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機床大講堂第19講——發(fā)動(dòng)機柔性制造策略及工藝探索

日期：2015-03-18 14:23:42 作者：來(lái)源：瀏覽次數：0

　　1　柔性制造現狀

　　跟著(zhù)機械制造業(yè)的飛速展開(kāi)，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，商場(chǎng)對產(chǎn)品的需要也出現多樣化。建議機機加工出產(chǎn)制造也有必要習氣這種改動(dòng)，需要具有較高柔性的出產(chǎn)系統。傳統的柔性出產(chǎn)，是在同一途徑，即工件大小標準和定位辦法不發(fā)生改動(dòng)，只是在單個(gè)加工標準上有點(diǎn)小的改動(dòng)，最典型的做法便是改動(dòng)缸孔直徑和改動(dòng)曲軸曲拐標準，來(lái)結束排量的改動(dòng)，但這種辦法只能在很小的范圍內改動(dòng)，現已不能習氣當今商場(chǎng)的需要。傳統的單一途徑系列出產(chǎn)將逐一改換為多品種多途徑系列混線(xiàn)出產(chǎn)方式。A公司建議機一廠(chǎng)機加工車(chē)間是某轎車(chē)品牌全球采用多途徑的建議機3C件共線(xiàn)出產(chǎn)制造方式的初度檢驗，在全部爬坡進(jìn)程中也遇到了很多疑問(wèn)，并通過(guò)對疑問(wèn)的總結和分析，提出了機加工柔性制造的改進(jìn)方案。

　　2　柔性制造戰略研討

　　為習氣國內外轎車(chē)商場(chǎng)需要，建議機出產(chǎn)車(chē)間有必要滿(mǎn)足紛歧樣建議機的制造需要，各大型車(chē)企分別選用了紛歧樣的制造戰略，當時(shí)首要有4種紛歧樣的柔性制造戰略。

　　方案一：異地配送3C件零件總成，主機廠(chǎng)設備建議機。這種辦法一次性出資本錢(qián)低，特別是在同一公司內的異地配送，在降低出資的一同，可以充分發(fā)揮現有的機加工產(chǎn)能。但存在零件運送、包裝、防銹、配送到主機廠(chǎng)零件的清潔度控制、加工件質(zhì)量疑問(wèn)分析、現場(chǎng)質(zhì)量等疑問(wèn)。當時(shí)B公司轎車(chē)所配GEN3建議機，由于該公司機加工才華受限和收買(mǎi)整機的本錢(qián)過(guò)高，采用了從匈牙利收買(mǎi)機加工件，在主機廠(chǎng)設備建議機的辦法。

　　方案二：異地配送建議機總成，在整車(chē)廠(chǎng)進(jìn)行裝車(chē)。這種辦法首要也是出資低，可是單臺制造本錢(qián)就將無(wú)形中添加很多。按每年整車(chē)需要35萬(wàn)臺，單臺運送本錢(qián)為180元，則每年公司將6300萬(wàn)元花費在建議機運送上。假設整車(chē)需要不高，可以考慮選用這種辦法，來(lái)滿(mǎn)足紛歧樣品種途徑建議機的需要。當時(shí)該辦法也是干流轎車(chē)公司或集團采用的首要辦法之一，如：B公司GSV的建議機均來(lái)自于A(yíng)公司建議機一廠(chǎng);C公司I-VTEC VCM 3.5L 、DOHCI-VTEC 2.4/2.0L建議機配送至廣州本田進(jìn)行設備等。

　　方案三：通過(guò)有些更改建議機缸孔直徑和曲軸曲拐的辦法，來(lái)結束建議機柔性出產(chǎn)。這種辦法，結束起來(lái)相對較為簡(jiǎn)略，方案改動(dòng)及設備改動(dòng)相對較小，出資本錢(qián)低。但只能局限于排量較小區其他柔性需要，對于區別較大的建議機無(wú)法結束。該辦法是當時(shí)全球選用最為廣泛的辦法。如：A公司建議機二廠(chǎng)B12/B11/B10建議機等。

　　方案四：兩種完全紛歧樣系列建議機機加工共線(xiàn)出產(chǎn)的方式。這種辦法，能結束當時(shí)商場(chǎng)對紛歧樣建議機的需要，且不必出資其他的機加工出產(chǎn)線(xiàn)。由于該制造方式，需要從方案前期初步考慮，并在制造進(jìn)程中的設備及加工技術(shù)安頓有更高的需要，一同需要一再地進(jìn)行出產(chǎn)線(xiàn)切換，具有較大的換型丟失和質(zhì)量風(fēng)險。不過(guò)由于其具有較高的出產(chǎn)柔性和出資本錢(qián)低的優(yōu)勢，近兩年來(lái)各大首要的轎車(chē)集團現已初步采用這種辦法。如某轎車(chē)品牌全球初度檢驗，在某公司建議機一廠(chǎng)就采用紛歧樣系列建議機機加工共線(xiàn)出產(chǎn);神龍轎車(chē)公司在缸蓋線(xiàn)初步檢驗，TU5JP4和EW10J4二種缸蓋分屬二個(gè)紛歧樣的產(chǎn)品系列，大小紛歧樣，加工內容紛歧樣大，加工定位基準紛歧樣。某公司本著(zhù)出資省，見(jiàn)效快的原則，新建了一條既能出產(chǎn)TU5JP4又能出產(chǎn)EW10J4這二種缸蓋的共線(xiàn)的柔性出產(chǎn)線(xiàn)。跟著(zhù)商場(chǎng)的不斷改動(dòng)，紛歧樣系列建議機機加工共線(xiàn)出產(chǎn)的柔性制造方式，被不斷添加的轎車(chē)制造公司選用，也是將來(lái)建議機制造業(yè)的展開(kāi)趨勢。如：B公司的B/C建議機項目、A公司二廠(chǎng)二期、三期項目和乘用車(chē)項目、印度建議機項目、匈牙利建議機項目等。3柔性制造技術(shù)分析及處理方案

　　3.1 加工技術(shù)

　　對于建議機機加工出產(chǎn)制造而言，柔性出產(chǎn)的最高政策是不需要更換任何硬件，且每次換型后加工的首件都是合格的。要結束實(shí)在機加工柔性出產(chǎn)或共線(xiàn)出產(chǎn)，就有必要運用形狀標準大小完全紛歧樣的毛坯工件，定位夾具和定位辦法也需要根據狀況而從頭方案，可是這樣方案就必定帶來(lái)工裝夾具需要更換，定位改動(dòng)，對于微米級的機加工而言，是很難結束的。但通過(guò)前期產(chǎn)品詳盡的方案，和詳盡的設備與技術(shù)方案也是可以結束的。

　　怎么滿(mǎn)足不切換硬件來(lái)滿(mǎn)足毛坯件之間和加工要素區其他無(wú)窮改動(dòng)呢?

　　(1)產(chǎn)品工程師在方案建議機時(shí)，就有必要考慮將來(lái)出產(chǎn)制造的柔性出產(chǎn)，即盡量保證兩種加工件的機床加工定位孔、定位基準和夾緊點(diǎn)的方案一同。如圖1、圖2所示，假設兩種產(chǎn)品定位銷(xiāo)孔方位紛歧樣，致使工作后只能通過(guò)更換定位銷(xiāo)的辦法，才華結束兩種紛歧樣系列建議機的柔性出產(chǎn)。這樣不但添加了車(chē)間換型的時(shí)間丟失，一再的更換定位，對于以μ級的加工標準需要而言，一同添加了機加工的質(zhì)量風(fēng)險。

　　(2)減少基準的改換，假設方案容許全線(xiàn)最好只用同一基準。假設加工定位基準紛歧同，將會(huì )出現由于基準改動(dòng)致使公差累積的標準疑問(wèn)。包括三坐標測量基準也是相同，盡量堅持該標準的加工基準和測量基準一同，這樣既可減少由于標準之間的改換而致使的差錯，一同也更簡(jiǎn)略發(fā)現疑問(wèn)發(fā)生的工序，有利于質(zhì)量疑問(wèn)的快速處理。如：缸體C14，從OP30工序加工好401/402孔后，后工序全部運用該定位孔進(jìn)行相應的加工(圖3)。

　　(3)重要加工部位、有彼此方位聯(lián)絡(luò )的加工特征和標準加工基準應堅持一同，并在兩種紛歧樣建議機機型中盡量采用相同的加工技術(shù)。典型的疑問(wèn)便是青島曲軸偏磨的質(zhì)量疑問(wèn)。如圖4所示，我們通過(guò)對比一廠(chǎng)和二廠(chǎng)技術(shù)可以發(fā)現，二廠(chǎng)加工OP80是根據銷(xiāo)孔為基準，而銷(xiāo)孔和連桿頸初加工又都是根據PAD面加工出來(lái)的，所以說(shuō)柳州相對于OP30\\OP60\\OP80而言是一同的加工基準為PAD面。而一廠(chǎng)在OP10工序加工定位銷(xiāo)孔，一同加工曲軸PAD定位面，而在OP30工序卻以PAD面定位加工連桿頸，到OP80磨床精磨連桿頸時(shí)，卻又以OP10加工的定位銷(xiāo)孔定位，一旦銷(xiāo)孔偏上差或下差，而連桿頸在OP30相同偏上差或下差的時(shí)分，就會(huì )出如今OP80連桿頸偏磨的疑問(wèn)。只有當驅動(dòng)銷(xiāo)的磨損才會(huì )出現偏磨，而偏磨件首要由于PAD面作為基地改換定位基準，就會(huì )出現由于PAD面與銷(xiāo)孔聯(lián)絡(luò )欠好致使的偏磨。其他，在技術(shù)方案前期考慮到C14曲軸加工技術(shù)，在磨床采用以機床在線(xiàn)測量連桿頸基地方位來(lái)加工，則在技術(shù)上就現已完全避免了偏磨的疑問(wèn)(就算有偏磨的疑問(wèn)，也是由于設備本身缺陷所構成的)。在B12曲軸加工技術(shù)，相同可以采用類(lèi)似C14的磨床的加工技術(shù)來(lái)處理偏磨的疑問(wèn)。

　　相同加工C14時(shí)，還有缸體的曲軸孔、缸孔、399面加工基準，缸蓋的氣門(mén)導管精加工、凸輪軸孔、缸蓋F1000面加工基準等疑問(wèn)。

　　(4)紛歧樣建議機類(lèi)型，假設功用相同則標準公差需要有必要保證一同。如A公司一廠(chǎng)同一條出產(chǎn)線(xiàn)加工B15和C14，這兩品種型的建議機除缸孔直徑和曲軸曲拐有較大區別外，其他特征底子相同，但由于B15圖紙需要與C14圖紙需要有很多的紛歧樣，致使質(zhì)量控制和標準不能共同構成現場(chǎng)工作無(wú)窮失調，以B15與C14工序OP100為例，如鉆攻絲缸蓋設備孔技術(shù)，B15鉆孔直徑為φ8.8±0.1mm、深度為44±0.25mm，而C14相同的設備孔需要直徑為φ8.8±0.1mm、深度為48.5±0.25mm等等。這樣就致使B15和C14相同的設備、刀具及加工技術(shù)，且該加工特征用于相同的設備零件，但卻由于圖紙定義紛歧樣而致使在出產(chǎn)時(shí)，不能運用相同的加工程序，添加了不必要的換型工作和測量時(shí)間，大大降低了出產(chǎn)功率的一同添加了質(zhì)量風(fēng)險。

　　3.2 設備技術(shù)

　　建議機的設備首要分為內裝、外裝及部件分裝的底子技術(shù)，自動(dòng)化設備首要有自動(dòng)打號機、多軸擰緊機、氣門(mén)空隙測量機以及其它專(zhuān)用設備設備等。根據商場(chǎng)產(chǎn)品的多樣化，建議機的設備線(xiàn)也應具有出色的柔性及拓展空間。如建議機的托盤(pán)方案、專(zhuān)用及自動(dòng)設備的柔性方案、技術(shù)方案的方案對后期的拓展起到了至關(guān)重要的作用。

　　下面以A公司一廠(chǎng)一期設備線(xiàn)項目為例進(jìn)行描寫(xiě)：

　　(1)技術(shù)方案立異方案，如圖5所示。將設備線(xiàn)首要分為3個(gè)環(huán)線(xiàn)，分別為缸蓋分裝線(xiàn)、主線(xiàn)1、主線(xiàn)2及活塞連桿、進(jìn)氣歧管等分裝線(xiàn)。在出產(chǎn)進(jìn)程中，主線(xiàn)1和2不受設備缺陷等疑問(wèn)互相制約而影響概括產(chǎn)出疑問(wèn)。

　　(2)托盤(pán)立異方案，如圖6、圖7所示。為習氣1.2L/1.5L/Gen1/Gen2紛歧樣結構建議機的設備，主線(xiàn)1的托盤(pán)選用翻轉支架，建議機固定在托盤(pán)的翻轉架上，整線(xiàn)取消了翻起色的方案，此方案柔性高，可習氣多種機型的共線(xiàn)出產(chǎn)。

　　(3)機器人擰緊、涂膠機立異方案，如圖8、圖9所示。因出產(chǎn)的機型區別性較大，如選用專(zhuān)機進(jìn)行凸輪軸罩蓋擰緊、油底殼及機油泵涂膠，則須方案多臺專(zhuān)機，本錢(qián)較高，也不利于后期改造拓展，故為習氣紛歧樣結構建議機的設備，選用機器人設備。

　　3.3 檢驗技術(shù)

　　3.3.1 熱試

　　建議機的熱試為建議機制造進(jìn)程中的一項重要環(huán)節，如圖10所示。首要對建議機的功用、排放、可靠性及耐久性等方面進(jìn)行檢驗。在試驗臺上結束快速對接排氣、燃油、進(jìn)氣、機油壓力、節氣門(mén)、燃燒模塊等全部管路、電氣線(xiàn)路等，然后按磨合試驗標準進(jìn)行建議機的各項出廠(chǎng)試驗(各試驗數據包括：轉速、水溫、機油壓力、進(jìn)氣負壓、燃燒提前角、尾氣排放分析值、發(fā)電機電壓及電流等，進(jìn)行搜集處理，最終區別建議機是不是檢驗合格。

　　磨合試驗臺首要由臺架本體、液壓控制設備、排氣設備、建議機裝夾設備、冷卻水供給循環(huán)設備、測量設備、燃油供給設備、試驗小車(chē)、電氣控制系統(含直流電供給設備、起動(dòng)燃燒設備、電控柜)等構成。

　　當時(shí)，國內各大型建議機出產(chǎn)公司的零件質(zhì)量控制、設備進(jìn)程質(zhì)量控制在國外領(lǐng)先的技術(shù)支持下已展開(kāi)到了較高的水平，加上汽油建議機出產(chǎn)值不斷的攀升，熱試所需的節拍較長(cháng)，逐漸被冷試技術(shù)所替代，但仍有有些建議機制造公司選用熱試技術(shù)，不利于產(chǎn)品的柔性拓展及產(chǎn)能進(jìn)步級。

　　3.3.2 冷試

　　冷試是一種對建議機設備質(zhì)量進(jìn)行概括檢查的技術(shù)，如圖11、圖12所示。它由外界動(dòng)力拖動(dòng)飛輪進(jìn)行旋轉，在建議機不燃燒的狀況下，通過(guò)冷試試驗設備上設備的各種傳感器搜集有關(guān)信號，經(jīng)計算機處理后，同標準模板進(jìn)行數據對比和分析，進(jìn)而對建議機設備質(zhì)量進(jìn)行判定。冷試試驗設備一般設備在建議機設備線(xiàn)尾部，當建議機結束試驗前必要的設備后，托盤(pán)載著(zhù)建議機抵達檢驗工位，試驗設備自動(dòng)與建議機對接并初步試驗。冷試試驗能提前發(fā)現建議機設備進(jìn)程中的疑問(wèn)和缺陷，把缺陷控制在出產(chǎn)線(xiàn)內，然后到達進(jìn)步建議機設備質(zhì)量的目的。

　　冷試技術(shù)的檢驗項目首要有：扭矩檢驗、進(jìn)氣真空度、排氣壓力、機油壓力和溫度、建議機正時(shí)、燃燒檢驗、電氣檢驗、顫動(dòng)檢驗等，技術(shù)節拍在80～100s間，檢驗精度高，能精確辨認建議機存在的各類(lèi)缺陷，大大縮短了檢驗節拍。

　　冷試設備的柔性首要體如今如下幾點(diǎn)：

　　(1)機械結構兼容性好。因出產(chǎn)的機型B12&B15系列的建議機缸體區別性較大，在冷試的夾具及驅動(dòng)結構方案上選用變距式安排習氣紛歧樣機型的夾緊，使用夾飛輪銷(xiāo)的驅動(dòng)方案結束同一夾具兼容的方案，為后期拓展奠定了出色的基礎。

　　(2)檢驗技術(shù)拓展性強。檢驗技術(shù)由單獨的檢驗軟件進(jìn)行編制，可根據建議機的產(chǎn)品特性、實(shí)習的出產(chǎn)狀況及售后質(zhì)量疑問(wèn)避免對檢驗技術(shù)進(jìn)行調整，也可對新產(chǎn)品的檢驗技術(shù)進(jìn)行單獨的編制，具有較強的拓展性。

　　(3)自動(dòng)化控制可編。冷試設備為全自動(dòng)設備，在自動(dòng)化邏輯控制上選用PLC程序進(jìn)行編制，程序未進(jìn)行斷定，如因出產(chǎn)節拍過(guò)長(cháng)或后期節拍進(jìn)步，可對邏輯程序進(jìn)行持續優(yōu)化調整。4結語(yǔ)建議機柔性制造是將來(lái)的一個(gè)展開(kāi)趨勢，加工技術(shù)戰略的擬定需考慮產(chǎn)品的壽數周期及新產(chǎn)品的柔性拓展，設備技術(shù)應朝簡(jiǎn)略自動(dòng)化的方向進(jìn)行展開(kāi)，檢驗技術(shù)在一日千里，在進(jìn)程質(zhì)量控制途徑的基礎上需要進(jìn)行立異改進(jìn)。文中對柔性制造技術(shù)的目的進(jìn)行了闡明，并用實(shí)習事例進(jìn)行了證實(shí)，

柔性制造是工作的一個(gè)新里程碑。

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