汽车装配优化

汽车总装配线改造工艺分析汽车总装配线改造工艺分析 摘要 通过对总装线的构成 工艺布置 设备 工装等的全面分析 找出影响 重型车生产能力的主要因素 充分考虑新产品的结构变化方向和市场需求的趋 势 利用工厂现有设施 采用最经济 公道 见效快的技术改造方案 实现生 产纲领的目标 关键词 装配线 改造 工艺分析 生产能力 前言前言 东风公司总装配厂三条整车装配自动流水线均在 20 世纪 70 年代末建成 其总 装配线的结构为桥链加板链的型式 工艺设计主要是依据中型长头车的产品结 构和生产纲领 随着汽车产业的发展 汽车产品的种类 结构在不断发展变化 为满足轻 中 重型多种载货车的生产 已对总装配线先后进行了 2 3 次局 部改造 现在已成为能生产总重在 6 24t 的轻 中 重型 长 平头全系列 载货车的混流自动流水线 由于公路建设的加快 我国交通运输将发生重大的变化 汽车运输由短途向长 途发展 汽车车速将由中低速向高速发展 汽车载货量由中 轻吨位向大吨位 发展 因此 进步大吨位重型车的生产能力已成为迫在眉睫的任务 总装配线 又将面临着一次大的改造 1 1 改造设计依据改造设计依据 通过对重型车需求市场的充分调研 猜测重型车需求量将急剧上升 除保存现 有生产结构和能力外 重型车系列的生产能力达到 8 万辆 年 其中双后桥中 型车达到 5 万辆 年 到 2005 年作为载货车主要生产基地的总装配厂 双后 桥重型车系列的生产能力达到 8 万辆 年 2 2 改造设计原则改造设计原则 1 重型车系列的生产能力达到 9 万辆 年 其中双后桥中型车达到 5 万辆 年 2 具有总重为 30 吨的重型车系列的批量生产能力 3 具有双前桥重型车的通过性 4 采用先进成熟的科技成果 经济 公道 可靠 保证产品质量 投资少收 效快 长期综合效益好 具有一定的产品变化适应能力 5 不影响正常的大循环生产 3 3 工厂现状工厂现状 由于这次改造的目的是进步重型车的生产能力 因此 下面只对重型车的生产 现状进行分析 3 1 装配线结构 状况平面图 3 2 生产能力 总装配厂三条整车装配线均为桥式链和板式链相结合的自动流水线 具有轻 中 重型即总重为 6 24t 的载货车混流生产能力 但由于受装配线结构及工 艺装备等的限制 双后桥重型车能力只有 4 9 万辆 年 三条装配线重型车生产能力状况 单一品种 万辆 年 3 3 装配线工艺流程 整车装配工艺 由流水线主线装配工艺和总成分装工艺组成 装配一 二线主要装配工艺流程 车架上线 双 单后桥平衡轴悬架 包括后桥平衡轴分装 上线 双 单后 桥上线 双 单中桥上线 前悬架合件上线 包括前桥分装 底盘翻转 发动机 变速箱合件上线 包括发动机 变速箱分装 制动系统密封 性检测 润滑油 脂 加注 油箱 轮胎 包括油箱 轮胎分装链 驾驶室合件上线 包括驾驶室分装 制动液 防冻防锈液加注 整车调 整 整车下线 装配三线主要装配工艺流程 车架上线 前悬架合件上线 包括前桥分装 后悬架合件上线 包括后桥 分装 底盘翻转 发动机 变速箱合件上线 包括发动机 变速箱分装 制动系统密封性检测 润滑油 脂 加注 油箱 轮胎 包括油箱 轮胎分装链 驾驶室合件上线 包括驾驶室分装 制动液 防冻防锈 液加注 整车调整 整车下线 3 4 主要工艺装备及主要总成装配工艺 4 4 双后桥 双前桥 总重为双后桥 双前桥 总重为30t30t 重型车的结构特征重型车的结构特征 此外 总重为 30 t 重型车的发动机功率达 235kW 变速箱有 8 档 9 档箱 合件体积大 装配较困难 5 5 总装线生产能力的计算总装线生产能力的计算 生产能力 生产纲领 装配线工位数 年工作时间 生产班制 设备开动率 整车装配工时 x 工时利用率 装配线工位数 装配线长度 车位长度 工位密度 卡车装配的工位密度 每车位长度一般取 4 6 个 产量计算的边界条件 年工作日 251 天 双班生产制 每班工作时间 8 小时 设 备开动率 90 工时利用率 1 2 因此 对于一个确定的车型 与其生产能力密切相关的因素是装配线长度和工 位密度 6 6 制约重型车生产能力的主要因素制约重型车生产能力的主要因素 通过对工厂现状和新车型主要结构特征分析 制约生产能力因素 主要有下列 几点 1 装配三线不具备双后桥重型车生产能力 2 由于装配线的桥链长度限制了工位数的增加 从而限制了生产能力的进步 3 拧紧工具扭矩不能满足重型车扭矩值的需求 4 为达到重型车扭矩值 必须要多次反复拧紧 增加了装配工时 影响下道工 序 5 装配线工艺设计欠公道 6 产品结构的装配工艺性差 产品结构中拧紧空间有限 如平衡轴连接 现有的风动工具无法使用 只有靠 手工拧紧 从而增加了装配工时 并且无法保证拧紧扭矩 7 部分工艺装备的结构 柔性化生产较差 生产效率低 不能满足重型车的生 产 8 随着重型车产量 品种 载重量的的增加 叉车能力已不能满足生产 9 总重为 30t 的重型车的生产条件还欠缺 10 不具备双前桥重型车的生产能力 7 7 三条装配线生产总重为三条装配线生产总重为 30t30t 及双后桥 双前桥重型车存在的主要题目及双后桥 双前桥重型车存在的主要题目 7 1 生产总重为 30t 重型车存在题目 总重为 30t 重型车 驱动形式有 4 2 如 EQ 1300 系列 装备 235kW 柴油 发动机 9 档变速箱 变截面车架 全新结构保险杠 引进 C800 驾驶室 结 构复杂 零部件装配紧凑 专用件 300 多种 零部件体积 重量大 装配难度 大 7 1 1 主要工艺流程 单后桥车型同装配三线的工艺流程 双后桥车型同装配一 二线的工艺流程 7 1 2 存在主要题目 1 架结构特殊 前部翻转孔位销与前吊耳干涉 后部翻转孔处车架上翼面为斜 面 车架宽度前宽后窄 翻转链不能直接使用 必须增加相应的翻转辅具 弥 补以上不足 保证翻转工艺的通过性 2 油箱链护网及悬挂吊钩不能满足大油箱的通过性 现在油箱链最大只能通过 的油箱外形尺寸为 1070 620 500 3 胎链护网及悬挂吊钩不能满足大轮胎的通过性 目前轮胎链能通过的轮胎直 径为 1 米 4 由于驾驶室结构同现生产的差异较大 长度增加了 150mm 宽度增加了 115mm 重量也有增加 驾驶室地拖链 贮存小车及合件上线吊具均不能满足正 常生产 5 体积重量大的零部件较多 上线装配时无相应的起吊设备 如 消声器 传 动轴 储气筒合件等 6 现有前 后桥钢装台不适应多品种生产 7 现有的发动机存放架 过跨小车及上线吊具均不能直接使用 8 由于车轮结构的改变 车轮螺母拧紧机已不适用 目前的五头拧紧机只能适 用于螺柱中心距为 285 7mm 的车轮装配 而 EQ1300 系列车轮的螺柱中心距为 335mm 车轮装配吊具结构也需作相应改变 7 2 生产双后桥 双前桥车重型车存在题目 双后桥 双前桥车重型车的主要特征 驱动形式 6 4 8 4 10t 级贯通式双 后桥 2 个独立前悬架 由 1 个转向机控制同步转向 7 2 1 主要工艺流程 双后桥 车架上线 平衡轴悬架上线 包括平衡轴分装 后桥上线 中桥上线 前悬架合件上线 包括前桥分装 底盘翻转 发动机 变速箱合件 上线 发动机 变速箱分装 制动系统密封性检测 润滑脂加注 油 箱 轮胎装配 包括油箱 轮胎分装链 驾驶室合件上线 包括驾驶室分 装 制动液 防冻防锈液加注 整车调整 整车下线 双前桥 车架上线 平衡轴悬架上线 包括平衡轴分装 后桥上线 中桥上线 第一前悬架合件 包括前桥分装 第二前悬架合件上线 包括前桥分装 底盘翻转 发动机 变速箱合件上线 包括发动机 变速箱分装 制动系统密封性检测 润滑脂加注 油箱 轮胎装配 包括油箱 轮胎分 装链 驾驶室合件上线 包括驾驶室分装 制动液 防冻防锈液加注 整车调整 整车下线 7 2 2 存在主要题目 1 装配线总装工艺性 1 装配三线无中桥 平衡悬架 第二前桥合件上线点 2 三条总装线桥链短 装配用工位数少 3 装配二线生产双后桥时 前悬架 后桥上线途径不公道 由于前悬架 后桥 通过一条单轨相对上线 间隔短 限制了生产节拍 再者 平衡悬架 中桥由 叉车往装配线倒运 物流状态较差 4 发动机变速箱对接工艺较落后 变速箱对接过程中第一轴易磕碰损坏 发动 机需多次倒运 造成人力 物力的浪费 同时 吊装对接还存在不安全隐患 2 工艺装备 1 后桥分装螺母拧紧机 目前能达到最大扭矩 500N m 而双后桥重型车平衡 悬架分装扭矩为 843N m 已不能满足生产 2 后桥钢装台不能满足多品种的生产 板簧压平装置操纵不便 板簧支架间 距不可调节 3 装配三线底盘翻转器能力不足 现在翻转能力为 4t 由于双后桥 双前桥 车重型车增加了平衡悬架等三大总成共 5t 因此翻转能力必须提升到 8t 4 产品结构的装配工艺性差 拧紧扭矩不能达到工艺要求 如平衡轴悬架联接 等 受空间限制 现有风动工具无法使用 靠人工拧紧 扭矩没有保障 劳动 强度大 装配工时大 是重型车装配的一大难点 8 8 主要工艺方案主要工艺方案 8 1 方案一 改造装配三线 8 1 1 总装配线改造 1 新建平衡悬架 中桥 后桥及 2 套前桥合件上线单轨 满足各大总成公道 上线 平衡悬架合件 后桥合件 前桥合件上线 各分别由 2 套过跨小车输 送 从装配线右侧上线 中桥 后桥从装配线左侧上线 2 改造 6 8 柱间 3 台手拉天车 右边供双后桥重型车储气筒合件上线用 左 边供单桥重型车储气筒合件上线用 3 增加重型车储气筒分装地增加平衡吊 1 台 4 油箱链 轮胎链护网及悬挂吊具改造 加宽加深护网通道 改进悬挂吊钩结 构 确保重型车大油箱 轮胎的通过性 6 驶室地拖链 贮存小车及合件上线吊具改造 加大地拖链强度 使贮存小 车及合件上线吊具能适应窄型 CPB12 CPB12 加长型 C800 平头驾驶室的储 存 分装及合件上线的要求 7 型车保险杠合件上线处增加一平衡吊 8 拆除总装线上润滑油加注机 润滑油加注在各总成分装地进行 从而增加 了总装线上装配操纵有效长度 6 米 9 建立发动机 变速箱对接阵地 发动机储存于环形地拖链上 运行系统由 电脑全程监控 采用两台对接台 有自动找正 对中系统 8 个自由度供调节 使用 发动机 变速箱对接在对接台上完成后 通过过跨小车上线 进步了装 配质量 分装节奏 减少总成倒运次数 同时适应多品种混流生产 8 1 2 工艺装备 1 后悬架 U 型螺栓拧紧采用无级可调式双头螺母拧紧机 扭矩值在 300 1000N m 之间可保证 U 型螺栓中间距在 190 300mm 内可调 参数设置 修改简便快捷 拧紧结果自动识别 分歧格自动报警 具有系统自检 零件标 定 校正和故障自诊功能 适应多品种混流生产 2 前 后桥及平衡轴钢装台采用可调式 自动压平装置 同时满足多种重型车 生产 具有一定的柔性化生产能力 3 翻转器改造 将其翻转的额定载荷由 4t 提升至 8t 由于增加了三大总成的 上线单轨 翻转器轨道需减短 4m 4 设计专用翻转辅具 保证底盘翻转同步 安全 可靠 5 采用组合式发动机存放架 过跨小车及上线吊具 并具有一定的柔性化生产 能力 6 轮胎螺母拧紧机采用五轴组合式 轴距 扭矩可调的电动拧紧机 操纵简便 能自动识别拧紧结果 分歧格自动报警 适应多品种重型车生产 7 平衡轴连接螺栓等处 需使用的电动特形装配工具 有待探索研发 目前 仍然由人工扳手拧紧 为解决这一瓶颈题目 采用双工位 使之得以缓解 8 1 3 实施效果 装配三线改造后 工艺装备 装配工艺水平有了较大的进步 通过改造 进步 了劳动生产率 降低了劳动强度 营造了优良的劳动环境 1 具备了总重为 30t EQ1300 系列 系列车型以及双前桥重型车的批量生产 能力 增加平衡悬架 中桥等 17 个装配工位后 双后桥重型车单品种生产能 力将达到 3 5 万辆 同时 具备了双前桥重型车的批量生产能力 装配线中 重型车生产能力 单一品种 万辆 年 2 通过改造进步了后桥分装 平衡悬架分装 的技术水平和自动化程度 进步 了各大总成分装的柔性化程度 3 使用的拧紧工具技术水平和功能上了一个新的台阶 进步了劳动生产力 并 且使整车装配质量保证能力有了大的奔腾 8 2 方案二 对装配二线进行局部改造 采用先进的工艺装备 科学 公道地调整三条装配线上产品的种类 8 2 1 装配一线 采用先进的工艺装备调整产品的种类 进步双后桥重型车的生产能力 1 后悬架 U 型螺栓拧紧采用无级可调式双头螺母拧紧机 扭矩值在 300 1000N m 之间可保证 U 型螺栓中间距在 190 300mm 内可调 参数设置 修改简便快捷 拧紧结果自动识别 分歧格自动报警 具有系统自检 零件标 定 校正和故障自诊功能 适应多品种混流生产 2 前 后桥及平衡轴钢装台采用可调式 自动压平装置 同时满足多种重型车 生产 具有一定的柔性化生产能力 3 轮胎螺母拧紧机采用五轴组合式 轴距 扭矩可调的电动拧紧机 操纵简便 能自动识别拧紧结果 分歧格自动报警 适应多品种重型车生产 4 采用先进的定扭 扭矩可控的装配工具 平衡轴连接螺栓等处 需使用的电 动特形装配工具 有待探索研发 目前 仍然由人工扳手拧紧 为解决这一瓶 颈题目 采用双工位 使之得以缓解 5 整装配线上产品种类 最大限度地利用装配线的长度和职员 进步重型车产 量 8 2 2 装配二线 进行局部改造后具有总重为 30t 重型车的批量生产能力和双前桥重型车的通过 性 进步双后桥重型车的生产能力 1 对中 后桥上线单轨 平衡轴上线环轨进行改造 增加后桥上线点 平衡悬 架合件及后桥采用过跨小车上线 同时也具备双前桥车型 8 4 的通过能力 2 拆除驾驶室自行小车及回转道 新建驾驶室上线单轨 能顺利通过 EQ1300 系列重型车驾驶室 3 拆除总装线上润滑油加注机 润滑油加注在各总成分装地进行 从而增加了 总装线上装配操纵有效长度 4 油箱链 轮胎链护网及悬挂吊具改造 加宽加深护网通道 改进悬挂吊钩结 构 确保重型车大油箱 轮胎的通过性 5 后悬架 U 型螺栓拧紧采用无级可调式双头螺母拧紧机 扭矩值在 300 1000N m 之间可保证 U 型螺栓中间距在 190 300mm 内可调 参数设 置 修改简便快捷 拧紧结果自动识别 分歧格自动报警 具有系统自检 零 件标定 校正和故障自诊断功能 适应多品种混流生产 6 前 后桥及平衡轴钢装台采用可调式 自动压平装置 同时满足多种重型车 生产 具有一定的柔性化生产能力 7 轮胎螺母拧紧机采用五轴组合式 轴距 扭矩可调的电动拧紧机 操纵简便 能自动识别拧紧结果 分歧格自动报警 适应多品种重型车生产 8 采用先进的定扭 扭矩可控的装配工具 平衡轴连接螺栓等处 需使用的电 动特形装配工具 有待探索研发 目前 仍然由人工扳手拧紧 为解决这一瓶 颈题目 采用双工位 使之得以缓解 9 公道布局 尽可能减少线上装配的操纵工时 增加工位数 14 个 8 2 3 装配三线 进步中型车和载重为 8t 的重型车的能力 1 后悬架 U 型螺栓拧紧采用无级可调式双头螺母拧紧机 扭矩值在 300 1000N m 之间可保证 U 型螺栓中间距在 190 300mm 内可调 参数设置 修改简便快捷 拧紧结果自动识别 分歧格自动报警 具有系统自检 零件标 定 校正和故障自诊功能 适应多品种混流生产 2 拆除总装线上润滑油加注机 润滑油加注在各总成分装地进行 从而增加了 总装线上装配操纵有效长度 6 米 3 采用先进的定扭 扭矩可控的装配工具 传动轴等装配空间有限的工位 采 用电动特种扳手 减少人工拧紧点 降低传动轴装配工时 8 2 4 实施效果 1 采用先进工艺装备 对装配二线进行局部改造后 解决三条装配线重型车生 产瓶颈 从而进步生产率 降低整车生产节拍 2 达到了 8 万辆的重型车生产能力 其中双后桥重型车 6 7 万辆 同时 具 有双前桥车型的通过能力 投资少 见效快 装配线中 重型车生产能力 单一品种 万辆 年 8 3 对装二线进行加长改造 进步双后桥重型车生产能力 使之成为具备总重为 30t 重型车的和双前桥重型 车的批量生产能力 8 3 1 装一 装三线改造同方案二 8 3 2 装二线加长改造具备双前桥和总重为 30t 的重型车批量生产能力 1 桥链加长 16 米 板链加长 12 米 2 对中 后桥上线单轨 平衡轴上线环轨进行改造 增加后桥和第二前桥上线 单轨 平衡悬架合件及后桥采用过跨小车上线 3 拆除驾驶室自行小车及回转道 新建驾驶室上线单轨 能顺利通过 EQ1300 系列重型车驾驶室 4 轮胎链加长 护网加宽 加深改造 5 油箱链护网加宽 加深改造 6 加油塔及计算机房移位改造 7 拆除总装线上润滑油加注机 润滑油加注在各总成分装地进行 从而增加了 总装线上装配操纵有效长度 6 米 8 采用先进的定扭 扭矩可控的装配工具 平衡轴连接螺栓等处 需使用的电 动特形装配工具 有待探索研发 目前 仍然由人工扳手拧紧 为解决这一瓶 颈题目 采用双工位 使之得以缓解 9 轮胎螺母拧紧机采用五轴组合式 轴距 扭矩可调的电动拧紧机 操纵简便 能自动识别拧紧结果 分歧格自动报警 适应多品种重型车生产 10 U 型螺栓拧紧采用无级可调式双头螺母拧紧机 扭矩值在 300 1000N m 之间可保证 U 型螺栓中间距在 190 300mm 内可调 参数设置 修改简便快 捷 拧紧结果自动识别 分歧格自动报警 具有系统自检 零件标定 校正和 故障自诊功能 适应多品种混流生产 11 前 后桥及平衡轴钢装台采用可调式 自动压平装置 同时满足多种重型 车生产 具有一定的柔性化生产能力 8 3 3 实施效果 改造后 装配二线的工位数将增至为 125 个 双后桥重型车生产能力将达到 4 万辆 具备双前桥和总重为 30 吨的重型车批量生产能力 为将来重型车需求 量高速增长做充分预备 装配线中 重型车生产能力 单一品种 万辆 年 9 9 工艺方案对比分析工艺方案对比分析 从上表中可以看出 达到设计目标 投资少见效快 不影响大循环生产 方案 一是最经济 公道 有较好的综合效益的 将其确定为终极的工艺方案 1010 创新点创新点 在本次工艺设计中 我们对每个项目都充分考虑了柔性化 通用性 不由于技 术改造而影响原有车型的生产能力 从而在不加长装配线 不进行大幅度的工 艺调整及资金投进的基础上 装配工艺及工艺装备采用国内外先进技术 实现 轻 中 重型车混流生产