SG系列过桥壳体生产线的平面布置

1、SG系列过桥壳体生产线的平面布置金红辉1 徐成慧1 张凯2（1.中国一拖集团有限公司 工艺材料研究所，河南 洛阳 471003；2.中国一拖集团有限公司 第一装配厂，河南洛阳471003）摘要：介绍一拖公司SG系列过桥壳体生产线的工艺设计、设备选型、平面布置等关键词：壳体 生产线 平面布置中图分类号：S219.06 文献标识码：B 文章编号：The Planar disposal of Machining line for SG series gear boxJinHongHui XuChengHui ZhangKai （Technology&Material Research Ins

2、titute，YTO Group Corporation，LuoYang 471003； The first Assembly Plant，YTO Group Corporation，LuoYang 471003 ）Abstract ：Introduce technics layout、choosing equipment type、 the planar disposal of product line for SG series gear box.Key Words ： Box ； Product line ； Planar disposal2009年一拖公司拟建立SG系列过桥壳体年产2.

3、2万台的生产线。工艺设计首先面对的是生产线的选型问题，即选用以组合专用机床为主的“刚性”生产线、还是以加工中心为主的“柔性”生产线。长期以来一拖公司的轮拖及履拖变速箱壳体加工都是采用刚性专机生产线，工序长、设备多、生产准备周期长，生产品种单一；上世纪90年代初，公司引进4台 mandli加工中心组成的80马力100马力轮拖传动箱、减速箱柔性生产线，所有加工内容都在加工中心上完成，生产能力为5000台年，这在当时是国内最先进的箱体零件加工工艺。但由于中小轮式拖拉机附加值不高，产量一般为2万3万台，如果生产线效仿上述生产线全部由加工中心组成，需购置加工中心数量太多，投入高，所以SG系列过桥壳体生产

4、线拟以组合专用机床+加工中心+万能设备（主要指摇臂钻）的总体方案来实现，加工中心的作用不仅是提高柔性，更主要是保证重要孔系的加工精度，这种总体方案非常适合企业实际，使得生产能力和柔性得到了兼顾、投资相对较小。1. 生产节拍过桥壳体生产纲领为2.2万台 /年，属大批量生产。加工中心三班制，设备负荷率85%，生产节拍为13.96min；组机两班制，生产节拍为9.31min，整个生产线的节拍基本保持一致，否则节拍慢的工序将出现待加工工件堆积的情况，使道路堵塞，妨碍物流流通，并影响工作环境。2.产品工艺特点过桥壳体为薄壁箱体件，零件形状复杂。有二组轴承孔系(AJ7/AJ7、BH7)均为7级精度，AJ7

5、/AJ7的同轴度要求为0.04mm，孔系距上面的距离为C±0.11mm，距分动箱面的距离为D±0.027mm，两组孔垂直方向孔心距要求为E±0.043mm。一组变速杆轴孔系孔径18H8(0+0.027)、长径比207:1812，同轴度0.025mm，平行度0.1mm；图1 过桥壳体Fig. 1 Gear-box3.工艺流程及特点为了避免由于基准转换以及粗基准的精度影响加工精度，在加工中用毛坯粗基准尽快把精基准加工出来，在后续的所有加工中，所有定位全部统一为一面两销作为精基准；按照“先基面后其他”、“先主要表面后次要表面”、“先粗加工、后精加工”、“先面后孔”等工艺

6、原则安排工序。在工艺设计阶段充分考虑薄壁箱体的受力情况，合理选择夹紧位置和辅助支撑的位置，以控制夹紧力和切削力引起的变形量。表1 过桥壳体工艺流程Tab.1 The technics process of gear-box工序号工 序 名 称机 床 名 称 及 型 号5粗铣、半精铣大、小端平面卧式双面强力铣床10粗、半精铣小端周围处上、下、左、右四个平面（装2个零件）卧式双面数控组合铣床15粗、半精铣大端处左、右侧及大端凸台面（装2个零件）卧式双面强力铣床20粗、半精铣大端内腔隔板数控镗铣床25精铣左侧平面与上平面，钻镗左、右两侧面孔 卧式加工中心30钻、镗大小端轴承孔、螺孔等双面双工位数控组

7、合钻镗床35精铣大、小端及下平面，钻、铰三面的定位销孔；精铣大端内端面；精镗轴承孔等；钻上、下平面孔；上、下平面攻丝；锪26深6+0.1卧式加工中心40反锪大端背面10-24，大端内腔隔板面处攻丝，3-M10,5-M8,1-M10摇臂钻45左、右侧面，上平面各螺孔攻丝卧式三面攻丝机50清洗、吹干60J检验4.设备选型根据生产节拍、生产效率和产品要求，按照粗和半精加工用国产组专机床、精加工工序集中选用加工中心的原则，确定过桥壳体生产线由5台组专机、1台数控镗铣床、3台卧式加工中心、2台摇臂钻床共11台机床组成。设备的配置不仅提高了柔性化制造水平，而且减少了生产面积。4.1平面粗加工设备对精度要求

8、较高的平面粗铣采用数控强力组合铣床保证尺寸，解决了加工过程中进给行程和铣头位置的快速调整，缩短了调整和加工时间，同时保证了粗基准面的尺寸和平面度要求；对精度要求不高的平面如过桥壳体两端面，粗铣时选用普通的组合铣床就可保证总长F0-0.29，；粗铣工序余量大（如5序粗铣、半精铣大、小端平面）均选用强力铣头，刚性好，采用机夹盘铣刀取代传统的镶齿盘铣刀，配以涂层硬质合金刀片，进给速度可达到400500min/mm，从而大大提高生产效率。同时组机采用工序集中思路设计，采用多工位、多面、多工步复合在一台机床上，如10序双工位分别实现两个零件的粗、半精铣小端周围处上、下、左、右四个平面，从而提高了生产效率

9、，降低了成本； 5序铣床夹具采用日本帕斯卡液压辅助支撑替代以往手动辅助支撑，支撑可靠性高，减轻了工人劳动强度，提高了生产效率。图2 过桥壳体5序 卧式双面强力铣床Fig. 2 The fifth working procedure of gear-box ： Horizontal and double-faced and strong milling machine图3 过桥壳体 10序 卧式双面双工位数控组合铣床Fig. 3 The tenth working procedure of gear-box ：Horizontal and double-faced and double post

10、 and numerical control milling machine 4.2轴承孔系加工设备轴承孔系粗加工均选用数控组合钻镗床，主轴选用刚性主轴，刚性好，可保证孔系的位置度不大于0.3mm；30序卧式双面双工位组合钻镗床改变传统钻镗床刀具（钻头、丝锥）采用延伸杆的连接方式，采用新型快换结构刀杆，换刀快捷，方便了维修，减少了待机时间，大大提高了生产效率。轴承孔系精加工采用卧式加工中心，利用加工中心的高定位精度和重复精度，通过半精镗、精镗保证孔系的尺寸精度和形位公差。经节拍计算最后确定过桥壳体轴承孔系加工使用2台大连机床厂的卧式加工中心MDH80。4.4连接螺孔加工设备为了减少投资，连接螺

11、孔尽量与轴承孔系一起布置在组合钻镗床上加工，因钻杆空间位置布置不下的孔在不影响节拍的前提下排在加工中心上加工，最后剩余的安排在摇臂钻上加工；大批量生产攻丝工序采用多面组合攻丝专机，不采用摇臂钻床，从而减低工人劳动强度，提高生产率。4.5内隔板面的加工设备该面在壳体型腔内部，铣削均为悬伸加工，若选用普通卧式铣床X62，深度不易控制，加工状况不可见；若选用卧式加工中心插补铣，费工时，占节拍，加工成本高、不经济；最后确定选用TK6350数控镗铣床，既可准确保证深度，又可选用数控刀具，提高进给，满足节拍要求。5.平面布置5.1整线布置生产批量决定生产组织形式，过桥壳体生产纲领为2.2万台/年，为大批量

12、生产，生产线采用直线式流水线布置形式，将工作地布置在辊道的一侧，这样工序工作地少；设备、辊道及起重设备按工艺流程布置，避免出现倒流现象；设计时，尽可能地缩短机床之间的间距，缩短生产线的长度，减少操作者的行走时间，经过平面布置确定，过桥壳体生产线总长均为60米。整线将组合机床的工作区域设计在同一个操作高度，尽量避免机床与机床之间使用上下台阶或不同高度的踏脚板，减少了操作工上下台阶的时间。组合机床的工作区域一人可操作2台加工设备，这样减少了操作者的数量，降低了生产成本。 生产线的前端和末端布置了足够的面积作为毛坯存放区和成品储存区；精加工设备加工中心的布置因节拍较长，应考虑有足够大的半成品存储地方

13、；设备间距保证工作安全、人员通行、零件运送方便和设备调整与维修方便。每道工序干完，安排铁屑的去除，尽量通过零件姿态的变换实现零件在辊道上翻滚以倒出铁屑，对于零件的盲孔在攻丝前用压缩空气吹出孔中的铁屑，相应在每台机床旁布置气点。物流采用人工推行的辊道，辊道的宽度根据零件摆放姿态按照最宽尺寸选择，过桥壳体在辊道上采取大端朝下立放的姿态，大端最大外园尺寸为412mm，确定滚道宽为600mm，辊道外缘高于滚子，用以防止零件在流转过程中掉下辊道；辊道的长度按机床布置从第一台上料位置一直到最后一台机床下料位置。图4 过桥壳体生产线平面布置图Fig. 4 The ichnography of product

14、 line of gear-box 5.2设备布置5.2.1加工中心的布置布置加工中心与组机、加工中心与加工中心之间的线间距保证人员操作、零件起吊、半成品存放的空间，并给机外排屑器留下适当的空间，以便抽出倒屑；按照机床厂家提供的地基图布置加工中心气点、电点，不能将气点、电点压在设备下面；布置水箱、变压器箱、高压冷却箱、稳压电源箱这些附件时，既要注意布置美观，又要注意留出开门、维护空间，还要避免放在生产线通道外以免影响叉车在行驶时造成不安全因素等。 5.2.2组机的布置通常组机有以机床前沿对齐、以机床操作台对齐、以机床中心线对齐三种布置方式；本线采用以机床中心线对齐，便于施工时以机床中心线找正机

15、床坐标位置；在平面布置中综合考虑组机操作面板的位置、工件上料位置、电葫芦的位置、辊道的位置相互匹配，以方便工人上料、操作；并给机床留出维修空间。 5.3通道布置车间的通道分为纵向主要通道、横向主要通道以及机床之间的次要通道，按规范流出车间通道。纵向主要通道每开间布置一条，按运输方式及工件大小考虑车间纵向通道宽度，设计用叉车运输零件，单向行驶，宽度为3m；横向主要通道一般每隔3070米厂房长度布置一条，布置在生产线头，宽度为4.5m； 5.4起重运输设备的选择和布置车间的起重运输设备，可按车间生产的零件重量及尺寸、生产类别、生产规模及生产设备的排列性质等因素来选定。起吊重量的确定以加工最大零件质量为依据，并考虑设备检修和安装的需要。该生产线中加工中心工序零件上下料选用天车；组机和摇臂钻工序，采用非机动辊道，人工沿着辊道输送零件至电葫芦，再由电葫芦送到机床夹具上。 电葫芦中心线应与机床中心线重合，避免歪拉斜吊。电葫芦高度方向应与机床不干涉。布置三面攻丝机、摇臂钻时，考虑在辊道上储备34个零件从而叉开两个电葫芦间的位置，间距为1.21.4米。5.5除尘设备的布置