油道氣密檢測(cè)工裝的優(yōu)化設(shè)計(jì)

張琦

(上海汽車變速器有限公司， 上海 201800)

0 引言

EDU是混聯(lián)式混合動(dòng)力變速箱[1]，其內(nèi)部設(shè)計(jì)采用了液壓結(jié)構(gòu)，使用高壓油路來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，若油路存在泄漏，將會(huì)影響汽車整體性能，因此液壓油路的密封檢測(cè)非常關(guān)鍵[2]。此次研究的對(duì)象為EDUG1裝配線中的高壓油路檢測(cè)工位，其受制于產(chǎn)能節(jié)拍的要求，采用了全自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行油道氣密的檢測(cè)[3]。全自動(dòng)工位雖然有效提高了生產(chǎn)節(jié)拍，但對(duì)于設(shè)備的可靠性有了更高的需求，并成為保障產(chǎn)品質(zhì)量的最重要環(huán)節(jié)。本文作者主要針對(duì)該自動(dòng)工位中出現(xiàn)的問(wèn)題及供應(yīng)商所采取的解決方法進(jìn)行了描述，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析后，對(duì)該工位的工裝進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，從而規(guī)避了裝配過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，保證了工裝的可靠性，降低了對(duì)工裝的維護(hù)檢查，刪除了無(wú)用的工裝及操作動(dòng)作，提高了操作效率，最終幫助其提高了產(chǎn)能及質(zhì)量。

1 設(shè)備的基本構(gòu)造

EDU變速箱的高壓油路檢測(cè)，主要是對(duì)于殼體在壓力鑄造的密質(zhì)性檢測(cè)[4]。其兩側(cè)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的高壓油路設(shè)計(jì)在合箱平面上，并通過(guò)閥體總成對(duì)高壓油路進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)離合器的開合。高壓油孔位置如圖1所示。

EDUG1裝配線采用了全自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行液壓油路的密封檢測(cè)。文中僅介紹與變速箱接觸部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2左側(cè)支架為設(shè)備固定的位置，支架與設(shè)備的框架結(jié)構(gòu)固定連接，氣密檢測(cè)部分采用連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[5]，連桿由氣缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可上下移動(dòng)。

圖1 高壓油孔位置圖

圖2 設(shè)備結(jié)構(gòu)

該設(shè)備工作原理：裝載EDU變速箱的托盤到達(dá)該氣密檢測(cè)工位，工位對(duì)托盤進(jìn)行舉升定位，以確保變速箱與工位精確定位，隨后氣密檢測(cè)連桿在氣缸推動(dòng)下與高壓油孔貼合，氣密機(jī)通過(guò)連桿內(nèi)孔充氣進(jìn)行氣密檢測(cè)[6]。氣密檢測(cè)如圖3所示。

圖3 氣密檢測(cè)圖

2 生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題及解決方法

2.1 油道氣密工裝的O形圈密封不良及對(duì)策

EDUG1裝配線的高壓油路采用了氣密檢測(cè)的方式來(lái)確認(rèn)殼體的質(zhì)密性，氣密檢測(cè)的壓力達(dá)到0.4 MPa。因此氣密檢測(cè)設(shè)備的氣密連桿必須壓緊變速箱殼體，以保證氣密檢測(cè)過(guò)程中不發(fā)生漏氣，從而提供一個(gè)可靠的檢測(cè)數(shù)據(jù)。此次裝配線供應(yīng)商對(duì)于檢測(cè)過(guò)程中最核心的工裝，采取了如圖4所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖4 供應(yīng)商的工裝圖

連桿與殼體間的密封采用標(biāo)準(zhǔn)O形圈進(jìn)行密封，O形圈通過(guò)連桿底部設(shè)計(jì)的燕尾槽進(jìn)行固定。

從設(shè)計(jì)原理上可行，但在實(shí)際使用中并不理想。最初使用時(shí)，O形圈彈性變形良好，密封效果穩(wěn)定，但經(jīng)過(guò)幾百臺(tái)以上的總成氣密使用后，密封O形圈失去彈性(氣密檢測(cè)使用高壓氣體，氣密連桿長(zhǎng)期往復(fù)壓緊殼體)，導(dǎo)致氣密出現(xiàn)泄漏，更嚴(yán)重時(shí)發(fā)生O形圈掉落進(jìn)變速箱內(nèi)部的情況。

在此背景下，供應(yīng)商采用更大直徑的O形圈，同時(shí)調(diào)整O形圈材質(zhì)，保證O形圈彈性量足夠，并要求操作人員定期更換O形圈，以遏制風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 油道氣密工裝的O形圈脫落風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策

雖然氣密泄漏問(wèn)題通過(guò)更換O形圈的方式得以改善，但是通過(guò)大批量的氣密檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，燕尾槽設(shè)計(jì)的防松模式并不可靠，O形圈脫落的情況依然偶有發(fā)生。因此，供應(yīng)商應(yīng)采取進(jìn)一步的遏制措施，即在燕尾槽底部涂抹硅膠粘結(jié)O形圈，以遏制O形圈脫落的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，增加工藝擋板，阻止O形圈掉進(jìn)變速箱內(nèi)部。至此，O形圈掉落進(jìn)變速箱內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)基本被完全遏制。工裝涂膠如圖5所示，工藝擋板如圖6所示。

圖5 工裝涂膠

圖6 增加工藝擋板

3 現(xiàn)有工裝的結(jié)構(gòu)及缺陷

雖然油道氣密檢測(cè)的問(wèn)題通過(guò)上述的方式得到了緩解，但并非是一個(gè)良好的解決手段。主要表現(xiàn)在：

(1)由于工藝上增加了一塊工藝擋板，因此操作工需要犧牲一定的操作節(jié)拍來(lái)安裝以及移除此過(guò)渡工裝，該動(dòng)作不產(chǎn)生裝配價(jià)值，屬于節(jié)拍上的零賦值動(dòng)作。

(2)O形圈雖不會(huì)掉進(jìn)變速箱內(nèi)部，但依然會(huì)發(fā)生脫落的情況，而脫落后就必須將脫落的O形圈找到，以防止O形圈卡住設(shè)備元器件等情況的發(fā)生。從而，尋找脫落的O形圈也成為班組生產(chǎn)的困擾。

(3)O形圈的更換非常不便，為防止O形圈的脫落從而在燕尾槽結(jié)構(gòu)底部涂抹了硅膠，但在更換O形圈時(shí)卻產(chǎn)生了困擾。操作人員必須要將涂抹的硅膠清理干凈，并涂抹新的硅膠粘結(jié)O形圈。若清理不到位，會(huì)造成氣密泄漏。若粘結(jié)不到位，會(huì)造成O形圈的脫落。

因此該工位的工裝持續(xù)優(yōu)化，勢(shì)在必行。

4 工裝的優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)現(xiàn)有工裝進(jìn)行改進(jìn)前，需對(duì)供應(yīng)商的工裝設(shè)計(jì)原理進(jìn)行分析研究。對(duì)于設(shè)備的工裝部分：氣密設(shè)備與氣密連桿直接相連，并通過(guò)連桿內(nèi)的中心孔進(jìn)行氣密檢測(cè)，氣密連桿使用可更換的O形圈與殼體進(jìn)行密封。連桿上方設(shè)有彈簧，設(shè)備工作時(shí)，氣缸推動(dòng)氣密連桿，若連桿運(yùn)動(dòng)速度過(guò)大產(chǎn)生沖擊時(shí)，減振彈簧可以提供一個(gè)良好的緩沖，避免零件的損傷。連桿工裝結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 連桿工裝圖

分析完供應(yīng)商工裝的設(shè)計(jì)原理后，可以對(duì)工裝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要目標(biāo)是解決現(xiàn)有工裝的3處結(jié)構(gòu)缺陷：

(1)取消不必要的工藝擋板，將裝配工藝恢復(fù)為原始狀態(tài)，即可有效提升當(dāng)前狀態(tài)的產(chǎn)能。

(2)保證O形圈不掉落。針對(duì)該問(wèn)題，不采用現(xiàn)有的燕尾槽搭配O形圈結(jié)構(gòu)，采取臺(tái)階式密封設(shè)計(jì)，連桿被設(shè)計(jì)為分體式[7]，臺(tái)階密封圈僅能從反側(cè)安裝，反側(cè)取出，原理上避免了O形圈掉落的風(fēng)險(xiǎn)[8]。臺(tái)階式密封圈如圖8所示。

(3)O形圈更換不便。針對(duì)此問(wèn)題，連桿的分體式設(shè)計(jì)通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，不使用硅膠粘結(jié)。更換密封圈僅需松開螺栓換新后再擰緊即可，避免了清理硅膠重新涂抹檢查的繁瑣步驟。

最后為保證設(shè)備不需要進(jìn)行任何調(diào)整，新工裝仍保留上方彈簧緩沖的設(shè)計(jì)，并根據(jù)原連桿長(zhǎng)度進(jìn)行修正，保證新連桿在總長(zhǎng)度上與舊連桿保持不變。至此原工裝的缺陷被全部解決，同時(shí)工裝的更換不需要調(diào)整設(shè)備的基礎(chǔ)架構(gòu)。新工裝實(shí)物如圖9所示。

圖8 臺(tái)階式密封圈

圖9 新工裝

重新設(shè)計(jì)后的氣密工裝，其臺(tái)階密封圈只能從反側(cè)安裝，反側(cè)取出，且密封圈設(shè)計(jì)較厚，耐用性大規(guī)模提升(O形圈僅能使用1周左右，臺(tái)階密封圈能夠使用1月左右)，分體式的螺栓連接方式也大幅度地提升了密封圈的更換便利性。影響裝配節(jié)拍的工藝擋板也得以取消，有效地提升了生產(chǎn)節(jié)拍，優(yōu)化設(shè)計(jì)工作相當(dāng)成功。新氣密工裝的設(shè)計(jì)原理如圖10所示。

圖10 新氣密工裝的設(shè)計(jì)原理圖

5 小結(jié)

產(chǎn)品的制造生產(chǎn)是企業(yè)得以維系的一個(gè)關(guān)鍵因素，一個(gè)良好的產(chǎn)品離不開各個(gè)部門的支持與幫助。而作為技術(shù)部門，最重要的工作即為保證車間高質(zhì)高效的生產(chǎn)。此次對(duì)EDU自動(dòng)油道氣密工裝進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)，在保證安全可靠的前提下，對(duì)工裝進(jìn)行了改良，有效地幫助了車間生產(chǎn)效率及質(zhì)量的提升。