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1、发动机机机械加工生生产线工工艺规划划浅谈作者：杜杜文工作单单位：吉吉利控股股集团【摘要】随着国内汽车行业的迅猛发展，本文简单阐述了发动机机加线前期规划各种考虑因素，结合国内发动机机加线的发展趋势，简单介绍了刚性线和柔性线两种类型及各自优缺点，着重介绍各类柔性线的布置及特点，并对部分柔性机加线所存在的问题进行分析并提出相关解决措施。【关键词词】发动机，机械加加工，工艺规规划，刚性线线，柔性线线Discussing Craft Plan of the Engine Machine-finishing Production Line Author: Du Wen Unit Name: GEELY H
2、OLDING GROUP Abstract: Along with the rapid development of the autocar industry in domestic market, the article expatiate diversified considerations briefly during the plan prior period of Engine machine-finishing line, Combined with the domestic developing trend of Engine machine-finishing line, th
3、ere is a brief introduction of the type of FlexibleMachiningLine and their respective advantages and disadvantages. and also analyze the problems of partial FlexibleMachiningLine,and show the propose solutions same time.Key words: Engine，Machine-finishing，Craft plan，Rigid MachiningLine FlexibleMachi
4、ningLine1 前前言发动机是是汽车的的核心，“得发动动机者得得天下”，发动机机制造技技术也是汽车车制造技技术的集集中体现现。一般所所说的发发动机加加工主要要是针对对发动机机箱体（缸缸体、缸缸盖）、曲曲轴、凸凸轮轴、连连杆等5大件进进行加工工，其余余部件外外购，然然后进行行组装。然然而对于于一些中小小型汽车车厂家来来说，受受投资限限制，加加工5大件所所需的投投资费用用实在太太高，结结合自身身实力和和市场销销售情况况，基本本采用两两种供应应方式：一、放放弃“核心”，不建建发动机机厂，所所有发动动机外购购，减少少投资；二、抓抓住“核心”，建立立自己研研发团队队，自建建发动机机厂，自自制关键键部
5、件，主要完成对发动机箱体的机械加工（曲轴、凸轮轴、连杆等委托相关专业厂家加工）及发动机总成的装配、磨合试验等任务。根据国内各发动机厂家现状，下面简单介绍一下国内发动机机加线前期规划及发展趋势。2 发发动机机机械加工生产产线前期规规划发动机机机械加工生生产线（简简称机加加线）规规划是一一项系统统性很强强的工作作，同时时也是一一门基于于经验的的学问，在在实际操操作中需需要注意意的问题题很多。发发动机制制造技术术的先进进性并不不是发动动机项目目实施和和运作成成功的必必要条件件。回顾顾身边的的例子我我们不难难发现，发发动机项项目的成成功很少少是取决决于它是是否采用用了某项项新技术术；而在在实际生生产过
6、程程中，也也不会因因为某把把刀具的的选择错错误而导导致整条条生产线线的失败败。与之之相反，很很多失败败的例子子却是由由于生产产线选型型失误、设设备选择择错误而而造成的的。由此此可见，发发动机机机加线前前期规划划才是项项目成功功与否的的关键。就在几年年前，发发动机机机加线的的选型主主要是在在刚性自自动线和和柔性CNC加工线线之间的的选择。选选择刚性性线或柔柔性线的的主要考考虑依据据还是产产量和产产品的变变化。通通常大批批量（一一般年产产量300万以上上）且较较成熟的的产品采采用刚性性线，中中小批量量或产品品潜在变变化较大大的选择择柔性线线。随着着规划经经验的丰丰富、规规划水平平的不断断提高以以及
7、国际际间合作作的深入入开展，许许多汽车车公司在在选择发发动机生生产线类类型时将将更多的的因素纳纳入到了了需要考考虑或权权衡的范范围内，并并且渐渐渐地成为为了比产产量更为为重要的的决策依依据。这这些因素素主要包包括：今今后产品品及其品品种发展展规划；公司对对生产线线的柔性性要求；生产线线被改造造的可能能性；投投资的限限制以及及公司人人员对现现有系统统的熟悉悉程度等等。刚柔生产产线对比比如下：柔性生产产线（加加工中心心）刚性生产产线（专专机）生产批量量适用于中中等批量量加工适用于大大批量加加工投资形式式一次规划划、分步步实施基本一次次投资到到位投资风险险相对较小小相对较大大适应品种种变化能能力较好
8、较差生产线被被改造可可能性较灵活较困难设备维修修简单困难运行成本本较大较小设备开动动率较低较高劳动生产产率较低较高加工精度度整体精度度高关键尺寸寸专机精精度高计划管理理工作比较复杂杂比较简单单对工人技技术水平平的能力力较高可低生产线布布置较短较长当前，随随着我国国汽车工工业的迅迅猛发展展和相关关环境保保护要求求的提高高，为适应应市场需需求，各各企业都都在加速速发动机机新技术术的研发发并对老老产品进进行改进进，间接接加快了了产品的的更新换换代，同同时也加加大了对对原有生生产线技技术改造造的力度度，以实实现发动动机机体体等主要要零件的的多品种种共线生生产。如如何实现现发动机机机体、缸缸盖等主主要零
9、件件的多品品种共线线生产一一直是发发动机生生产企业业技术人人员研究究的一个个课题。生生产线被被改造的的可能性性与产品品的生命命周期、市市场预期期发生变变化和产产品本身身发生变变化等决决定了选选择柔性性线有着着明显优优势，并并在业界界内得到到广泛的的推广和和应用，下面仅就柔性CNC加工中心生产线进行简单介绍。3 柔柔性生产产线类型型目前，各各汽车厂厂家广泛应应用的柔柔性（CNC加工中中心）生生产线主主要分为为三种：规规模相对对较小的的串行柔柔性线、规模相相对较大大的并行行柔性线线及最近几几年新出出现的专专机式柔柔性线。3.1 串行柔性性线图1-11为年产产10万缸缸盖生产产线示意意图，可可以看到
10、到，CNC加工线线分为A线和B线，分分别由红红色和粉粉红色两两色圈示示，所有有加工中中心的节节拍是一一致的。两两线并联联后再同同中间的的辅机串串联成整整条生产产线。图1-11串行柔性性线串行柔性性线的每每台CNC加工中中心的加加工内容容是由整整条生产产线的节节拍所确确定的，如如果没有有复线的的话，每每台CNC设备的的设计节节拍都是是一致的的，加工工内容必必须安排排在节拍拍内完成成。为了了提高加加工中心心的利用用率，通通常在串串行柔性性线中的CNC加工中中心的节节拍规划划得比系系统中的的辅机慢慢一半，而而使用CNC设备的的复线来来补足生生产能力力。串行柔性性线是比比较成熟熟的工艺艺规划模模式，在
11、在国内应应用较多多，其主主要特点点是：1.零件件在生产产线中的的流向相相对比较较简单，通通常只有有A线和B线的区区别；零零件的差差异性较较小，便便于质量量管理和和跟踪；2.由于于节拍的的延长，CNC加工中中心的利利用率较较高；3.便于于实现手手动上下下料；4.在单单台CNC加工中中心发生生故障时时还能维维持部分分生产；5. 如如要实现现零件追追溯，则则追溯系系统的投投入相对对较少，追追溯方法法简单。现在许多多中小汽车车厂家倾倾向于投投资自动动线和柔柔性CNC加工中中心组合合的刚柔柔生产线线。关键键工序采采用自动动线，以以保证加加工精度度和稳定定性，而而其它工工序则采采用CNC加工中中心。这种方
12、方式也是是属于柔柔性串行行生产线线的一种种，在保保证满足足精度要要求的前前提下，最最大程度度地增加加了柔性性。在资资金投入入上，自自动线一一般是根根据产量量纲领一一次投资资到位，而CNC加工中中心则根根据产量量的爬坡坡计划进进行分期期投入，降降低了初初期项目目投资过过大的风风险。刚柔生产产线可以以充分发发挥组合合机床和和加工中中心的各各自优势势，实现现了组合合机床的的高效率率与加工工中心柔柔性化的的统一，主主要特点点如下：1.突出出加工中中心机床床工序集集中的优优势，对对同一平平面上的的所有孔孔都可以以在刀库库容量允允许的范范围内完完成加工工，不受受工件孔孔距限制制，每道道工序可可以选择择最佳
13、的的切削参参数，由由于孔的的坐标由由计算机机控制，孔孔的位置置加工精精度高于于刚性自自动线；2.增加加数控回回转台后后，同一一夹具可可实现工工件多方方向加工工，减少少了夹具具品种和和夹具费费用；3.应对对产品改改进的周周期短，如如增加加加工工序序可通过过编程来来实现，同同样取消消某个工工序也可可从加工工程序中中取消，十十分方便便；4.这种种混线柔柔性生产产线，突突出了组组合机床床在加工工气缸孔孔、主油油道长孔孔、主轴轴承孔等等特殊工工序时的的高精度度、高效效率的优优势。随着高速速、准高高速加工工中心和和先进刀刀具的不不断发展展及其在在大批量量生产线线中的广广泛应用用，刚柔柔结合的的生产线线以其
14、适适应能力力强、生生产效率率高而成成为工艺艺设计的的发展方方向，成成为了新新建生产产线和对对老生产产线进行行技术改改造的主主流思想想。吉利利发动机机厂机加加线除宁宁波发动动机一厂厂为完全全刚性线线外，其其余的都都是采用用刚柔结结合的生生产线（规规模相对对较小的的串行半半柔性线线），因因设计纲纲领都为10万台/年，基基本都是是采用“一次规规划，分分两次实实施”（自动动线根据据产量纲纲领一次次投资到到位）。3.2 并行柔性性线如图1-2所示，整整条线上上大部分分机床为为CNC加工中中心，AA工位是5台加工工中心，B工位是3台，C工位是5台，D工位是4台；整条线的节拍是一定的，同工位的加工中心加工内
15、容一样，节拍也是相同的，但不同工位的加工中心的节拍不一定相同。为了尽可能多的安排加工内容，提高加工中心的利用率，其节拍应较长。图1-22并行柔性性线组成成单元组成并行行柔性线线的每台CNC加工中中心的加加工内容容是由实实际理想想的加工工步骤、定定位夹紧紧方式等等确定的的，组成成每道工工序的加加工中心心的节拍拍并不完完全相同同。在确确定每道道工序的的加工内内容和节节拍后，再再根据整整条生产线线节拍的的要求确确定每道道工序需需要的CNC加工中中心的数数量。并行柔性性线的主主要特点点是：1.单台台CNC设备的的故障对对系统的的开动率率影响很很小；2.由于于单台设设备的节节拍不受受限制，故故加工工工艺过程程设计相相对完美美，CNC加工中中心的利利用率很很高，投投资相对对较少；3.生产产时如果果对某机机床进行行调试，对对产量的的影响较较小；4.与串串行柔性性线相比比，可以以通过增增加单台台CNC加工中中心实现现扩能，生产线分期投入的灵活性更大；5.便于于随行托托板的使使用，进进一步增增加了生生产的柔柔性，但但手动上上下料很很难实现现；6.零件件在生产产线中的的流向十十分复杂杂，排列列组合的的可能性性很多，零件追溯系统十分复杂，增加了质量管理和跟踪的难度；近年来，随随着微电电子芯片片和计算算机技术术的快速速发展，扫扫除了零零件追
