浅析发动机缸体_缸盖柔性加工线方案设计.pdf

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1、浅析发动机缸体、缸盖柔性加工线方案设计许建中（昆明云内动力股份有限公司内研所650224）关键词：柔性加工线、柔性化趋势、高速加工，方案设计、原则方法、应用实例一、引言进入二十一世纪以来，汽车发动机制造业在产品制造、工艺、刀具、生产管理方面都产生了一系列变化，与过去的发动机制造企业有很多不同。在产品方面品种多样化的趋势明显，每个品种的生产数量都在减少，人们嗜好的变化速度很快，产品的寿命周期明显缩短了。汽车行业从品种少、数量多的生产体系向多品种、较大生产量的体系变化着。要满足这种变化，发动机制造业的生产柔性化、高速化是走向之一。要及时方便

2、地应对设计变更、缩短生产准备周期，不断地、及时地推出新产品，采用高速加工中心或加工单元组成柔性加工线已成为当今发动机制造业的一种趋势。二、发动机缸体、缸盖加工线的类型及其特点：（一）专用机床加工线（刚性加工线）刚性线是根据特定的生产任务需要将专用机床组合在一起，以取得最优的效益。在大批量生产中至今还是刚性生产线（如多工位自动线）占主导地位。刚性线主要适合于成熟期产品的大批量生产，生产成本相对较低。但要求一次投资达到目标产量。采用专用机床组成的刚性线加工对象单一，可变性差，不能及时适应生产任务的变化。市场产品设计发生变化时需对主轴箱、夹具

3、、输送系统等重新设计、改造，改造的工作量大、费用高、生产准备周期长。对多品种共线加工兼容性差，一般只适应于同系列产品的共线加工。整个生产线有统一的节拍。一台机床因故停机，全线工作将被迫中断，因此这种加工线不能太长。对于向发动机缸体、缸盖这种加工工序很长的零件，就要把加工线分成几段，各段之间加上储料装置，一段生产线因故停机，其上下段仍然可继续工作。（二）专用机床加局部柔性机床组成加工线在传统的专用机床自动线的局部工位采用CNC机床或加工中心来实现局部柔性，满足部分孔系易变化的加工要求。这种型式的加工线部分保留了自动线的特征，又具有有限的柔

4、性，主要适合于同族类的产品加工，从严格意义上来说还是自动线的设计概念。（三）柔性加工线用高速加工中心和数控单元组成的柔性加工线不是按预先规定的需求范围来建立加工过程，而是使加工线从组织结构上具有可重用、可重构和可扩充性方面的能力，加工对象可在一定范围内变27化，甚至可以同时加工几种不同的类似零件，可分阶段投产达到目标产量。具有以下特点：1、重用性构成柔性加工线的各种资源在制造环境发生变化时不改变或少量改变即可成为新系统的组成部分。2、重构性在制造环境发生重大变化时能够根据任务的性质及一定的原则重新选取原有设备构成新的制造系统。3、自适应

5、性柔性加工线能够进行局部调整，在线地适应加工设备的故障，增减及加工任务的一定变化。在发动机缸体、缸盖上采用柔性加工线，产量从起步纲领5万台/年到20万台/年都可以采用。在起步纲领到目标纲领的建设过程中，可充分应用柔性加工线的重用性、重构性的特点，根据市场需求量的不断变化，分期投入增加设备重构，实现滚动发展，降低投资风险。柔性加工线适应于不同系列、不同族类发动机的缸体、缸盖的多品种共线生产。能方便快捷地应对产品设计的变更和市场的变化，同时也能适应未来开发的新产品的制造要求，有效地缩短新产品研发到批量投放市场的周期，是当今发动机制造的一种趋

6、势。选择何种形式的生产线主要取决于产品的年产量及品种的数量和对未来市场的预测、发展方向，制造厂家应结合自己的特点组成“最有效”的加工线（“最有效”指在满足加工质量的情况下，用最低限度的投资达到最低的生产成本和最高的机床利用率）。三、柔性加工线工序流程分类（一）柔性加工线的工序流程分类柔性加工线的工序流程一般分为两种：工序分散型和工序集中型。工序分散型：工序依次分散的生产线（Sequentialprocess）,加工件要通过所有的加工设备才能加工完成。如其中一台加工设备出故障，会牵涉到整个生产线停产。工序集中型：加工线上尽可能选用相同型号

7、的加工中心，把不同的工序内容集中到一台机床上，用尽量少的装夹次数，高效的加工工件。当某台加工设备出现故障时，可用同一工序相同型号的设备继续生产，虽然生产量有所减少，但可以避免整个生产线停产。工序集中型还可根据生产量的增减适当增减或转用加工设备，转用设备可避免机床在固定工况下的重复使用段磨损，这些都是优点，相反，缺点是：工件的追溯能力差，由那台设备加工的工件不易追溯，且生产中刀具的周转量相对要大一些。（二）工序分散型和工序集中型的投资比较工序分散型是按照对未来市场的预测的最大生产纲领一次投资，会造成开始生产初期及减产期的固定费用成本负担，

8、而工序集中型可根据生产量分批投资，以最低的成本维持生产（见下图）。28投资比较90008000〈工序分散型的缺点〉7000固定费用和变动成本的必要经费多因6000工序分散型5000为是按照MAX的生产计划而