鋁合金車體小部件加工效率提升研究

劉勇 劉明雪 李保國 王雋

摘要：本文是基于從長期從事鋁合金機加生產一線的實際經驗，總結分析出了鋁合金車體小部件加工急需解決的技術難題、制約生產的瓶頸問題，并針對不同類型的問題，提出了一系列的工藝策劃的新思路和新方法。

關鍵詞：數控加工；軌道車輛；鋁合金

引言

隨著軌道交通國產化技術的迅速發展，鋁合金車體小部件加工的主要發展方向將成為多品種、多批次、小批量、高效率。這對用于小部件加工的工藝裝備及其功能部件的要求將更為高效，精準，對人性化的工藝裝備需求將與日俱增。在數控機床上，設計模塊化工裝，通過對支撐模塊、定位模塊、壓緊模塊的相互組合，可滿足多品種部件間的快速互換；通過設計多工位隨型工裝，可以在機床外作業的時間內一次裝夾多個零件，兩套相同的工裝輪換使用，可有效的成多倍的減少工件的切換次數，從技術水平上提高設備利用率；對于擁有60米長工作平臺的FOOKE加工中心，合理進行工藝布局，利用機床內作業與機床外作業分離的管理方式，將工件停機操作的切換轉為機床外操作，從管理上提高設備利用率。

1.工裝夾具的通用化設計與快速換模

1.1 軌道車輛加工夾具通用化設計

如圖1所示，圖中1代表移動橫梁，2代表T型螺栓，3代表螺旋千斤頂，4代表折疊支持梁，5代表壓緊螺桿，6代表側向定位，7代表過渡墊塊，8代表壓板，9代表待加工產品。通過此種模塊化工裝基本實現了對各種不同零件的定位和壓緊，對于平板類、邊梁類的零件，支撐梁所在的平面可實現對零件的上下移動、左右翻轉、前后翻轉的3個自由度的定位，通過定位模塊可實現對零件的平面旋轉、前后移動2個自由度的定位，由于一般零件都需要在兩端進行定尺加工，所以工裝可不設端定位，通過對零件的壓緊來限制左右移動的自由度，從而該工裝完全實現了對工件的定位和壓緊。在實際生產中，對于同一斷面的不通車型，只需要調整移動橫梁1的間距，即可實現對工裝的快速變換，滿足零件的加工條件；對于項目的變更，只需要調整側向定位6與過渡墊塊7，即可迅速實現工藝變更，形成制造能力，既節約成本，又提高效率。通過工裝間的變換與組合演變成的地板/底架工裝.工裝通用性在車體大部件加工過程中，共用模塊可達70%。

1.2小部件加工隨型工裝設計

設計帶統一定位基準的多工位專用工裝，并且將相同定位基準的工裝可制作兩套，通過一次性裝夾多個零件，兩套工裝輪轉使用，將內作業的大量工作轉化為外作業，較單件單次停機裝夾的加工方法輔助時間可縮短80%。在機床工作臺上設定一個側定位和端定位基準，根據零件的加工特點、以及單車數量設計一套一次性可裝夾多個零件的工裝，且重量不超過15kg，方便人工拆卸、搬運，每次換模時，零件與工裝間的裝夾可在作業外完成，然后整體安裝至作業內，即可減少作業內的安裝調整時間。

2.機床內作業與機床外作業分離

2.1機床內作業與機床外作業標準

內作業的標準為必須將設備停止而做的輔助工作，如換刀、加冷卻液、利用機床校正工件；外作業的標準為在設備運行過程中副班可進行的操作，如吊運大部件、翻轉工件、傳送鋁屑、鋁屑裝袋、夾緊工件、刀具準備、冷卻液準備等。

2.2機加主班與副班作業的分工

主班：負責機床內作業。負責工件產品質量，負責設備、工裝、工具維護保養，操作設備運行，校正工件原點，處理加工過程中刀具積屑瘤，對冷卻，填寫過程控制卡，自互檢卡片（自檢）等工作。

副班：負責機床外作業。兩臺機床的副班同時配合操作，負責機加工序收料，來料自檢，吊運工件上工位，夾緊工件，拆卸工件，翻轉，吹鋁屑，吊運工件下臺位，填寫自護檢卡片（互檢），交檢，領冷卻液并分裝，以舊換新刀具，維護刀具柜中的備用刀具（常用刀具配置兩套相同參數的，輪換使用），清理廢料，收鋁屑。

3統籌標準化作業

針對物料匹配無法按節拍生產而兌現情況，統籌車間各工種在各時間段的工作內容，減少工作中的停機待料、搶天車等停滯或產生工作沖突的浪費。規定各工種各個時間段的工作內容，將原來以日為單位的生產計劃兌現制度細化到以分鐘、刻為單位的精益式管理。以機加設備連續作業為主線，其余的物流、天車、打磨、機加副班等全部為自動化生產而服務，通過串聯、并行等方式擬合各工種在不同時間的工作任務，可極大的減少停機等待時間。

4結束語

目前，中國高鐵技術正在蓬勃發展，中國政府高鐵外交戰略已初見成效，中國高鐵走出國門指日可待。動車組小部件加工效率的有效提升，可極大的減少機加件自制及委外加工的成本，從技術和管理的根本上增加企業的效益。

參考文獻

[1]若松義人.《精益改善力》.機械工業出版社，2008.

[2]郭力，劉建寧.高速加工機床及關鍵技術的新進展[J].新技術新工藝，2011（3）：3-6

（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司）