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参数化CAPP在汽车零部件行业的深化应用

时间:2014-10-09 来源:开目 编辑:编辑部 点击:次 字体设置:
一、行业介绍
   
汽车行业作为我国重点产品、快速发展的产业,近些年发展迅速,而作为汽车零部件——汽车轴承行业,发展也较快,特别是在2009-2010年间,出现爆发式大幅增涨。汽车改进、更新换代较快,以每辆车约50套轴承,每套轴承2个套圈,每个套圈锻压、车削、热处理、磨削4个大工序计算,每辆车的轴承工序就有400个。汽车轴承加工精度高,技术密集型行业,随着汽车工业的发展,整车和主机厂对轴承性能的要求日益提高,因此轴承生产企业的工艺技术水平和技术储备要求较高,企业只有通过提高工艺技术水平和不断的研发新技术、新工艺,才能适应激烈的市场竞争,目前国内有轴承企业几千家,谁能撑握先机,谁就能撑握市场的主动权。

二、企业介绍和实施背景
    襄阳汽车轴承股份有限公司(简称:襄轴)作为国内最大的汽车轴承生产企业,始建于1968年,可生产12类2000多个品种,现已形成重型、中型、轻型、微型、轿车等各种车型可整车配套的轴承体系。襄轴以每年200个以上的速度推出新品,这就对现场工艺技术人员提出了更高的要求,即要求急时、有效的解决现场问题,又要快速、准确的编制各种工艺文件。
    襄轴作为一个有着四十多年历史的大型国有企业,产品设计能力和工艺能力强、技术人员经验丰富,这就需要大量知识经验整理成数据、公式,使这些知识经验能更有效的传承。过去主要是通过文字资料,如形成企业自己的标准、设计方法等,但这些资料大部分都是纸质形式存在,在数据量大、工作节奏快的今天,已不能满足工作的需要,有些经验并未形成统一的公式或方法,会出现同一类形的产品,工艺设计上有差异,不利于快速设计、生产,不利于通用化、节约成本。
   
轴承工艺的特点:
    1、轴承工艺长、工艺总类多,需要公式计算、查找资料、绘制图形,工艺编制的工作量大、重复劳动多。
    2、轴承零件结构和工序路线相似或相同,通过少量工序内容的变化或输入参数变化,即可生成新的工艺。
    3、轴承工艺计算方法成熟,设计经验丰富,大部分可以整理成计算机语言,部分工艺人员已使用了excel用于部分计算,但也仅限于计算,并且是个人单机使用,无法及时共享。
 
以车工工艺为例,一个工艺人员编制一个轴承的车工工艺,需要3个小时左右,大量的时间都用于查找资料、工艺尺寸的计算、重复制图上。
因此,我们将CAPP引入企业放到了日程上来。
手工编制工艺文件流程
图1 手工编制工艺文件流程
 
三、CAPP介绍及选型
    CAPP(computer aided process planning):计算机辅助工艺过程设计),是利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订,把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息(形状、尺寸等)和工艺信息(材料、热处理、批量等),由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。
    选型CAPP初,我们提出了一些要求:1、可以形成自己的知识库,便于查找、维护;2、在传统CAPP的基础上,需增加参数化设计,将一些设计方法融入到参数化CAPP应用中,减少技术人员的工作强度、提高效率和设计准确性;3、参数化应用要便于使用,不仅是工艺技术人员使用方便,配置人员也需上手容易;4、可集成在现有的PDM中进行管理。
    通过多方的选型,襄轴选定了使用开目公司软件产品,在普通CAPP的基础上,增加了参数化设计,进行轴承的参数化CAPP应用。
   
开目CAPP优点:
    1、基于参数表和过程图的可视化表示方法。
    2、智能化与工艺人员主动决策相结合。
    3、可实现工艺知识积累,在实用中提高企业的工艺管理水平。

四、实施情况

    襄轴的参数化CAPP实施主要分为以下几个步骤:

    1、成立项目组,包括软件持术人员、配置人员、最终使用的工艺人员等,展开多部门跨领域的合作;

    2、业务调研,了解当前的业务流程、整理资料、公式;

    3、在调研的基础上形成技术解决方案;

    4、基础数据库的建立、适应CAPP底图表格的制定等准备工作(见图2、图3);

底图配置界面,制定统一的工艺模版本

图2 底图配置界面,制定统一的工艺模版本

数据库的建立

图3 数据库的建立

5、参数化配置、软件测试,该过程持续时间长,工作量大,需多次反复进行,襄轴经过了近一年配置、调试(见图4~图7)。

参数定界面,可配置参数类型、计算公式、查找数据库

图4 参数定界面,可配置参数类型、计算公式、查找数据库

VISO的配置界面,用于配置参数化流程,并可调动AUTO CAD图形

图5 VISO的配置界面,用于配置参数化流程,并可调动AUTO CAD图形

工艺属性的定义,可将底图模版本、参数化定义、VISO流程集成使用

图6 工艺属性的定义,可将底图模版本、参数化定义、VISO流程集成使用

试的窗口界面,用于检验流程、参数、公式等配置是否正确

图7 试的窗口界面,用于检验流程、参数、公式等配置是否正确

6、软件测试完成后,实际使用工艺人员,进行最终验证,襄轴工艺人员的使用测试经过三轮,提出了大量的修改意见,包括计算正确性、人性化设计、界面设计等。

五、应用情况

    现已完成了圆锥滚子轴承的外圈和外圈的全套工艺文件,包括锻压、车削、热处理、磨削。可生成圆锥滚子轴承套圈从下料到成品的所有工艺文件,包括锻压作业指导书、车削作业指导书、热处理作业指导书、磨工作业指导书、磨工检验指导书、车削量具明细表等等,共计十余个类型,减少计算、制图、查表等人为干预80%以上,整体提高了效率3倍以上。以车削工艺文件为例,可由原来的3个小时,缩短为目前的1个小时左右,节省了大量时间。(图8~图11,参数生成的文件示例)

参数化生成“锻压作业指导书”(示例)

图8 参数化生成“锻压作业指导书”(示例)

参数化生成“车削作业指导书”(示例)

图9 参数化生成“车削作业指导书”(示例)

参数化生成“热处理作业指导书”(示例)

图10 参数化生成“热处理作业指导书”(示例)

参数化生成“磨工作业指导书”(示例)

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