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(chǎn)一線的實際經(jīng)驗，總結(jié)分析出了鋁合金車體小部件加工急需解決的技術(shù)難題、制約生產(chǎn)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(guān)鍵詞：數(shù)控加工；軌道車輛；鋁合金

引言

隨著軌道交通國產(chǎn)化技術(shù)的迅速發(fā)展，鋁合金車體小部件加工的主要發(fā)展方向?qū)⒊蔀槎嗥贩N、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(zhǔn)，對人性化的工藝裝備需求將與日俱增。在數(shù)控機床上，設(shè)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(shè)計多工位隨型工裝，可以在機床外作業(yè)的時間內(nèi)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(shù)，從技術(shù)水平上提高設(shè)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(nèi)作業(yè)與機床外作業(yè)分離的管理方式，將工件停機操作的切換轉(zhuǎn)為機床外操作，從管理上提高設(shè)備利用率。

1.工裝夾具的通用化設(shè)計與快速換模

1.1 軌道車輛加工夾具通用化設(shè)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(cè)向定位，7代表過渡墊塊，8代表壓板，9代表待加工產(chǎn)品。通過此種模塊化工裝基本實現(xiàn)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(xiàn)對零件的上下移動、左右翻轉(zhuǎn)、前后翻轉(zhuǎn)的3個自由度的定位，通過定位模塊可實現(xiàn)對零件的平面旋轉(zhuǎn)、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(shè)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(xiàn)了對工件的定位和壓緊。在實際生產(chǎn)中，對于同一斷面的不通車型，只需要調(diào)整移動橫梁1的間距，即可實現(xiàn)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(diào)整側(cè)向定位6與過渡墊塊7，即可迅速實現(xiàn)工藝變更，形成制造能力，既節(jié)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(shè)計

設(shè)計帶統(tǒng)一定位基準(zhǔn)的多工位專用工裝，并且將相同定位基準(zhǔn)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(zhuǎn)使用，將內(nèi)作業(yè)的大量工作轉(zhuǎn)化為外作業(yè)，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(shè)定一個側(cè)定位和端定位基準(zhǔn)，根據(jù)零件的加工特點、以及單車數(shù)量設(shè)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(yè)外完成，然后整體安裝至作業(yè)內(nèi)，即可減少作業(yè)內(nèi)的安裝調(diào)整時間。

2.機床內(nèi)作業(yè)與機床外作業(yè)分離

2.1機床內(nèi)作業(yè)與機床外作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

內(nèi)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)為必須將設(shè)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(yè)的標(biāo)準(zhǔn)為在設(shè)備運行過程中副班可進行的操作，如吊運大部件、翻轉(zhuǎn)工件、傳送鋁屑、鋁屑裝袋、夾緊工件、刀具準(zhǔn)備、冷卻液準(zhǔn)備等。

2.2機加主班與副班作業(yè)的分工

主班：負(fù)責(zé)機床內(nèi)作業(yè)。負(fù)責(zé)工件產(chǎn)品質(zhì)量，負(fù)責(zé)設(shè)備、工裝、工具維護保養(yǎng)，操作設(shè)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(fù)責(zé)機床外作業(yè)。兩臺機床的副班同時配合操作，負(fù)責(zé)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(zhuǎn)，吹鋁屑，吊運工件下臺位，填寫自護檢卡片（互檢），交檢，領(lǐng)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(shù)的，輪換使用），清理廢料，收鋁屑。

3統(tǒng)籌標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)

針對物料匹配無法按節(jié)拍生產(chǎn)而兌現(xiàn)情況，統(tǒng)籌車間各工種在各時間段的工作內(nèi)容，減少工作中的停機待料、搶天車等停滯或產(chǎn)生工作沖突的浪費。規(guī)定各工種各個時間段的工作內(nèi)容，將原來以日為單位的生產(chǎn)計劃兌現(xiàn)制度細(xì)化到以分鐘、刻為單位的精益式管理。以機加設(shè)備連續(xù)作業(yè)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(chǎn)而服務(wù)，通過串聯(lián)、并行等方式擬合各工種在不同時間的工作任務(wù)，可極大的減少停機等待時間。

4結(jié)束語

目前，中國高鐵技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，中國政府高鐵外交戰(zhàn)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(shù)和管理的根本上增加企業(yè)的效益。

參考文獻

[1]若松義人.《精益改善力》.機械工業(yè)出版社，2008.

[2]郭力，劉建寧.高速加工機床及關(guān)鍵技術(shù)的新進展[J].新技術(shù)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）