汽車動力總成裝置用工裝改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

■ 一汽海馬汽車有限公司 （海南海口 570216） 梁昌慶

汽車（整車）制造廠總裝車間將發(fā)動機(jī)（驅(qū)動電機(jī)）與變速器拼裝成動力總成裝置時(shí)，普遍采用動力拼裝臺類工藝工裝進(jìn)行輔助裝配，或者AGV自行小車。把動力總成與車體裝配時(shí)，通過動力安裝臺把動力總成運(yùn)送至特定工位，托舉動力總成與車體進(jìn)行裝配，如圖1所示。

1. 原工裝總成加工制作中存在問題

圖1 動力安裝臺

一般情況下，各車型每1～2年時(shí)間就要進(jìn)行改款更新或升級（有些車型更新升級時(shí)間甚至短于一年），所匹配的動力總成也要進(jìn)行相應(yīng)的升級或優(yōu)化，動力總成外觀尺寸也要進(jìn)行更改，與之相應(yīng)匹配使用的工裝總成的零部件結(jié)構(gòu)、尺寸也要隨之更改，原來所用的工藝工裝（下簡稱舊工裝）不適用于新裝配的動力總成裝置。因此要求工藝工裝生產(chǎn)制作部門及時(shí)對舊工裝進(jìn)行改造或重新制作工裝（以下簡稱新工裝）供之使用。

制作上述工裝所用材料普遍為圓鋼、鋼板之類的碳素結(jié)構(gòu)鋼，材料價(jià)格較高，并且工裝生產(chǎn)制作部門使用半自動的老式普通臥式車床、銑床和磨床等機(jī)床設(shè)備，大部分材料均經(jīng)過人工氣割下料，再經(jīng)過機(jī)床機(jī)械加工，所有加工工序都由人工操作進(jìn)行，投入人力工時(shí)和設(shè)備使用成本較高，制作每件工裝總成本（含材料、人工和設(shè)備使用等）達(dá)幾千元，有些比較復(fù)雜的工裝甚至上萬元，工裝成本投入占生產(chǎn)成本（汽車總裝）較大比例，并且工裝成品交付要求時(shí)間緊，所以工裝生產(chǎn)制作部門在改制或新制作工裝時(shí)，不僅要考慮如期交付，還要考慮如何降低成本。如工裝停止使用，作為舊工裝則應(yīng)送回工裝生產(chǎn)制作部門作為備件或材料重新利用，減少新增材料支出，節(jié)約成本。如只要對某些零件進(jìn)行機(jī)械加工更改，修改各零件工作量不大的情況下，工裝生產(chǎn)制作部門只需對某些零部件進(jìn)行機(jī)械切削加工或增添某些較小的功能部件，生產(chǎn)制作部門可快速完成修改任務(wù)，快速完成加工改造任務(wù)，滿足生產(chǎn)部門對工裝的使用需求。如果工裝對使用功能變化大，各部件結(jié)構(gòu)變化較大，則需重新制作不同于原結(jié)構(gòu)或功能的新工裝。重新制作新工裝件時(shí)，可以根據(jù)需要對舊工裝部件材料進(jìn)行重新利用，降低材料使用成本。但首先需對舊工裝件進(jìn)行分解，利用普通臥式車床或其它工具設(shè)備對舊工裝部件進(jìn)行鉆削、切割加工分解成零件，分解后，根據(jù)新零件尺寸要求，對原舊零件進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械切削、鉗焊加工成新的部件。由圖2、圖3可見，新工裝的某些部件可以利用舊工裝的部件改制加工成，但大部分部件還是需要重新使用原材料加工而成。

由于舊工裝的部件多數(shù)部分都是由各種零件焊接成型，各部件在加工成型后表面均涂刷有油漆保護(hù)層，構(gòu)成部件的零件在使用過程中可能出現(xiàn)變形，所以對舊工裝部件分解成零件時(shí)需要去除原有的焊縫材料、表面的油漆層及銹蝕層，對變形的零件進(jìn)行矯正等，所花費(fèi)的人工工時(shí)可能與重新使用原材料加工所花費(fèi)的人工工時(shí)相差無幾或者甚至多于重新制作所花費(fèi)的人工工時(shí)。相互對比，利用舊工裝部件進(jìn)行相應(yīng)改造或是重新投入原材料進(jìn)行加工而成，所投入人工加工工時(shí)及設(shè)備使用投入成本幾乎一樣，也即利用舊件改造制作，原材料是節(jié)約了，但人工加工時(shí)間及設(shè)備使用投入成本并沒有節(jié)省多少費(fèi)用。綜合考慮原材料投入、設(shè)備使用及人工工時(shí)所產(chǎn)生的綜合成本及交付日期，有時(shí)候全部使用原材料制作新工裝的綜合成本會更低一些。

2. 改變設(shè)計(jì)優(yōu)化零部件結(jié)構(gòu)

為了節(jié)約成本，提高加工效率，及時(shí)交付，滿足需方使用要求，只能從工裝設(shè)計(jì)及加工工藝方面入手，進(jìn)行改善才能達(dá)到目的。經(jīng)工裝生產(chǎn)制作部門提議，會同使用部門和設(shè)計(jì)部門相關(guān)技術(shù)人員群策群力進(jìn)行相關(guān)的改善優(yōu)化，根據(jù)多年來工裝制作和加工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出此類工裝使用的支撐座部件的底座零件尺寸相同，只是上部分各功能頂桿、頂塊或頂板尺寸不相同，制作每批次的工裝總成，均要制作相同的底座零件。

此類工裝部件分成兩大類：一類是上部分功能頂桿部位外輪廓為有中心線的回旋體，使用中沒有方向選擇性，稱之為A型部件；對A型部件進(jìn)行改進(jìn)，下部分設(shè)計(jì)加工成帶螺孔的通用標(biāo)準(zhǔn)底座件（即改進(jìn)后的A型標(biāo)準(zhǔn)底座）。上部分加工成帶螺紋的螺桿件，上、下兩部分螺紋相互擰合后用螺母鎖緊，保證整體達(dá)使用功能要求，如圖4所示。另一類是上部分焊裝有功能性的頂板、頂塊或頂桿，使用中有方向選擇性，稱之為B型部件。對B型部件，由于上部分焊裝有功能性的頂板、頂塊或頂桿，如采用螺紋聯(lián)接方式，螺紋旋合至所需高度，頂板、頂塊或頂桿方向不一定正確，如讓方向性正確，高度尺寸不一定合適，所以螺紋聯(lián)接方式不適用。對此采用另一種結(jié)構(gòu)形式，下部分加工帶U型分叉口的通用標(biāo)準(zhǔn)底座件（即改進(jìn)后的B型標(biāo)準(zhǔn)底座），上部分按使用要求加工成帶安裝扁面的功能頂桿件或頂板、頂塊件，用圓銷裝配后再用活動定位套套合，可保證整體部件安全可靠承載相應(yīng)功能工作。如圖5所示。

圖2 利用舊工裝部件改制成新工裝的某些部件

圖3 利用舊工裝部件改制成新工裝的某些部件

3. 改善優(yōu)化后效果

生產(chǎn)制作部門可事先加工此類部件的下部分也即通用標(biāo)準(zhǔn)底座件（A型和B型標(biāo)準(zhǔn)底座件），再根據(jù)需要按相關(guān)的尺寸要求加工上部分頂板、頂塊及頂桿零件，然后進(jìn)行機(jī)械裝配就可組成工裝總成，縮短整體加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，如期交付使

圖 41.改進(jìn)后的A型標(biāo)準(zhǔn)底座2.改進(jìn)后的上頂桿 3.鎖緊螺母

圖 51.改進(jìn)后的B型標(biāo)準(zhǔn)底座2.改進(jìn)后的上頂桿 3.活動定位套

用。并且舊工裝總成由于淘汰后送回生產(chǎn)制作部門，其中通用標(biāo)準(zhǔn)底座部件當(dāng)作備件循環(huán)使用，往后加工制作此類工裝時(shí)，只需加工上部分的功能頂板、頂塊及頂桿零件，再利用存有的通用標(biāo)準(zhǔn)底座部件進(jìn)行機(jī)械裝配即可組成工裝總成投入使用，如圖6所示。大大縮短加工制作時(shí)間，節(jié)約了鋼材材料，降低了綜合成本。計(jì)算，經(jīng)改善后，加工此類工裝工時(shí)節(jié)省了60%，材料節(jié)省了50%，綜合成本節(jié)約50%以上，達(dá)到了節(jié)約成本的目的。

圖 6

[1] 金福昌. 車工（初級）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2] 胡家富. 銑工（初級）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

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