中輪拖分動箱殼體新產品工藝性提升

郭磊 陳少卿 胡偉 王曉偉 張凱

摘 要：分動箱殼體是四驅拖拉機底盤總成上的一個關鍵重要零件，加工及裝配精度要求較為嚴格。傳統的加工工藝方案，操作工經常需要根據實際加工情況調整不同批次毛坯的定位點，換線成本高，調試難度大并且粗加工定位方式的一致性較差導致后序加工產生孔偏、壁薄，廢品率居高不下。通過優化工件定位基準、壓緊點以及重新設計工裝夾具，使得該零件的加工質量提高，操作工勞動強度降低。

關鍵詞：粗定位方式；勞動強度；生產節拍；高性能刀具

分動箱殼體是中輪拖產品的關重件，我單位由原來雙路線改為全部自制以來，工藝部面臨以下幾點加工難點：

（1）5序毛坯粗定位方式不能保證后序加工精度以及產品性能；

（2）新產品種類多迭代速度快，產品結構變化大，傳統加工工藝難以保證尺寸精度；

（3）生產節拍不均勻，在僅有一臺立式加工中心和一臺臥式加工中心的情況下，新產品5序加工效率低，難以保證10序產能。

1 工藝方案分析

1.1 原5序定位方式工藝方案分析

原有定位方式為零件結合面背面以及結合面外廓，如圖1：

該定位方式存在以下問題：

（1）結合面外輪廓為鑄造分型面表面質量差，定位一致性難以保證，造成10序加工孔偏壁薄甚至撞刀等現象；

（2）結合面背面為四點定位，零件一角必然懸空，產品要求平面度為0.05mm，銑削平面時難以達到產品圖要求。

1.2 改進工藝方案分析

新工藝方案中5序定位方式改為軸承孔、軸承孔端面以及殼體外側，如圖2：采用新的定位方式，避免定位方式放置在鑄造分型面上，并且取消了結合面背面3點定位方式，在大批量生產過程中，保證零件定位一致性好，加工尺寸穩定，有效降低產品加工過程中的次品率。

2 裝夾方式效率提升

本單位加工分動箱殼體零件時，采用1人多機模式，一名操作工根據工藝安排，同時操作一臺立式加工中心和一臺臥式加工中心，由于臥式加工中心為雙工作臺，1號工作臺進行裝夾操作，2號工作臺進行零件加工，所以臥加操作工的輔助裝夾時間并不計算在生產節拍內，而5序立式加工中心為單工作臺，因此5序生產節拍=輔助時間+機動時間，原來5序工裝夾具操作繁瑣，定位準確性差，導致5序加工節拍長，成為瓶頸工序，嚴重影響均衡生產

原有裝夾方式如圖3所示：

操作工操作步驟為：

放置零件—旋緊壓板1—旋緊壓板2—旋緊壓板3—安裝橫壓板4—旋緊橫壓板；

改進后夾具如圖4所示：

操作工操作步驟為：

放置零件—旋轉壓緊錐銷—旋緊螺釘；

生產節拍對比：改進前裝夾輔助時間為8min，改進后裝夾付諸實踐為3min，機動時間不變同為8min，經改進后，5序加工節拍由原來的16分鐘提升至11分鐘，效率提升46%，而原有工藝由于裝夾及調整零件位置操作繁瑣，因此造成5序整體節拍成為瓶頸工序，單班生產僅為32件，經改進夾具后，班產可達到40件，并且操作簡便定位快速，勞動強度大大降低，為高產月生產提供了強有力的保證。

3 插銑刀與快進給銑刀的應用

由于拖拉機馬力段不斷上沿，新產品層出不窮，傳統分動箱結構難以保證產品強度，產品改型后雖然結構強度得到提升，但是對加工工藝提出了不小的挑戰，對比傳統與現代分動箱結構，如圖所示：

新產品MK554分動箱殼體開檔變窄，而分動箱“耳朵”高度增加，無論是進口還是國產刀具商，都無法提供出具有高剛性的立銑刀或是玉米銑刀，現場實際加工出現讓刀現象，以及加工效率低等問題；為保證車間現場生產及產品質量，決定采用快進給銑刀和插銑刀兩種方案同時進行；

3.1 插銑刀方案

針對MK554機型，由于開檔較窄，采用Φ25插銑刀進行開粗，再用Φ25立銑刀進行精加工方案，粗加工余量為2.5mm，留給精加工余量為0.5～1mm，如圖5-1和圖5-2所示，

插銑刀采用G81代碼編程，類似鉆削模式，金屬去除率極高，原Φ25立銑刀粗加工方案，轉速n=500，進給速度Vf=80mm/min，而插銑刀粗加工方案轉速n=1280，進給速度Vf=1100mm/min，切削時間由原來0.97min減少到0.64min，經驗證，插銑刀加工效率大幅提升，保證了5序生產節拍，避免5序成為瓶頸工序。

3.2 快進給銑刀方案

針對MK804G，由于分動箱“耳朵”結構為錐形，采用插銑刀方式走刀次數會大幅增加效率不高，因此經研究決定選用Φ42快進給銑刀（如圖6），在編寫加工程序時運用宏程序代碼進行分層銑削，走刀路徑（如圖7）所示，快進給銑刀采用加工方式為小切深高進給方式，Φ42銑刀進給速度高達4000mm/min，在保證切削過程剛性的前提下，通過進給速度的提升，彌補走刀路徑過長造成的節拍損失，因此，此方案滿足了生產節拍的要求并且保證了加工質量。

對比兩種新式刀具，他們共同的特點通過減小徑向切削力來保證開檔寬度尺寸精度；當加工任務要求較高的金屬去除率以及刀具軸向長度較大時（銑削大凹薔或深槽），采用以上兩種刀具可以得到較高的加工穩定性，相對于傳統側銑法有較大的優勢。

4 推廣應用情況和后續改進

新分動箱工藝極大的降低了勞動強度，并且在保證產品精度的情況下保證了生產效率，為主機裝車生產提供了有力保證，此方案以MK804G新產品調試為契機，已推廣到SK、SG等系列產品上，為企業創造了巨大的經濟效益，是非常值得推廣應用的。

參考文獻

[1]王曉偉，張凱，章學慧，等.中輪拖差速器殼體線工藝研究[J].拖拉機與農用運輸車， 2016，（2）：56-58.

[2]加志東，仝亞偉，張賓，等.中輪拖傳動系殼體制造工藝方案探索[J].拖拉機與農用運輸車， 2016，（4）：46-48.

（作者單位：第一拖拉機股份有限公司 第四拖裝配廠）