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机床大讲堂第19讲——发动机柔性制造策略及工艺探索

日期：2015-03-18 14:23:42 作者： 来源： 浏览次数：0
     　　1　柔性制造现状

    　　跟着机械制造业的飞速展开，产品的更新换代越来越快，商场对产品的需要也出现多样化。建议机机加工出产制造也有必要习气这种改动，需要具有较高柔性的出产系统。传统的柔性出产，是在同一途径，即工件大小标准和定位办法不发生改动，只是在单个加工标准上有点小的改动，最典型的做法便是改动缸孔直径和改动曲轴曲拐标准，来结束排量的改动，但这种办法只能在很小的范围内改动，现已不能习气当今商场的需要。传统的单一途径系列出产将逐一改换为多品种多途径系列混线出产方式。A公司建议机一厂机加工车间是某轿车品牌全球采用多途径的建议机3C件共线出产制造方式的初度检验，在全部爬坡进程中也遇到了很多疑问，并通过对疑问的总结和分析，提出了机加工柔性制造的改进方案。

    　　2　柔性制造战略研讨

    　　为习气国内外轿车商场需要，建议机出产车间有必要满足纷歧样建议机的制造需要，各大型车企分别选用了纷歧样的制造战略，当时首要有4种纷歧样的柔性制造战略。

    　　方案一：异地配送3C件零件总成，主机厂设备建议机。这种办法一次性出资本钱低，特别是在同一公司内的异地配送，在降低出资的一同，可以充分发挥现有的机加工产能。但存在零件运送、包装、防锈、配送到主机厂零件的清洁度控制、加工件质量疑问分析、现场质量等疑问。当时B公司轿车所配GEN3建议机，由于该公司机加工才华受限和收买整机的本钱过高，采用了从匈牙利收买机加工件，在主机厂设备建议机的办法。

    　　方案二：异地配送建议机总成，在整车厂进行装车。这种办法首要也是出资低，可是单台制造本钱就将无形中添加很多。按每年整车需要35万台，单台运送本钱为180元，则每年公司将6300万元花费在建议机运送上。假设整车需要不高，可以考虑选用这种办法，来满足纷歧样品种途径建议机的需要。当时该办法也是干流轿车公司或集团采用的首要办法之一，如：B公司GSV的建议机均来自于A公司建议机一厂;C公司I-VTEC VCM 3.5L 、DOHCI-VTEC 2.4/2.0L建议机配送至广州本田进行设备等。

    　　方案三：通过有些更改建议机缸孔直径和曲轴曲拐的办法，来结束建议机柔性出产。这种办法，结束起来相对较为简略，方案改动及设备改动相对较小，出资本钱低。但只能局限于排量较小区其他柔性需要，对于区别较大的建议机无法结束。该办法是当时全球选用最为广泛的办法。如：A公司建议机二厂B12/B11/B10建议机等。

    　　方案四：两种完全纷歧样系列建议机机加工共线出产的方式。这种办法，能结束当时商场对纷歧样建议机的需要，且不必出资其他的机加工出产线。由于该制造方式，需要从方案前期初步考虑，并在制造进程中的设备及加工技术安顿有更高的需要，一同需要一再地进行出产线切换，具有较大的换型丢失和质量风险。不过由于其具有较高的出产柔性和出资本钱低的优势，近两年来各大首要的轿车集团现已初步采用这种办法。如某轿车品牌全球初度检验，在某公司建议机一厂就采用纷歧样系列建议机机加工共线出产;神龙轿车公司在缸盖线初步检验，TU5JP4和EW10J4二种缸盖分属二个纷歧样的产品系列，大小纷歧样，加工内容纷歧样大，加工定位基准纷歧样。某公司本着出资省，见效快的原则，新建了一条既能出产TU5JP4又能出产EW10J4这二种缸盖的共线的柔性出产线。跟着商场的不断改动，纷歧样系列建议机机加工共线出产的柔性制造方式，被不断添加的轿车制造公司选用，也是将来建议机制造业的展开趋势。如：B公司的B/C建议机项目、A公司二厂二期、三期项目和乘用车项目、印度建议机项目、匈牙利建议机项目等。3柔性制造技术分析及处理方案

    　　3.1  加工技术

    　　对于建议机机加工出产制造而言，柔性出产的最高政策是不需要更换任何硬件，且每次换型后加工的首件都是合格的。要结束实在机加工柔性出产或共线出产，就有必要运用形状标准大小完全纷歧样的毛坯工件，定位夹具和定位办法也需要根据状况而从头方案，可是这样方案就必定带来工装夹具需要更换，定位改动，对于微米级的机加工而言，是很难结束的。但通过前期产品详尽的方案，和详尽的设备与技术方案也是可以结束的。

    　　怎么满足不切换硬件来满足毛坯件之间和加工要素区其他无穷改动呢?

    　　(1)产品工程师在方案建议机时，就有必要考虑将来出产制造的柔性出产，即尽量保证两种加工件的机床加工定位孔、定位基准和夹紧点的方案一同。如图1、图2所示，假设两种产品定位销孔方位纷歧样，致使工作后只能通过更换定位销的办法，才华结束两种纷歧样系列建议机的柔性出产。这样不但添加了车间换型的时间丢失，一再的更换定位，对于以μ级的加工标准需要而言，一同添加了机加工的质量风险。




    　　(2)减少基准的改换，假设方案容许全线最好只用同一基准。假设加工定位基准纷歧同，将会出现由于基准改动致使公差累积的标准疑问。包括三坐标测量基准也是相同，尽量坚持该标准的加工基准和测量基准一同，这样既可减少由于标准之间的改换而致使的差错，一同也更简略发现疑问发生的工序，有利于质量疑问的快速处理。如：缸体C14，从OP30工序加工好401/402孔后，后工序全部运用该定位孔进行相应的加工(图3)。


    　　(3)重要加工部位、有彼此方位联络的加工特征和标准加工基准应坚持一同，并在两种纷歧样建议机机型中尽量采用相同的加工技术。典型的疑问便是青岛曲轴偏磨的质量疑问。如图4所示，我们通过对比一厂和二厂技术可以发现，二厂加工OP80是根据销孔为基准，而销孔和连杆颈初加工又都是根据PAD面加工出来的，所以说柳州相对于OP30\\OP60\\OP80而言是一同的加工基准为PAD面。而一厂在OP10工序加工定位销孔，一同加工曲轴PAD定位面，而在OP30工序却以PAD面定位加工连杆颈，到OP80磨床精磨连杆颈时，却又以OP10加工的定位销孔定位，一旦销孔偏上差或下差，而连杆颈在OP30相同偏上差或下差的时分，就会出如今OP80连杆颈偏磨的疑问。只有当驱动销的磨损才会出现偏磨，而偏磨件首要由于PAD面作为基地改换定位基准，就会出现由于PAD面与销孔联络欠好致使的偏磨。其他，在技术方案前期考虑到C14曲轴加工技术，在磨床采用以机床在线测量连杆颈基地方位来加工，则在技术上就现已完全避免了偏磨的疑问(就算有偏磨的疑问，也是由于设备本身缺陷所构成的)。在B12曲轴加工技术，相同可以采用类似C14的磨床的加工技术来处理偏磨的疑问。


    　　相同加工C14时，还有缸体的曲轴孔、缸孔、399面加工基准，缸盖的气门导管精加工、凸轮轴孔、缸盖F1000面加工基准等疑问。
    　　(4)纷歧样建议机类型，假设功用相同则标准公差需要有必要保证一同。如A公司一厂同一条出产线加工B15和C14，这两品种型的建议机除缸孔直径和曲轴曲拐有较大区别外，其他特征底子相同，但由于B15图纸需要与C14图纸需要有很多的纷歧样，致使质量控制和标准不能共同构成现场工作无穷失调，以B15与C14工序OP100为例，如钻攻丝缸盖设备孔技术，B15钻孔直径为φ8.8±0.1mm、深度为44±0.25mm，而C14相同的设备孔需要直径为φ8.8±0.1mm、深度为48.5±0.25mm等等。这样就致使B15和C14相同的设备、刀具及加工技术，且该加工特征用于相同的设备零件，但却由于图纸定义纷歧样而致使在出产时，不能运用相同的加工程序，添加了不必要的换型工作和测量时间，大大降低了出产功率的一同添加了质量风险。

    　　3.2  设备技术

    　　建议机的设备首要分为内装、外装及部件分装的底子技术，自动化设备首要有自动打号机、多轴拧紧机、气门空隙测量机以及其它专用设备设备等。根据商场产品的多样化，建议机的设备线也应具有出色的柔性及拓展空间。如建议机的托盘方案、专用及自动设备的柔性方案、技术方案的方案对后期的拓展起到了至关重要的作用。

    　　下面以A公司一厂一期设备线项目为例进行描写：

    　　(1)技术方案立异方案，如图5所示。将设备线首要分为3个环线，分别为缸盖分装线、主线1、主线2及活塞连杆、进气歧管等分装线。在出产进程中，主线1和2不受设备缺陷等疑问互相制约而影响概括产出疑问。


    　　(2)托盘立异方案，如图6、图7所示。为习气1.2L/1.5L/Gen1/Gen2纷歧样结构建议机的设备，主线1的托盘选用翻转支架，建议机固定在托盘的翻转架上，整线取消了翻起色的方案，此方案柔性高，可习气多种机型的共线出产。


    　　(3)机器人拧紧、涂胶机立异方案，如图8、图9所示。因出产的机型区别性较大，如选用专机进行凸轮轴罩盖拧紧、油底壳及机油泵涂胶，则须方案多台专机，本钱较高，也不利于后期改造拓展，故为习气纷歧样结构建议机的设备，选用机器人设备。


    　　3.3  检验技术

    　　3.3.1  热试

    　　建议机的热试为建议机制造进程中的一项重要环节，如图10所示。首要对建议机的功用、排放、可靠性及耐久性等方面进行检验。在试验台上结束快速对接排气、燃油、进气、机油压力、节气门、燃烧模块等全部管路、电气线路等，然后按磨合试验标准进行建议机的各项出厂试验(各试验数据包括：转速、水温、机油压力、进气负压、燃烧提前角、尾气排放分析值、发电机电压及电流等，进行搜集处理，最终区别建议机是不是检验合格。


    　　磨合试验台首要由台架本体、液压控制设备、排气设备、建议机装夹设备、冷却水供给循环设备、测量设备、燃油供给设备、试验小车、电气控制系统(含直流电供给设备、起动燃烧设备、电控柜)等构成。

    　　当时，国内各大型建议机出产公司的零件质量控制、设备进程质量控制在国外领先的技术支持下已展开到了较高的水平，加上汽油建议机出产值不断的攀升，热试所需的节拍较长，逐渐被冷试技术所替代，但仍有有些建议机制造公司选用热试技术，不利于产品的柔性拓展及产能进步级。

    　　3.3.2  冷试

    　　冷试是一种对建议机设备质量进行概括检查的技术，如图11、图12所示。它由外界动力拖动飞轮进行旋转，在建议机不燃烧的状况下，通过冷试试验设备上设备的各种传感器搜集有关信号，经计算机处理后，同标准模板进行数据对比和分析，进而对建议机设备质量进行判定。冷试试验设备一般设备在建议机设备线尾部，当建议机结束试验前必要的设备后，托盘载着建议机抵达检验工位，试验设备自动与建议机对接并初步试验。冷试试验能提前发现建议机设备进程中的疑问和缺陷，把缺陷控制在出产线内，然后到达进步建议机设备质量的目的。



    　　冷试技术的检验项目首要有：扭矩检验、进气真空度、排气压力、机油压力和温度、建议机正时、燃烧检验、电气检验、颤动检验等，技术节拍在80～100s间，检验精度高，能精确辨认建议机存在的各类缺陷，大大缩短了检验节拍。

    　　冷试设备的柔性首要体如今如下几点：

    　　(1)机械结构兼容性好。因出产的机型B12&B15系列的建议机缸体区别性较大，在冷试的夹具及驱动结构方案上选用变距式安排习气纷歧样机型的夹紧，使用夹飞轮销的驱动方案结束同一夹具兼容的方案，为后期拓展奠定了出色的基础。

    　　(2)检验技术拓展性强。检验技术由单独的检验软件进行编制，可根据建议机的产品特性、实习的出产状况及售后质量疑问避免对检验技术进行调整，也可对新产品的检验技术进行单独的编制，具有较强的拓展性。

    　　(3)自动化控制可编。冷试设备为全自动设备，在自动化逻辑控制上选用PLC程序进行编制，程序未进行断定，如因出产节拍过长或后期节拍进步，可对逻辑程序进行持续优化调整。4结语建议机柔性制造是将来的一个展开趋势，加工技术战略的拟定需考虑产品的寿数周期及新产品的柔性拓展，设备技术应朝简略自动化的方向进行展开，检验技术在一日千里，在进程质量控制途径的基础上需要进行立异改进。文中对柔性制造技术的目的进行了阐明，并用实习事例进行了证实， 
    柔性制造是工作的一个新里程碑。
     

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