台多种小易同样工资差额()X=,年后仅从工资角度便会平衡。而且此线不必添加太多夹具很快便可加工新的品种。离合器壳体总的方案评价离合器壳体总的方案评价见表表离合器壳体工艺方案比较离合器壳体年产量件要求日产量=件按三班计算(″),可动率TT=X=″加工部位方案大面小面小面销孔小面过孔大面销孔大面过孔拨叉支柱孔底孔拨叉支柱孔攻丝DD孔底孔DD孔攻丝CC左右侧底孔CC左右侧底孔AA面面加工AA面底孔AA面攻丝电喷孔铣面电喷孔面大孔电喷孔面小孔电喷孔面小孔攻丝大面攻丝合计工序内容车大面铣小面钻、镗钻、镗、铰钻、倒角钻、锪面攻丝钻、锪面攻丝钻孔钻孔铣面钻、倒角攻丝与AA同时加工钻铰孔钻孔攻丝攻丝使用设备立车立铣双工位专机立式加工中心立钻立钻立钻立钻立钻立钻立铣摇臂钻床摇臂钻床立钻立钻立钻攻丝机台设备价格万万万万方案使用人数XXXXXX工序内容车大面铣小面钻、镗、铰钻孔钻、镗、铰钻、倒角钻、锪面攻丝攻丝钻孔钻孔铣面钻、倒角攻丝与AA同时加工钻铰孔钻孔攻丝攻丝使用设备立车立铣立式加工中心专机立式加工中心专机(可换头)立钻立钻立钻立钻立钻立铣摇臂钻床摇臂钻床立钻立钻立钻攻丝机台设备价格万万与大面共用万万万在小面专机上带出方案使用人数X=X=X=X=X=X=方案工序内容车大面铣小面钻、镗、铰钻孔钻、镗、铰钻、倒角钻、锪面在小面专使用设备立车立铣立式加工中心专机立式加工中心专机(可换头)立钻立钻机上带出立式加工中心第四轴设备价格万万与大面共用万万万使用人数XX下面计算零件的全年工艺成本:零件的生产成本的组成:Sc–每件材料费Sz–每件机床工人工资全年可变费用NvSw–每件机床维持费Stjz每件通用机床折旧费Sdz每件刀具维持费及通用刀具折旧费全年工艺Sjz每件夹具维持费及通用夹具折旧费成本SnStz调整工人工资Szz专用机床折旧费全年不变费用CnSzdz专用刀具折旧费Szjz专用夹具折旧费全年零件成本行政、总务人员的工资及办公费用厂房维持及折旧费用其它费用照明、取暖、通风、水费运输费用由于存在公司机密及一些费用对计算结果不会产生太大影响所以将计算简化为下式:Sn=(SzStjz)N(StzSzz)N为年产量主要对比方案、方案经计算得出如下个公式:Sn=NSn=N见图零件生产成本表。从上两式可以看出从工艺成本角度考虑无论产量大小方案的工艺成本永远小于方案的工艺成本所以采用方案作为离合器壳体加工的工艺方案。全部离合器壳体的工艺过程见表。表全部离合器壳体的工艺过程品种设备立车(车大面)√√√√√√√√立铣(铣小面)√√√√√√√√立式加工中心(小面销孔)√√√(增加铰φ孔)√√√√螺栓过孔√螺栓过孔立式加工中心(大面销孔)√√√√√√√螺栓过孔√螺栓过孔专机(小面过孔)√√√√√√专机(大面过孔)√√√√√√摇臂钻(钻孔)√(钻拨叉支柱孔)√(钻拨叉支柱孔)√CC钻孔锪面√(钻拨叉支柱孔)摇臂钻(攻丝)√(拨叉支柱孔攻丝)√(拨叉支柱孔攻丝)√CC钻铰阶梯孔√(拨叉支柱孔攻丝)立式加工中心第四轴(周边孔加工)√√√注:√表示零件在该机床有加工工序后体组件汽车变速器的后体是变速器模块化设计中的重要一环它不但要对变速器输出轴有很好的支撑作用以保证变速器正常的输出还要兼顾变速器总成密封性、润滑性、噪音、里程表输出等多种要求而很多情况下它又是变速器的操纵机构的载体(特别是地板式直接操纵的变速器)因此其结构具有相当的复杂性和多样性且通常其成渐缩式筒状结构纵向尺寸又相对较长使得其内腔空间较小不利于加工。特别是三支撑结构的变速器其后体内还要安装轴承而这些轴承又是对变速器输出轴、中间轴的过定位支撑因此若后体轴承孔位置偏差较大不仅会造成相应轴的安装困难,还会直接影响齿轮啮合及输出轴后端油封的密封效果。这无形之中就增加了后体加工的难度对工艺方案的设计亦提出了很高的要求。我公司生产的后体组件主要有、、、、、、共种。后体组件工艺方案确定过程与离合器壳体相同不再进行工艺方案的详细论证后体组件全部工艺过程见表。表全部后体组件的工艺过程品种设备立铣(铣大面)√√√√√√√卧式加工中心(孔加工)√销孔衬套底孔叉轴孔Ф孔螺纹孔销孔衬套底孔叉轴孔Ф孔Ф孔螺纹孔销孔衬套底孔内腔孔销孔衬套底孔车槽Ф孔Ф孔螺纹孔销孔衬套底孔内腔孔销孔内腔孔斜面油压机(气压机)压衬套√√√√√√√数控车(车衬套、油封孔、外圆)√√√√√√√卧式加工中心(周边孔)√√√√√√√卧铣(操纵盖面)√有°斜面√√√√√多头钻(操纵盖面钻孔)√√√√√√多头钻(操纵盖面攻丝)√√√√√√普车(车导油嘴孔)√车槽√车槽√车槽√车槽注:√表示零件在该机床有加工工序操纵盖类零件操纵盖类零件是变速器内部操纵零件与车辆操纵系统的连接枢纽通常通过其上安装的选、换档杆将司机的操纵动作传入箱体内实现其对车辆档位、速度的控制而且为防止润滑油从其上选、换档轴孔处泄漏其上还设有安装油封的位置对于一些远距离拉索操纵的变速器一般五倒档互锁机构也安装在操纵盖上使操纵盖的结构变得复杂、难加工特别是现在一些变速器为搭载不同车型要求实现操纵系统的左右互换就使得其操纵盖的结构更具复杂化。我公司生产的操纵盖有、、、、、与后体、离合器相比操纵盖的结构差异最大。操纵盖类零件工艺过程见表。表操纵盖类零件工艺过程品种设备立铣(铣面)√√√√卧式加工中心(销孔加工)√√√数控车床(车槽)√车槽√√√√车槽专机(铣槽)√铣槽√铣槽摇臂钻床(钻孔)√M√Ф√Ф摇臂钻床(攻丝)√Ф√Ф√Ф拉床(拉槽)√拉槽注:√表示零件在该机床有加工工序本章小结本章以离合器壳体为例对该零件的三种加工工艺分别以设备投资、人员配置、生产率为目标进行经济分析计算出零件生产成本可以一目了然的确定采用哪种工艺方案更合理同时将这种分析方法应用到这种零件中去最后形成全部种零件的优化工艺。第三章成组技术应用成组技术简况在机械制造工业中中、小批量生产占有较大比重随着国内外市场竞争的日益加剧中小批量生产存在以下问题:、产量小生产周期长限制了先进生产技术的采用因而生产效率低。、生产准备工作量大在传统生产方式中先是分别地针对每一种产品、每一种零件进行图样设计和工艺准备工作这些工作中很多是重复性工作。小批量生产时品种多、更换快因而生产准备工作量更大有时甚至不能满足生产的要求。、生产计划、组织管理复杂化。由于生产品种和生产过程的多样性使生产组织管理复杂、很难实现科学管理。鉴于上述情况与大批量生产相比小批量生产的技术水平和生产效率较低如果能将小批量生产转化成为批量较大的生产就能较好

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