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改造花键铣床设计分析

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摘要:随着汽车制造工业的不断发展,企业在加工汽车前壳产品时,遇到在产量不断增加的同时花键铣床生产效率低的问题。通过改造花键铣床的传动齿轮,提高设备的生产效率,从而获得良好的效果,可借鉴给从事设备改造的人员。

关键词:花键铣床;传动齿轮;生产效率

设备改造是指为了改善现有设备的性能和提高生产效率,对设备进行技术革新或结构改进。可通过改变或加大现有设备的容量、体积、形状或功率等,提高设备的生产能力,以满足生产之需;又可用先进的科学技术成果对现有设备加以改进,以提高设备的现代化水平,改变其技术落后的状况,具有投资少、时间短、见效快等优点。

1出现问题

小批量生产加工汽车前壳产品如图1所示,根据汽车前壳加工工艺,选择采用若干CK6140型数控车床、Y631K型花键铣床等设备组成加工生产线,能满足企业汽车前壳生产纲领和加工工艺的参数需要,经济实惠。但随着汽车前壳产量的增多,在汽车前壳的加工时,就突显加工时间过长、生产效率低的问题,满足不了当前企业发展生产的需求。

2解决方法

2.1分析问题

为解决汽车前壳的生产效率低的问题,从目前生产汽车前壳的现有条件,即人员、设备、环境、方法、原材料等方面着手[7],减少企业新设备的购置,节省设备投资。首先分析生产汽车前壳的生产工序,并现场测量汽车前壳每一道工序的加工时间,数据统计如表1。由表1可以看出,汽车前壳铣花键加工时间最长,为43分钟,而在铣花键的前几道工序中,最长加工时间只有6.78分钟,这是导致汽车前壳加工时间长的主要原因。而各工序加工时间又极不平衡,大量的待加工汽车前壳积压在铣花键工序上,因此,汽车前壳生产效率不高,问题瓶颈就在铣削汽车前壳花键工序上。

2.2找出问题

为了降低汽车前壳铣花键加工时间,提高生产效率,同时确保汽车前壳花键零件的加工质量不变,从影响生产汽车前壳铣花键的人员、机床、材料、方法等四个要素着手,采用鱼剌图分析法进行分析[2],如图2所示,对问题进行深入研究。对各因素进行验证,将资料统计如表2所示,以便找出产生问题的主要原因。根据要因验证结果,主要原因是Y631K型花键机床进给速度太慢。

2.3解决问题

为了解决Y631K花键铣床进给速度太慢的主要问题,将原有的汽车前壳花键加工时间缩短,并且满足现在汽车前壳花键生产线的生产节拍要求,对Y631K花键铣床进行改造,以提高加工汽车前壳花键生产效率。

2.3.1分析铣床传动系统中的齿轮比根据Y631K花键铣床的传动齿轮比和传动齿轮与进给速度的关系,各传动齿轮位置如图3所示,得出Y631K花键铣床进给公式:再根据Y631K花键铣床的传动齿轮分析,齿轮A1、齿轮C1、齿轮D1已经是最大传动比,所以要提高花键铣床的进给速度S,只有改变齿轮B1。

2.3.2重新设计传动齿轮B1根据《Y631K型花键铣床说明书》中的传动齿轮参数与进给速度的关系,运用软件工程的建模,经过建模过程,对系统实行最优控制,获得传动齿轮参数与进给速度变化的资料和数据,从而选择比较合理的参数,即铣床传动齿轮B1由原来的60齿改为30齿时,齿轮传动与进给速度的状态是较好的。因此,重新设计花键铣床传动齿轮[3]B1,齿数为30齿,其它参数模数m、压力角α等不变。而Y631K花键铣床的传动齿轮A1、齿轮C1、齿轮D1保持不动。

2.3.3安装调试铣床加工好重新设计的Y631K花键铣床传动新齿轮[4]B1,安装调试好Y631K花键铣床如图4所示。充分利用花键铣床的进给公式,改造齿轮传动的大小。因此,进行Y631K花键铣床的结构改造,能很好地解决生产中出现汽车前壳花键加工效率低的问题。

3改造效果

改造后的Y631K花键铣床,通过一个月的汽车前壳产品生产试运行,汽车前壳铣花键加工时间由原来的43分/件,降低到只需18.7分/件,生产效率提高230%,而且加工质量精度稳定。每台Y631K花键铣床班产由以前的8件,提高到班产19件。从而提高了汽车前壳花键的加工效率。

参考文献:

[1]金建华,贺亮.生产现场管理[M].北京:北京大学出版社,2013:38-42.

[2]文川,王凤兰.精益企业之TPM管理实战[M].北京:人民邮电出版社,2017:28-32.

[3]闻邦春.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2015(01):86-90.

[4]周忆.应用数控技术改造花键轴铣床[J].机械工艺师,2002(2):23-24.

作者:张映红 戴军 单位:柳州职业技术学院

改造花键铣床设计分析责任编辑:张雨    阅读:人次