某工程机械桥箱涂装线工艺设计
主要介绍了某工程机械桥箱涂装生产线的涂装工艺及工艺设计参数,并就工艺平面布置、物流及关键工艺选型作了介绍说明。应用情况表明:生产线工艺流程合理,设备布置紧凑,先进实用。
工程机械桥箱一般指驱动桥和变速箱,是工程机械最重要的核心元部件之一,除了发动机之外,桥箱可称为车辆、工程机械中最重要的零部件。
工程机械桥箱涂装一般指装配后的面漆作业。目前国内桥箱涂装线大多存在产能不足、制造工艺落后与漆膜质量性能不稳定的问题。为使产品质量满足公司及行业发展要求,达到环保要求并适应产量不断增长的需要,某工程机械厂家委托设计院设计并建成了一条现代化的桥箱涂装线。该生产线采用了多项先进、成熟、合理的工艺和设备,本文对其工艺和关键点做简要介绍。
1.涂装工艺
1.1. 工艺设计参数
1.1.1.桥箱涂装线需涂装工件主要为变速箱和驱动桥,年产驱动桥60000件、变速箱总成与壳体各30000件。工件最大尺寸与重量参数见表1。
表1 桥箱涂装线工件参数
序号 | 工件名称 | 涂装工件最大尺寸 (L×W×H)(mm) |
最大工件重量 (kg) |
纲领(件) |
---|---|---|---|---|
1 | 驱动桥总成 | 2570×850×530 | 1338 | 60000 |
2 | 变速箱总成 | 940×750×1180 | 797 | 30000 |
3 | 变速箱壳体 | 340×500×1100 | 350 | 30000 |
1.1.2.生产性质
桥箱涂装线属大批量生产,生产节拍性较强。
1.1.3.生产班制与节拍
根据工件尺寸特点与现有厂房等条件,将桥箱涂装线分为驱动桥涂装线和箱体涂装线两条线。
驱动桥涂装线工件最大尺寸为2570×850×530mm,最大重量为1338kg。本涂装线采用双班制,全年工作251天,每班工作8小时。生产线链速为V=60000×3.84∕(3820×60)=1 m/min;取链速为1.2m/min(0.8-2 m/min可调),生产负荷为83.3%。
变速箱涂装线工件最大尺寸为940×750×1180mm,最大重量为797kg。每两件变速箱壳体可组合成1挂,可折合成45000挂。本涂装线采用单班制,全年工作251天,每班工作8小时。生产线链速为V=45000×1.92∕(1970×60)=0.73 m/min;取链速为0.9m/min(0.5-1.5 m/min可调),生产负荷为81.1%。
1.1.4.厂房条件
根据厂区整体规划,桥箱涂装线与桥箱装配线组成一个联合厂房,桥箱涂装线位于联合厂房东南侧端头。桥箱涂装线长27m,宽54m,由3个18m跨组成。厂房内设置3t电动单梁起重机,轨高为7m,通长运行。
1.2.涂装工艺设计
工程机械桥箱产品特点为铸件,外协配套来时已做底漆。传统工程机械桥箱涂装线多采用人工擦洗前处理后喷漆涂装工艺,本涂装线设计时对此传统工艺进行了改进。主要工艺流程如下:
表2 桥箱涂装生产线工艺流程
工序名称 | 处理方式 | 工艺条件 | 备注 | ||
时间(min) | 温度(℃) | 压力(MPa) | |||
脱脂 | 自动喷淋 | 2 | 50~60 | 16 | 热源为燃油 |
热水洗 | 自动喷淋 | 1 | 50~60 | 16 | 热源为燃油 |
热水洗 | 自动喷淋 | 5 | 60~80 | 0.08~0.10 | 热源为燃油 |
人工吹水 | 人工 | 10-15 | RT | ||
水份烘干 | 热风循环 | 15 | 60~80 | 热源为燃油 | |
喷面漆 | 人工 | 6 | RT | ||
烘干 | 热风循环 | 30 | 60~80 | 热源为燃油 | |
冷却 | 自然冷却 | 10-15 | RT | 工业壁扇辅助 |
工艺平面布置与物流
涂装生产线根据工厂总体工艺物流进行布置,要求物流顺畅,运输线路短捷。受工厂规划约束,桥箱涂装生产线位于装配车间东南部端头,与装配车间组成一个联合厂房。涂装生产线靠厂房外墙布置,便于设备风管穿墙出厂房,从而不影响行车通行。
变速箱与驱动桥从装配线下线后,经过中间转存,分别对应上变速箱涂装线和驱动桥涂装线,经前处理喷漆工艺后,布置有下线转存区,从厂房东南侧大门转运至成品库,物流无交叉,方便快捷。
3.关键工艺解析
本桥箱涂装线采用前处理后喷漆的常规工艺,对此常规工艺不再赘述,本文重点对本生产线所采用的关键工艺进行详细介绍分析如下。
3.1.前处理工艺设备选择
桥箱涂装线传统前处理工艺为人工擦洗,效率低,且油脂去除不净,后续喷漆作业后易起皮、发生皲裂。本次设计采用自动喷淋化学处理的方式,喷头根据工件特点仿形设计,能全方位无死角的喷射到工件表面,去除表面油脂及其他残存物,保证涂层质量与性能。
3.2.前处理水洗工艺改进
本涂装生产线建址在厦门,考虑到当地常年气温较高的气候特点,前处理水洗采用热水洗,一方面能够更彻底的去除工件表面油污及残存物,另一方面热水洗后人工吹水会很快带走工件表面水分,在温度较高的季节或生产任务松缓的情况下,可调节链速至低速状态,不开水分烘干室,让工件自然晾干,从而达到节约能源的目的。
3.3.物流与生产线工序上的衔接
根据工厂整体规划,将装配工序和涂装工序布置在同一个联合厂房内。设计时充分考虑工件特点与纲领,设计了两条驱动桥装配线和一条变速箱装配线,同时在桥和箱装配线同一跨的端头布置相应涂装线,并在装配和涂装之间设有中间转存区,涂装作业结束后设有成品存放区,从而实现了上游装配工序和下游涂装工序之间的无缝对接,物流无交叉迂回,降低了物流转运成本,物流通畅。
本桥箱涂装生产线经过近一年时间的实际运行,证明工艺合理,物流顺畅,布置紧凑,设备经济实用。由于涂装前处理设备与工艺方式的改进,与桥箱公司传统生产模式相比,产品涂层附着力等内在指标和外观质量明显改善,提高了公司产品的市场竞争力。
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