一种驱动桥壳的工艺优化方法

田健　赵春强　康海军　喻朋朋

摘要：驱动桥壳是汽车上行驶系的土要组成部分，支承并保护土减速器、差速器和半轴等。同时还与前桥‘起承受汽车的质量，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定，在汽车行驶时，承受驱动轮传来的各向反力、弯矩和制动时的力矩，并通过悬架传给车架。本文通过精益生产ECRS理念，对种驱动桥壳各工序进行统计分析，在未投资的情况下对其进行工艺技术改进，达到提升产能的目的。

关键词：驱动桥壳；工序；节拍；产能；精益生产

中图分类号：U463 DOI：10.20042/j.cnki.1009-4903.2023.06.005

0 引言

驱动桥是各类重卡不可或缺的重要总成件之，其般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。它的作用是将发动机装置传来的动力转换为90。，改变力的传递方向，并由主减速器降低转速，增大转矩后，经差速器分配给左右半轴和驱动轮。驱动桥处于动力传动和行驶系的末端，可实现降速增大转矩。

驱动桥壳是汽车行驶系的主要组成部分，而笔者所在公司现有的驱动桥壳生产线产能已无法满足市场需求。人、机、料、法、环、测是阻碍生产产能提升的六大要素。通过运用精益生产理论知识，先对生产线现有产能进行核算，然后对要达到的目标产出进行计算，比较现有产能和目标产能之间的差距，得出要改善的目标，进而围绕该目标进行一系列的工作。本文主要结合精益生产知识，从工艺技术的角度出发，通过对影响改善产能目标的些因素进行分析，得出驱动桥壳产能提升的措施。应用证明，通过对这些措施的采用，能有效地提升公司驱动桥壳的生产产能，降低企业生产成本，提升产品盈利水平。

1 现状描述

种驱动桥壳的生产线主要生产某平台的中桥壳和后桥壳，其产能为80辆份／天，即中、后桥壳共计160件／天。随着市场需求量的增加，公司提出了新的目标要求，要求其产能提升到100辆份／天，即中、后桥壳合计200件／天。

2 工序节拍分析

一种驱动桥壳的机加工艺流程主要为10工序（车削）→20工序（磨削）→30工序（钻孔）→40工序（复合加工）→50工序（钻孔、攻丝）→60工序（滚花键）。

该驱动桥壳产能目前为80辆份／天，即中、后桥壳共计160件/天。此生产线既要加工中桥壳，又要加工后桥壳，2种零件在整车使用时需要配对装配，所以在生产线中也要进行配对生产。而中桥壳与后桥壳的不同之处在于，中桥壳在后盖侧仅多增加了贯通轴的安装轴承座孔，其余均相同，故从结构上中桥壳的加工节拍比后桥壳要长，所以本文按照中桥壳的工序节拍来进行统计和分析，其改善只要满足中桥壳的产能，后桥壳自然也就满足了。

按照精益生产的要求，生产线每天的加工周期不能满负荷运行，运行负荷率可按照85%进行核算，所以生产线每天有效时间按照204h来组织生产。中桥壳的产能为80辆份／天，单件加工节拍为459s。通过计算，该驱动桥壳产能由160件／天提升至200件/天，仅需要将其各工序节拍由459s优化至367.2s以内即可。中桥壳各工序的节拍及产能如表1所示。

从表1可以看出，10工序（车削）、40工序（复合加工）、50工序（钻孔，攻丝）、60工序（滚花键）产能超过了200件，均能满足目标要求，仅需要对20工序（磨削）和30工序（钻孔）产能进行提升，将其节拍459s优化至367.2s以内即可满足需求。

3 改善实施

基于上述，本文从工艺技术上人手分析，对该桥壳的加工工艺流程：20工序（磨削）和30工序（钻孔）进行优化和改进。通过采用精益生产ECRS理念，对该工艺流程进行取消（E）、合并（C）、重排（R）和简化（S），在保证加工质量和精度的基础上进行优化，提升其加工效率。

3.1 20工序（磨削）分析

该工序主要为磨削驱动桥壳轴头处尺寸，磨削部位为多个外圆尺寸及端面，精度要求高。为了提高生产效率，采用专门定制的异性砂轮进行磨削，可以实现同步磨削多个外国。

从表1可以看出，该工序产能为181件/天，其节拍为405s，需要优化至367.2s以内，与目标差距最少为378s。通过对该工序进行分析，得知制约该工序效率的主要因素为砂轮磨损后修磨次数多。为了保证其轴头外圆磨削精度，在磨削过程中每磨削3件驱动桥壳就必须要修磨次砂轮。若能减少砂轮的修磨次数，将会有效提高其节拍。

通过分析，影响砂轮修磨次数多的因素主要有砂轮材质、磨削量和磨削进给量。砂轮材质经过前期多次改善，已达到最佳状态。故本次主要从磨削量及磨削进给量进行重点分析与验证。

3.1.1 磨削量及磨削进给量分析及优化

目前驱动桥壳的外圆单边磨削量和端面磨削量均为0.25mm，磨削进给量为0.01mm，而磨削量越大，在磨削进给不变的情况下，加工节拍越长，则砂轮磨损越快，修磨次数也会越多。所以可以通过试验验证找出其规律，运用精益简化（S）减少外圆及端面余量，确定合理的磨削量及磨削进给量。试验数据详见表2。

从表2验证数据可以看出，当磨削量由原来的0.25mm减少到0.13mm，磨削进给为0.01和0.015mm时，驱动桥壳轴头外圆就会出现磨不起的现象而出现不合格品，故得出最佳磨削量为0.15mm，磨削进给量为0.015mm，经过测算磨削加工节拍可提升25s（320-295s）。

3.1.2 修磨次数分析及优化

当单边磨削量为0.25mm时，磨削过程中每磨3件就需要修磨砂轮1次；当单边磨削量降低到0.15mm，通过测算，可实现每磨5件后对其修磨1次。

优化前每天产量按160件计算，每磨削3件修磨一次砂轮，每天需修磨52次，每次修磨时间130s，修磨时间合计6803s。优化后，每天产量按200件计算，由于磨削量减少，可实现每磨削5件修磨一次砂轮，每天需修磨39次，每次修磨时间改进后为90s（将每次砂轮修磨量均摊方式改进为递减式），修磨时间合计3510s。优化前与优化后可减少13次修整，總修磨时间减少3293s，按照每天产量200件计算，单件可节约时间16s。

3.1.3 磨削工序优化结论

该工序优化后，节拍可提升41s（25s+16s），原节拍为405s，则优化后节拍可达到364s，按机床开动时间20.4h计算，其产能可达到202件，满足公司产能目标要求。

通过批量验证加工，单边磨削量为0.15mm、磨削进给量为0.015mm时，所加工的产品质量可满足要求。因磨削量从0.25mm减少到0.15mm，意味着10工序（车削）要多加工0.1mm，可将其直接增加至工步中，经过对10工序（车削）验证，其节拍可保持不变。

3.2 30工序（钻孔）分析

该工序主要加工驱动桥壳弹簧压板1和弹簧垫板2上的孔系，弹簧压板1与弹簧垫板2为2个平行平面，分别位于驱动桥壳桥包两侧。加工流程为：首先加工弹簧压板1上的五孔，然后液压工装将工件旋转180。，再钻削弹簧垫板2上的？20孔并孔口倒角，如图1所示

3.2.1 工步优化分析

该工序的影响因素主要为钻孔加工時间、工装的旋转时间及换刀时间。根据ECRS精益理念，可以对其工步内容取消（E）、重排（R）。由于弹簧压板1平面中，五孔在其相配件安装中位置公差要求精度高，无法对其孔系进行重排，且五孔在其过程次加工完成，只需要进行换刀具，工件不需要进行旋转。而弹簧垫板2平面中只有个孔，且孔公差要求低，相对于弹簧压板1孔系对称度也要求低，在加工过程中需要对工件进行旋转180。，故可考虑将其垫板上的？20孔工步内容取消（E），并通过重排（R），挪移至40工序（复合加工）。

3.2.2 优化验证

通过测算并批量验证加工，40工序（复合加工）有5台设备进行加工，将30工序钻弹簧垫板？20孔工步内容挪移到40工序（复合加工）加工，其5台设备各增加加工时间52s，其均摊后合计产能从211件降低至205件，仍能满足产能目标要求，且所加工的产品均能满足质量要求。而30工序钻孔节拍从415s优化至363s，减少了52s，产能提升为202件，达到了目标要求。详见表3。

3.3 结论

经过对20工序（磨削）和30工序（钻孔）的优化改进，驱动桥壳各工序的节拍均低于367.2s以下，其产能都超过200件/天。

4 结语

通过对一种驱动桥壳逐工序进行统计分析，找出制约其节拍的主要因素，借助于ECRS精益生产工具，对节拍不满足的工序进行工艺技术的优化与改进，实现了公司产能的提升目标要求。

参考文献

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（责任编辑：王作函）