基于精益設計優(yōu)化汽車蓄電池托盤成本

1.拆卸分析


電池托盤總成通過螺栓與車身縱梁連接,主要用于支撐電池和膨脹箱。


(1)零件數量:電池托盤總成(包括螺栓螺母)共有74個零件,其中:電池托盤支架由19個鈑金零件焊接而成,零件厚度不完全一致;


(2)電池托盤支撐材料:DX52D+Z;


(3)組件重量:6.713千克;;


(4).裝配工藝:鈑金沖壓后采用焊接工藝拼接焊接;


(5)部件成本:163.76元。


2)創(chuàng)建 EBOM


3)分析機會


通過利用DFMA?軟件進行電池托盤組裝成本分析和精益設計分析,通過頭腦風暴活動收集電池托盤組裝精益設計方案,并對方案進行詳細分析。最后考慮零件數最少的精益設計概念,電池托盤支架的19個鈑金零件之間沒有相對運動。只要安裝可靠,強度符合要求,理論上19個鈑金零件可以合二為一,用同一種材料制成。進一步,通過有目的的數據收集和標桿分析,福特金牛座電池托盤材料為注塑成型,材料采用PP+GF30。其中,PP+GF30材料具有超高耐熱、高強度、高剛性的特點,密度:1.13±0.02g/cm3,洛氏硬度≥95R,抗拉強度≥ 65 MPa。簡支梁缺口沖擊強度≥40kj/m2;斷裂伸長率≥8%;抗彎強度≥80 MPa;收縮率為0.5-0.8%。常用于電池支架、發(fā)動機冷卻風扇等。


4)方案再設計


利用最少零部件精益設計理論,在保證電池托盤現有功能的前提下,對電瓶托盤支架進行全新設計,電瓶 托盤支架總成材料采用 PP+GF30 注塑一體成型,并將電瓶托盤支架整體注塑為 1 個零部件,采取卡接結構與車 架相連,最終方案為蓄電池托盤總成零部件數量減少為 7 個。在零部件數量減少的同時,滿足了部件原有功能 要求,零部件成本大大減少,由于取消了標準件的固定,零部件質量得到大幅度提升,與車身的連接采用卡扣 結構,實現了蓄電池托盤總成的快速安裝。


表 2 優(yōu)化后方案-蓄電池托盤總成 BOM 表


基于精益設計優(yōu)化汽車蓄電池托盤成本

通過在電池托盤總成中加入精益設計,零件數量由74個減少到7個,零件數量減少了67個,減少率為91%。電池托盤組件的重量從6.713kg減少到2.452kg,重量減少了63%。電池托盤支架安裝采用夾持結構,緊固件數量由57個減少到0個,實現了100%取消緊固件數量,大大提高了零部件裝配質量,質量成本降低86%;電池托盤總成制造成本由原方案的163.76元降至41.91元,總制造成本降低了74%。


表 3 優(yōu)化前/后-蓄電池托盤總成對比分析


基于精益設計優(yōu)化汽車蓄電池托盤成本

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