淺談汽車轉向節(jié)敏捷柔性生產線

汽車轉向節(jié)敏捷柔性生產線是一條全新理念下的生產線，生產線的柔性化可更好地適應不同產品品種和批量的需求。企業(yè)根據其自身的生產情況建立合適的敏捷柔性生產線，可提高生產效率，更快地適應市場需求。

轉向節(jié)作為汽車前橋缺之不可的關鍵零件，除了機械性能要求高、外形異型外，尺寸精度和位置精度亦有一定要求。由于汽車市場需求多樣化的不確定性，要求生產系統(tǒng)具備在品種上能迅速而經濟地由一種產品轉為另一產品的能力，又要在產量上有一定的柔性。根據對汽車轉向節(jié)多品種、變批量的市場需求，我公司建立了一條多品種汽車轉向節(jié)敏捷、柔性生產線。

被加工產品和工序

1．該生產線加工4個品種（組）轉向節(jié)，每組分左、右各1件，共8個零件，單組生產節(jié)拍T=7.2min/件。

2．轉向節(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臂平面、孔系。產品外觀見圖2。

生產線主要特點

從表中可以看出生產線設備簡單，生產工序極大簡化，主要特點有：

1．生產線敏捷柔性化。

此條生產線由6組，即6個生產單元構成。每個單元由2臺立式加工中心組成，每組可單獨形成生產能力。6組可根據市場需求變換生產不同品種或全一品種的轉向節(jié)，柔性化好，更換產品迅速而經濟。生產線由模塊化設備組成，可以實現“一次規(guī)劃，分步實施，滾動發(fā)展”的指導方針。

2．工序集中，數控單機自動化程度高。

一個加工工序較為復雜的轉向節(jié)從毛坯到成品僅通過兩道工序來完成，見表。工序集中可以使柔性加工設備顯現出其優(yōu)勢。

由于每道工序中工件經兩次安裝后便可完成全部加工內容，數控系統(tǒng)能夠自動選擇、更換刀具，自動改變主軸轉速和刀具進給量等，根據已設定的程序對工件不同部位進行銑、鉆、鏜、鉸和攻絲等加工，自動化程度高，極大地提高了生產效率。

3．設備簡單化、精度高。

生產線采用同一型號立式加工中心組成，使用、維修方便，互換、互補性強，定位精度、重復定位精度高，對轉向節(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到，保證了轉向節(jié)加工質量及穩(wěn)定性。

4．工藝優(yōu)化和嘗試。

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

5．夾具。

生產線夾具采用液壓動力，全部由大連佳成公司提供，主要特點有：

（1）統(tǒng)籌兼顧，夾具設計制造采用模塊化，轉換加工零件時可實現快速更換夾具。統(tǒng)籌綜合考慮，針對多種轉向節(jié)的特點，給工件的定位點、夾壓點和輔助支撐點進行基準統(tǒng)一，模塊化的夾具元件加上適用于各種轉向節(jié)的調整塊，讓夾壓點、定位點和輔助支撐點在位置上有了一定的調整量，短時間就能完成夾具的快速更換。

（2）OP20工序由數控回轉四軸模塊化夾具和可調角度固定夾具組成了五軸加工，數控回轉臺上液壓夾緊工件，回轉臺可任意裝夾任何一種轉向節(jié)進行工件識別和左、右件防錯，并自動調出加工程序，自動化程度高。

（3）夾具全部采用內油路，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和刀具數量，以提高生產效率。為此，多采用復合刀具，主軸承后階孔粗加工采用1個銑/鏜組合刀具，錐孔加工采用銑-鉸復合刀具等。

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

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

7．機床。

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

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

8．生產線布局靈活，易于管理，經濟實惠。

結語

我們用敏捷柔性的生產理念建立的生產線適合于市場多樣化，汽車零件多品種、變批量的需求現狀。在這種理念下技術方面首先要對工件進行分門分類，敏捷柔性生產線要求工藝方案、設備－工裝－刃具等對多種工件（類同件）有很強的包容性。工藝上要求工序集中，降低中間流通環(huán)節(jié)；對設備要求數控化、高速、高精度和高剛性；對夾具要求模塊化，有快速調整、更換的能力；對刀具要求為復合刀具，以提高加工效率。

組織管理方面要求貫徹“一次規(guī)劃，分步實施，滾動發(fā)展”的指導方針。這非常適合我國國情。“一次規(guī)劃”可以降低設備投資的盲目性，根據生產零件的品種、數量需求分一次或幾次對設備－夾具－刀具進行投資，降低投資風險。分步實施過程中又可以對前次方案、對夾具－刀具進行合理地修正和改進，在生產線項目運行過程中求進步、求發(fā)展。