發(fā)動機生產(chǎn)線規(guī)劃是一項系統(tǒng)性很強的工作，同時也是一門基于經(jīng)驗的學問。在實際操作中，大量新技術(shù)的運用，對管理者及操作人員的素質(zhì)、工廠運作的水平都有很高的要求。

回顧身邊的生產(chǎn)實例我們不難發(fā)現(xiàn)，很多失敗的例子都是由于生產(chǎn)線選型失誤、設(shè)備選擇錯誤造成的，從而導致生產(chǎn)效率低、運行成本高。由此可見，發(fā)動機生產(chǎn)線早期規(guī)劃是項目成功與否的關(guān)鍵，合理選擇生產(chǎn)線的類型至關(guān)重要，它會直接影響到后續(xù)生產(chǎn)線的利用率和適應產(chǎn)品更改的能力。下面就以我公司某發(fā)動機缸蓋加工生產(chǎn)線的工藝規(guī)劃為例，談?wù)勅绾卫�用新技術(shù)和新工藝，優(yōu)化工藝設(shè)計思路，減少人員數(shù)量和降低工人的勞動量，達到提高生產(chǎn)效率的目的。

眾所周知，大多發(fā)動機的缸蓋都為薄壁鑄鋁件，鑄造應力集中，時效時間較長，加工變形量大，因此，導致缸蓋加工工藝比較復雜，涉及的技術(shù)領(lǐng)域較寬，需充分掌握好各種工藝技術(shù)，合理安排好各工序。優(yōu)化缸蓋生產(chǎn)線規(guī)劃，選用高效的加工設(shè)備和高速切削工具等一系列措施，不僅能夠有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，而且能夠有效地提高生產(chǎn)效率。

根據(jù)缸蓋的工藝特點和生產(chǎn)線工藝方案，缸蓋生產(chǎn)線常規(guī)的生產(chǎn)工藝流程為：毛坯上料→探測、銑進排氣面、加工定位孔→頂、底面及孔系加工→前后端面孔系加工→挺桿孔、導管閥座底孔加工→中間清洗→試漏→氣門導管、閥座壓裝→燃燒室面和噴油嘴孔精加工→進、排氣導管閥座精加工→清洗→裝配→凸輪軸孔等的精加工→最終清洗→壓裝碗形塞、試漏檢測→打號→外觀檢查、下線。

在對該缸蓋生產(chǎn)線進行擴產(chǎn)工藝設(shè)計時，為了提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，相對于原有缸蓋生產(chǎn)線，我們主要從以下幾個方面進行了工藝設(shè)計優(yōu)化。

設(shè)備布局

我公司對新缸蓋生產(chǎn)線的工藝設(shè)計和設(shè)備布置打破了原有缸蓋生產(chǎn)線直線布置的思路，按照C型布置。這樣使得粗加工和精加工的機床相對集中，輔機也相對比較集中。原來一人最多只能操作4臺加工設(shè)備，現(xiàn)在可以操作6臺設(shè)備，減少了操作者的數(shù)量和疲勞強度，也減少了操作帶來的失誤。設(shè)計時，盡可能地縮短機床之間的間距，縮短生產(chǎn)線的長度，從而減少操作者的行走時間。不僅如此，整線將所有工作區(qū)域設(shè)計在同一個操作高度，盡量避免機床與機床之間使用上下臺階或不同高度的踏腳板，減少了操作工上下臺階的時間。同時，對所有加工設(shè)備，利用非機動輥道，采用人工沿著輥道送料至交換臂，再由交換臂送到機床夾具上。相對于原有生產(chǎn)線，避免了操作者從輥道到機床夾具的工件搬運，也減少了工人穿越輥道的行走路程，大大降低了工人的勞動強度。原有生產(chǎn)線和新生產(chǎn)線的設(shè)備布置方式見圖1和圖2。

從兩種生產(chǎn)線的設(shè)備布置可以看出，新生產(chǎn)線的布置更具優(yōu)勢，便于生產(chǎn)組織和人員安排，極大地提高了生產(chǎn)效率。兩種生產(chǎn)線布線方式對比見表1。

專柔結(jié)合

目前，生產(chǎn)線的選型主要有兩種形式：專機自動線和柔性CNC加工線。幾年前，選擇專機線或柔性線主要考慮的依據(jù)是產(chǎn)量和產(chǎn)品的變化。通常，大批量且較成熟的產(chǎn)品采用專機線，中小批量或產(chǎn)品存在潛在變化較大的選擇柔性線。柔性生產(chǎn)線與專機組線特點的對比見表2。

我們在對該缸蓋生產(chǎn)線進行工藝設(shè)計時，在保證該產(chǎn)品生產(chǎn)的同時，不需要調(diào)整夾具，僅通過更換部分刀具，就能夠滿足其他幾種缸蓋的生產(chǎn)。粗加工采用高速加工中心，以適應多品種缸蓋的加工，提高了工作效率。而氣門閥座、導管及凸輪軸孔的精加工工序在缸蓋加工中屬于非常關(guān)鍵的工序，如采用加工中心，工件精度的一致性很難長期得到保證，且為保證其均勻一致性所要開展的質(zhì)量管理也將是一項非常復雜的工程。為此，我公司在該種缸蓋的氣門閥座、導管的精加工工序上采用了德國標準化設(shè)計的柔性專用機床，正好滿足了中等產(chǎn)量的要求。這種柔性專用機床結(jié)構(gòu)簡單，無需像加工中心那樣進行刀具交換，只需進行初期的調(diào)整就可確保機床的加工精度。尤其在座圈導管的精加工過程中，加工中心需要兩種粗精加工刀具，第一把刀具粗加工座圈和導管的引導孔，第二把刀具精鏜座圈和導管，這樣難以保證同軸度等精度，采用柔性化專用機床可有效克服以上問題，且加工質(zhì)量非常穩(wěn)定。

高速雙主軸切削技術(shù)

設(shè)備與工藝的發(fā)展總是互相促進，高速切削工藝技術(shù)正是在高速切削所需要的高速切削機床和高速切削刀具大力發(fā)展的推動下應運而生的。目前，高速切削技術(shù)作為新工藝，在發(fā)動機制造行業(yè)得到廣泛應用。高速雙主軸加工中心正是為滿足汽車制造業(yè)高效率的要求而開發(fā)的新產(chǎn)品，其可以同時加工兩個工件，成倍地提高了加工效率。我公司該缸蓋生產(chǎn)線的設(shè)備采用了德國制造的雙主軸高速加工中心，配備相應的高速切削刀具和復合刀具。在降低初期設(shè)備投資成本的同時，也減少了設(shè)備的占地面積，并極大地減少了操作者的數(shù)量，提高了勞動生產(chǎn)率。

以車代鏜的閥座加工工藝

氣門座圈的加工難點在于內(nèi)孔的幾何形狀復雜，有多段圓弧與多段錐度、多段直孔的復合。為了獲得一個寬度恒定的工作錐面，特別是交線處的尺寸公差與位置公差更難控制。在鏜加工方式下(見圖3)，由于座圈是高硬度材料(HRC50-58)，切削余量較大，刀刃的磨損較快，刀刃的切削部分會出現(xiàn)凹弧型，而這種刀刃磨損的輪廓會復制在座圈的密封錐面上，加工后座圈的工作錐面就出現(xiàn)凸弧形，隨著刀具的磨損，弧形變的越來越明顯，座圈的密封性變得越來越差。為保證座圈工作錐面對導管孔的跳動、錐面的表面粗糙度、導管的直線度，減少工序成本，提高生產(chǎn)效率，座圈的錐面在缸蓋擴產(chǎn)時采用車刀進行車削加工方式(見圖4)，刀刃是隨著滑板的移動來加工的，刀片的刀刃磨損很均勻，不會出現(xiàn)弧形的密封面，可以避免鏜削工藝出現(xiàn)的一些缺陷，從而減少了調(diào)刀次數(shù)，提高了加工效率。同時，該缸蓋的座圈和導管孔的相對精度采用專用檢具進行測量，并對座圈的工作錐面進行密封性驗證，更好地監(jiān)控該產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

輔機柔性技術(shù)

在對該缸蓋線進行工藝設(shè)計時，為了提高生產(chǎn)效率，我們對所有輔機的柔性也進行了設(shè)計的技術(shù)創(chuàng)新。如中間和最終試漏機(見圖5)，針對挺桿孔和主油孔的位置差別較大、密封點較多等現(xiàn)象，由于幾種產(chǎn)品存在較大差異，兩臺設(shè)備均采用快換夾具方式進行多種產(chǎn)品切換試漏，切換時間控制在5min之內(nèi)。又如座圈導管的壓裝，也是根據(jù)幾種產(chǎn)品的導管座圈角度不同而進行柔性設(shè)計的，只通過更換部分工裝和壓頭，即可實現(xiàn)三種產(chǎn)品的混流生產(chǎn)，切換時間控制在0.5h之內(nèi)。同時，該設(shè)備采用TOX氣液增壓缸作動力，結(jié)合立式結(jié)構(gòu)壓裝布置，不僅大大縮小了設(shè)備的占地面積，也大幅降低了動能的消耗。另外，該線的部分輥道采用PZR輥道，能夠有效地保證輥道上的工件不會見面，避免了常規(guī)輥道出現(xiàn)的工件之間的磕碰和輥道對工件傳輸面的劃傷，從一定程度上也節(jié)約了動能的消耗。