曲軸生產線中影響生產效率的問題及解決方案
工序 | 階段一 1990年~1998年 | 階段二 1999年~2002年 | 階段三 2003年~2007年 |
---|---|---|---|
AF010 | 銑兩端面 | 銑兩端面 | 銑兩端面,鉆幾何中心孔 |
AF020 | 鉆質量中心孔 | 鉆質量中心孔 | 銑定位面 |
AF030 | 銑定位面 | 銑定位面 | 車車拉軸頭,法蘭及主軸頸 |
AF040 | 內銑主軸頸 | 車法蘭 | 外銑連桿頸 |
AF050 | 內銑連桿軸頸 | 車軸頭及*軸軸頸 | 鉆油道孔 |
AF060 | 車法蘭 | 車車拉2~5主軸頸 | 預清洗 |
AF070 | 車軸頭及主軸頸 | 車車拉1+4連桿頸 | 淬火 |
AF080 | 車欄桿軸頸 | 車車拉2+3連桿頸 | 回火 |
AF090 | 鉆油道孔 | 鉆油道孔 | 滾壓校直 |
AF100 | 預清洗 | 預清洗 | 車削止推端面及滾壓 |
AF110 | 淬火 | 淬火 | 磨主軸頸 |
AF120 | 回火 | 回火 | 磨連桿頸1+4 |
AF130 | 滾壓 | 滾壓校直 | 磨連桿頸2+3 |
AF140 | 車削止推端面及滾壓 | 車削止推端面及滾壓 | 兩端面加工 |
AF150 | 磨主軸頸 | 磨主軸頸 | 磨削軸頭法蘭 |
AF160 | 磨連桿頸1+4 | 磨連桿頸1+4 | 動平衡 |
AF170 | 磨連桿頸2+3 | 磨連桿頸2+3 | 拋光 |
AF180 | 兩端面加工 | 兩端面加工 | 終清洗 |
AF190 | 磨削軸頭 | 磨削軸頭法蘭 | 分組測量 |
AF200 | 磨削法蘭 | 動平衡 | 終檢 |
AF210 | 動平衡 | 拋光 | |
AF220 | 拋光 | 終清洗 | |
AF230 | 終清洗 | 分組測量 | |
AF240 | 終檢 | 終檢 |
采用魚骨型布置的曲軸生產線能較為充分地發揮組成生產線的每臺加工設備的生產效率,從而大大提高了整線的生產率。柔性和開放性的布局為生產線今后的拓展及靈活的組織生產創造了必要的條件。
在自動化技術日益成熟的今天,工業自動化進程已經達到了一個的高度。如何從生產系統整體*的角度出發,盡zui大可能提高生產效率,已經越來越為大多數制造型企業所重視。*,曲軸加工過程涉及的加工工藝基本包容了機械加工的各種基本元素。其發展及變化主要體現在加工過程中各工位上、下料方式,工序間輸送方式的變化和如何平衡各工序間的加工節拍中,以實現zui大的生產效率。
曲軸加工工藝比較
從表1可以看出,曲軸加工工藝的發展及變化主要體現在粗加工部分。首先,從階段一發展到階段二,車-車拉機床替代了內銑機床,加工效率及加工質量得到提高。從階段二發展到階段三,由于毛坯質量的提高,在加工定位孔時由幾何中心替代了質量中心;由于外銑技術的突破,在加工連桿軸頸時由更為柔性的高速外銑機床替代了車-車拉機床。
綜上所述,我們不難看出,從1990年到2007年曲軸的加工工藝隨著機床制造水平及毛坯質量的提高有較大的發展,其加工效率也有大幅提高,但加工工序并沒有本質變化。
曲軸各工位上、下料及工序間輸送方式比較
1、階段一
在階段一,曲軸各工位的上、下料采用人工方式;工序間輸送采用小車輸送形式。其優點是:機床布置靈活,可以充分利用現有場地資源;同時,生產組織較為靈活,可較好地避免由于設備故障而造成的停產損失。其缺點是:操作人員勞動強度大,生產效率低,不能很好地適應大批量生產的需求。
2、階段二
在階段二,曲軸各工位的上、下料采用自動抓手;工序間輸送采用蛇型布置的行走小車自動輸送(如圖1)。其優點在于:操作人員勞動強度低,生產效率高;能夠較好地適應大批量生產的需求;充分體現了“一個流”的生產理念。但它也存在一定的缺點:機床布置剛性,生產場地利用率低,占地面積大;無法避免由于設備故障而造成的停產風險;生產線布局缺乏柔性,較難貫徹“一次規劃,分布實施”的現代規劃設計理念;由于無法避免自動輸送機構在生產過程中的互相等待,造成每臺加工設備的能力不能得到充分發揮。
工序內容 | 機床設備 數量 | 單機節拍 | 聯線節拍 | ||
---|---|---|---|---|---|
秒/根 | 根/年 | 秒/根 | 根/年 | ||
銑兩端面 | 1 | 47 | 70 | ||
鉆質量中心孔 | 1 | 60 | 275,737.5 | ||
銑定位面 | 1 | 32 | |||
車法蘭 | 1 | 46 | 70 | ||
車軸頭及*軸軸頸 | 1 | 59 | |||
車車拉2-5主軸頸 | 1 | 60 | 275,737.5 | 75 | 220,590 |
車車拉1+4連桿頸 | 1 | 44 | 376,006 | ||
車車拉2+3連桿頸 | 1 | 44 | 376,006 | ||
鉆油道孔 | 1 | 58 | 285,246 | ||
預清洗 | 1 | 55 | 300,805 | 55 | |
淬火 | 1 | 58 | 285,246 | 58 | |
回火 | 1 | 58 | 285,246 | 60 | |
滾壓校直 | 1 | 59 | 285,246 | ||
車削止推端面及滾壓 | 1 | 52 | 328,206 | ||
磨主軸頸 | 1 | 60 | 284,445 | 75 | 220,590 |
磨連桿頸1+4 | 1 | 59 | 289,226 | ||
磨連桿頸2+3 | 1 | 59 | 289,226 | ||
兩端面加工 | 1 | 61 | 271,217 | 61 | |
磨削軸頭法蘭 | 1 | 45 | 367,650 | 60 | |
動平衡 | 1 | 60 | 275,737.5 | ||
拋光 | 1 | 52 | 318,159 | 52 | |
終清洗 | 1 | 55 | 316,636 | 55 | |
分組測量 | 1 | 45 | 387,000 | 45 | |
終檢 | 1 | 39 | 446,538 | 39 |
舉例來說,某曲軸生產線若以單臺機床加工節拍作為產能計算依據(如表2),則我們可以很容易地得出,該生產線的年生產能力為27萬根/年。但是,由于該生產線采用自動上、下料裝置蛇型聯接,并且每臺機床的加工節拍不一致會造成上道與下道等料現象,直接導致整線節拍由單機加工時的60s/根增加到聯線加工時的75s/根,整線產能由27萬根/年降為22萬根/年,產能損失將近19%。
3、階段三
在階段三,曲軸各工位的上、下料采用自動抓手;工序間輸送采用魚骨狀布置的行走小車自動輸送(如圖2)。其優點在于:在保持了蛇型布置優點的前提下,較好地克服了蛇型布置的不足;機床布局具有柔性,占地面積少;能很好地實現“一次規劃,分步實施”的理念;上、下道工序間無等待時間,生產效率高;可以在不停機的情況下,方便地進行換型生產,使得整線換型時間下降60%(相對于蛇型布置)。由于具備柔性存儲單元,因此,生產線沒有停產風險。值得注意的是,平時需加強對自動輸送小車的維護保養,因為自動輸送小車是保證整條生產線安全運行的重要基礎之一。
綜上所述,目前采用魚骨型布置的曲軸生產線能較為充分地發揮組成生產線的每臺加工設備的生產效率,從而大大提高了整線的生產率。由于布局具備柔性和開放性,為生產線今后的拓展及靈活的組織生產創造了必要的條件。
與此同時,一種更新的自動輸送系統——環型機器人系統,以其高作業效率、高作業精度以及與傳統線性傳輸設備相比對于作業空間的節省和良好的擴充能力等優點正逐步被發動機制造企業所認知,相信在不久的將來“環型機器人系統”一定會像現在“魚骨型布置”一樣成為廣大企業的。
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