(3)柔性化发动机制造业生产性柔性化是走向之一,在传统的自动线局部工位用CNC或加工中心,来实现柔性加工的生产线叫柔性自动线FTL,日本工厂使用较多,主要适合家族类的产品,从严格意义上来说,这还是自动线的设计概念。 用专用加工中心构成的柔性制造系统,主要用在缸盖和缸体,从产量角度分析,可以达到,从传统的FMS系统起步产量5万件/年到传统自动线的产量20万件 /年。假如要规划一条全柔性的适合大批量生产的柔性生产线,以适合采购的不确定性,由于开发新品种而不断更新设计,环保要求和生产要求等。在柔性生产线考 虑这些因素可以使得年产量超过50万件的投资更合理,在今后10年可以节省大概10~20亿美元。 由于缸体需要较少的工件装夹次数,而多为铸件。材料和尺寸决定了采用自动线更经济。目前采用混合生产线成为一种新趋势。工艺上将大余量切削在传统自动线上完成,缸体前后端面和侧面的加工,用柔性生产单元。 (4)高效率从日本汽车制造业的情况来看,平均每五年切削效率要提高28%,其中切削速度平均提高19%,进给量平均提高8%,而最近几年切削效率提 高的幅度在30%以上。目前制造发动机主要零件的生产节拍已经缩短到了30~40s。比十几年前缩短了50%。例如在灰铸铁材料缸体的铣削加工,用高速加 工中心机床,切削速度可达到700~1500m/min。刀具采用CBN刀片。( auto1950 )在缸体、缸盖铝合金材料铣削加工时,广泛采用PCD刀具,考虑到高速回转时将会产生很大的离心力,故刀体采用高强度铝合金材料制作。凸轮轴和曲轴用 CBN砂轮进行高速磨削。曲轴和凸轮轴的孔加工,为了提高效率,采用内冷的硬质合金钻头,代替过去的高速钢钻头。攻螺纹也采用硬质合金丝锥来提高速度,甚 至曲轴攻螺纹也采用无切削丝锥。高速加工中心有一个趋势采用热装式工具系统。总之,在发动机制造业有一个明显的走向,采用高速加工提高效率。 (5)胀断工艺应用较普遍自从连杆大头孔切断采用胀断工艺以来,大部分工厂都采用胀断工艺。国内工厂应用此项技术还存在些问题,主要是工废率和装配时 产生的连杆爆口。而国外工厂已很好掌握了此项工艺,它们的工废率0.8%,装配的爆口几乎为零。问题是胀断时支承块的间隙控制。 (6)在曲轴车拉的基础上结合采用高速外铣近几年,曲轴主轴颈和连杆颈的加工,一般都是采用车拉工艺来完成。但连杆颈轴线不在一条中心线上,如三 缸、六缸发动机,加工就有一些麻烦。目前,有一种加工工艺方案为:主轴颈用车拉,连杆颈用高速外铣。这样加工连杆颈时更好柔性。 (7)曲轴平衡机新的改进是不平衡量校正采用极坐标优化高速钻削校正方法。过去用的是高速钢,新的方法是曲轴的钻削采用整体硬质合金钻头。钻头心部有冷却液孔。这种钻头能进行大进给量钻削。 (8)缸孔的激光珩磨。近年来表面激光造型珩磨加工正在渐渐使用,为了同时达到缸孔表面粗糙度和储油性能,需 要通过特殊的加工技术,也就是用激光造型珩磨才能达到加工要求,同时还不会影响缸孔表面的加工质量。采用激光珩磨后,汽车发动机可以降低油耗量,降低排 放,减少磨损。另外,目前柴油机广泛用于轿车上,柴油发动机体积小,功率大,缸体铸造时加人了TiC,为了将缸孔表面的TiC冲掉,去除产生的毛刺,同时 达到表面储油量,开发了高压液体珩磨,工艺为:粗珩 精珩十高压液体衍磨十抛光。 (9)曲轴磨床凸轮轴采用CBN砂轮高速磨削,已经非常普遍。目前曲轴的加工也渐渐开始使用CBN砂轮加工。一般来讲,四缸曲轴只要是升程的变化,工 艺路线还是过去的较好:主轴颈用多砂轮,连杆颈分别用双砂轮。如果要加工四缸、五缸和六缸曲轴,就要采用CBN单砂轮或双砂轮磨曲轴,这样柔性好,而且砂 轮每修整一次,可加工600~800件。 组织机构和生产管理 (1)结构简单发动机厂的组织结构相比以前,特别是在海外的工厂,只是一个生产性的工厂。服务性的工作都交给专业部门负责。比如, 刀具管理(Tool-Management)是20世纪90年代在美国企业提出的,开始于16年前的美国通用土星项目。当时的刀具管理主要是物流,刀具比 较简单,没有精加工刀具,后来渐渐完善发展成为一个完整的系统,甚至在新项目开始阶段刀具管理就参与项目支持。90年代后期在德国和欧洲推行,虽然应用较 少,是一个有潜力的管理模式,从范围来说,将会有越来越多的企业特别是汽车工业采用。目前匈牙利的OPel工厂,德国大众在波兰的工厂,美国通用在上海工 厂都在进行刀具管理。减少了刃磨、仓库管理、采购、技术管理人员,使得机构简单。 (2)成本中心汽车工业日趋激烈的竞争中,降低产品的成本已成为各汽车厂竞争的重要策略。把降低成本作为一个硬指标来推行,是全球汽车工业发展的趋 势。发动机厂也不例外,把降低成本作为一个重要目标来实施。一般来说,各车间成立成本中心,主要指标是工废、料废、人员费用、刀具辅料费用、设备折旧等。 (3)TPM和人员激励发动机厂的设备都是比较复杂、精度高,有一定技术含量,新的生产线规划完成以后,重要的一项工作是TPM。首先,提出具体的实 施方案,每条线都规定了负责人,加强点检和专业点检。针对具体的机床提出合适的解决方案。不是做一些表面文章,就是根据简单清晰的思路,其次是脚踏实地执 行。使用一些合适的人员,而不是高学历的员工,重点放在岗位上的培训。为了鼓励员工,积极采用休假制度,整个生产线一年的休假计划张贴在生产线。将维修、 操作工等组成小组,为了解决单调生产产生新的问题,一段时间以后进行岗位轮换。 (4)质量管理任何发动机厂都将质量置于公司战略的核心地位,质量管理乃是发展的最为重要的“内功”之一。质量方面的让步绝非一种选择,任何让步都可 能威胁企业的生存,只有那些致力于质量改善的公司,才能成功,才能获利。发动机厂提高质量的关键手段,确定质量目标,最高层的参与。采用零次品生产作为核 心流程,加强质量过程控制。动员全体员工参与,由车间工人自己解决问题,成立Qc小组来改善质量。(来源:《汽车工艺师》作者:张书桥) |
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