缓速器转子机加工生产线工艺技术优化

周薇，沈俊峰，潘艳明

(广东省韶铸集团有限公司，广东韶关512031)

1 缓速器转子工作原理

缓速器 (见图1)是一种新型动态安全装置，安装在汽车的传动系统中，可以不须使用主制动器就能减缓车辆行驶速度，用来提高车辆的安全性能。此外，因其作用原理与传统制动方式不同，更有延长传动系和制动系使用寿命的功效。随着制动技术的进步及国家相关管理制度的完善，客车和载重货车使用缓速器已成为强制安全措施。作为电涡流缓速器的关键部件——转子产品，与传动轴相连接，转动时，转子切割磁力线，磁场在转子中形成涡流，并产生制动力使整个汽车减速。转子产品关键点在于内在致密性以及装配精确度，对转子法兰面平行度、跳动度、动态质量平衡性以及表面质量要求很高，这些都与机械加工过程密切相关，因此过程控制显得尤其重要。

2 精加工生产线工艺技术难度分析

转子产品 (见图2)是行业内公认的可铸造性差的产品，由于产品结构复杂，筋条较多及密集分布，大小法兰的壁厚薄，极容易产生加工变形，还有产品的平衡及质量要求特别严格等特点，使得转子产品在精加工过程中遇到许多难题，主要体现在以下4个方面:

(1)为控制产品质量，要求φ600大法兰平面，毛坯面到机加工面的壁厚差17尺寸公差为 ±0.5 mm。

(2)要求 M16×1.5-7H螺纹孔同心度三维检测达到0.07 mm。

(3)产品加工后要求进行静平衡和动平衡测试，最大不平衡量小于30 g·cm，并且对去重部位、去重方法及最大去重量都有严格规定。

(4)由于大小法兰之间主连接是筋条，机加工过程中极容易产生应力变形，难以保证平行度、垂直度及其他同心度均为0.05 mm的要求。

3 精加工生产线存在的主要问题

投产半年后，转子生产线遇到了非常严峻的问题，据统计月废品率达到11.6%，生产线持续处于亏损状态，随着生产成本及质量方面压力的不断增加，转子产品的状况已影响到分公司的经营状况，整改问题刻不容缓。其主要不合格项目如下:

(1)壁厚差17的尺寸公差 ±0.5 mm超差;

(2)4－φ12.5+0.1位置度精度要求0.05 mm，超差问题严重;

(3)工件经动、静平衡加工工序后，超重废品率高达5.86%，静平衡超重350 g以上的工件无法进行动平衡;

(4)动平衡机故障率超过20%，对生产任务的按时按量完成造成了严重影响;

(5)在转序过程中，磕碰伤超过1 mm以上导致报废。

4 精加工生产线废品主要原因分析

针对精加工生产线废品率高 (11.6%)和动平衡机设备故障率高 (20%)两方面进行分析:

(1)精加工生产线废品率是由数控工序壁厚超差、4－φ12.5尺寸超差、超重等造成的。

①造成数控工序壁厚超差主要因素是铸造变形、退火变形、液压卡盘夹位不能调整、未找到毛坯基准等。

②造成4－φ12.5尺寸超差主要原因是数控钻孔装夹不合理导致工件变形、φ12.5钻头结构形式差、刚性差。

③造成超重的主要原因是动平衡工序未考虑装配时超重零件互补平衡问题。

(2)动平衡机设备故障率高是由主电机短路、激光探头失灵和主皮带断裂造成的。

造成以上故障的原因是:电气部份完全裸露，没有保护装置;该动平衡机不适合大批量生产、皮带承载负荷过大。

5 控制计划的改进及工艺技术的优化

经过一段时间的现场观察和试验，作者将数控车、数控钻攻、静平衡、动平衡4道工序作为关键工序，改变粗放的管理方式，严格规范各步骤的操作要求，对其操作过程进行重点监控。

具体制定的各个工艺优化方案如下:

(1)数控工序未找到最佳的毛坯定位基准，于是作者就在直径φ600液压卡盘上，设计出一套可调数控车床定位夹具，使其具备校正和定位两个功能，解决因毛坯有局部铸造及热处理变形而导致加工面到非加工面 (17±0.5)mm尺寸超差问题。

(2)通过对比测量，首先需要解决工件装夹变形问题，将数控机床的液压卡盘夹紧力调整到最佳状态，努力实现装夹变形量最小;其次定制特殊结构的钻头和丝攻，用通止规检验合格。

(3)根据图纸对去重部位及去重量的规定，凡是静平衡工序中超重320 g以上的工件，基本无法进行动平衡，超重报废的数量占总废品量的55%。作者设计了4套定位工装，对影响平衡效果的关键壁厚差进行严格控制，然后通过分析大量数据、查阅资料，找到了动平衡工序工件超重的主要解决办法，将静平衡超重零件互补配对后，再进行动平衡去重，措施实施后效果十分显著，超重废品率大幅减少。

(4)由于设备设计原因，该动平衡机配有一台小型台钻，用于钻孔去重，使用润滑防锈水工作时旋转飞溅，造成激光探头电气裸露部位受损，导致激光探头失灵故障频发，于是公司技术人员提出了改装探头机构的方案，设计制造了电机和激光探头保护装置，同时将传动皮带加宽了30 mm，实施后设备故障率降至2%。

(5)转子产品的材质是低碳高合金，为解决磕碰，公司外协制作了1 000个380 mm×380 mm×40 mm木架，实施一对一层层叠放。

6 工艺优化的效果

自从转子生产线系统进行工艺优化以来，产品 (见图3)的工艺指标及实物状况出现显著改善效果:转子工废率降至0.75%，超重废品率为2.5%，废品率合计为3.25%。动平衡机经改装后一直保持良好的工作状态，激光探头维修更换率大大减少，降低了生产成本，提高了生产效率。2013年1－7份累计生产交付约14 000件，无加工质量问题的投诉，获得了用户的认可，赢得了市场，产品取得了良好的经济效益。