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【多图】走进马自达变速器工厂 探寻飞跃原动力

导读: 中关工厂按照加工工序划分成了多个区域,主要由压铸线、变速箱壳加工线、齿轮加工线、热处理线、组装线组成。虽然变矩器、离合器、传感器、开关等是向零部件厂商采购,小型冲压件等是委托当地分包工厂生产,但总体来说自产率较高。

  马自达的防府地区中关工厂位于日本山口县防府市,下辖组装车辆的西浦工厂和生产变速箱的中关工厂。中关工厂除了为马自达制造的83%的汽车生产变速箱之外,还生产几乎全部的变速箱齿轮,部分部件供应给了海外工厂。下面是笔者从现场带来的报道。

  中关工厂按照加工工序划分成了多个区域,主要由压铸线、变速箱壳加工线、齿轮加工线、热处理线、组装线组成。虽然变矩器、离合器、传感器、开关等是向零部件厂商采购,小型冲压件等是委托当地分包工厂生产,但总体来说自产率较高。

  压铸线由3台熔化铝合金铸锭的熔炼炉、9台合模力达到2000t等级的压铸机和3台抛丸机组成。压铸机是合模力达到2000t的大型设备。这是精密铸造变速箱壳等较大铸件需要的设备。

  采用精密铸造的最大目的在于轻量化。SKYACTIV-DRIVE的横置6速AT(自动变速箱)的箱壳与过去的5速AT相比,通过实现薄壁化,大幅减轻了重量。相比5速AT箱壳的13.5kg,重量仅为10.5kg,减轻了2成以上。

  实现超薄外壳依靠的是马自达自己开发的超高速液相铸造技术。关于铸造,因为制造方法的原因,如果充填耗费的时间久,铝合金就会成为半凝固状态,无法填满模具的每一个细节,而且也容易产生气泡等缺陷。为此,新技术通过加快熔融金属的进给速度、缩短向模具浇注熔融金属的管道长度、扩大浇口、提高模具内的真空度等手段,实现了高速充填。

  除了上述技术方面的对策,利用可视化发挥最大效果也是超高速液相铸造技术的一大特色。通过对模具内部熔融金属的流动情况进行仿真,确保排出了熔融金属产生的气体。

  模具的冷却技术也充满革新性。完成铸造后,要在模具内部通入循环的冷却水,待铸件的强度稳定后将其取出。过去,从模具中取出铸件时要使用顶出销推压铸件,为了避免与顶出销相互干扰,冷却水路受到限制。而改变模具的结构后,脱模不再需要顶出销,便可设置高效率的水路,从而提高冷却性。

  在废除顶出销的同时,模具中涂布的脱模剂也通过仿真,根据模具的温度和形状的复杂性计算出涂布量,抑制浪费,使涂布量减到最低限度。这些改革使得制作时间缩短,生产速度达到过去的1.5倍,生产周期达到世界首屈一指的水平。

  在紧随其后的变速箱壳加工线,革新也令人眼前一亮。这条加工线负责在铸造好的箱壳上加工孔洞和沟槽,制造出部件的成品。过去使用的是能够一次性加工多个孔洞的专用机床,42道工序要使用多台专用机床。但专用机床的灵活性低,箱壳部件在负责各道工序的机械上装卸要花费不少时间。为此,马自达通过改进设计,把工序简化成了两道。

  两道工序不代表刀具只工作两次,而是变速箱壳固定在治具上,通过更换刀具、转动治具连续进行切削加工算作一道工序。从治具上取下后,再借助治具设置在其他机床上进行加工。在机床上只需要装卸两次。实现的方式是调整治具结构,通过转动治具,从多个面加工。借助这一改进,在加工作业中,切削工序中净加工时间所占比例提高到了89.3%。而过去,在使用专用机床的45道工序中,净加工时间仅为48%,在治具上装卸和搬运占到了作业时间的一半以上。

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