隨著汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展,發(fā)動機的更新?lián)Q代速度加快,用于發(fā)動機制造的機加夾具柔性化程度要求也越來越高。在多品種機型共線時,一般會用到共用、快換、隨行托盤、零點定位這四種技術(shù)方案,選擇之前需要區(qū)別適用場景和特點。 方案一:共用夾具 該方案適用于換批生產(chǎn),初期投入低,各機型的產(chǎn)品外型與工藝基準需最大可能的保持一致。夾具共用是現(xiàn)場最常使用的方式,即要求零件外型盡量相同,在零件設(shè)計階段考慮銷孔設(shè)計避讓,或夾具設(shè)計時采用快速換銷結(jié)構(gòu),換型時換銷或夾爪等(如圖1)。 圖1 如機型外型允許則可采用快換子板來縮短換型時間(如圖2)。 圖2 方案二:快換夾具 該方案適用于產(chǎn)品換型周期長,初期投資低的情況?鞊Q夾具對產(chǎn)品外型無特殊要求,只是針對某一機型的專用夾具,因夾具較重,換裝時較為困難,若產(chǎn)品換型周期比較短,則不建議使用快換夾具。 圖3 快換夾具示意如圖3所示,專用夾具與快換子板固定在一起,快換母板與機床托盤固定在一起,換型時用專用工具吊起夾具與子板組合體,使之與母板對接即可。 方案三:隨行托盤 該方案柔性高,初期投入高,適用于產(chǎn)品混線生產(chǎn)。隨行托盤裝在工件上隨工件移動,工件與托盤通過螺栓固定,夾具僅夾緊在托盤上,工件與托盤定位的螺栓孔及銷孔是在產(chǎn)品設(shè)計階段設(shè)計出的專用孔位。當產(chǎn)品不同時,僅更換隨行托盤即可實現(xiàn)共線生產(chǎn)。但由于托盤是隨工件移動的,需要數(shù)量較多,所需隨行托盤數(shù)量一般為生產(chǎn)線工位數(shù)的3-4倍。 圖4 方案四:零點夾緊 該方案適用于產(chǎn)品換型頻率較高,且零點位置需與產(chǎn)品設(shè)計基準重合。零點夾緊方案是近年來在德系車上應(yīng)用較多的一種,由于發(fā)動機機型的變更,為保證較大的生產(chǎn)線柔性,在產(chǎn)品設(shè)計階段,設(shè)計出2-4個零點定位孔,用于零點定位,零點銷通過螺紋連接固定在工件上。 圖5 不同類型的定位銷 零點銷隨工件移動,夾具上設(shè)計有夾緊零點銷的機構(gòu)。對于不同的機型,僅設(shè)計相同的零點定位孔則可實現(xiàn)產(chǎn)品在機加設(shè)備上的共線,不需更換工裝,若無法設(shè)計相同的零點定位孔,也可用采用轉(zhuǎn)接板來實現(xiàn)共線生產(chǎn);對于產(chǎn)品的加工精度,零點夾緊系統(tǒng)同樣能保證,這一點已在實際生產(chǎn)中得到驗證。 圖6 工件上置入零點定位銷 傳統(tǒng)的發(fā)動機缸體、缸蓋夾具具有以下特點:框架結(jié)構(gòu),剛性好;重量大;不易安裝,定位精度較高;液壓驅(qū)動,保壓設(shè)計;復(fù)雜程度高;不能重復(fù)使用;專機專用;自動化上下料困難;夾持點多,夾緊監(jiān)控復(fù)雜等。 圖7 零點夾緊銷原理 零點快換夾持系統(tǒng)具有以下特點:單面拉緊,一面夾持,五面加工;缸蓋為框架結(jié)構(gòu),剛性好,拉緊無變形;夾具極為簡化,定位夾緊銷壽命長,一年免維護;避免因夾具干涉而加長刀具,刀具剛性好,標準化高;適合自動上下料;集成監(jiān)控保證工藝可靠;與壓裝、檢驗、質(zhì)檢兼容;適于柔性換線等。 以上幾種共線夾具方案各有優(yōu)缺點,需根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、設(shè)備投資、換型時間等項目靈活選擇或組合,以揚長避短、實現(xiàn)效益最大化。
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