輪胎裝配半自動化

1、摘要長久以來，國內(nèi)的車胎的裝配方式都是以人工裝配為主。利用機械完成半自動機裝配輪胎可以大大縮短裝配車胎的生產(chǎn)時間間隔，降低人工成本。但機械裝配車胎需要很好的定位才能將輪芯完美地裝配到輪胎里面。本文主要研究某企業(yè)的車胎裝配工藝，運用工業(yè)工程的方法、機械制造技術(shù)的技術(shù)，如實驗設(shè)計與分析、“5W1H”提問技術(shù)、“ECRS”四大原則等方法。進行分析設(shè)計研究，逐步分析出影響機裝配車胎的主要次要因素，設(shè)計機器。然后提出改善方案。按照改善方案進行測試，與原來人工裝配車胎的實測標準時間進行對比，總結(jié)現(xiàn)行方案的優(yōu)劣。尋找進一步提高裝配車胎的工藝方法。整個過程中對現(xiàn)有的一臺實驗設(shè)備進行分析研究和改善，提出了四種改

2、善方案。每種改善方案的合格率均達到了90%以上，達到公司要求，本人還提出了全自動裝配輪胎的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：輪胎、裝配、半自動化 AbstractTires assembly has long been in the domestic manufacturing industry is dominated by manual assembly. How to complete the semi-automatic machine through mechanical assembly tires can greatly reduce assembly time interval of prod

3、uction, labor costs ect. But the tire assembly machine needs a good position to be well fitted to the wheel core inside the tire. This paper studies a companys tire assembly process, the use of industrial engineering, machine manufacturing techniques, such as experimental design and analysis, 5W1H q

4、uestions techniques, ECRS four principles and other methods. Design the machine. Then come out with the improve program. Improvement program under test, and compare with the original manual assembly of the tire measured standard time to sum up the current pros and cons. Looking to further improve th

5、e tire assembly process method. According to the equipment in the factory, my team put forward four improvements. Each improvement in the pass rates reached 90%, and meet the company requirements, I also proposed a fully automated assembly of tire development.Key words： Tires，Assembly, Semi-automati

6、c目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc302912593 1緒論 PAGEREF _Toc302912593 h 5 HYPERLINK l _Toc302912594 1.1項目背景及目的 PAGEREF _Toc302912594 h 5 HYPERLINK l _Toc302912595 1.2 當前國內(nèi)、公司的研究狀況 PAGEREF _Toc302912595 h 5 HYPERLINK l _Toc302912596 1.2.1現(xiàn)有設(shè)備如圖1.1： PAGEREF _Toc302912596 h 6 HYPERLINK l _Toc30291259

7、7 1.2.2 現(xiàn)有加工對象： PAGEREF _Toc302912597 h 7 HYPERLINK l _Toc302912598 1.3 題目研究方法 PAGEREF _Toc302912598 h 10 HYPERLINK l _Toc302912599 1.3.1 工藝過程分析法 PAGEREF _Toc302912599 h 10 HYPERLINK l _Toc302912600 1.3.2 “5W1H”提問技術(shù) PAGEREF _Toc302912600 h 11 HYPERLINK l _Toc302912601 1.3.3 “ECRS” 四大原則 PAGEREF _Toc3

8、02912601 h 12 HYPERLINK l _Toc302912602 1.3.4 “5S”管理 PAGEREF _Toc302912602 h 12 HYPERLINK l _Toc302912603 2找出機器裝配存在的問題 PAGEREF _Toc302912603 h 13 HYPERLINK l _Toc302912604 2.1 現(xiàn)有設(shè)備的裝胎的工藝運功過程 PAGEREF _Toc302912604 h 13 HYPERLINK l _Toc302912605 2.2 現(xiàn)有機器裝配出現(xiàn)的問題 PAGEREF _Toc302912605 h 14 HYPERLINK l _

9、Toc302912606 3 找出造成以上問題的原因 PAGEREF _Toc302912606 h 15 HYPERLINK l _Toc302912607 4 分析原因 PAGEREF _Toc302912607 h 15 HYPERLINK l _Toc302912608 4.1 造成定位不準的原因 PAGEREF _Toc302912608 h 15 HYPERLINK l _Toc302912609 4.2 輪芯入胎深度要適當 PAGEREF _Toc302912609 h 16 HYPERLINK l _Toc302912610 4.3 車胎硬度的影響 PAGEREF _Toc30

10、2912610 h 16 HYPERLINK l _Toc302912611 4.4裝胎時，輪芯側(cè)面將車胎趾口壓死，車胎趾口彈不起來 PAGEREF _Toc302912611 h 16 HYPERLINK l _Toc302912612 5 初步改進：對機器的夾具進行改進，確保定位準確 PAGEREF _Toc302912612 h 17 HYPERLINK l _Toc302912613 5.1 對現(xiàn)有設(shè)備，夾具進行改進，確保定位準確 PAGEREF _Toc302912613 h 17 HYPERLINK l _Toc302912614 5.2 改進后的機械原理圖如圖5.1、5.2所示:

11、 PAGEREF _Toc302912614 h 18 HYPERLINK l _Toc302912615 5.3 改進的下模如圖5.3、5.4、5.5、5.6所示： PAGEREF _Toc302912615 h 19 HYPERLINK l _Toc302912616 5.4 設(shè)置合理的入胎深度 PAGEREF _Toc302912616 h 21 HYPERLINK l _Toc302912617 6 進一步改進：改進輪芯結(jié)構(gòu)，并進行不同硬度的車胎試驗 PAGEREF _Toc302912617 h 21 HYPERLINK l _Toc302912618 6.1 方案一：不改變輪芯結(jié)構(gòu)

12、，嘗試不同硬度的入胎效果 PAGEREF _Toc302912618 h 22 HYPERLINK l _Toc302912619 6.1.1 輪芯實例，如圖6.1示： PAGEREF _Toc302912619 h 22 HYPERLINK l _Toc302912620 6.1.2 原形狀輪芯測試結(jié)果，如表6.1示： PAGEREF _Toc302912620 h 22 HYPERLINK l _Toc302912621 6.1.3 結(jié)論 PAGEREF _Toc302912621 h 23 HYPERLINK l _Toc302912622 6.2 方案二：對輪芯的側(cè)面圓環(huán)車上斜角 PA

13、GEREF _Toc302912622 h 24 HYPERLINK l _Toc302912623 6.2.1 倒角后的輪芯尺寸圖和實例圖： PAGEREF _Toc302912623 h 24 HYPERLINK l _Toc302912624 6.2.2上斜角輪芯入車胎測試結(jié)果，如表6.2示： PAGEREF _Toc302912624 h 24 HYPERLINK l _Toc302912625 6.2.3 結(jié)論 PAGEREF _Toc302912625 h 25 HYPERLINK l _Toc302912626 6.3方案三：對輪芯的側(cè)面圓環(huán)倒下斜角 PAGEREF _Toc30

14、2912626 h 26 HYPERLINK l _Toc302912627 6.3.1 倒角后的輪芯尺寸圖與實例圖，如圖6.4、6.5示： PAGEREF _Toc302912627 h 26 HYPERLINK l _Toc302912628 6.3.2 上斜角輪芯入車胎測試結(jié)果，如表6.3示： PAGEREF _Toc302912628 h 26 HYPERLINK l _Toc302912629 6.3.3 結(jié)論 PAGEREF _Toc302912629 h 27 HYPERLINK l _Toc302912630 6.4方案四：縮小輪芯側(cè)面直徑 PAGEREF _Toc302912

15、630 h 28 HYPERLINK l _Toc302912631 6.4.1 縮小輪芯側(cè)面直徑尺寸圖和實例圖，如圖6.7、6.8示： PAGEREF _Toc302912631 h 28 HYPERLINK l _Toc302912632 6.4.2縮小輪芯側(cè)面直徑測試結(jié)果，如表6.4示： PAGEREF _Toc302912632 h 28 HYPERLINK l _Toc302912633 6.4.3 結(jié)論 PAGEREF _Toc302912633 h 29 HYPERLINK l _Toc302912634 6.5 各試驗方案總結(jié) PAGEREF _Toc302912634 h 2

16、9 HYPERLINK l _Toc302912635 7 上述改善的成果分析 PAGEREF _Toc302912635 h 30 HYPERLINK l _Toc302912636 7.1 原來人手入胎效率 PAGEREF _Toc302912636 h 30 HYPERLINK l _Toc302912637 7.2 上述四種方案的機裝配效率，并與人手工裝配效率對比 PAGEREF _Toc302912637 h 30 HYPERLINK l _Toc302912638 7.2.1 方案一的對比如下表： PAGEREF _Toc302912638 h 30 HYPERLINK l _To

17、c302912639 7.2.2方案二的對比如下表： PAGEREF _Toc302912639 h 31 HYPERLINK l _Toc302912640 7.2.3方案三的對比如下表： PAGEREF _Toc302912640 h 31 HYPERLINK l _Toc302912641 7.2.4方案四的對比如下表： PAGEREF _Toc302912641 h 31 HYPERLINK l _Toc302912642 7.3 總結(jié) PAGEREF _Toc302912642 h 32 HYPERLINK l _Toc302912643 8 發(fā)展方向 PAGEREF _Toc302

18、912643 h 32 HYPERLINK l _Toc302912644 參 考 文 獻 PAGEREF _Toc302912644 h 35 HYPERLINK l _Toc302912645 致謝 PAGEREF _Toc302912645 h 361緒論1.1項目背景及目的隨著人民幣的升值，導致物價的上漲。廣東省宣布從3月1日起上調(diào)最低工資標準，東莞作為第二類標準執(zhí)行城市，最低工資標準上調(diào)至1100元/月，對應(yīng)非全日制職工最低工資標準為10.5元/小時。因此公司會增加在用工方面的工資，造成生產(chǎn)成本的提高，工廠的勞動力成本順應(yīng)增加，如何提高機裝配的適用范圍和提高機裝配的效率是目前能夠大幅

19、度減低勞動力成本和提高生產(chǎn)力的主要途徑。某公司生產(chǎn)的汽車模型按類型分，或者按尺寸分均需要裝配大量的輪胎。在公司生產(chǎn)裝配線中，裝配車胎的工人占據(jù)了裝配線工人的很大一部分。裝配所用單位時間很長。據(jù)觀察，一名工人由取件到完成車胎的裝配平均用時按車胎的大小分類分別為：一般胎（這次項目研究主要使用的輪胎）為6秒，小車胎需要11秒，大車胎需要14秒。一般胎的使用范圍廣，如果可以將一般輪胎的裝配由人手裝配變?yōu)闄C裝配。平均每一個車胎的裝配時間將縮短為1秒左右，將大大地提高生產(chǎn)的裝配效率，大大地節(jié)省裝配輪胎的工時，為公司帶來可觀的生產(chǎn)效率。當合格率達到90%或90%以上時項目可行性高。1.2 當前國內(nèi)、公司的研

20、究狀況由于這個項目針對的是五金塑料廠、玩具廠的模型車的車胎裝配。屬于企業(yè)內(nèi)部的工藝，在這方面的專利和研究比較少。屬于企業(yè)自身內(nèi)部提高生產(chǎn)力，改進工藝的一個方面。公司內(nèi)高級技師已經(jīng)設(shè)計了一臺原始設(shè)備。公司目的是實現(xiàn)機器裝配代替人手裝配，而由黎國華先生設(shè)計的裝胎機器（如圖1-1），動力源為直徑100MM的氣缸，能提供300公斤力。雖然能將輪芯裝入車胎，但成功率不高，大約在30%左右。因此我們項目小組的成員打算對現(xiàn)有的這臺機器進行改進設(shè)計，從而提高機器裝車胎的成功率，使這臺機器能應(yīng)用是實際生產(chǎn)中，使得機器裝配代替人手裝配這個目標能實現(xiàn)。1.2.1現(xiàn)有設(shè)備如圖1.1：5764123圖1.11：壓針，由

21、氣泵推動上下移動；2. 氣缸放氣閥；3. 剪水口用的模（中模）；4. 壓針行程；5. 擺放車胎的模（下模）；6. 上下氣泵；7.開關(guān)圖1.2 壓針和中模的特寫圖1.3 下模的特寫：1.2.2 現(xiàn)有加工對象：（1）啤件實物圖如下：圖1.4 圖1.5（2）輪芯：圖1.6輪芯輪芯參數(shù)：輪芯類型(單位:mm)外直徑內(nèi)直徑圓臺直徑高圓環(huán)高腔體深對應(yīng)車胎輪芯E 14.69.557.353.552.73一般胎輪芯F 13.258.155.058.655.285厚胎輪芯D 14.59.558.525.254厚胎輪芯B14.549.5758.555.245.5厚胎（3）車胎：車胎各部分名稱，如圖1.7：圖1.7

22、車胎參數(shù)：圖1.8 各參數(shù)名稱表1.1 車胎參數(shù)車胎類型(單位:mm)厚度外直徑內(nèi)直徑薄胎621.111一般胎721.211厚胎8.7621.311.51.3 題目研究方法1.3.1 工藝過程分析法在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。其他過程則稱為輔助過程。工藝過程又可分為：鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程?！皺C械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課只研究機械加工工藝過程和裝配工藝過程。工藝過程的組成1、工序一個工人或一組工人，在一個工作地對同一工件或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。工序是工藝過程的基本組成

23、部分，工序是制訂生產(chǎn)計劃和進行成本核算的基本單元。機械零件的機械加工工藝過程由若干工序組成，毛坯依次通過這些工序，就被加工成合乎圖樣規(guī)定要求的零件。2、安裝在同一工序中，工件在工作位置可能只裝夾一次，也可能要裝夾幾次。安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程。從減小裝夾誤差及減少裝夾工件所花費的時間考慮，應(yīng)盡量減少安裝數(shù)。3、工位在同一工序中，有時為了減少由于多次裝夾而帶來的誤差及時間損失，往往采用轉(zhuǎn)位工作臺或轉(zhuǎn)位夾具。工位是在工件的一次安裝中,工件相對于機床（或刀具）每占據(jù)一個確切位置中所完成的那一部分工藝過程。4、工步一個工序（或一次安裝或一個工位）中可能需要加工若干個表面；也可能只

24、加工一個表面，但卻要用若干把不同的刀具輪流加工；或只用一把刀具但卻要在加工表面上切多次，而每次切削所選用的切削用量不全相同。工步是在加工表面、切削刀具和切削用量（僅指機床主軸轉(zhuǎn)速和進給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。上述三個要素中（指加工表面、切削刀具和切削用量）只要有一個要素改變了，就不能認為是同一個工步。為了提高生產(chǎn)效率，機械加工中有時用幾把刀具同時加工幾個表面，這也被看作是一個工步，稱為復合工步。5、走刀走刀是指刀具相對工件加工表面進行一次切削所完成的那部分工作。每個工步可包括一次走刀或幾次走刀。綜上分析可知，工藝過程的組成是很復雜的。工藝過程由許多工序組成，一個工序可能有幾

25、個安裝，一個安裝可能有幾個工位,一個工位可能有幾個工步，如此等等。1.3.2 “5W1H”提問技術(shù)“5W1H”提問技術(shù)是工業(yè)工程里面工作研究的分析技術(shù)中的一種?！?W1H”提問技術(shù)是指對研究工作以及每項活動從目的、原因、時間、地點、人員、方法上進行提問，為了清楚地發(fā)現(xiàn)問題可以連續(xù)地幾次提問，根據(jù)提問的答案，弄清楚每個問題所在，并進一步探討改進的可能性。由于前面五個提問英語單詞的首字母都含有“W”，而最后一個提問的字的首字母是“H”，因此，常稱為“5W1H”提問技術(shù)。“5W1H”提問方法如表1.1所示。表1.2 “5W1H”提問技術(shù)考察點第一次提問第二次提問第三次提問目的做什么（What）是否有

26、必要有無其他更合適的對象原因為何做（Why）為什么要這樣做是否不需要做時間何時做（When）為何需要此時做有無其他更合適的時間地點何處做（Where）為何需要此處做有無其他更合適的地點續(xù)上表人員何人做（Who）為何需要此人做有無其他更合適的人方法如何做（How）為何需要這樣做有無其他更合適的方法和工具1.3.3 “ECRS” 四大原則“ECRS” 四大原則也是工業(yè)工程里面工作研究的分析技術(shù)中的一種，與“5W1H”常搭配著用。表1.2中前兩次提問在于弄清問題現(xiàn)狀，第三次提問在于研究和討論改進的可能性，改進時常要遵循“ECRS” 四大原則。（1）E（Eliminate），即消除。在經(jīng)過“做什么”、

27、“是否必要”等問題的提問，而答復為不必要則予以取消。取消為改善的最佳效果，如取消目的、取消不必要的工序、作業(yè)和動作等以及取消不必要的投資等，取消是改善的最高原則。（2）C（Combine），即合并。對無法取消又必要者，看能否合并，以達到省時簡化的目的。如合并一些工序或動作，或?qū)⒃瓉碛珊芏嗳诉M行的操作改進為由一人或一臺設(shè)備完成。（3）R（Rearrange），即重排。不能取消或者不能重排的工序，可根據(jù)“何人、何時、何地”三提問進行重排，使其作業(yè)順序達到最佳狀況。（4）S（Simple），即簡化。經(jīng)過取消、合并和重排之后的工作，可考慮采用最簡單的、最快捷的方法來完成。如增加工裝夾具、增加附件、采用

28、機械化或自動化等措施，簡化工作方法，使新的工作方法更加有效。1.3.4 “5S”管理“5S”管理是現(xiàn)場管理的方法之一?！?S”管理源于日本企業(yè)廣泛采用的現(xiàn)場管理方法，它通過展開以整理、整頓、清掃、清潔和素養(yǎng)為內(nèi)容的活動，對生產(chǎn)現(xiàn)場中的生產(chǎn)要素進行有效的管理?！癝”是上述五個日文漢字短語發(fā)音的第一個字母，故稱為“5S”活動，其實質(zhì)就是我國工廠開展的“文明生產(chǎn)“活動?！?S”活動的目標是為企業(yè)員工創(chuàng)造一個干凈、整潔、舒適、合理的工作環(huán)境，一切浪費降到最低，最大限度地提高工作效率和員工士氣，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減低成本，提高企業(yè)形象和競爭力。（1）整理（SEIRI），是指區(qū)分必需品和非必需品?，F(xiàn)場不需要的

29、東西堅決清除，做到生產(chǎn)場所無不用之物。整理要制定要與不要的判別標準，制定各類物品的處理方法，注重物品現(xiàn)在的利用價值，而不是物品購買時的價值。（2）整頓（SEITON），是指把必要的物品分門別類定位放置，擺放整齊，使用時隨時可以找到，減少尋找時間。整頓是對整理后需要的東西的整理，對需要的東西定位擺放，做到過目知數(shù)，用完的物品歸還原位，做到用時能立刻取到，用后能立即放回。（3）清掃（SEISO），是指清掃工作現(xiàn)場的灰塵、油污和垃圾，使機器設(shè)備以及工裝夾具保持清潔，保證生產(chǎn)或工作現(xiàn)場干凈整潔、無灰塵、無垃圾。“污穢的機器只能生產(chǎn)出污穢的產(chǎn)品” ，現(xiàn)場的油垢、廢物可能降低生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)的產(chǎn)品不合格，

30、甚至引發(fā)意外事故。清掃的對象包括：地板、天花板、墻壁、工具架、櫥柜、機器、工具、測量用具等。（4）清潔（SEIKETSU），是指整理、整頓、清掃這“3S”的堅持和深入，并制度化、規(guī)范化。清潔要做到“三不”，即不制造臟亂，不擴散臟亂，不回復臟亂。清潔的目的是維持前面“3S”的成果。（5）素養(yǎng)（SHITSUKE），是指培養(yǎng)現(xiàn)場工作人員遵守現(xiàn)場規(guī)章制度的習慣和作風。素養(yǎng)是“5S”活動的核心。沒有人員素養(yǎng)的提高，“5S”活動就不能順利開展，即使開展了也不能堅持。素養(yǎng)是保證前面“4S”持續(xù)、自覺、有序、有效開展的前提，是使“5S”活動順利開展并堅持下去的關(guān)鍵?！?S”之間的關(guān)系，如圖1.2所示。圖1.9

31、 “5S”之間的關(guān)系2找出機器裝配存在的問題2.1 現(xiàn)有設(shè)備的裝胎的工藝運功過程先把下模從滑槽中抽出,人手將車胎放在下模中的洞里面.然后將下模推進機器中間，然后將啤件放在上模上面，上模有鏤空啤件的花紋。然后按一下開關(guān)，下模勻速上升到離上模2mm初停止，同時上面頂針再勻速下降，經(jīng)過上模把啤件的水口剪斷，剪斷的輪芯隨著頂針下落到下模的車胎里面，頂針一直往下壓，壓到設(shè)定的行程時，然后自動放氣，頂針、下模同時彈開，氣缸恢復原狀，這一個過程定義為此項目的一個最短工藝過程循環(huán)。2.2 現(xiàn)有機器裝配出現(xiàn)的問題經(jīng)過3天實驗，現(xiàn)設(shè)備的機裝配成功率為30%左右。不能投入生產(chǎn)以提高裝配效率。我們總結(jié)歸類不成功的情況

32、歸類為三種，下面介紹為三類問題：最常見問題1：裝歪了圖2.1問題2：裝過頭了圖2.2問題3：沒有完全裝入，趾口彈不起來圖2.23 找出造成以上問題的原因經(jīng)過觀察研究，我們初步確定出現(xiàn)以上三種不成功情況的原因有四個：（1）沒有保證定位準確。（2）輪芯入胎深度過大或偏?。?）車胎硬度不足。（4）裝胎時，輪芯側(cè)面將車胎趾口壓死，車胎趾口彈不起來。造成第一類問題的主要原因是定位不準，而造成第2，第3類問題的原因為輪芯下壓的運動行程過大或偏小或車胎硬度不足。我們發(fā)現(xiàn)定位是一個必須要先解決的問題，因為由于定位問題而造成的不合格品數(shù)量占總不合格品數(shù)量的比例比較大，再者，2、3類問題出現(xiàn)的基礎(chǔ)是定位準確或者定

33、位誤差在合理范圍內(nèi)時依然存在的。所以我們解決問題的方向是：先解決定位問題，再考慮推程，壓針下落的力，速度，車胎的硬度，車胎趾口與輪芯摩擦力造成的影響。4 分析原因4.1 造成定位不準的原因所謂的定位準確是指，裝配時，輪芯和車胎能保持同心。我們發(fā)現(xiàn)兩者是否同心決定性的影響入胎的質(zhì)量。輪芯在下落的過程中出現(xiàn)位置的偏移會直接導致入胎入歪 ，就會出現(xiàn)上面問題1的情況（大多數(shù)裝配不成功的例子就是這種情況），因此改善和設(shè)計中應(yīng)該把重點放在輪芯和車胎的同心定位上面。（1）在實驗中發(fā)現(xiàn)，在壓針下壓剪斷水口的過程中，由于啤件受力不均勻，導致啤件翹起，從而破壞了輪芯與車胎的同心度。因此需要設(shè)計夾具來限制住啤件邊框

34、的自由度，保證定位。（2）在壓針剪斷啤件水口時，兩端水口不能同時斷，導致輪芯歪了，而在輪芯下落到車胎面前又缺乏引導，造成定位不準確（3）啤件中輪芯間的軸線不平行，從而造成定位不準確。4.2 輪芯入胎深度要適當入胎深度圖4.1 入胎深度 在第一個星期的分析研究中，我們發(fā)現(xiàn)當壓針行程過大（即入胎深度過大）會將輪芯壓入過多而導致問題3的出現(xiàn)，甚至壓壞輪芯。當壓針的行程過短又會使輪芯壓入車胎深度不夠，車胎的橡膠彈性將輪芯往運動反方向施力導致輪芯不能完全入胎。當輪芯入胎的深度恰好等于車胎的高度的話，90%的機裝配不成功，因為車胎的趾口受到下落輪芯的擠壓而往下陷，同時由于趾口與輪芯側(cè)面接粗產(chǎn)生摩擦力，使得

35、趾口難以彈回原狀，所以輪芯的運動行程要比車胎厚度多3-4mm，使得車胎的趾口不被卡住，保證入胎的成功率。4.3 車胎硬度的影響車胎趾口受力變形后彈性力大小與硬度有關(guān)，車胎硬度越大，趾口受力變形后彈性力大。4.4裝胎時，輪芯側(cè)面將車胎趾口壓死，車胎趾口彈不起來由于輪芯壓入車胎時，輪芯側(cè)面與車胎趾口之間相互擠壓，兩者接觸產(chǎn)生的摩擦力比車胎趾口彈性力大，因此趾口被壓死，彈不上來，如圖4.2和圖4.3所示。 圖4.1 圖4.3趾口彈不起來5 初步改進：對機器的夾具進行改進，確保定位準確5.1 對現(xiàn)有設(shè)備，夾具進行改進，確保定位準確原設(shè)備是將剪水口，裝配車胎兩個工序合在一起的，現(xiàn)在考慮到現(xiàn)狀：啤件沒有標

36、準化。所以將工序分開：首先剪水口，水口下面放導管，將各類的車胎分類引導到箱子內(nèi)。將輪芯放在改進了的下模的頂針上，然后把剪好水口的輪芯一次20個放在改進的下模。按下開關(guān)，進行機裝配。5.2 改進后的機械原理圖如圖5.1、5.2所示:圖5.1頂針+彈簧圖5.25.3 改進的下模如圖5.3、5.4、5.5、5.6所示：圖5.3 改進了的下模的UG圖 圖5.4 改進了的下模的UG圖圖5.5 改進了的下模的實物圖圖5.6 改進了的下模的實物圖頂針的作用是引導，我們設(shè)計頂針放在下模的中，靠彈簧支撐。操作時，講輪芯放在頂針上（輪芯能剛好套住頂針針頭），這樣頂針能引導輪芯至車胎，從而防止定位不準確這問題的發(fā)生

37、。5.4 設(shè)置合理的入胎深度啤件中四種不同的輪芯對應(yīng)兩種不同的車胎（一般胎和厚胎），下面給出兩種車胎的入胎深度：入胎深度 圖 5.6厚胎：需要8.50.6mm的入胎深度（手工實驗所得，且車胎，輪芯在尺寸上不是嚴格一樣，所以為區(qū)間值）一般胎：需要10.50.6mm的入胎深度（手工實驗所得，且車胎，輪芯在尺寸上不是嚴格一樣，所以為區(qū)間值）6 進一步改進：改進輪芯結(jié)構(gòu)，并進行不同硬度的車胎試驗將改進后的下模裝好機之后，我們嘗試裝配幾啤車輪，但裝配成功率僅僅為20%，不成功的車胎都是沒有完全裝入，趾口彈不起來（問題3）。一開始，我們認為在解決定位問題后，出現(xiàn)這種問題的原因是入胎深度不夠大，于是我們嘗試

38、將入胎深度加大，但再次試驗，裝胎的成功率還是不高，保持在30%左右?？磥碇嚎趶棽粡椀闷饋砀胩ド疃葲]多大關(guān)系。在經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)了原因，由于輪芯被壓下時，輪芯側(cè)面與車胎趾口之間相互擠壓，兩者接觸產(chǎn)生的摩擦力比車胎趾口彈性力大，導致趾口被壓死，彈不上來。因此，我們嘗試對輪芯結(jié)構(gòu)進行改造，并對每一種輪芯進行不同車胎硬度測試，找出一中最適合各種結(jié)構(gòu)輪芯的車胎硬度。我們設(shè)計了四個的不同的實驗方案，每一種方案都進行65度，75度，85度這三種車胎硬度的測試。每次試驗的環(huán)境保持一樣：（1）.動力源為，缸徑為100MM的氣缸，能提供300公斤力。（2）.測試時的環(huán)境溫度為33C。（3）.每種方案的每種硬度

39、測試都啤10次，一共200個，選用啤件型號為WSI1002-PT13的啤件中的E型輪芯來做實驗，E型輪芯對應(yīng)的車胎為一般胎（直徑：21.2mm高度：7mm）6.1 方案一：不改變輪芯結(jié)構(gòu)，嘗試不同硬度的入胎效果6.1.1 輪芯實例，如圖6.1示：常規(guī)輪芯圖6.1 6.1.2 原形狀輪芯測試結(jié)果，如表6.1示： 表6.1 原形狀輪芯測試結(jié)果硬度成功率入胎深度分析說明65度30%11.2mm車胎胎側(cè)成功率低的原因：65度車胎彈性力不大，而輪芯側(cè)面與車胎趾口之間相互擠壓，兩者接觸產(chǎn)生的摩擦力比車胎趾口彈性力大，導致趾口被壓死，彈不上來。75度43%成功率比65度車胎稍微提高的原因是75度的車胎硬度比

40、65度車胎大，車胎邊緣彈性比65度好，但是彈性仍不足以克服車胎與輪芯間的摩擦力。85度95%成功率提高到95%的原因：是85的車胎硬度足夠，車胎的邊緣彈性好，能夠迅速的恢復原狀，彈性力比車胎與輪芯間的摩擦力大，因此輪芯能夠很好的壓入車胎。6.1.3 結(jié)論：由實驗得，在不改變輪芯結(jié)構(gòu)時，所選用車胎硬度越大，機裝配的成功率越高。因此選用硬度為85度的車胎最有效率。但是硬度為85度的車胎質(zhì)感太硬，不能滿足客戶的要求，于是我們嘗試將硬度為65的車胎放進冰箱冷卻一個小時，目的為提高車胎硬度（冷卻后的硬度在7080之間），然后拿出來機裝配了40個（外界溫度太高，車胎溫度很快就恢復室溫，硬度恢復原樣，所以只

41、嘗試了兩?。l(fā)現(xiàn)成功裝配了39個車胎。于是我們又重復做了3次實驗，成功率保持在97%。原因分析：在冰柜里冷藏過車胎之后，車胎的硬度變大，而家從冰柜到生產(chǎn)現(xiàn)場的過程中，車胎的溫度低，會將空氣中的水蒸氣液化，在車胎表面形成一層水霧，這層水霧可以作為一種車胎胎側(cè)和輪芯之間的潤滑劑，從而使得輪芯容易壓入車胎。以上這個方案的優(yōu)點：1.不用修改輪芯模具2.車胎恢復常溫后不會太硬，有質(zhì)感，能達到客戶的要求。3.成功率高以上這個方案的缺點：1.需要放車胎到冰柜里冷藏（冬天可根據(jù)車胎硬度另作考慮）2.車胎從冰柜拿出到裝配車胎的時間短。6.2 方案二：對輪芯的側(cè)面圓環(huán)車上斜角6.2.1 倒角后的輪芯尺寸圖和實例

42、圖：圖6.2尺寸圖圖 6.3實例圖6.2.2上斜角輪芯入車胎測試結(jié)果，如表6.2示：表6.2 上斜角輪芯入車胎測試結(jié)果硬度成功率入胎深度分析說明65度92%11.2mm倒了上斜角之后，成功率極大的提高，是因為沒有倒斜角前，原規(guī)格輪芯側(cè)面將車胎胎側(cè)壓死，車胎胎側(cè)沒有足夠彈性恢復原狀，倒斜角后，車胎的胎側(cè)與輪芯側(cè)面之間的空間加大，車胎胎側(cè)彈性足夠恢復原狀，使得入胎成功率提高75度95%硬度75的車胎比硬度65 的車胎彈性更好，所以成功率比硬度65的車胎更高一些。85度100%硬度85的車胎比硬度75的車胎彈性更加大，克服車胎胎側(cè)和輪芯之間的摩擦力更容易，所以入胎質(zhì)量更好，達到了100%。6.2.3

43、 結(jié)論有實驗數(shù)據(jù)得，在輪芯上車了上倒角后，3種硬度的車胎都95%以上的裝配成功率，因此硬度因素變成了次要因素。可認為，在輪芯上車倒角能提高及裝配成功率。以上方案的優(yōu)點：1。機裝配成功率高。2。車胎硬度對機裝配成功率影響小。3節(jié)省注塑材料。以上方案的缺點：1。裝配后，有上倒角輪芯相對于原規(guī)格的輪芯較容易推出車胎。2需要修改輪芯模具。6.3方案三：對輪芯的側(cè)面圓環(huán)倒下斜角6.3.1 倒角后的輪芯尺寸圖與實例圖，如圖6.4、6.5示： 圖6.4尺寸圖圖6.5實例圖6.3.2 上斜角輪芯入車胎測試結(jié)果，如表6.3示：表6.3 上斜角輪芯入車胎測試結(jié)果硬度成功率入胎深度分析說明65度92%11.2mm倒

44、了下斜角之后，成功率極大的提高，是因為沒有倒斜角前，原規(guī)格輪芯側(cè)面將車胎胎側(cè)壓死，車胎胎側(cè)沒有足夠彈性恢復原狀，倒斜角后，車胎的胎側(cè)與輪芯側(cè)面之間的空間加大，車胎胎側(cè)彈性足夠恢復原狀，使得入胎成功率提高75度95%硬度75的車胎比硬度65 的車胎彈性更好，所以成功率比硬度65的車胎更高一些。85度100%硬度85的車胎比硬度75的車胎彈性更加大，克服車胎胎側(cè)和輪芯之間的摩擦力更容易，所以入胎質(zhì)量更好，達到了100%。6.3.3 結(jié)論：由實驗數(shù)據(jù)得，在輪芯上車了下倒角后，3種硬度的車胎都95%以上的裝配成功率，因此硬度因素變成了次要因素?？烧J為，在輪芯上車倒角能提高及裝配成功率。以上方案的優(yōu)點：

45、1。機裝配成功率高。2。車胎硬度對機裝配成功率影響小。3節(jié)省注塑材料。以上方案的缺點：1。裝配后，有下倒角輪芯相對于原規(guī)格的輪芯較容易被推出車胎。2需要修改輪芯模具。6.4方案四：縮小輪芯側(cè)面直徑6.4.1 縮小輪芯側(cè)面直徑尺寸圖和實例圖，如圖6.7、6.8示：圖6.7 尺寸圖圖6.8 實例圖6.4.2縮小輪芯側(cè)面直徑測試結(jié)果，如表6.4示：表6.4縮小輪芯側(cè)面直徑測試結(jié)果硬度成功率入胎深度分析說明65度95%10.1mm在縮小直徑后，入胎時輪芯外側(cè)與車胎趾口之間擠壓程度變小，車胎趾口更容易擺脫輪芯擠壓。硬度對入胎質(zhì)量沒有影響，行程需要控制得在10mm左右，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)10.1mm入胎的質(zhì)量是最

46、好的，成功率95%的原因是因為每一啤會有一定幾率出現(xiàn)1個車胎稍微有點入過頭了。需要用人手稍微按一按。其他19個車胎均入胎很完美。75度95%85度95%6.4.3 結(jié)論由實驗數(shù)據(jù)得，在縮小輪芯直徑后，3種硬度的車胎都95%左右的裝配成功率，因此硬度因素變成了次要因素?？烧J為，在縮小輪芯直徑能提高及裝配成功率。以上方案的優(yōu)點：1機裝配成功率高。2車胎硬度對機裝配成功率影響小。3節(jié)省注塑材料。以上方案的缺點：1需要修改輪芯模具。6.5 各試驗方案總結(jié)由方案一總結(jié)得，所選的車胎硬度越大，機裝配車胎的成功率越高。由方案二，三，四總結(jié)得，在合理范圍內(nèi)，改變輪芯的結(jié)構(gòu)，可以提高機裝配效率，此時車胎硬度變?yōu)?/p>

47、次要因素。7 上述改善的成果分析7.1 原來人手入胎效率針對現(xiàn)實裝配線上人手工裝配車胎這一道工序，根據(jù)MOD排時法，進行標準工時測定，得下表：操作單元NO.作業(yè)步驟次數(shù)MOD分析MOD值時間小型卡車胎芯入車胎（D21）1取車胎，輪芯至胸前1M3G1M2G39 1.16 2裝輪心入車胎 1M2P2A4M2A4M2A4R2M2A428 3.61 3放至成品盒1M3P03 0.39 405.16由MOD排時法，測得標準作業(yè)時間為5.16秒, 加上20%的寬放，時間約為6秒。而用秒表法，在裝配線上實測，平均每一個車胎的裝配時間為6 秒所以能認為，裝配一個小型卡車的正常用時為 6秒。7.2 上述四種方案

48、的機裝配效率，并與人手工裝配效率對比經(jīng)過多次實測時間，取機器一個裝配周期的時間平均值為70秒。7.2.1 方案一的對比如下表：硬度成功率平均每個車輪機裝配用時相對于人手工裝配，平均每個節(jié)約用時65度30%11.66 s/個-5.66 s/個75度43%8.13 s/個-2.13 s/個85度95%3.68 s/個2.32 s/個當不改變輪胎結(jié)構(gòu)時，選用硬度為85度的車胎進行裝配時，裝配成功率最高，同時相對于人手工裝配的效率提升了38.5%。但是，由于硬度大高，車胎的質(zhì)感太硬，在考慮滿足顧客要求和不改變輪胎結(jié)構(gòu)的前提下，采用先將65度或75度車胎放進冰箱急冷30分鐘，提高輪胎硬度硬度后，待裝配時

49、才取出裝配的方法。7.2.2方案二的對比如下表：硬度成功率平均每個車輪機裝配用時相對于人手工裝配，平均每個節(jié)約用時65度92%3.8 s/個2.2 s/個75度95%3.68 s/個2.32 s/個85度100%3.5 s/個2.5 s/個對輪芯的側(cè)面倒下斜角時，三種不同硬度的車胎的裝配成功率都在90%以上。雖然選用硬度為85度的車胎進行裝配能達到最高的裝配成功率和最大的效率，但85度車胎質(zhì)感太硬，在考慮顧客要求的前提下，還是選用了硬度為75度的車胎。7.2.3方案三的對比如下表：硬度成功率平均每個車輪機裝配用時相對于人手工裝配，平均每個節(jié)約用時65度92%3.8 s/個2.2 s/個75度9

50、5%3.68 s/個2.32 s/個85度100%3.5 s/個2.5 s/個對輪芯的側(cè)面倒上斜角時，三種不同硬度的車胎的裝配成功率都在90%以上。雖然選用硬度為85度的車胎進行裝配能達到最高的裝配成功率和最大的效率，但85度車胎質(zhì)感太硬，在考慮顧客要求的前提下，還是選用了硬度為75度的車胎。7.2.4方案四的對比如下表：硬度成功率平均每個車輪機裝配用時相對于人手工裝配，平均每個節(jié)約用時65度95%3.68 s/個2.32 s/個75度95%3.68 s/個2.32 s/個85度95%3.68 s/個2.32 s/個對輪芯縮小半徑時，三種不同硬度的車胎的裝配成功率都在90%以上。雖然選用硬度為85度的車胎進行裝配能達到最高的裝配成功率和最大