怎樣選擇發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)線
怎樣選擇發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)線
一條現(xiàn)代化的發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線，要保證產(chǎn)品的技術(shù)要求，就要做到高精度；要有效地控制產(chǎn)品精度，就要做到高質(zhì)量；要確保生產(chǎn)節(jié)拍，就要做到高效率；要有利于改型換代，還要做到高柔性。但以上這些條件還不夠，一條精益生產(chǎn)線還要做到投資合理，運(yùn)行成本低廉，開工率高，使用壽命長。如何能使新生產(chǎn)線具有高效率、高精度和高質(zhì)量的保證能力，成為每一位生產(chǎn)線規(guī)劃者必須著手解決的課題。
調(diào)研考察的必要性
生產(chǎn)線規(guī)劃的實(shí)質(zhì)就是設(shè)備選型。由于設(shè)備選用的不同產(chǎn)生了剛性生產(chǎn)線和柔性生產(chǎn)線之分。究竟選擇什么樣的設(shè)備，大量的學(xué)習(xí)和調(diào)研考察十分必要。在實(shí)地考察中我們發(fā)現(xiàn)，有的企業(yè)將普通磨床用于曲軸精磨，雖然一時節(jié)省了成本，但是調(diào)主軸、修整砂輪耗費(fèi)了大量時間，而且始終難以保證穩(wěn)定的磨削精度，致使一條投資幾千萬元的生產(chǎn)線一直不能穩(wěn)定地投入批量生產(chǎn)；雖然某些國產(chǎn)設(shè)備同國外設(shè)備相比價格便宜，但經(jīng)常出現(xiàn)故障，影響到整條生產(chǎn)線的運(yùn)行；也有的企業(yè)引進(jìn)先進(jìn)的珩磨工藝和高品質(zhì)的珩磨機(jī)，提高了缸孔精度，延長了缸孔壽命，降低了油耗，提高了發(fā)動機(jī)的功率和扭矩。
通過一系列的調(diào)研考察，我們了解到了最先進(jìn)的發(fā)動機(jī)加工工藝和最新的加工設(shè)備，如缸體/缸孔粗珩、精珩、滑動珩，珩后精度可達(dá)0.006mm；數(shù)控曲軸磨床、CBN砂輪、連桿徑隨動磨削，四缸曲軸九個軸徑一次完成精度達(dá)到0.002mm，粗糙度Ra0.02；數(shù)控凸輪軸磨床和CBN砂輪可將凸輪軸毛坯直接磨削成型。
設(shè)備選用三原則——好用、夠用、適用
所謂好用是指設(shè)備要先進(jìn)、成熟、可靠，設(shè)備要先進(jìn)，更要經(jīng)過市場檢驗(yàn)，獲得用戶認(rèn)可。
所謂夠用是指立足于產(chǎn)品精度和生產(chǎn)綱領(lǐng)，滿足需要即可。生產(chǎn)線上各工序的加工內(nèi)容不同，加工精度也不同，如果設(shè)備都具有相同的或相當(dāng)高的配置，必然造成資金和技術(shù)的浪費(fèi)。
所謂適用是指要適用于所加工的產(chǎn)品；適用于所在的工作環(huán)境，如溫度、濕度、噪音等；適用于工廠的習(xí)慣，如工人的操作習(xí)慣、設(shè)備維修習(xí)慣、備件選用習(xí)慣等。
綜合考慮設(shè)備故障率和整線壽命
設(shè)備故障率影響生產(chǎn)成本和產(chǎn)品產(chǎn)量，尤其是當(dāng)整線由不同廠家的設(shè)備組成時，設(shè)備故障率就更加重要了。例如，人們往往認(rèn)為粗加工的精度不高，選擇一般廠家的價格便宜的設(shè)備就能夠滿足要求。實(shí)際上，恰恰因?yàn)檫@個“一般”廠家的設(shè)備故障率高，使得整線開工率大大下降，成為整條線的“水桶短板”。
我們在規(guī)劃發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線時，沒有僅把單機(jī)價格作為評判標(biāo)準(zhǔn)，而是充分考慮了機(jī)床的加工工藝參數(shù)和加工效率，仔細(xì)進(jìn)行了節(jié)拍計(jì)算。價格便宜的機(jī)床，往往加工工藝參數(shù)低、節(jié)拍長、設(shè)備臺數(shù)多。我們曾就不同廠家的預(yù)報價格作過比較，預(yù)報價時“Ｄ”廠的單機(jī)價格只是“Ｈ”廠的36%，大家都認(rèn)為“Ｄ”廠設(shè)備便宜，有優(yōu)勢。但是組線下來，“Ｄ”廠需用設(shè)備24臺，而“Ｈ”廠只用9臺，全線價格之比變成了96%。如果綜合考慮操作者人數(shù)、占地面積、耗電量等因素，“Ｄ”廠單機(jī)價格低的優(yōu)勢反而變成了劣勢。
伴隨故障率而來的是整線壽命。高開工率造就了設(shè)備的高壽命，反之，高故障的設(shè)備則意味著短命，而整線壽命是由其中壽命最短的設(shè)備決定的，即生產(chǎn)線壽命的“水桶短板效應(yīng)”。所以規(guī)劃生產(chǎn)線時要把握全局，全線考慮，確保整線設(shè)備都有較高的開工率和較長的壽命。對于確保關(guān)鍵參數(shù)的把關(guān)設(shè)備，更不能有半點(diǎn)含糊，要堅(jiān)決采用過得硬的設(shè)備。
配置決定精度、質(zhì)量、效率和壽命
高質(zhì)量的配置造就了設(shè)備的高精度、高質(zhì)量、高效率、高壽命。
1、電主軸
主軸是機(jī)床的核心。電主軸將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)一體化，減少了傳動鏈，實(shí)現(xiàn)了高效傳動。電主軸自帶冷卻循環(huán)系統(tǒng)，高速旋轉(zhuǎn)保持恒溫，可在20～25℃間設(shè)定，精度可達(dá)0.7℃，油霧潤滑，使主軸免維修、長壽命、高精度。
2、高速精密軸承
高速精密軸承決定主軸的壽命和負(fù)載容量。目前，比較先進(jìn)的高速軸承有磁懸浮軸承、液體動靜壓軸承和混合陶瓷軸承。磁懸浮軸承利用電磁力將主軸無機(jī)械接觸地懸浮起來，轉(zhuǎn)速可達(dá)4.5萬r/min，功率可達(dá)20kW，易實(shí)現(xiàn)實(shí)時診斷和在線監(jiān)控，是理想的支撐元件；液體動靜壓軸承采用流體動靜力相結(jié)合的方法，將主軸支撐在油膜中旋轉(zhuǎn)，徑向和軸向跳動小，剛性好，阻尼特性好，壽命長，不足之處是無通用性，維修、保養(yǎng)困難；氮化硅材質(zhì)滾珠、軸承鋼材質(zhì)內(nèi)外環(huán)制成的混合陶瓷軸承在高速旋轉(zhuǎn)時離心力小，溫升小，壽命長，最大功率可達(dá)80kW，轉(zhuǎn)速高達(dá)15萬r/min，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，便于維修，價格低，是目前在高速切削機(jī)床上應(yīng)用最多的軸承。
3、高速伺服系統(tǒng)
高速伺服系統(tǒng)確保了高速度、高精度切削。直線電機(jī)伺服系統(tǒng)是由直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)化成直線機(jī)械運(yùn)動的動能的推力系統(tǒng)，將機(jī)床的進(jìn)給傳動鏈長度縮短為零，動態(tài)響應(yīng)敏捷，傳動剛性好、精度高、噪音低，是加速度大于1g的伺服系統(tǒng)的優(yōu)先選擇，只是成本較高。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是目前應(yīng)用最多的高速伺服系統(tǒng)，新一代的精密高速滾珠絲杠付、絲杠空心強(qiáng)冷、絲母強(qiáng)冷，絲母同空心的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子剛性聯(lián)接，一邊高速旋轉(zhuǎn)，一邊快速移動(或由絲杠做直線運(yùn)動，V=120m/min，g=1)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動慣量小、噪音低、振動小、熱變形小、動態(tài)特性好等優(yōu)點(diǎn)。
4、CNC控制系統(tǒng)
優(yōu)秀的CNC控制系統(tǒng)能充分發(fā)揮高速切削機(jī)床的良好性能。高速主軸、高速伺服系統(tǒng)需要高速度、大容量的控制系統(tǒng)，它運(yùn)算速度快，精度高，快速響應(yīng)能力強(qiáng)，無漂移，從而使機(jī)床具有優(yōu)異的動力學(xué)特征，達(dá)到高線性加工精度和高輪廓加工精度。目前，市場上占統(tǒng)治地位的高速度、大容量的CNC控制系統(tǒng)有德國的Siemens840D和日本的Funuc180iMB系統(tǒng)等。
刀具的選用
當(dāng)確定好機(jī)床設(shè)備后，就要著手進(jìn)行刀具的選擇。刀具選擇的一個重要原則就是要充分發(fā)揮高效機(jī)床的性能和效率，避免機(jī)床在低速、低效狀態(tài)下工作。低效狀態(tài)下工作，高的設(shè)備折舊造成生產(chǎn)成本居高不下，導(dǎo)致產(chǎn)品缺乏競爭力。選用高速、高效刀具不要怕貴，既要著眼于刀具的單價，更要著眼于刀具的切削效率和壽命，將單價、效率、壽命以及縮短輔助時間等因素綜合起來考慮。選用高速、高效、高壽命的刀具單件產(chǎn)品，其綜合生產(chǎn)成本可能更低。
據(jù)相關(guān)資料顯示，發(fā)達(dá)國家平均刀具費(fèi)用占生產(chǎn)成本的4%左右，降低刀具費(fèi)用30%可降低單件產(chǎn)品生產(chǎn)成本1%，提高刀具壽命50%也可以降低成本1%，而提高效率20%可降低成本15%。所以，高效切削刀具是提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本最活躍、最有效的因素。
物流及工位容器
生產(chǎn)線的物流應(yīng)簡潔、流暢，確保生產(chǎn)節(jié)拍，不出現(xiàn)物流中的產(chǎn)品損傷。生產(chǎn)線涉及三種物流，一是毛坯物流，定時定量將毛坯送到生產(chǎn)線；二是成品物流，將生產(chǎn)線的成品定時定量送到裝配線的相應(yīng)裝配工位，確保裝配節(jié)拍；三是加工過程的物流，加工過程中產(chǎn)品由滾道按節(jié)拍由上工位輸送到下一工位。
為確保物流可靠，應(yīng)配有必要的工位容量，工位容器應(yīng)容量適當(dāng)，結(jié)實(shí)可靠，方便裝卸，利于物流，并適當(dāng)?shù)嘏渲弥悄芰霞芎土虾小?
全面、全員、全過程的質(zhì)量控制
生產(chǎn)線的質(zhì)量控制主要是在加工過程中由設(shè)備進(jìn)行控制，也就是要樹立好產(chǎn)品是加工出來的，不是檢出來的思想。對于重要參數(shù)和關(guān)鍵參數(shù)，設(shè)備要有在線自動檢測、修正補(bǔ)償功能，確保重要參數(shù)、關(guān)鍵參數(shù)達(dá)標(biāo)。對生產(chǎn)線的設(shè)備要全員參與，進(jìn)行全面的、全過程的管理、維護(hù)、保養(yǎng)，使設(shè)備始終處于良好運(yùn)行狀態(tài)，這是實(shí)現(xiàn)上述思想的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)立必要的檢驗(yàn)工位，進(jìn)行工人自檢、檢驗(yàn)員抽檢、巡檢，避免不合格產(chǎn)品流入下一工位。設(shè)立最終檢驗(yàn)工位，用高精度的綜合量儀對重要參數(shù)、關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行最終檢測、打標(biāo)。進(jìn)行全線數(shù)據(jù)的采集、存儲和追蹤，以便于質(zhì)量分析、改進(jìn)及問題的處理。
生產(chǎn)線的平面布置
生產(chǎn)線在廠房內(nèi)的平面布置，通常是裝配線同機(jī)加線垂直布置。布局應(yīng)間距合理，疏密得當(dāng)，方便操作，有利物流，適于維修，便于管理。裝配線一般是環(huán)型或一字型布局，而機(jī)加線常按U型、S型或一字型布局，還要根據(jù)生產(chǎn)線的大小、長短、產(chǎn)量、廠房的格局等具體情況而定。
