某型電力機(jī)車齒輪轂熱套合格率提升方案研究

某型電力機(jī)車齒輪轂熱套合格率提升方案研究

摘要：由于裝配定位面與設(shè)計(jì)尺寸要求的基準(zhǔn)面不一致，且熱套工裝無(wú)依據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，導(dǎo)致熱套齒輪轂一次合格率只有50%左右。本文通過(guò)對(duì)尺寸鏈的分析，以及對(duì)MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)的開發(fā)利用，提高了裝配精度，將熱套齒輪轂一次合格率提升至90%以上。Keys：齒輪轂熱套尺寸鏈MES數(shù)據(jù)01引言車軸與齒輪轂的裝配是某型機(jī)車驅(qū)動(dòng)裝置裝配的第一道工序。熱套過(guò)程主要依靠專用工裝來(lái)進(jìn)行，通過(guò)對(duì)車軸齒側(cè)防塵座以及齒輪轂上平面的定位達(dá)到設(shè)計(jì)要求的尺寸。熱套完成后用專用游標(biāo)卡尺測(cè)量防塵座端面至齒輪轂軸承定位面之間的距離如圖1.1。若測(cè)量上述尺寸不合格時(shí)，需要用專用工裝進(jìn)行調(diào)整。圖1.1齒輪轂熱套尺寸要求02工藝難點(diǎn)分析齒輪轂特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了裝配過(guò)程中使用的基準(zhǔn)面與設(shè)計(jì)尺寸要求基準(zhǔn)面不一致。同時(shí)，車軸兩端防塵座之間距離的尺寸公差，車軸、齒輪轂的尺寸公差造成最終的產(chǎn)品尺寸要求難以達(dá)到。裝配定位面與設(shè)計(jì)尺寸基準(zhǔn)面不一致從現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行的可行性角度分析，熱套過(guò)程無(wú)法利用齒輪轂軸承定位面作為基準(zhǔn)，且車軸定位面選取在非齒側(cè)防塵座端面也無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@樣會(huì)造成操作面過(guò)高。實(shí)際操作過(guò)程如圖2.1所示，齒輪轂經(jīng)過(guò)加熱之后放置于專用工裝上，定位于注油槽附近的平面上，車軸穿過(guò)齒輪轂后定位于齒側(cè)防塵座端面。待二者冷卻后完成裝配過(guò)程。圖2.1熱套定位面物料尺寸公差基準(zhǔn)面不一致會(huì)導(dǎo)致物料的尺寸公差對(duì)最終的裝配尺寸是否合格產(chǎn)生影響。某型電力機(jī)車齒輪轂要求的尺寸基準(zhǔn)面與實(shí)際裝配定位面之間的尺寸公差為（-0.3,0）mm，車軸設(shè)計(jì)尺寸基準(zhǔn)面與裝配基準(zhǔn)面之間（即兩個(gè)防塵座之間的距離）的尺寸公差為（-0.5，+0.5）mm。而設(shè)計(jì)要求的端距的尺寸公差為（-0.2，+0.2）mm。從中可以發(fā)現(xiàn)，物料的尺寸公差范圍較大，通過(guò)各項(xiàng)公差的累計(jì)造成熱套之后端距尺寸的浮動(dòng)范圍超過(guò)設(shè)計(jì)要求的裝配精度范圍。熱套工裝調(diào)整缺乏依據(jù)由以上可知，基準(zhǔn)面的不一致，以及物料公差范圍較大，會(huì)造成端距尺寸難以控制，一次套裝合格率差。與此相對(duì)應(yīng)的，現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程中，對(duì)熱套定位工裝兩個(gè)定位面之間的尺寸沒(méi)有相關(guān)依據(jù)進(jìn)行有效調(diào)整會(huì)造成累計(jì)誤差持續(xù)增大。03解決方案及驗(yàn)證解決方案現(xiàn)對(duì)齒輪轂熱套過(guò)程中的尺寸鏈進(jìn)行分析。防塵座端面與齒輪轂軸承定位面的尺寸公差已知，設(shè)為A0。齒輪轂及車軸的尺寸公差已知，分別設(shè)為A1、A3，熱套工裝兩個(gè)定位面之間距離設(shè)為A2。得到如圖3.1所示尺寸鏈：圖3.1尺寸鏈計(jì)算其中，A0=1237±0.2mm，A1=mm，A3=1884±0.5mm，在這里以A0為封閉環(huán)，則A1、A2為減環(huán)，A3為增環(huán)。由此得到得到：ESA0=ESA3-EIA1-EIA2................................（3.1）得EIA2=+0.6mmEIA0=EIA3-ESA1-ESA2................................（3.2）得ESA2=-0.3mmmm可見(jiàn)A2上偏差小于下偏差，其公差T=-0.3-0.6=-0.9＜0，出現(xiàn)虛公差現(xiàn)象。因此需要利用修配法，利用其他尺寸確定修配量，從而保證封閉環(huán)的尺寸要求。由于MES系統(tǒng)使得車軸防塵座之間的距離參數(shù)可以實(shí)時(shí)查詢，從而能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)車軸的尺寸得到A2所需的調(diào)整范圍，根據(jù)以上結(jié)論對(duì)此方法進(jìn)行驗(yàn)證：假設(shè)A3=1883.8mm，則根據(jù)式（3.1）得到EIA2=0.1mm；根據(jù)式（3.2）得到ESA2=0.2mm。從而可得到熱套工裝兩個(gè)定位面之間的距離應(yīng)為：mm。由此，可得到只要熱套工裝兩個(gè)定位面之間的距離在444.9~445mm范圍內(nèi)，即能保證防塵座端面與齒輪轂軸承定位面之間的距離在公差范圍內(nèi)。方案驗(yàn)證為了驗(yàn)證此方案的可行性，針對(duì)齒輪轂熱套進(jìn)行了如下工作：1、利用MES系統(tǒng)查詢所有車軸相關(guān)尺寸；2、計(jì)算每根車軸對(duì)應(yīng)的熱套工裝兩個(gè)定位面之間的尺寸要求，并按照要求進(jìn)行調(diào)整；3、對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)得到圖3.2。圖3.2齒輪轂熱套合格數(shù)量統(tǒng)計(jì)通過(guò)對(duì)以上方案得到的數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)齒輪轂熱套一次合格率提升至90%以上，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。04結(jié)論通過(guò)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，齒輪轂熱套尺寸控制策略清楚，達(dá)到了預(yù)期目的。從而極大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了由于端距調(diào)整導(dǎo)致的產(chǎn)品報(bào)廢，取得了很好的效果。Reference陳琦.HXD1B機(jī)車齒輪轂組裝工藝概述[J].科協(xié)論壇（下半月）,2010(1)