汽車制動主缸體加工工藝改進設(shè)計
2022-6-23 來源： 長春科技學院 作者：劉振利
汽車制動主缸體是汽車制動系統(tǒng)中的重要安全部件，柱塞式主缸體（以下簡稱主缸體）是其中的一種。目前主缸體的加工方式大體分為兩種 :一種是采用高端多軸數(shù)控設(shè)備以工序集中的方式加工，但設(shè)備昂貴，投入高，調(diào)整時間較長，雖是今后加工方式發(fā)展的方向，但普及還需要一定時間 ; 另一種是采用中端數(shù)控設(shè)備，部分工序集中的生產(chǎn)線方式加工，產(chǎn)線布局靈活，設(shè)備成本投入較低，目前在大部分企業(yè)仍在應(yīng)用，但工序的安排和加工方式上存在不合理的地方，有改善的空間，比如，安裝孔的加工、避免裝夾壓痕等方面。
1. 生產(chǎn)加工過程與常見問題
企業(yè)在工序的安排和對加工過程改進仍在不斷地完善中。在這里主要針對該種加工方式中存在的不足進行加工工藝的改進。主缸體的生產(chǎn)加工過程，通常采用生產(chǎn)線的加工方式，工序一般劃分為 5 步（見表 1）。
表 1 主缸體加工工藝流程
安裝孔工序是其中的一道工序（安裝孔和加工設(shè)備見圖 1）。實際生產(chǎn)中，由于主缸體型號較多，生產(chǎn)過程中需要經(jīng)常進行不同型號的主缸體切換，當更換不同型號的主缸體時，每道工序都要進行夾具的切換調(diào)整。不同工序的調(diào)整時間不同，如果切換調(diào)整過程中某道工序的調(diào)整時間過長就會影響到下一道工序的調(diào)整，或造成整條生產(chǎn)線處于停滯狀態(tài)。
圖 1
之前，安裝孔工序在切換主缸體進行調(diào)整時，產(chǎn)生的廢品數(shù)量過多，每次的廢品數(shù)量平均在 7件左右，每條生產(chǎn)線每年產(chǎn)生調(diào)整廢品近 300 件，造成了很大的浪費。同時，切換主缸體時調(diào)整效率低，每次的調(diào)整時間在 30~60min 不等，并且加工過程主缸體質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)常會影響到下道工序的加工。
因此，針對這種情況，有必要分析問題的原因，對該工序的加工進行必要的改進設(shè)計。
2. 原因分析
在主缸體安裝孔的加工過程中，采用的設(shè)備是臺式雙軸鉆，夾具使用的是手動連桿夾緊方式，它的調(diào)整步驟見表 2。
表 2
出現(xiàn)問題的主要原因是 : 由于不同型號主缸體的安裝孔間距不一致，在調(diào)整時首先要更換夾具上板，夾具上板面有和主缸體安裝孔孔距相應(yīng)的兩個導(dǎo)向孔，再手動調(diào)整雙軸鉆的兩個軸之間的離，使雙軸鉆的軸距和上板面導(dǎo)向孔的間距位置相互重合。但是，在調(diào)整兩個軸和夾具的位置時（前后左右調(diào)整），都是手動調(diào)整，沒有精確的定位，所以很難保證一次調(diào)整好兩者的位置，需要多次重復(fù) 3~5 步驟，調(diào)一次，試切一次，尺寸不合格就產(chǎn)生 1 件廢品，調(diào)整的次數(shù)越多產(chǎn)生的廢品就越多，調(diào)整時間也就越長，造成很大的浪費。
同時，雙軸鉆剛性不足，夾具夾緊結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，在生產(chǎn)加工時很容易造成尺寸超差，影響下道工序的加工。因此，主要問題是 : 調(diào)整過程費時，精度差 ; 雙軸鉆剛性不足（參見圖 2）。
圖 2
針對上述問題，安裝孔工序原有的夾具和加工機床（雙軸鉆床）不再適合安裝孔加工，考慮到精益生產(chǎn)和優(yōu)化生產(chǎn)線布局，改進方案為 : 設(shè)計一套可同時加工安裝孔和膛線加工夾具，并取消雙軸鉆設(shè)備。
具體方法是 : 把安裝孔工序移到現(xiàn)有加工中心設(shè)備上，現(xiàn)有加工中心設(shè)備是指膛線和儲油孔加工工序所使用的加工中心設(shè)備，因為這臺加工中心設(shè)備上加工膛線的工序和安裝孔工序裝夾加工方式非常相似，完全可以把膛線、安裝孔這兩道工序合并在一起，一次裝夾完成原來兩道工序的加工。而且，原有膛線和儲油孔工序的加工節(jié)拍相比其它工序較短，可以充分利用該工序的節(jié)拍，而不影響整個生產(chǎn)線的加工節(jié)拍（見圖 3）。
圖 3
4. 實施效果
針對原有安裝孔調(diào)整存在的問題采取了重新設(shè)計夾具的改進方式，該套夾具具有如下特點 :
（1）采用氣缸夾緊代替原有手動夾緊方式，夾緊準確穩(wěn)定。
（2）為了減少夾具高度，氣缸夾緊沒有采用氣缸直接夾緊，而是設(shè)計了撥叉杠桿機構(gòu)，設(shè)計巧妙合理。
（3）主缸定位套采用由下往上安裝的設(shè)計，減少主缸體和定位套接觸面，更好的避免接觸面之間由于墊屑而產(chǎn)生的表面壓痕。
（4）夾具上板采用讓刀槽和排屑槽設(shè)計，一是使夾具上板的通用性大幅提高（不再需要更換上板），二是排屑更順暢。
具體原理和方案為（見圖 4）: 在更換調(diào)整主缸體時，將相應(yīng)尺寸的定位套 5 由下往上裝入上板 1 中，手持主缸體 2 裝入夾具上板 1內(nèi)，安裝孔的法蘭面與定位套 5 下端面接觸，安裝孔 3 外端與定位銷 4 接觸，限制主缸體軸向轉(zhuǎn)動。然后，扳動氣缸 15 的氣源開關(guān)，氣缸 15 推動氣缸推桿 14 向下運動，通過銷子 13 帶動撥叉連桿 12 繞著銷子 11 轉(zhuǎn)動，撥叉連桿 12 另一端通過銷子 10 帶動滑動軸 9 在內(nèi)套 8 中移動，滑動軸 9 帶動與其螺紋連接的頂尖 6 向上運動，頂尖6 頂?shù)街鞲左w下端中心孔內(nèi)，將主缸體夾緊。
圖 4
上板 1 有讓刀槽，將加工兩個安裝孔 3 位置讓開，加工刀具在數(shù)控程序控制下完成兩個安裝孔的加工。
取消雙軸鉆設(shè)備，把膛線、安裝孔這兩道工序合并在一起后，充分利用了加工中心設(shè)備，而不影響整個生產(chǎn)線的加工節(jié)拍。采用了數(shù)控編程方式，調(diào)整方便快捷，提高調(diào)整效率 80% 以上 ;減少了一道工序操作，并取消了原來工序繁瑣的調(diào)試工作，操作者勞動強度降低 ; 取消了安裝孔工序加工設(shè)備，縮短生產(chǎn)線，便于管理和精益生產(chǎn)線的布局。
該方法主要應(yīng)用于汽車制動主缸體安裝孔、膛線、豎孔等加工和工序的優(yōu)化，以及其它行業(yè)主缸體在垂直方向裝夾和加工方面的使用，可以提高主缸體裝夾的穩(wěn)定性，控制加工精度，減輕勞動強度等。同時減少設(shè)備更新的投入資金，減少設(shè)備能源損耗和提高產(chǎn)品的良品率和企業(yè)的產(chǎn)能，在主缸體的生產(chǎn)中得到了推廣應(yīng)用。
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