工程机械镗孔机装配工艺现状与发展趋势

原标题： 工程机械镗孔机装配工艺现状与发展趋势

作   者： 砼友服务

配是工程机械生产的主要工序，与涂装、焊接、机械加工等工序比较，装配设备较少，先进高效的工艺采用不多，但是装配工艺不可忽视，合理的、先进的工艺对提高装配生产效率、降低工人劳动强度有着十分重要的意义。

1.工程机械装配概述

1.1工程机械产品特点，总体来讲，工程机械具有如下特点：

(1)外形尺寸大，一些零部件较笨重。

(2)结构复杂，一台工程机械少则几百个零件，多则上万个零件。

(3)零件种类繁多，不仅有铸造件、锻造件，还有焊接件、冲压件等，不仅有液压件，还有电器元件及变矩器等传动件，不仅有金属零件，还有塑料、玻璃、橡胶等材质的零件。

(4)生产批量一般较小，尤其一些大型工程机械，如大型推土机、履带式起重机等，一个厂家的年产量可能只有数十台、数百台。当然像装载机、挖掘机等工程机械由于近年来需求旺盛，产量倍增，一些厂家年产量甚至过万台。

(5)装配工艺复杂，不仅有机械、电气的装配，还有液压、电子元件的装配。连接形式不仅有螺栓，还有焊接、胶接等。

1.2装配的组织形式

1.2.1固定式装配

固定式装配是将产品或部件的全部装配始终安排在一个固定的位置进行，在装配过程中产品不移动，装配所需要的零部件也全部集中在周围。小批量的装配生产，特别是新产品的试制常采用这种固定式的装配。在固定式装配中，由于产品的结构和类型不同，又分为集中固定式装配和分散固定式装配。集中固定式装配是指全部装配工作由一组固定的工人在固定的地点集中完成，又被称为地摊式装配。这种形式适用于大型工程机械的小批量生产。新产品试制采用这种形式不仅因为批量小，还由于装配试制人员固定，自始至终完成一台车的装配，可以对试制过程的问题进行完整的记录，以便于集中整改和处理。分散固定式装配是把产品的全部装配过程分解为组件装配、部件装配和整机装配，分别在不同的地点进行部件和整机的装配由几组工人在不同地点进行，装配好的部件通过叉车、车间起重机等输送设备送往整机装配地点进行总装。这种装配方式可以用于具有一定批量的工程机械产品装配生产，但主要还是用于小批量。使用这种组织形式可以使装配操作专业化，缩短产品的装配周期，提高生产面积利用率和生产效率。

1.2.2移动式装配

移动式装配是产品在装配过程中地点和装配操作人员都发生变化的一种装配形式，被装配的部件或整机连续或间断地从一个工位向另一个工位移动，最后一个工位完成装配。这是目前工程机械装配生产最普遍的一种形式。如果采用机械化的输送方式进行工位移动，就形成装配流水线，适于大批量生产。目前叉车、装载机、挖掘机等主要厂家都采用这种装配组织形式。

1.3.装配方法

常用装配方法有互换法、选配法、修配法、调整法，适用于不同加工精度零件和装配精度部件或总成。互换法对工件加工精度要求高，但是装配时效率高;选配法可以降低零件加工精度和加工成本，但是装配效率低%对于装配精度要求较高、又不能互换的零件，可采用修配法，但是修配法需要预留修配余量，修配也影响装配效率;采用调整法，零件可按经济精度要求加工而获得较高的装配精度。工程机械装配中，以上方法都存在。为了实现流水线生产，提高装配产能，很多厂家购进了精度较高的机床，提高零件的加工精度，尽可能采用互换法装配。但是，对于一些提高加工精度会造成成本大幅提高的零件，装配时仍采用选配法、修配法和调整法。

1.4装配工艺

1.4.1配焊工艺

配焊是因为零件在焊接生产过程中难以确定准确位置，不得不在相关零部件装配调整到位后再对某一零件进行焊接。配焊可以减轻焊接工装的设计难度，适应性强，过去在工程机械装配中应用普遍。但是，配焊存在焊接时烧毁周围漆膜的问题，尤其是工程机械正在推行零部件面漆化和提高产品外观质量，配焊成了极为不利的影响因素。因此，各厂家都通过提高焊接和加工精度来避免配焊，配焊在工程机械装配中已经很难见到。

1.4.2胶接工艺

胶接是采用胶粘剂将需要装配的工件连接配合在一起，比如将驾驶室内饰件粘接到顶棚。在工程机械装配中，用胶的地方较多，主要用于液压系统密封和螺纹防松。

1.4.3连接工艺

连接包括销连接和螺纹连接。销连接强度高，可实现转动副的连接，工程机械的工作装置大多采用销连接。当然，应用最多的还是操作简单拆卸容易的螺纹连接，工程机械绝大多数零部件都是通过螺纹连接来实现装配的。

2.工程机械装配工艺现状

2.1自动化程度

与汽车生产批量相比，工程机械的生产批量小得多，而装配自动化程度也比汽车装配要落后得多。尽管这几年工程机械发展迅猛，一些叉车企业年产量突破十万台，装载机产量突破万台，但是装配工艺水平整体仍然不高，主要表现在以下3个方面：

一是输送自动化程度低。除了总装线较多地采用机械化输送、实现流水生产，绝大多数部装还是固定式装配，然后通过车间起重机或叉车进

行转运。二是装配作业基本都是人工作业。国内工程机械目前还不存在自动化装配，所有工件的搬运、安装都是人工操作或借助车间起重设备完成的;即使在国外，工程机械也没有自动化程度很高的装配生产线。

2.2工装工具

工艺装备和工具都十分重要，只有先进的装备工艺才能提高效率和精度。焊接机器人和加工中心已经成为工程机械制造中焊接、加工常用的设备，但在装配过程中，这些先进的装备几乎没有。工程机械装配中常用的工装工具主要有压装机、拧紧机等。轴承内圈与轴、外圈与孔的装配以及销与孔的装配有很多情况采用过盈配合，采用加热与冷冻的方法可以便于装配，但是较为麻烦，还需要专业的工业加热箱和冷柜。如果采用压装工艺，效率会提高，当然，需要设计专门的压装机。压装机主要是液压油缸驱动，结构简单、适用性强，可以定点压装，也可以通过起重设备吊运在不同位置使用。连接紧固是装配作业的主要内容。工程机械所用的部分螺栓直径较大，而且一些关键部位的螺纹连接对拧紧力矩有着较高的要求，比如传动件、工装装置的连接等，必须靠拧紧工具进行装配。但是，目前广泛采用的还是普通气动扳手，不能对拧紧力矩进行有效控制，导致后期螺栓松动。为了保证拧紧力矩，一些企业采用普通拧紧工具紧固后再用扭力扳手进行校准，但是扭力扳手较笨重，2000NM以上的扭力扳手需要两人抬着操作。因此，大直径螺栓紧固力矩的控制只能采用抽检，这为螺栓松动造成的质量事故留下了隐患。为了保证螺栓连接的可靠性，全面控制螺栓拧紧力矩，一些大型企业开始采用定扭矩拧紧工具，包括定扭矩电动扳手、风扳机和多轴拧紧机等。

2.3工人劳动强度

由于工装工具的落后以及自动化程度的低下，装配工人的劳动强度很大。工程机械装配工人劳动强度主要表现在工件搬运、一些工件的配合和调整以及工具使用上。大型工件的吊装主要是依靠车间内起重设备，如桥式起重机、门式起重机、平衡吊、悬臂吊等，但是一些较轻的工件在装配过程还是以人工搬运为主。平衡吊的使用，可以大大减少工件的搬运量并使工件停留在合适的位置，便于装配，可大大减轻工人的劳动强度。一些工件如大销子与孔的过盈配合，在装配时还采用大锤敲击的方式进行作业，不仅容易损坏工件，还非常危险。一些大型工件为了与底部工件配合，吊装时采用撬杠等落后工具，操作人员需要费力地撬动工件。另外，工程机械采用的螺栓直径较大，采用的紧固工具也较笨重，而且完全依靠工人抱着气动扳手或手动工具拧紧。

3.发展趋势

3.1输送自动化

在满足质量的前提下，提高效率和减轻操作者劳动强度是所有生产企业的追求，而输送技术的采用是最关键的。机械化的链板输送线、空中自行小车或自行葫芦输送线将逐步用于工程机械的部装生产线及轻型零部件装配工序间的输送，形成流水生产线。当然，一些大型工程机械产量较低，而且工件笨重，固定式的装配将长期存在。

3.2设备柔性化

自动化的装配生产线提高了效率和产能，但是多种类小批量却是工程机械生产的特点。固定式的装配效率低，采用装配生产线可提高效率，但必须具有一定柔性，能实现不同产品或不同批量的装配。因此，在设计装配生产线时，必须尽可能多考虑企业生产的不同产品的结构特点，使生产线能够满足多种产品的装配，或通过更换支架、工装等来实现不同产品的装配。另外，还需考虑生产线的生产节拍在一定范围内可调，以满足不同产品的装配时间。

3.3操作人性化

通过输送的自动化，可以大大减少操作者对工件的搬运，从而减轻劳动强度，这是操作人性化的一种表现。平衡式起重机、助力机械臂、专用翻转机、升降平台等装备的应用，将使操作者在装配过程中处于更为舒适的状态。液压压装工装、冷冻和加热装置的使用，使销轴、衬套类零件不再靠抡大锤敲击装配，工人可从笨重体力劳动中解放出来。涂胶机、自动拧紧机的使用不仅能提高效率，也降低了工人的劳动强度。由于液压系统对环境清洁度的高要求，装配车间配置冷暖空调将会成为现实，使工人的操作环境大为改善。人性化不仅仅使工人更为舒适，还会使生产的产品质量处于更加良好状态，因此，人性化是企业发展的必然。

3.4新产品虚拟化装配

工程机械产品更新换代速度正在加快。过去开发一款新产品需要一年乃至更长的时间，光装配就需要数月，原因是设计、工艺手段落后，装配过程往往出现干涉、错位等现象，不得不进行现场的切割、修补、钻铰等，不仅费工费料，而且耗费时间。三维可视化设计软件的使用，使得产品在设计时就能进行部件及整机的虚拟装配，可以对各关键零件进行校核，可以检查装配时是否会干涉，并进行及时修改。由于原来要等到装配过程才能发现的问题在设计过程就可发现并加以修正，使得实际试制过程出现的问题大大减少，整个新产品开发周期大大缩短。

3.5装配效率大为提高

由于设计、工艺手段的提高，工件的加工精度和配合精度不断提高，零件加工都能达到图纸设计要求，实现完全互换，避免或减少了选配、修配、配焊等耗费时间的工序，加之流水线的应用，使得装配生产效率大大提高。