淺談汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)敏捷柔性生產(chǎn)線

汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)敏捷柔性生產(chǎn)線是一條全新理念下的生產(chǎn)線，生產(chǎn)線的柔性化可更好地適應(yīng)不同產(chǎn)品品種和批量的需求。企業(yè)根據(jù)其自身的生產(chǎn)情況建立合適的敏捷柔性生產(chǎn)線，可提高生產(chǎn)效率，更快地適應(yīng)市場(chǎng)需求。

轉(zhuǎn)向節(jié)作為汽車(chē)前橋缺之不可的關(guān)鍵零件，除了機(jī)械性能要求高、外形異型外，尺寸精度和位置精度亦有一定要求。由于汽車(chē)市場(chǎng)需求多樣化的不確定性，要求生產(chǎn)系統(tǒng)具備在品種上能迅速而經(jīng)濟(jì)地由一種產(chǎn)品轉(zhuǎn)為另一產(chǎn)品的能力，又要在產(chǎn)量上有一定的柔性。根據(jù)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)多品種、變批量的市場(chǎng)需求，我公司建立了一條多品種汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)敏捷、柔性生產(chǎn)線。

被加工產(chǎn)品和工序

1．該生產(chǎn)線加工4個(gè)品種（組）轉(zhuǎn)向節(jié)，每組分左、右各1件，共8個(gè)零件，單組生產(chǎn)節(jié)拍T=7.2min/件。

2．轉(zhuǎn)向節(jié)材料為QT450-10，屬異型零件，如圖1所示，加工部位主要為主軸承孔及多個(gè)臂平面、孔系。產(chǎn)品外觀見(jiàn)圖2。

生產(chǎn)線主要特點(diǎn)

從表中可以看出生產(chǎn)線設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工序極大簡(jiǎn)化，主要特點(diǎn)有：

1．生產(chǎn)線敏捷柔性化。

此條生產(chǎn)線由6組，即6個(gè)生產(chǎn)單元構(gòu)成。每個(gè)單元由2臺(tái)立式加工中心組成，每組可單獨(dú)形成生產(chǎn)能力。6組可根據(jù)市場(chǎng)需求變換生產(chǎn)不同品種或全一品種的轉(zhuǎn)向節(jié)，柔性化好，更換產(chǎn)品迅速而經(jīng)濟(jì)。生產(chǎn)線由模塊化設(shè)備組成，可以實(shí)現(xiàn)“一次規(guī)劃，分步實(shí)施，滾動(dòng)發(fā)展”的指導(dǎo)方針。

2．工序集中，數(shù)控單機(jī)自動(dòng)化程度高。

一個(gè)加工工序較為復(fù)雜的轉(zhuǎn)向節(jié)從毛坯到成品僅通過(guò)兩道工序來(lái)完成，見(jiàn)表。工序集中可以使柔性加工設(shè)備顯現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。

由于每道工序中工件經(jīng)兩次安裝后便可完成全部加工內(nèi)容，數(shù)控系統(tǒng)能夠自動(dòng)選擇、更換刀具，自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速和刀具進(jìn)給量等，根據(jù)已設(shè)定的程序?qū)ぜ煌课贿M(jìn)行銑、鉆、鏜、鉸和攻絲等加工，自動(dòng)化程度高，極大地提高了生產(chǎn)效率。

3．設(shè)備簡(jiǎn)單化、精度高。

生產(chǎn)線采用同一型號(hào)立式加工中心組成，使用、維修方便，互換、互補(bǔ)性強(qiáng)，定位精度、重復(fù)定位精度高，對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)孔及端面粗糙度1.6mm、H7精度及位置精度等要求均能夠達(dá)到，保證了轉(zhuǎn)向節(jié)加工質(zhì)量及穩(wěn)定性。

4．工藝優(yōu)化和嘗試。

工藝方案的制定要根據(jù)選用設(shè)備、刀具及夾具各自的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)研并加以?xún)?yōu)化，在立式加工中心上用組合加工代替?zhèn)鹘y(tǒng)的車(chē)削加工，以復(fù)合工序代替單一工序，為工序集中減少工件安裝次數(shù)，用側(cè)銑代替端銑等，這些工序都取得了很好的效果。

5．夾具。

生產(chǎn)線夾具采用液壓動(dòng)力，全部由大連佳成公司提供，主要特點(diǎn)有：

（1）統(tǒng)籌兼顧，夾具設(shè)計(jì)制造采用模塊化，轉(zhuǎn)換加工零件時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速更換夾具。統(tǒng)籌綜合考慮，針對(duì)多種轉(zhuǎn)向節(jié)的特點(diǎn)，給工件的定位點(diǎn)、夾壓點(diǎn)和輔助支撐點(diǎn)進(jìn)行基準(zhǔn)統(tǒng)一，模塊化的夾具元件加上適用于各種轉(zhuǎn)向節(jié)的調(diào)整塊，讓夾壓點(diǎn)、定位點(diǎn)和輔助支撐點(diǎn)在位置上有了一定的調(diào)整量，短時(shí)間就能完成夾具的快速更換。

（2）OP20工序由數(shù)控回轉(zhuǎn)四軸模塊化夾具和可調(diào)角度固定夾具組成了五軸加工，數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)上液壓夾緊工件，回轉(zhuǎn)臺(tái)可任意裝夾任何一種轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行工件識(shí)別和左、右件防錯(cuò)，并自動(dòng)調(diào)出加工程序，自動(dòng)化程度高。

（3）夾具全部采用內(nèi)油路，外觀整齊、美觀。

6．刀具。

“多刀改一刀”：工序集中要求盡量減少換刀次數(shù)和刀具數(shù)量，以提高生產(chǎn)效率。為此，多采用復(fù)合刀具，主軸承后階孔粗加工采用1個(gè)銑/鏜組合刀具，錐孔加工采用銑-鉸復(fù)合刀具等。

“一刀多用”：采用大螺旋刃玉米銑刀，一是粗銑節(jié)臂、減振器兩處的兩個(gè)側(cè)面；二是用玉米銑刀副刃銑削平面。

另外，用整體硬質(zhì)合金立銑刀精銑側(cè)表面，表面粗糙度達(dá)Ra1.6以上，取得了不錯(cuò)的成果。山高公司為該線提供的刀具能夠滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向節(jié)軸承孔H7精度、表面粗糙度Ra1.6的要求。

7．機(jī)床。

針對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)粗、精加工工序相對(duì)集中，加工球墨鑄鐵，粗加工的毛坯余量大的特點(diǎn)，該生產(chǎn)線選用歐馬公司的12臺(tái)MVC-1100B立式加工中心為主要設(shè)備。該機(jī)床具有超大立柱，Y向四軌，主軸直徑φ100mm，BT50刀柄，機(jī)床剛性強(qiáng)。為此線特選用SIEMENS 1PH7163型號(hào)的主軸電機(jī)ne=500r/min，M=229/344Nm（100%/40%），N=12/18kW（100%/40%）（100%/40%是一個(gè)負(fù)荷范圍，在此范圍內(nèi)能滿(mǎn)足低速大扭矩的加工要求），有意增加主軸低速大扭矩，能很好地滿(mǎn)足該件重負(fù)荷的加工。

數(shù)控系統(tǒng)為SIEMENS 810D系統(tǒng)，可以滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向節(jié)工藝要求的主軸定向、剛性攻絲、刀臂式刀庫(kù)要刀、第四軸等功能。

8．生產(chǎn)線布局靈活，易于管理，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

結(jié)語(yǔ)

我們用敏捷柔性的生產(chǎn)理念建立的生產(chǎn)線適合于市場(chǎng)多樣化，汽車(chē)零件多品種、變批量的需求現(xiàn)狀。在這種理念下技術(shù)方面首先要對(duì)工件進(jìn)行分門(mén)分類(lèi)，敏捷柔性生產(chǎn)線要求工藝方案、設(shè)備－工裝－刃具等對(duì)多種工件（類(lèi)同件）有很強(qiáng)的包容性。工藝上要求工序集中，降低中間流通環(huán)節(jié)；對(duì)設(shè)備要求數(shù)控化、高速、高精度和高剛性；對(duì)夾具要求模塊化，有快速調(diào)整、更換的能力；對(duì)刀具要求為復(fù)合刀具，以提高加工效率。

組織管理方面要求貫徹“一次規(guī)劃，分步實(shí)施，滾動(dòng)發(fā)展”的指導(dǎo)方針。這非常適合我國(guó)國(guó)情。“一次規(guī)劃”可以降低設(shè)備投資的盲目性，根據(jù)生產(chǎn)零件的品種、數(shù)量需求分一次或幾次對(duì)設(shè)備－夾具－刀具進(jìn)行投資，降低投資風(fēng)險(xiǎn)。分步實(shí)施過(guò)程中又可以對(duì)前次方案、對(duì)夾具－刀具進(jìn)行合理地修正和改進(jìn)，在生產(chǎn)線項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中求進(jìn)步、求發(fā)展。