特種汽車車架制作工藝的分析與改進

□ 王 力 □ 劉 巖 □ 李 川

1.泰安航天特種車有限公司 山東泰安 271000 2.火箭軍裝備部駐泰安地區代表室 山東泰安 271000

1 改進背景

近年來,大型特種汽車在國防領域和民用行業不斷應用、發展,結構向更寬、更長、更多樣的趨勢不斷演化。車架屬于特種汽車整車關鍵部件,承載特種汽車的主要載荷。車架的質量關系到特種汽車行駛的穩定性和可靠性。

車架主要由縱梁和橫梁組成,車架裝配精度包括寬度、直線度、對角線、平面度等關鍵尺寸。提高車架制作質量,應控制縱梁、橫梁的裝配精度。筆者對某特種汽車車架制作中縱梁與橫梁裝配的工藝難點進行分析,提出并落實工藝改進措施,提升車架制作質量和生產效率,有利于特種汽車制造工藝朝智能化、模塊化方向發展。

2 存在的問題

某特種汽車車架制作工藝流程如圖1所示。先將縱梁裝入焊胎夾具中定位,再將橫梁吊入縱梁內。定位完成后,將車架從焊胎夾具中吊出,依據縱梁孔位置配鉆橫梁孔,最后用螺栓連接。

在車架制作中發現橫梁定位困難和橫梁配鉆效率低等問題,不僅影響車架精度,而且導致制作周期長,無法為后期生產階段節拍和效率提升提供幫助。

▲圖1 特種汽車車架制作工藝流程

橫梁的工件基準是兩側支耳孔,橫梁的安裝基準是橋線和縱梁上平面。由于各基準之間距離較遠,而且不在同一平面,因此定位、檢測困難。通常需要兩名工人協作,利用芯軸、鋁平尺、卷尺、鋼拐尺等檢驗器具或三坐標測量儀,才能完成定位、檢測。橫梁安裝定位如圖2所示。

橫梁體積和質量較大,移動困難。工人調整橫梁時,需要利用大錘敲擊橫梁立板,敲擊力度不易掌控,需要來回多次調整,勞動強度大,安裝時間長。

橫梁定位后,采用點焊的方式將橫梁與縱梁暫時固定。將車架從焊胎夾具中吊出,在車架鉆孔工裝上將縱梁腹板調整為水平狀態,依據縱梁孔配鉆橫梁孔。

▲圖2 橫梁安裝定位

經統計,某特種汽車車架每臺需要配鉆近300個孔,需要兩臺搖臂鉆床兩個工作日才能完成,配鉆孔工作量大,影響車架制作效率。

3 難點

特種汽車車架制作的主要難點如下:

(1)橫梁裝配由人工定位、檢測,人工操作穩定性差,操作難度大,橫梁裝配精度不易控制;

(2)橫梁安裝后,依據縱梁孔配鉆橫梁孔,配鉆工作量大,效率低,影響生產進度。

4 工藝改進

為了提高特種汽車車架鉆孔生產效率,考慮對橫梁提前鉆孔,不再配鉆,但提前鉆孔橫梁與縱梁孔間有可能會出現無法裝配的風險。另一方面,橫梁與縱梁采用螺栓連接,孔之間沒有調節量,裝配時一旦出現尺寸偏差,將無法調整。筆者從定位精度、合格率等方面考慮,提出工藝改進。

根據特種汽車車架橫梁圖樣及安裝要求,設計橫梁定位工裝。橫梁定位工裝的使用如圖3所示。縱梁在焊胎夾具內定位上平面和各橋線,橫梁定位工裝定位橫梁至縱梁上平面和橋線位置。橫梁支耳內穿入銷軸,定位橫梁至縱梁上平面高度,定位橫梁至橋線位置。橫梁的工件基準為支耳孔,所以橫梁的安裝孔應以這兩處作為加工基準。鉆孔前,在平臺上以支耳孔基準劃出一個孔的位置,再依據基準孔位置,利用數控鏜床分別加工各孔,由此保證橫梁安裝孔的精度。

5 驗證

按照工藝改進措施實施,新的特種汽車車架制作工藝流程如圖4所示。

車架裝配完成后,經質檢人員檢驗,橫梁定位精度由原來的±2 mm提高至±1 mm。車架裝配效率由原來的兩人3 h完成縮短至兩人1 h完成,原來的兩人16 h橫梁配鉆、清理和補漆工時全部省去。

▲圖3 橫梁定位工裝的使用

▲圖4 工藝改進后特種汽車車架制作工藝流程

6 結束語

特種汽車車架制作工藝改進遵循了車架制作的最大分裝模塊化原則,即加工車架橫梁時,將橫梁加工到位,減輕總體作業強度,提高車架制作效率。模塊化裝配的另一個重要意義在于能夠保證車架的裝配質量,因為模塊化裝配零部件相對穩定,在分裝時便于提高裝配質量,利于保證產品的一致性,實現零件柔性化、自動化裝配。由此可見,最大分裝模塊化裝配對提高車架質量、縮短車架制作周期、降低車架制作成本具有重要意義。