一、行業(yè)介紹
汽車行業(yè)作為我國重點產(chǎn)品、快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè),近些年發(fā)展迅速,而作為汽車零部件——汽車軸承行業(yè),發(fā)展也較快,特別是在2009-2010年間,出現(xiàn)爆發(fā)式大幅增漲。汽車改進(jìn)、更新?lián)Q代較快,以每輛車約50套軸承,每套軸承2個套圈,每個套圈鍛壓、車削、熱處理、磨削4個大工序計算,每輛車的軸承工序就有400個。汽車軸承加工精度高,技術(shù)密集型行業(yè),隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,整車和主機廠對軸承性能的要求日益提高,因此軸承生產(chǎn)企業(yè)的工藝技術(shù)水平和技術(shù)儲備要求較高,企業(yè)只有通過提高工藝技術(shù)水平和不斷的研發(fā)新技術(shù)、新工藝,才能適應(yīng)激烈的市場競爭,目前國內(nèi)有軸承企業(yè)幾千家,誰能撐握先機,誰就能撐握市場的主動權(quán)。
二、企業(yè)介紹和實施背景
襄陽汽車軸承股份有限公司(簡稱:襄軸)作為國內(nèi)最大的汽車軸承生產(chǎn)企業(yè),始建于1968年,可生產(chǎn)12類2000多個品種,現(xiàn)已形成重型、中型、輕型、微型、轎車等各種車型可整車配套的軸承體系。襄軸以每年200個以上的速度推出新品,這就對現(xiàn)場工藝技術(shù)人員提出了更高的要求,即要求急時、有效的解決現(xiàn)場問題,又要快速、準(zhǔn)確的編制各種工藝文件。
襄軸作為一個有著四十多年歷史的大型國有企業(yè),產(chǎn)品設(shè)計能力和工藝能力強、技術(shù)人員經(jīng)驗豐富,這就需要大量知識經(jīng)驗整理成數(shù)據(jù)、公式,使這些知識經(jīng)驗?zāi)芨行У膫鞒。過去主要是通過文字資料,如形成企業(yè)自己的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計方法等,但這些資料大部分都是紙質(zhì)形式存在,在數(shù)據(jù)量大、工作節(jié)奏快的今天,已不能滿足工作的需要,有些經(jīng)驗并未形成統(tǒng)一的公式或方法,會出現(xiàn)同一類形的產(chǎn)品,工藝設(shè)計上有差異,不利于快速設(shè)計、生產(chǎn),不利于通用化、節(jié)約成本。
軸承工藝的特點:
1、軸承工藝長、工藝總類多,需要公式計算、查找資料、繪制圖形,工藝編制的工作量大、重復(fù)勞動多。
2、軸承零件結(jié)構(gòu)和工序路線相似或相同,通過少量工序內(nèi)容的變化或輸入?yún)?shù)變化,即可生成新的工藝。
3、軸承工藝計算方法成熟,設(shè)計經(jīng)驗豐富,大部分可以整理成計算機語言,部分工藝人員已使用了excel用于部分計算,但也僅限于計算,并且是個人單機使用,無法及時共享。
以車工工藝為例,一個工藝人員編制一個軸承的車工工藝,需要3個小時左右,大量的時間都用于查找資料、工藝尺寸的計算、重復(fù)制圖上。
因此,我們將CAPP引入企業(yè)放到了日程上來。
圖1 手工編制工藝文件流程
三、CAPP介紹及選型
CAPP(computer aided process planning):計算機輔助工藝過程設(shè)計),是利用計算機來進(jìn)行零件加工工藝過程的制訂,把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件。它是通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息(形狀、尺寸等)和工藝信息(材料、熱處理、批量等),由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。
選型CAPP初,我們提出了一些要求:1、可以形成自己的知識庫,便于查找、維護;2、在傳統(tǒng)CAPP的基礎(chǔ)上,需增加參數(shù)化設(shè)計,將一些設(shè)計方法融入到參數(shù)化CAPP應(yīng)用中,減少技術(shù)人員的工作強度、提高效率和設(shè)計準(zhǔn)確性;3、參數(shù)化應(yīng)用要便于使用,不僅是工藝技術(shù)人員使用方便,配置人員也需上手容易;4、可集成在現(xiàn)有的PDM中進(jìn)行管理。
通過多方的選型,襄軸選定了使用開目公司軟件產(chǎn)品,在普通CAPP的基礎(chǔ)上,增加了參數(shù)化設(shè)計,進(jìn)行軸承的參數(shù)化CAPP應(yīng)用。
開目CAPP優(yōu)點:
1、基于參數(shù)表和過程圖的可視化表示方法。
2、智能化與工藝人員主動決策相結(jié)合。
3、可實現(xiàn)工藝知識積累,在實用中提高企業(yè)的工藝管理水平。
四、實施情況
襄軸的參數(shù)化CAPP實施主要分為以下幾個步驟:
1、成立項目組,包括軟件持術(shù)人員、配置人員、最終使用的工藝人員等,展開多部門跨領(lǐng)域的合作;
2、業(yè)務(wù)調(diào)研,了解當(dāng)前的業(yè)務(wù)流程、整理資料、公式;
3、在調(diào)研的基礎(chǔ)上形成技術(shù)解決方案;
4、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立、適應(yīng)CAPP底圖表格的制定等準(zhǔn)備工作(見圖2、圖3);
圖2 底圖配置界面,制定統(tǒng)一的工藝模版本
圖3 數(shù)據(jù)庫的建立
5、參數(shù)化配置、軟件測試,該過程持續(xù)時間長,工作量大,需多次反復(fù)進(jìn)行,襄軸經(jīng)過了近一年配置、調(diào)試(見圖4~圖7)。
圖4 參數(shù)定界面,可配置參數(shù)類型、計算公式、查找數(shù)據(jù)庫
圖5 VISO的配置界面,用于配置參數(shù)化流程,并可調(diào)動AUTO CAD圖形
圖6 工藝屬性的定義,可將底圖模版本、參數(shù)化定義、VISO流程集成使用
圖7 試的窗口界面,用于檢驗流程、參數(shù)、公式等配置是否正確
6、軟件測試完成后,實際使用工藝人員,進(jìn)行最終驗證,襄軸工藝人員的使用測試經(jīng)過三輪,提出了大量的修改意見,包括計算正確性、人性化設(shè)計、界面設(shè)計等。
五、應(yīng)用情況
現(xiàn)已完成了圓錐滾子軸承的外圈和外圈的全套工藝文件,包括鍛壓、車削、熱處理、磨削?缮蓤A錐滾子軸承套圈從下料到成品的所有工藝文件,包括鍛壓作業(yè)指導(dǎo)書、車削作業(yè)指導(dǎo)書、熱處理作業(yè)指導(dǎo)書、磨工作業(yè)指導(dǎo)書、磨工檢驗指導(dǎo)書、車削量具明細(xì)表等等,共計十余個類型,減少計算、制圖、查表等人為干預(yù)80%以上,整體提高了效率3倍以上。以車削工藝文件為例,可由原來的3個小時,縮短為目前的1個小時左右,節(jié)省了大量時間。(圖8~圖11,參數(shù)生成的文件示例)
圖8 參數(shù)化生成“鍛壓作業(yè)指導(dǎo)書”(示例)
圖9 參數(shù)化生成“車削作業(yè)指導(dǎo)書”(示例)
圖10 參數(shù)化生成“熱處理作業(yè)指導(dǎo)書”(示例)
圖11 參數(shù)化生成“磨工作業(yè)指導(dǎo)書”(示例)
對于參數(shù)化生成的文件,可以進(jìn)行手動二次編輯,可以進(jìn)行刪除行、插入行、復(fù)制、粘貼等類似于EXCEL的編輯界面(圖12、圖13)。
圖12 文字區(qū)的編輯界面(示例)
圖13 調(diào)動AUTO CAD,對圖形編輯(示例)
參數(shù)化CAPP已與PDM集成,直接通過PDM調(diào)用參數(shù)化CAPP,生成的工藝文件直接導(dǎo)入PDM系統(tǒng),走簽審流程(圖14)。
圖14 參數(shù)化與PDM的集成管理(示例)
六、實施參數(shù)化CAPP應(yīng)注意的事項
1、實施參數(shù)化CAPP,需要做好企業(yè)的前期標(biāo)準(zhǔn)、通用化工作,包括工裝夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化,包括設(shè)計方法的標(biāo)準(zhǔn)化等,這是一個很重要的基礎(chǔ)性工作。
2、參數(shù)化CAPP的實施屬于跨行業(yè)的一個項目,項目組成員需有軟件背知識的人員、工藝技術(shù)人員、軟件工具改進(jìn)人員等,特別是軟件配置人員必須要有工藝技術(shù)員的背景或能與工藝技術(shù)人員無障礙交流。
3、參數(shù)化配置過程,更像一個軟件編程的過程,只是這個過程可視化界面強,因此前期策劃很重要,包括整體的配置布局、參數(shù)定義規(guī)則、參數(shù)類形設(shè)置、計算公式步驟和查數(shù)據(jù)庫的方法。
七、結(jié)論
1、建立了包括軸承工藝路線中的關(guān)鍵參數(shù)、工藝資源、工藝方法等的工藝知識庫,為實現(xiàn)CAPP參數(shù)化奠定了基礎(chǔ);
2、建立了基于流程圖的典型工藝模板,實現(xiàn)了產(chǎn)品的快速變型工藝設(shè)計,顯著提高了工藝設(shè)計的準(zhǔn)確度和效率;
3、建立軸承企業(yè)的工藝知識庫及工藝知識積累機制,滿足了工藝知識的積累與傳承要求,大幅提高了產(chǎn)品的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化水平,降低了生產(chǎn)成本;
4、基于通用工藝建模工具,形成了由企業(yè)自主完成產(chǎn)品工藝的知識化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的參數(shù)化CAPP實現(xiàn)的成功模式,滿足了企業(yè)對系統(tǒng)的自主擴展需求,有利于行業(yè)推廣應(yīng)用。
綜上,通過參數(shù)CAPP工具,企業(yè)人員可以自己配置、修改參數(shù)化工藝文件。參數(shù)化CAPP系統(tǒng)對于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的汽車零部件生產(chǎn)企業(yè),提高工藝編制的準(zhǔn)確、效率,提升企業(yè)技術(shù)管理水平有著十分重要的意義。
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本文標(biāo)題:參數(shù)化CAPP在汽車零部件行業(yè)的深化應(yīng)用
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