變速器殼體的工藝研究及效率提升
2022-11-2 來源：陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司 作者：李洛鋒
因市場原因，某變速器殼體初始設(shè)計產(chǎn)能較低，在汽車市場持續(xù)增長的情況下，其設(shè)計產(chǎn)能已顯不足。為了搶占市場先機(jī)，因追加投資周期長，從產(chǎn)品設(shè)計、工藝開發(fā)、生產(chǎn)制造等方面對生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化，提升該零件的生產(chǎn)效率。
一. 改進(jìn)前的情況說明
法士特齒輪有限責(zé)任公司的一種殼體設(shè)計兼容了變速器殼體、離合器殼體的功能，該零件設(shè)計復(fù)雜，加工內(nèi)容多，工序設(shè)置較長，導(dǎo)致存在以下問題 :
1）個別工序的加工內(nèi)容較多，節(jié)拍過長，與其他設(shè)備不能平衡。
2）生產(chǎn)線存在搖臂鉆，影響操作人員的勞動力釋放。
3）人員數(shù)量與設(shè)備數(shù)量的配比不合理，影響產(chǎn)線的能力。
二. 原因分析
通過對產(chǎn)品的設(shè)計、工藝開發(fā)、生產(chǎn)加工等方面的分析，發(fā)現(xiàn)原有工藝存在較多問題，具體如下 :
1）不合理設(shè)計，增加工藝難度及加工節(jié)拍，影響產(chǎn)能。
2）工藝思路較為落后，存在手動操作設(shè)備，操作人員的有效時間不能釋放，影響其他設(shè)備的開動時間，降低整條生產(chǎn)線的設(shè)備利用率。
3）刀具的應(yīng)用及加工參數(shù)的設(shè)置不夠合理。
三. 改進(jìn)措施的研究與應(yīng)用
1. 產(chǎn)品設(shè)計
針對圖樣中存在的設(shè)計問題，與設(shè)計者溝通，對產(chǎn)品圖樣的設(shè)計進(jìn)行合理化改進(jìn)，示例如下 :某孔孔徑要求 φA（H9），經(jīng)查該孔無需如此精度，通過設(shè)計變更將尺寸改為自由公差，改進(jìn)后效果見表 1。
表 1 某孔加工工藝改進(jìn)
2. 工藝排布合理化
原工藝的工序冗長，部分工序使用搖臂鉆，操作者的勞動強(qiáng)度較大。
主要通過以下工作完成工藝精簡 :
（1）通過定制刀具實(shí)現(xiàn)工序縮減 锪孔工序由搖臂鉆加工合并至立式加工中心加工，提升了加工質(zhì)量，降低了操作者的勞動強(qiáng)度，并實(shí)現(xiàn)工藝精簡。
（2）通過工藝改進(jìn)減少工序該殼體需安裝一種鋼套，通過工藝試驗(yàn)并設(shè)計安裝夾具，實(shí)現(xiàn)工序精簡，具體對比見表 2，夾具實(shí)物如圖 1 所示。
表 2 工序改進(jìn)前后對比
圖 1 夾具
（3）角度頭的應(yīng)用 斜面上的螺紋孔由搖臂鉆加工（見圖2）改為立式加工中心加工（見圖3）。
圖 2 搖臂鉆加工螺紋孔
圖 3 立式加工中心加工螺紋孔
（4）工藝調(diào)整壓縮工序 通過設(shè)計液壓夾具，調(diào)整加工內(nèi)容，將兩序加工內(nèi)容合并為一序，為瓶頸工序省出一臺立加，提升了該線產(chǎn)出，具體見表 3。
表 3 工藝調(diào)整改進(jìn)
通過以上工藝排布的合理化改進(jìn)，使該生產(chǎn)線的工序簡化，具體見表 4，且為瓶頸工序增加一臺設(shè)備，大幅提升了整線的加工效率。
表 4 生產(chǎn)線改進(jìn)前后工序?qū)Ρ?/font>
3. 新刀具的應(yīng)用
1）原工藝某孔使用國產(chǎn)鉆頭，進(jìn)給為 250mm/min，使用進(jìn)口鉆頭后，進(jìn)給為 900mm/min，切削效率提升 3 倍多。
2）新概念銑刀的應(yīng)用。某品牌銑刀改變了傳統(tǒng)銑削方式及理念，大幅提升加工效率 ; 較傳統(tǒng)刀具減少了刀片的使用數(shù)量，并大幅提升了刀片壽命，成本大幅降低。切削參數(shù)及加工時間見表 5。
表 5 更換刀具前后效果對比
4. 刀具數(shù)量優(yōu)化
在機(jī)械加工過程中，每多一個動作，則切削效率會受到影響，為此，需從刀具數(shù)量方面進(jìn)行優(yōu)化。
1）原工藝對孔口倒角均使用倒角刀加工，使用復(fù)合刀具取消倒角刀，加工時間可優(yōu)化約2min。
2）原圖樣要求油孔為 φC，將該孔與螺紋孔的底孔統(tǒng)一，則在加工時少使用一把刀具。
5. 程序優(yōu)化
1）利用現(xiàn)有刀具進(jìn)行試驗(yàn)，確定其合理的切削參數(shù)區(qū)間，對現(xiàn)有鏜刀、鉆頭、絲錐等常規(guī)刀具進(jìn)行優(yōu)化（見圖 4）。
圖 4 刀具進(jìn)給優(yōu)化前后對比
2）對程序中的刀具行走路徑進(jìn)行優(yōu)化，并對刀具安全距離由原程序的 15mm 減少為3mm，有效減少刀具的無效運(yùn)動距離。
3）原程序使用 G83 深孔循環(huán)加工某孔，通過更換刀具及調(diào)整機(jī)床切削液的壓力，使用鉆孔循環(huán) G81 加工。
四. 改進(jìn)的效果
1. 效率提升成果
通過以上改進(jìn)，瓶頸工序的加工節(jié)拍（含加工和裝夾時間）由原工藝的 20min/ 件縮短至10min/ 件，將該生產(chǎn)線的產(chǎn)能由 1.8 萬件 / 年提升至 3.6 萬件 / 年，大幅提高了該線的生產(chǎn)能力。各個改進(jìn)點(diǎn)對效率的貢獻(xiàn)比率如圖 5 所示。
圖 5 效率提升成果
2. 成本降低成果
該生產(chǎn)線整體投資為 800 余萬元，按照 10年折舊計算，平均每年折舊 80 萬元。
（1）設(shè)備折舊成本 改進(jìn)前單件設(shè)備折舊 :80 萬元/1.8萬件=44.4元/件;改進(jìn)后單件設(shè)備折舊:80萬元 /3.6 萬件 =22.2 元 / 件。單件設(shè)備折舊成本節(jié)約 :44.4 -22.2 =22.2 元 / 件。
（2）人員成本 改進(jìn)前單件人工成本 :（8萬元/人×6 人）/1.8萬件 =33.3（元/件）; 改進(jìn)后單件人工成本:（10萬元 /人×6 人）/3.6 萬 件=16.7（元/件）。單件人工成本節(jié)約 :33.3 -16.7=16.6（元 / 件）。
（3）刀具成本 根據(jù)刀具對比試驗(yàn)，所得刀具成本節(jié)約 1.63 元 / 件。
單件成本節(jié)約22.2+16.6+1.63 =40.43（元/件）。
五. 結(jié)語
該變速器殼體生產(chǎn)線的工藝改進(jìn)，有效地解決了設(shè)計產(chǎn)能不足的問題。既為公司節(jié)省了一筆可觀的投資，又及時搶占了市場高速增長的橋頭堡，為公司發(fā)展戰(zhàn)略夯實(shí)了基礎(chǔ)。
投稿箱：
如果您有機(jī)床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進(jìn)行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機(jī)床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進(jìn)行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關(guān)信息
業(yè)界視點(diǎn)
| 更多
行業(yè)數(shù)據(jù)
| 更多
- 2024年11月 金屬切削機(jī)床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 分地區(qū)金屬切削機(jī)床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 軸承出口情況
- 2024年11月 基本型乘用車（轎車）產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年11月 新能源汽車銷量情況
- 2024年10月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年10月 軸承出口情況
- 2024年10月 分地區(qū)金屬切削機(jī)床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年10月 金屬切削機(jī)床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2024年9月 新能源汽車銷量情況
- 2024年8月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2028年8月 基本型乘用車（轎車）產(chǎn)量數(shù)據(jù)
博文選萃
| 更多
- 機(jī)械加工過程圖示
- 判斷一臺加工中心精度的幾種辦法
- 中走絲線切割機(jī)床的發(fā)展趨勢
- 國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床何去何從？
- 中國的技術(shù)工人都去哪里了？
- 機(jī)械老板做了十多年，為何還是小作坊？
- 機(jī)械行業(yè)最新自殺性營銷，害人害己！不倒閉才
- 制造業(yè)大逃亡
- 智能時代，少談點(diǎn)智造，多談點(diǎn)制造
- 現(xiàn)實(shí)面前，國人沉默。制造業(yè)的騰飛，要從機(jī)床
- 一文搞懂?dāng)?shù)控車床加工刀具補(bǔ)償功能
- 車床鉆孔攻螺紋加工方法及工裝設(shè)計
- 傳統(tǒng)鉆削與螺旋銑孔加工工藝的區(qū)別