ie工业工程_轮胎装配半自动化

摘要摘要 长久以来，国内的车胎的装配方式都是以人工装配为主。利用机械完成半 自动机装配轮胎可以大大缩短装配车胎的生产时间间隔，降低人工成本。但机 械装配车胎需要很好的定位才能将轮芯完美地装配到轮胎里面。本文主要研究 某企业的车胎装配工艺，运用工业工程的方法、机械制造技术的技术，如实验 设计与分析、 “5W1H”提问技术、 “ECRS”四大原则等方法。进行分析设计研 究，逐步分析出影响机装配车胎的主要次要因素，设计机器。然后提出改善方 案。按照改善方案进行测试，与原来人工装配车胎的实测标准时间进行对比， 总结现行方案的优劣。寻找进一步提高装配车胎的工艺方法。整个过程中对现 有的一台实验设备进行分析研究和改善，提出了四种改善方案。每种改善方案 的合格率均达到了 90%以上，达到公司要求，本人还提出了全自动装配轮胎的 发展方向。 关键词：关键词：轮胎、装配、半自动化 Abstract Tires assembly has long been in the domestic manufacturing industry is dominated by manual assembly. How to complete the semi-automatic machine through mechanical assembly tires can greatly reduce assembly time interval of production, labor costs ect. But the tire assembly machine needs a good position to be well fitted to the wheel core inside the tire. This paper studies a companys tire assembly process, the use of industrial engineering, machine manufacturing techniques, such as experimental design and analysis, “5W1H“ questions techniques, “ECRS“ four principles and other methods. Design the machine. Then come out with the improve program. Improvement program under test, and compare with the original manual assembly of the tire measured standard time to sum up the current pros and cons. Looking to further improve the tire assembly process method. According to the equipment in the factory, my team put forward four improvements. Each improvement in the pass rates reached 90%, and meet the company requirements, I also proposed a fully automated assembly of tire development. Key words： Tires，Assembly, Semi-automatic 目录目录 1 绪论绪论 5 1.1 项目背景及目的.5 1.2 当前国内、公司的研究状况.5 1.2.1 现有设备如图 1.1：6 1.2.2 现有加工对象：7 1.3 题目研究方法.10 1.3.1 工艺过程分析法.10 1.3.2 “5W1H”提问技术.11 1.3.3 “ECRS” 四大原则.12 1.3.4 “5S”管理.12 2 找出机器装配存在的问题找出机器装配存在的问题 13 2.1 现有设备的装胎的工艺运功过程.13 2.2 现有机器装配出现的问题.14 3 找出造成以上问题的原因找出造成以上问题的原因 .15 4 分析原因分析原因 .15 4.1 造成定位不准的原因.15 4.2 轮芯入胎深度要适当.16 4.3 车胎硬度的影响.16 4.4 装胎时，轮芯侧面将车胎趾口压死，车胎趾口弹不起来.16 5 初步改进：对机器的夹具进行改进，确保定位准确初步改进：对机器的夹具进行改进，确保定位准确 .17 5.1 对现有设备，夹具进行改进，确保定位准确.17 5.2 改进后的机械原理图如图 5.1、5.2 所示:18 5.3 改进的下模如图 5.3、5.4、5.5、5.6 所示：.19 5.4 设置合理的入胎深度.21 6 进一步改进：改进轮芯结构，并进行不同硬度的车胎试验进一步改进：改进轮芯结构，并进行不同硬度的车胎试验 .21 6.1 方案一：不改变轮芯结构，尝试不同硬度的入胎效果.22 6.1.1 轮芯实例，如图 6.1 示：22 6.1.2 原形状轮芯测试结果，如表 6.1 示：.22 6.1.3 结论23 6.2 方案二：对轮芯的侧面圆环车上斜角.24 6.2.1 倒角后的轮芯尺寸图和实例图：24 6.2.2 上斜角轮芯入车胎测试结果，如表 6.2 示：.24 6.2.3 结论25 6.3 方案三：对轮芯的侧面圆环倒下斜角.26 6.3.1 倒角后的轮芯尺寸图与实例图，如图 6.4、6.5 示：26 6.3.2 上斜角轮芯入车胎测试结果，如表 6.3 示：.26 6.3.3 结论27 6.4 方案四：缩小轮芯侧面直径.28 6.4.1 缩小轮芯侧面直径尺寸图和实例图，如图 6.7、6.8 示：28 6.4.2缩小轮芯侧面直径测试结果，如表 6.4 示：28 6.4.3 结论29 6.5 各试验方案总结.29 7 上述改善的成果分析上述改善的成果分析 .30 7.1 原来人手入胎效率.30 7.2 上述四种方案的机装配效率，并与人手工装配效率对比.30 7.2.1 方案一的对比如下表：30 7.2.2 方案二的对比如下表：31 7.2.3 方案三的对比如下表：31 7.2.4 方案四的对比如下表：31 7.3 总结.32 8 发展方向发展方向 .32 参参 考考 文文 献献 .35 致谢致谢 .36 1 绪论绪论 1.1 项目背景及目的项目背景及目的 随着人民币的升值，导致物价的上涨。广东省宣布从 3 月 1 日起上调最低 工资标准，东莞作为第二类标准执行城市，最低工资标准上调至 1100 元/月， 对应非全日制职工最低工资标准为 10.5 元/小时。因此公司会增加在用工方面的 工资，造成生产成本的提高，工厂的劳动力成本顺应增加，如何提高机装配的 适用范围和提高机装配的效率是目前能够大幅度减低劳动力成本和提高生产力 的主要途径。 某公司生产的汽车模型按类型分，或者按尺寸分均需要装配大量的轮胎。 在公司生产装配线中，装配车胎的工人占据了装配线工人的很大一部分。装配 所用单位时间很长。据观察，一名工人由取件到完成车胎的装配平均用时按车 胎的大小分类分别为：一般胎（这次项目研究主要使用的轮胎）为 6 秒，小车 胎需要 11 秒，大车胎需要 14 秒。一般胎的使用范围广，如果可以将一般轮胎 的装配由人手装配变为机装配。平均每一个车胎的装配时间将缩短为 1 秒左右， 将大大地提高生产的装配效率，大大地节省装配轮胎的工时，为公司带来可观 的生产效率。当合格率达到 90%或 90%以上时项目可行性高。 1.2 当前国内、公司的研究状况当前国内、公司的研究状况 由于这个项目针对的是五金塑料厂、玩具厂的模型车的车胎装配。属于企 业内部的工艺，在这方面的专利和研究比较少。属于企业自身内部提高生产力， 改进工艺的一个方面。 公司内高级技师已经设计了一台原始设备。公司目的是实现机器装配代替 人手装配，而由黎国华先生设计的装胎机器（如图 1-1） ，动力源为直径 100MM 的气缸，能提供 300 公斤力。虽然能将轮芯装入车胎，但成功率不高， 大约在 30%左右。因此我们项目小组的成员打算对现有的这台机器进行改进设 计，从而提高机器装车胎的成功率，使这台机器能应用是实际生产中，使得机 器装配代替人手装配这个目标能实现。 1.2.1 现有设备如图 1.1： 图 1.1 1：压针，由气泵推动上下移动；2. 气缸放气阀；3. 剪水口用的模（中模） ；4. 压针行程； 5. 摆放车胎的模（下模） ；6. 上下气泵；7.开关 6 1 3 5 7 2 4 图 1.2 压针和中模的特写 图 1.3 下模的特写： 1.2.2 现有加工对象： （1） 啤件实物图如下： 图 1.4 图 1.5 （2） 轮芯： 图 1.6 轮芯 轮芯参数： 轮芯类型(单位: mm) 外直 径 内直径圆台直径高圆环高腔体深对应车胎 轮芯 E 14.69.557.353.552.7-3一般胎 轮芯 F 13.258.155.058.655.285厚胎 轮芯 D 14.59.558.525.254厚胎 轮芯 B14.549.5758.555.245.5厚胎 （3） 车胎： 车胎各部分名称，如图 1.7： 图 1.7 车胎参数： 图 1.8 各参数名称 表表 1.1 车胎参数车胎参数 车胎类型(单位:mm)厚度外直径内直径 薄胎 621.111 一般胎 721.211 厚胎 8.7621.311.5 1.3 题目研究方法题目研究方法 1.3.1 工艺过程分析法 在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成 为成品或半成品的过程称为工艺过程。其他过程则称为辅助过程。 工艺过程又可分为：铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配 等工艺过程。 。 “机械制造技术基础”课只研究机械加工工艺过程和装配工艺过 程。 工艺过程的组成 1、工序 一个工人或一组工人，在一个工作地对同一工件或同时对几个工件所连续 完成的那一部分工艺过程，称为工序。工序是工艺过程的基本组成部分，工序 是制订生产计划和进行成本核算的基本单元。 机械零件的机械加工工艺过程由若干工序组成，毛坯依次通过这些工序， 就被加工成合乎图样规定要求的零件。 2、安装 在同一工序中，工件在工作位置可能只装夹一次，也可能要装夹几次。安 装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。从减小装夹误差及减少装 夹工件所花费的时间考虑，应尽量减少安装数。 3、工位 在同一工序中，有时为了减少由于多次装夹而带来的误差及时间损失，往 往采用转位工作台或转位夹具。工位是在工件的一次安装中,工件相对于机床 （或刀具）每占据一个确切位置中所完成的那一部分工艺过程。 4、工步 一个工序（或一次安装或一个工位）中可能需要加工若干个表面；也可能 只加工一个表面，但却要用若干把不同的刀具轮流加工；或只用一把刀具但却 要在加工表面上切多次，而每次切削所选用的切削用量不全相同。 工步是在加工表面、切削刀具和切削用量（仅指机床主轴转速和进给量） 都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。上述三个要素中（指加工表面、 切削刀具和切削用量）只要有一个要素改变了，就不能认为是同一个工步。 为了提高生产效率，机械加工中有时用几把刀具同时加工几个表面，这也 被看作是一个工步，称为复合工步。 5、走刀 走刀是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个 工步可包括一次走刀或几次走刀。 综上分析可知，工艺过程的组成是很复杂的。工艺过程由许多工序组成， 一个工序可能有几个安装，一个安装可能有几个工位,一个工位可能有几个工步， 如此等等。 1.3.2 “5W1H”提问技术提问技术 “5W1H”提问技术是工业工程里面工作研究的分析技术中的一种。 “5W1H” 提问技术是指对研究工作以及每项活动从目的、原因、时间、地点、人员、方 法上进行提问，为了清楚地发现问题可以连续地几次提问，根据提问的答案， 弄清楚每个问题所在，并进一步探讨改进的可能性。由于前面五个提问英语单 词的首字母都含有“W” ，而最后一个提问的字的首字母是“H” ，因此，常称为 “5W1H”提问技术。 “5W1H”提问方法如表 1.1 所示。 表表 1.2 “5W1H”提问技术提问技术 考察点第一次提问第二次提问第三次提问 目的做什么（What）是否有必要有无其他更合适的对象 原因为何做（Why）为什么要这样做是否不需要做 时间何时做（When）为何需要此时做有无其他更合适的时间 地点何处做（Where）为何需要此处做有无其他更合适的地点 续上表 人员何人做（Who）为何需要此人做有无其他更合适的人 方法如何做（How）为何需要这样做有无其他更合适的方法和工具 1.3.3 “ECRS” 四大原则四大原则 “ECRS” 四大原则也是工业工程里面工作研究的分析技术中的一种，与 “5W1H”常搭配着用。表 1.2 中前两次提问在于弄清问题现状，第三次提问在 于研究和讨论改进的可能性，改进时常要遵循“ECRS” 四大原则。 （1）E（Eliminate） ，即消除。在经过“做什么” 、 “是否必要”等问题的 提问，而答复为不必要则予以取消。取消为改善的最佳效果，如取消目的、取 消不必要的工序、作业和动作等以及取消不必要的投资等，取消是改善的最高 原则。 （2）C（Combine） ，即合并。对无法取消又必要者，看能否合并，以达到 省时简化的目的。如合并一些工序或动作，或将原来由很多人进行的操作改进 为由一人或一台设备完成。 （3）R（Rearrange） ，即重排。不能取消或者不能重排的工序，可根据 “何人、何时、何地”三提问进行重排，使其作业顺序达到最佳状况。 （4）S（Simple） ，即简化。经过取消、合并和重排之后的工作，可考虑采 用最简单的、最快捷的方法来完成。如增加工装夹具、增加附件、采用机械化 或自动化等措施，简化工作方法，使新的工作方法更加有效。 1.3.4 “5S”管理管理 “5S”管理是现场管理的方法之一。 “5S”管理源于日本企业广泛采用的现 场管理方法，它通过展开以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的活动，对 生产现场中的生产要素进行有效的管理。 “S”是上述五个日文汉字短语发音的 第一个字母，故称为“5S”活动，其实质就是我国工厂开展的“文明生产“活 动。 “5S”活动的目标是为企业员工创造一个干净、整洁、舒适、合理的工作 环境，一切浪费降到最低，最大限度地提高工作效率和员工士气，提高产品质 量，减低成本，提高企业形象和竞争力。 （1）整理（SEIRI） ，是指区分必需品和非必需品。现场不需要的东西坚决 清除，做到生产场所无不用之物。整理要制定要与不要的判别标准，制定各类 物品的处理方法，注重物品现在的利用价值，而不是物品购买时的价值。 （2）整顿（SEITON） ，是指把必要的物品分门别类定位放置，摆放整齐， 使用时随时可以找到，减少寻找时间。整顿是对整理后需要的东西的整理，对 需要的东西定位摆放，做到过目知数，用完的物品归还原位，做到用时能立刻 取到，用后能立即放回。 （3）清扫（SEISO） ，是指清扫工作现场的灰尘、油污和垃圾，使机器设备 以及工装夹具保持清洁，保证生产或工作现场干净整洁、无灰尘、无垃圾。 “污 秽的机器只能生产出污秽的产品” ，现场的油垢、废物可能降低生产效率，使 生产的产品不合格，甚至引发意外事故。清扫的对象包括：地板、天花板、墙 壁、工具架、橱柜、机器、工具、测量用具等。 （4）清洁（SEIKETSU） ，是指整理、整顿、清扫这“3S”的坚持和深入， 并制度化、规范化。清洁要做到“三不” ，即不制造脏乱，不扩散脏乱，不回复 脏乱。清洁的目的是维持前面“3S”的成果。 （5）素养（SHITSUKE） ，是指培养现场工作人员遵守现场规章制度的习惯 和作风。素养是“5S”活动的核心。没有人员素养的提高， “5S”活动就不能顺 利开展，即使开展了也不能坚持。素养是保证前面“4S”持续、自觉、有序、 有效开展的前提，是使“5S”活动顺利开展并坚持下去的关键。 “5S”之间的关 系，如图 1.2 所示。 图 1.9 “5S”之间的关系 2 找出机器装配存在的问题找出机器装配存在的问题 2.1 现有设备的装胎的工艺运功过程现有设备的装胎的工艺运功过程 先把下模从滑槽中抽出,人手将车胎放在下模中的洞里面.然后将下模推进 机器中间，然后将啤件放在上模上面，上模有镂空啤件的花纹。然后按一下开 关，下模匀速上升到离上模 2mm 初停止，同时上面顶针再匀速下降，经过上模 把啤件的水口剪断，剪断的轮芯随着顶针下落到下模的车胎里面，顶针一直往 下压，压到设定的行程时，然后自动放气，顶针、下模同时弹开，气缸恢复原 状，这一个过程定义为此项目的一个最短工艺过程循环。 2.2 现有机器装配出现的问题现有机器装配出现的问题 经过 3 天实验，现设备的机装配成功率为 30%左右。不能投入生产以提高 装配效率。我们总结归类不成功的情况归类为三种，下面介绍为三类问题： 图 2.1 图 2.2 图 2.2 3 找出造成以上问题的原因找出造成以上问题的原因 经过观察研究，我们初步确定出现以上三种不成功情况的原因有四个： （1）没有保证定位准确。 （2）轮芯入胎深度过大或偏小 （3）车胎硬度不足。 问题 1：装歪了 问题 2：装过头了 问题 3：没有完全装 入，趾口弹不 起来 最常最常 见见 （4）装胎时，轮芯侧面将车胎趾口压死，车胎趾口弹不起来。 造成第一类问题的主要原因是定位不准，而造成第 2，第 3 类问题的原因 为轮芯下压的运动行程过大或偏小或车胎硬度不足。我们发现定位是一个必须 要先解决的问题，因为由于定位问题而造成的不合格品数量占总不合格品数量 的比例比较大，再者，2、3 类问题出现的基础是定位准确或者定位误差在合理 范围内时依然存在的。所以我们解决问题的方向是：先解决定位问题，再考虑 推程，压针下落的力，速度，车胎的硬度，车胎趾口与轮芯摩擦力造成的影响。 4 分析原因分析原因 4.1 造成定位不准的原因造成定位不准的原因 所谓的定位准确是指，装配时，轮芯和车胎能保持同心。我们发现两者是 否同心决定性的影响入胎的质量。轮芯在下落的过程中出现位置的偏移会直接 导致入胎入歪 ，就会出现上面问题 1 的情况（大多数装配不成功的例子就是这 种情况） ，因此改善和设计中应该把重点放在轮芯和车胎的同心定位上面。 （1）在实验中发现，在压针下压剪断水口的过程中，由于啤件受力不均匀， 导致啤件翘起，从而破坏了轮芯与车胎的同心度。因此需要设计夹具来限制住 啤件边框的自由度，保证定位。 （2）在压针剪断啤件水口时，两端水口不能同时断，导致轮芯歪了，而在 轮芯下落到车胎面前又缺乏引导，造成定位不准确 （3）啤件中轮芯间的轴线不平行，从而造成定位不准确。 4.2 轮芯入胎深度要适当轮芯入胎深度要适当 图 4.1 入胎深度 在第一个星期的分析研究中，我们发现当压针行程过大（即入胎深度过大） 会将轮芯压入过多而导致问题 3 的出现，甚至压坏轮芯。当压针的行程过短又 会使轮芯压入车胎深度不够，车胎的橡胶弹性将轮芯往运动反方向施力导致轮 芯不能完全入胎。当轮芯入胎的深度恰好等于车胎的高度的话，90%的机装配不 成功，因为车胎的趾口受到下落轮芯的挤压而往下陷，同时由于趾口与轮芯侧 面接粗产生摩擦力，使得趾口难以弹回原状，所以轮芯的运动行程要比车胎厚 度多 3-4mm，使得车胎的趾口不被卡住，保证入胎的成功率。 4.3 车胎硬度的影响车胎硬度的影响 车胎趾口受力变形后弹性力大小与硬度有关，车胎硬度越大，趾口受力变 形后弹性力大。 4.4 装胎时，轮芯侧面将车胎趾口压死，车胎趾口弹不起来装胎时，轮芯侧面将车胎趾口压死，车胎趾口弹不起来 由于轮芯压入车胎时，轮芯侧面与车胎趾口之间相互挤压，两者接触产生 的摩擦力比车胎趾口弹性力大，因此趾口被压死，弹不上来，如图 4.2 和图 4.3 所示。 入胎深度入胎深度 图 4.1 图 4.3 5 初步改进：对机器的夹具进行改进，确保定位准确初步改进：对机器的夹具进行改进，确保定位准确 5.1 对现有设备，夹具进行改进，确保定位准确对现有设备，夹具进行改进，确保定位准确 原设备是将剪水口，装配车胎两个工序合在一起的，现在考虑到现状：啤 件没有标准化。所以将工序分开： 1. 首先剪水口，水口下面放导管，将各类的车胎分类引导到箱子内。 2. 将轮芯放在改进了的下模的顶针上，然后把剪好水口的轮芯一次 20 个放在改进的下模。按下开关，进行机装配。 趾口弹不起来趾口弹不起来 5.2 改进后的机械原理图如图改进后的机械原理图如图 5.1、5.2 所示所示: 图 5.1 图 5.2 顶针+弹簧 5.3 改进的下模如图改进的下模如图 5.3、5.4、5.5、5.6 所示：所示： 图 5.3 改进了的下模的 UG 图 图 5.4 改进了的下模的 UG 图 图 5.5 改进了的下模的实物图 图 5.6 改进了的下模的实物图 顶针的作用是引导，我们设计顶针放在下模的中，靠弹簧支撑。操作时， 讲轮芯放在顶针上（轮芯能刚好套住顶针针头） ，这样顶针能引导轮芯至车胎， 从而防止定位不准确这问题的发生。 5.4 设置合理的入胎深度设置合理的入胎深度 啤件中四种不同的轮芯对应两种不同的车胎（一般胎和厚胎） ，下面给出两 种车胎的入胎深度： 图 5.6 厚胎厚胎：需要 8.50.6mm 的入胎深度（手工实验所得，且车胎，轮芯在尺寸 上不是严格一样，所以为区间值） 一般胎一般胎：需要 10.50.6mm 的入胎深度（手工实验所得，且车胎，轮芯在 尺寸上不是严格一样，所以为区间值） 6 进一步改进：改进轮芯结构，并进行不同硬度的车胎进一步改进：改进轮芯结构，并进行不同硬度的车胎试试 验验 将改进后的下模装好机之后，我们尝试装配几啤车轮，但装配成功率仅仅 为 20%，不成功的车胎都是没有完全装入，趾口弹不起来（问题 3） 。 一开始，我们认为在解决定位问题后，出现这种问题的原因是入胎深度不 够大，于是我们尝试将入胎深度加大，但再次试验，装胎的成功率还是不高， 保持在 30%左右。看来趾口弹不弹得起来跟入胎深度没多大关系。 在经过分析，我们发现了原因，由于轮芯被压下时，轮芯侧面与车胎趾口 入胎深度入胎深度 之间相互挤压，两者接触产生的摩擦力比车胎趾口弹性力大，导致趾口被压死， 弹不上来。 因此，我们尝试对轮芯结构进行改造，并对每一种轮芯进行不同车胎硬度 测试，找出一中最适合各种结构轮芯的车胎硬度。 我们设计了四个的不同的实验方案，每一种方案都进行 65 度，75 度，85 度这三种车胎硬度的测试。每次试验的环境保持一样： （1）.动力源为，缸径为 100MM 的气缸，能提供 300 公斤力。 （2）.测试时的环境温度为 33C。 （3）.每种方案的每种硬度测试都啤 10 次，一共 200 个，选用啤件型号为 WSI1002-PT13 的啤件中的 E 型轮芯来做实验，E 型轮芯对应的车胎为一般胎 （直径：21.2mm 高度：7mm） 6.1 方案一：不改变轮芯结构，尝试不同硬度的入胎效果方案一：不改变轮芯结构，尝试不同硬度的入胎效果 6.1.1 轮芯实例，如图 6.1 示： 图 6.1 6.1.2 原形状轮芯测试结果，如表 6.1 示： 表表 6.1 原形状轮芯测试结果原形状轮芯测试结果 硬度成功率入胎深 度 分析说明 65 度 30%11.2mm 成功率低的原因：65 度车胎弹性力不大， 车胎胎侧车胎胎侧 常规轮芯 而轮芯侧面与车胎趾口之间相互挤压，两者接触产生的摩擦 力比车胎趾口弹性力大，导致趾口被压死，弹不上来。 75 度 43% 成功率比 65 度车胎稍微提高的原因是 75 度的车胎硬度比 65 度车胎大，车胎边缘弹性比 65 度好，但是弹性仍不足以 克服车胎与轮芯间的摩擦力。 85 度 95% 成功率提高到 95%的原因：是 85 的车胎硬度足够，车胎的 边缘弹性好，能够迅速的恢复原状，弹性力比车胎与轮芯间 的摩擦力大，因此轮芯能够很好的压入车胎。 6.1.3 结论： 由实验得，在不改变轮芯结构时，所选用车胎硬度越大，机装配的成功率 越高。因此 选用硬度为 85 度的车胎最有效率。 但是硬度为 85 度的车胎质感太硬，不能满足客户的要求，于是我们尝试将 硬度为 65 的车胎放进冰箱冷却一个小时，目的为提高车胎硬度（冷却后的硬度 在 7080 之间） ，然后拿出来机装配了 40 个（外界温度太高，车胎温度很快 就恢复室温，硬度恢复原样，所以只尝试了两啤） ，发现成功装配了 39 个车胎。 于是我们又重复做了 3 次实验，成功率保持在 97%。 原因分析：在冰柜里冷藏过车胎之后，车胎的硬度变大，而家从冰柜到生 产现场的过程中，车胎的温度低，会将空气中的水蒸气液化，在车胎表面形成 一层水雾，这层水雾可以作为一种车胎胎侧和轮芯之间的润滑剂，从而使得轮 芯容易压入车胎。 以上这个方案的优点：1.不用修改轮芯模具 2.车胎恢复常温后不会太硬， 有质感，能达到客户的要求。3.成功率高 以上这个方案的缺点：1.需要放车胎到冰柜里冷藏（冬天可根据车胎硬度 另作考虑）2.车胎从冰柜拿出到装配车胎的时间短。 6.2 方案二：对轮芯的侧面圆环车上斜角方案二：对轮芯的侧面圆环车上斜角 6.2.1 倒角后的轮芯尺寸图和实例图： 图 6.2 尺寸图 图 6.3 实例图 6.2.2 上斜角轮芯入车胎测试结果，如表 6.2 示： 表表 6.26.2 上斜角轮芯入车胎测试结果上斜角轮芯入车胎测试结果 硬度成功率入胎 深度 分析说明 65 度 92% 倒了上斜角之后，成功率极大的提高，是因为没有倒斜角前，原 规格轮芯侧面将车胎胎侧压死，车胎胎侧没有足够弹性恢复原状， 倒斜角后，车胎的胎侧与轮芯侧面之间的空间加大，车胎胎侧弹 性足够恢复原状，使得入胎成功率提高 75 度 95% 硬度 75 的车胎比硬度 65 的车胎弹性更好，所以成功率比硬度 65 的车胎更高一些。 85 度 100% 11.2m m 硬度 85 的车胎比硬度 75 的车胎弹性更加大，克服车胎胎侧和轮 芯之间的摩擦力更容易，所以入胎质量更好，达到了 100%。 6.2.3 结论 有实验数据得，在轮芯上车了上倒角后，3 种硬度的车胎都 95%以上的装 配成功率，因此硬度因素变成了次要因素。可认为，在轮芯上车倒角能提高及 装配成功率。 以上方案的优点： 1。机装配成功率高。 2。车胎硬度对机装配成功率影响小。 3节省注塑材料。 以上方案的缺点： 1。装配后，有上倒角轮芯相对于原规格的轮芯较容易推出车胎。 2需要修改轮芯模具。 6.3 方案三：对轮芯的侧面圆环倒下斜角方案三：对轮芯的侧面圆环倒下斜角 6.3.1 倒角后的轮芯尺寸图与实例图，如图 6.4、6.5 示： 图 6.4 尺寸图 图 6.5 实例图 6.3.2 上斜角轮芯入车胎测试结果，如表 6.3 示： 表表 6.36.3 上斜角轮芯入车胎测试结果上斜角轮芯入车胎测试结果 硬度成功率入胎 深度 分析说明 65 度 92% 倒了下斜角之后，成功率极大的提高，是因为没有倒斜角前，原规 格轮芯侧面将车胎胎侧压死，车胎胎侧没有足够弹性恢复原状，倒 斜角后，车胎的胎侧与轮芯侧面之间的空间加大，车胎胎侧弹性足 够恢复原状，使得入胎成功率提高 7595% 11.2m m 硬度 75 的车胎比硬度 65 的车胎弹性更好，所以成功率比硬度 65 度的车胎更高一些。 85 度 100% 硬度 85 的车胎比硬度 75 的车胎弹性更加大，克服车胎胎侧和轮芯 之间的摩擦力更容易，所以入胎质量更好，达到了 100%。 6.3.3 结论： 由实验数据得，在轮芯上车了下倒角后，3 种硬度的车胎都 95%以上的装 配成功率，因此硬度因素变成了次要因素。可认为，在轮芯上车倒角能提高及 装配成功率。 以上方案的优点： 1。机装配成功率高。 2。车胎硬度对机装配成功率影响小。 3节省注塑材料。 以上方案的缺点： 1。装配后，有下倒角轮芯相对于原规格的轮芯较容易被推出车胎。 2需要修改轮芯模具。 6.4 方案四：缩小轮芯侧面直径方案四：缩小轮芯侧面直径 6.4.1 缩小轮芯侧面直径尺寸图和实例图，如图 6.7、6.8 示： 图 6.7 尺寸图 图 6.8 实例图 6.4.2缩小轮芯侧面直径测试结果，如表缩小轮芯侧面直径测试结果，如表 6.4 示：示： 表表 6.4 缩小轮芯侧面直径缩小轮芯侧面直径测试结果测试结果 硬度 成功率 入胎 深度 分析说明 65 度 95% 75 度 95% 85 度 95% 10.1 mm 在缩小直径后，入胎时轮芯外侧与车胎趾口之间挤压程度变小， 车胎趾口更容易摆脱轮芯挤压。硬度对入胎质量没有影响，行 程需要控制得在 10mm 左右，经实验发现 10.1mm 入胎的质量是 最好的，成功率 95%的原因是因为每一啤会有一定几率出现 1 个车胎稍微有点入过头了。需要用人手稍微按一按。其他 19 个 车胎均入胎很完美。 6.4.3 结论 由实验数据得，在缩小轮芯直径后，3 种硬度的车胎都 95%左右的装配成 功率，因此硬度因素变成了次要因素。可认为，在缩小轮芯直径能提高及装配 成功率。 以上方案的优点： 1机装配成功率高。 2车胎硬度对机装配成功率影响小。 3节省注塑材料。 以上方案的缺点： 1需要修改轮芯模具。 6.5 各试验方案总结各试验方案总结 由方案一总结得，所选的车胎硬度越大，机装配车胎的成功率越高。 由方案二，三，四总结得，在合理范围内，改变轮芯的结构，可以提高机 装配效率，此时车胎硬度变为次要因素。 7 上述改善的成果分析上述改善的成果分析 7.1 原来人手入胎原来人手入胎效率效率 针对现实装配线上人手工装配车胎这一道工序，根据 MOD 排时法，进行 标准工时测定，得下表： 操作单元NO.作业步骤次 数 MOD 分析MOD 值 时间 1取车胎，轮芯至 胸前 1M3G1M2G39 1.16 2装轮心入车胎 1M2P2A4M2A4M2A4R2M2A428 3.61 3放至成品盒1M3P03 0.39 小型卡车胎芯入 车胎（D21） 405.16 由 MOD 排时法，测得标准作业时间为 5.16 秒秒, 加上 20%的宽放，时间约为 6 秒秒。 而用秒表法，在装配线上实测，平均每一个车胎的装配时间为 6 秒秒 所以能认为，装配一个小型卡车的正常用时为 6 秒秒。 7.2 上述四种方案的机装配效率，并与人手工装配效率对比上述四种方案的机装配效率，并与人手工装配效率对比 经过多次实测时间，取机器一个装配周期的时间平均值为 70 秒。 7.2.1 方案一的对比如下表： 硬度成功率平均每个车轮机 装配用时 相对于人手工装配，平均每个节约用时 65 度30%11.66 s/个-5.66 s/个 75 度43%8.13 s/个-2.13 s/个 85 度95%3.68 s/个2.32 s/个 当不改变轮胎结构时，选用硬度为 85 度的车胎进行装配时，装配成功率最 高，同时相对于人手工装配的效率提升了 38.5%。但是，由于硬度大高，车胎 的质感太硬，在考虑满足顾客要求和不改变轮胎结构的前提下，采用先将 65 度 或 75 度车胎放进冰箱急冷 30 分钟，提高轮胎硬度硬度后，待装配时才取出装 配的方法。 7.2.2 方案二的对比如下表： 硬度成功率平均每个车轮机 装配用时 相对于人手工装配，平均每个节约用时 65 度92%3.8 s/个2.2 s/个 75 度95%3.68 s/个2.32 s/个 85 度100%3.5 s/个2.5 s/个 对轮芯的侧面倒下斜角时，三种不同硬度的车胎的装配成功率都在 90%以 上。虽然选用硬度为 85 度的车胎进行装配能达到最高的装配成功率和最大的效 率，但 85 度车胎质感太硬，在考虑顾客要求的前提下，还是选用了硬度为 75 度的车胎。 7.2.3 方案三的对比如下表： 硬度成功率平均每个车轮机 装配用时 相对于人手工装配，平均每个节约用时 65 度92%3.8 s/个2.2 s/个 75 度95%3.68 s/个2.32 s/个 85 度100%3.5 s/个2.5 s/个 对轮芯的侧面倒上斜角时，三种不同硬度的车胎的装配成功率都在 90%以 上。虽然选用硬度为 85 度的车胎进行装配能达到最高的装配成功率和最大的效 率，但 85 度车胎质感太硬，在考虑顾客要求的前提下，还是选用了硬度为 75 度的车胎。 7.2.4 方案四的对比如下表：方案四的对比如下表： 硬度成功率平均每个车轮机 装配用时 相对于人手工装配，平均每个节约用时 65 度95%3.68 s/个2.32 s/个 75 度95%3.68 s/个2.32 s/个 85 度95%3.68 s/个2.32 s/个 对轮芯缩小半径时，三种不同硬度的车胎的装配成功率都在 90%以上。虽 然选用硬度为 85 度的车胎进行装配能达到最高的装配成功率和最大的效率，但 85 度车胎质感太硬，在考虑顾客要求的前提下，还是选用了硬度为 75 度的车 胎。 7.3 总结总结 综合考虑成本，车胎质感，顾客要求，等方面的的因素，采用方案一中， 将车胎放进冰箱里急冻 30 分钟，提高硬度，然后再取出，放到机器上装配，这 种方案是众多方案中最好的，既节省了更改轮芯模具的成本，而且机器装配成 功率达 97%以上高，符合企业要求。 8 发展方向发展方向 当啤件标准化后，一个啤件 20 粒轮芯，我们可以将冲轮芯水口和入胎统一 到一次机