由液力换向传动箱分析装配工艺文件编制方法
2014-07-21王建英
王建英
摘 要：装配作业作为制造业最常见最重要的工序，也是影响产品质量评价工艺先进性的主要内容。文章以液力换向传动箱的装配举例详细解读了这类工艺编制遵循的原则和编制的具体方法。
关键词：装配；效率；质量；成本；方法；工艺文件
装配工艺作为机车制造的一个重要环节，对机车的产品质量起着关键作用，而装配工艺文件作为指导操作者作业的指导性文件，就尤为重要，如何保证装配类工艺文件的指导性和可操作性一直是个难题，为此作者透过自己的工作经历，以装配内燃机车液力换向传动箱为例作如下分析。
液力换向传动箱的作用是将柴油机的功率传递到机车车轴，将柴油机外特性转变成机车理想的牵引特性，是公司GK1E31型内燃机车的液压传动重要系统。主要由七根传动轴（输入轴、变矩器轴A、变矩器轴、B中间轴、工矿轴、输出轴、电机传动轴）及箱体组成，如图1表示：
图1
1 装配类工艺文件制订时应遵循的原则
由于其部件众多，且均为精密加工件，其装配后性能要求极高：如输入轴轴向窜动量≯0.25，Z56齿轮径跳量、Z67齿轮径跳量均为≯0.10。因此其装配工艺就尤为重要，但对于这类工艺文件的编写，按照惯例，工艺人员通常是直接将设计图纸和设计技术要求生硬的转化整合后，套在装配类工艺卡CAPP模板的格式里或者是直接现场写实，这是远远不够的，作者认为作为装配类工艺文件，在制订时首先必须遵循一些原则。
1.1 保证产品质量
产品质量最终由装配保证，即使所有零件都合格，但如果装配不当，也可能导致产品不合格，因此，应选用合理和可靠的装配方法，全面、准确地达到设计所要求的技术参数和技术条件，并要求提高精度储备量。
1.2 满足生产效率的要求
根据装配产品的生产效率要求处理好进入装配作业尽量减小钳工装配工作量，减轻体力劳动，提高装配机械化和自动化程度，注意自动装配工序的特殊要求等。甚至设计制作相关装配工装和辅具，以提高生产效率。
1.3 降低装配成本
考虑减小装配投资，如降低消耗，减小装配生产面积，减少工人数量和降低对工人技术水平的要求，减小装配流水线或自动线等的设备投资等。
1.4 保持先进性
在充分调查本企业相关装配条件基础上，尽可能选配较为先进的装配工艺技术和装配经验。
1.5 注意严谨性
装配工艺规程应做到正确、完整、统一、清晰、协调、规范，所使用的术语、符号、代号、计量单位、文件格式与填写方法等要符合国家标准的规定。
1.6 考虑安全性和环保性
制定装配工艺规程时要充分考虑安全生产和防止环境污染问题。
2 收集和分析制订装配工艺规程的原始资料
2.1 产品图纸和技术性能要求
产品图纸包括总装图、部装图和零件图。通过总装配图上了解产品和部件的结构、装配关系、配合性质、相对位置精度等装配技术要求，从而制订装配顺序、装配方法；零件图则是作为在装配时对其补充加工或核算装配尺寸链的依据；技术条件则可作为制订产品检验内容方法及设计装配工具的依据；对产品、零件、材料、重量的了解可作为购置相应的起吊工具、运输设备的主要参数。比如通过对传动箱的图纸和技术性能要求的分析后，得到以下信息：（1）各齿轮副的啮合状态应符合下列要求：主传动斜齿圆柱齿轮的侧隙：0.25～0.45；m3、m4直齿圆柱齿轮的侧隙：0.2～0.45；（2）箱体组装前各箱体的结合面要均匀地涂抹密封胶；（3）各箱体之间的M20联接螺栓使用扭力板手拧紧，最大拧紧力矩为180N·m；（4）传动箱装配后，各轴用手应能轻便盘转，不得有局部抗劲的感觉等等。
2.2 现有生产条件
现有生产条件包括已有的装配设备，工艺设备，装配工具，装配车间的生产面积，装配工人的技术水平等。所制订的装配工艺规程能切合实际，符合生产条件。传动分厂西四跨厂房北侧为传动箱组装区，西侧由南向北依次设置有清洗、箱体存放、液力箱和机械箱组装、配件存放区和准备台位；东侧依次为变矩器轴组装、配管、传动箱总组装、泵阀类组装和动平衡区域。
3 具体制订装配工艺规程的详细内容
3.1 划分装配单元
在制定装配工艺回程中，对产品进行划分，使其成为可独立装配的单元是一个十分重要的步骤。特别是针对相对复杂的机器更加具有关键作用。具体而言，应注意三点：其一，要便于装合和拆开；其二，要对各单元件的基件进行学则，并明确各个部件的装配顺序以及部件之间的相互关系。其三，为进一步缩短总装配所需耗费的时间，可以最大程度地减少进入总装的单独部件。将传动箱划分12个单元：七根传动轴（输入轴、变矩器轴A、变矩器轴B中间轴、工矿轴、输出轴、电机传动轴）、5个箱体。
3.2 选择装配基准
无论哪一级的装配单元，都需要选定某一零件或比它低一级的装配单元作装配基准件。选择时应遵循以下原则：
（1）尽量选择产品基体或主干零件为装配基准件，以利于保证产品装配精度。
（2）装配基准件应有较大的体积和重量，有足够支承面，以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定性要求。
（3）装配基准件的补充加工量应尽量小，尽量不再有后续加工工序。
（4）选择的装配基准件应有利于装配过程的检测，工序间的传递运输和翻身转位等作业。
3.3 确定装配顺序
确定装配顺序应注意如下问题：
（1）预处理工序在前，如零件的去毛刺、清洗、防锈防腐、涂装、干燥等。
（2）先下后上，先内后外，先难后易，首先进行基础零、部件的装配，使产品重心稳定，想装产品内部零、部件，使其不影响后续装配作业；先利用较大空间进行难装零件的装配。endprint
（3）及时安排检验工序。
（4）使采用同设备、供状及需要特殊环境的装配在不影响装配节拍的情况下，尽量集中。处于基准件同一方位的工序尽量集中。
（5）电线、油（气）管路应与相应工序同时进行，以便零、部件反复拆卸。
（6）易燃、易爆、易碎、有毒物质或零、部件的安装禁令放在最后，以减小安全防护工作量。
在传动箱总组装过程中，以第一个工序为例：首先将试油清洗后的五箱放在组装平台上，吊装输出轴；及时检查：轴承套润滑油孔注入润滑油，检查油路是否畅通以及Z61齿轮径跳；试装四箱，将各油孔处涂抹黄油检查孔位是否正确，检查输出轴轴向窜动量、输出轴齿轮与四、五箱径向间隙。
4 划分装配工序
装配工序的划分工作包括如下内容：
（1）确定工序集中、分散的程度。
（2）划分装配工序并确定其具体设备。
（3）制订各工序操作规范，如过盈配合所需压力，变温装配的温度，紧固螺栓连接的拧紧扭距及装配环境要求等。
（4）选择设备及供应。
（5）制订各工序装配质量要求及检测项目。
（6）确定工时定额，并协调各工序内容。
在传动箱总组装过程中，以箱体单位采用如下工序：（1）五箱装配；（2）四五箱合箱；（3）装工况轴、中间轴；（4）三四箱合箱；（5）装变矩器轴A、轴B；（6）二、三箱合箱；（7）装输入轴；（8）一二箱合箱；（9）箱体整理；（10）检查。
5 填写装配工艺文件
装配工艺文件主要有装配工艺过程卡片、组装工序卡片、检查卡片等。简单的装配工艺过程有时可用装配（工艺）系统图代替。
至此传动箱的装配工艺文件就算编制完成，当然还需要进行验证和完善。
总之，在在对工艺文件进行编制时，特别是针对装配类工艺文件应当尽量保证其具有较强的指导性和可持续性。在新产品生产实践中，可能涉及的操作及工装夹具操作较为复杂，多需要多人协作进行。而这个过程很难使用文字来进行表达，即便通过一定的附图予以展示，也难以完整的描述其动态过程。因此，作者认为可以将影像技术引入到工艺文件编制当中，可以更加直观、生动的展示文字和图文无法展现的复杂装配过程，具有较好的实践运用效果。因此，作者建议公司在这方面做一些投入，在现有传统的二维工艺文件编制模式下，开拓新篇章。
参考文献
[1]北京二七机车厂.GK1E31型内燃机车，2000.
[2]北方交通大学.大连热力机车研究所.北京二七机车车辆厂.内燃机车液力传动系统，1972.
[3]机械装配工艺[M].机械工业出版社，2008.endprint
（3）及时安排检验工序。
（4）使采用同设备、供状及需要特殊环境的装配在不影响装配节拍的情况下，尽量集中。处于基准件同一方位的工序尽量集中。
（5）电线、油（气）管路应与相应工序同时进行，以便零、部件反复拆卸。
（6）易燃、易爆、易碎、有毒物质或零、部件的安装禁令放在最后，以减小安全防护工作量。
在传动箱总组装过程中，以第一个工序为例：首先将试油清洗后的五箱放在组装平台上，吊装输出轴；及时检查：轴承套润滑油孔注入润滑油，检查油路是否畅通以及Z61齿轮径跳；试装四箱，将各油孔处涂抹黄油检查孔位是否正确，检查输出轴轴向窜动量、输出轴齿轮与四、五箱径向间隙。
4 划分装配工序
装配工序的划分工作包括如下内容：
（1）确定工序集中、分散的程度。
（2）划分装配工序并确定其具体设备。
（3）制订各工序操作规范，如过盈配合所需压力，变温装配的温度，紧固螺栓连接的拧紧扭距及装配环境要求等。
（4）选择设备及供应。
（5）制订各工序装配质量要求及检测项目。
（6）确定工时定额，并协调各工序内容。
在传动箱总组装过程中，以箱体单位采用如下工序：（1）五箱装配；（2）四五箱合箱；（3）装工况轴、中间轴；（4）三四箱合箱；（5）装变矩器轴A、轴B；（6）二、三箱合箱；（7）装输入轴；（8）一二箱合箱；（9）箱体整理；（10）检查。
5 填写装配工艺文件
装配工艺文件主要有装配工艺过程卡片、组装工序卡片、检查卡片等。简单的装配工艺过程有时可用装配（工艺）系统图代替。
至此传动箱的装配工艺文件就算编制完成，当然还需要进行验证和完善。
总之，在在对工艺文件进行编制时，特别是针对装配类工艺文件应当尽量保证其具有较强的指导性和可持续性。在新产品生产实践中，可能涉及的操作及工装夹具操作较为复杂，多需要多人协作进行。而这个过程很难使用文字来进行表达，即便通过一定的附图予以展示，也难以完整的描述其动态过程。因此，作者认为可以将影像技术引入到工艺文件编制当中，可以更加直观、生动的展示文字和图文无法展现的复杂装配过程，具有较好的实践运用效果。因此，作者建议公司在这方面做一些投入，在现有传统的二维工艺文件编制模式下，开拓新篇章。
参考文献
[1]北京二七机车厂.GK1E31型内燃机车，2000.
[2]北方交通大学.大连热力机车研究所.北京二七机车车辆厂.内燃机车液力传动系统，1972.
[3]机械装配工艺[M].机械工业出版社，2008.endprint
（3）及时安排检验工序。
（4）使采用同设备、供状及需要特殊环境的装配在不影响装配节拍的情况下，尽量集中。处于基准件同一方位的工序尽量集中。
（5）电线、油（气）管路应与相应工序同时进行，以便零、部件反复拆卸。
（6）易燃、易爆、易碎、有毒物质或零、部件的安装禁令放在最后，以减小安全防护工作量。
在传动箱总组装过程中，以第一个工序为例：首先将试油清洗后的五箱放在组装平台上，吊装输出轴；及时检查：轴承套润滑油孔注入润滑油，检查油路是否畅通以及Z61齿轮径跳；试装四箱，将各油孔处涂抹黄油检查孔位是否正确，检查输出轴轴向窜动量、输出轴齿轮与四、五箱径向间隙。
4 划分装配工序
装配工序的划分工作包括如下内容：
（1）确定工序集中、分散的程度。
（2）划分装配工序并确定其具体设备。
（3）制订各工序操作规范，如过盈配合所需压力，变温装配的温度，紧固螺栓连接的拧紧扭距及装配环境要求等。
（4）选择设备及供应。
（5）制订各工序装配质量要求及检测项目。
（6）确定工时定额，并协调各工序内容。
在传动箱总组装过程中，以箱体单位采用如下工序：（1）五箱装配；（2）四五箱合箱；（3）装工况轴、中间轴；（4）三四箱合箱；（5）装变矩器轴A、轴B；（6）二、三箱合箱；（7）装输入轴；（8）一二箱合箱；（9）箱体整理；（10）检查。
5 填写装配工艺文件
装配工艺文件主要有装配工艺过程卡片、组装工序卡片、检查卡片等。简单的装配工艺过程有时可用装配（工艺）系统图代替。
至此传动箱的装配工艺文件就算编制完成，当然还需要进行验证和完善。
总之，在在对工艺文件进行编制时，特别是针对装配类工艺文件应当尽量保证其具有较强的指导性和可持续性。在新产品生产实践中，可能涉及的操作及工装夹具操作较为复杂，多需要多人协作进行。而这个过程很难使用文字来进行表达，即便通过一定的附图予以展示，也难以完整的描述其动态过程。因此，作者认为可以将影像技术引入到工艺文件编制当中，可以更加直观、生动的展示文字和图文无法展现的复杂装配过程，具有较好的实践运用效果。因此，作者建议公司在这方面做一些投入，在现有传统的二维工艺文件编制模式下，开拓新篇章。
参考文献
[1]北京二七机车厂.GK1E31型内燃机车，2000.
[2]北方交通大学.大连热力机车研究所.北京二七机车车辆厂.内燃机车液力传动系统，1972.
[3]机械装配工艺[M].机械工业出版社，2008.endprint
