表1 各階段曲軸加工工藝比較

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(zhì)量中心孔	鉆質(zhì)量中心孔	銑定位面
AF030	銑定位面	銑定位面	車(chē)車(chē)?yán)S頭，法蘭及主軸頸
AF040	內(nèi)銑主軸頸	車(chē)法蘭	外銑連桿頸
AF050	內(nèi)銑連桿軸頸	車(chē)軸頭及*軸軸頸	鉆油道孔
AF060	車(chē)法蘭	車(chē)車(chē)?yán)?～5主軸頸	預(yù)清洗
AF070	車(chē)軸頭及主軸頸	車(chē)車(chē)?yán)?+4連桿頸	淬火
AF080	車(chē)欄桿軸頸	車(chē)車(chē)?yán)?+3連桿頸	回火
AF090	鉆油道孔	鉆油道孔	滾壓校直
AF100	預(yù)清洗	預(yù)清洗	車(chē)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(chē)削止推端面及滾壓	車(chē)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(dòng)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(cè)量
AF200	磨削法蘭	動(dòng)平衡	終檢
AF210	動(dòng)平衡	拋光
AF220	拋光	終清洗
AF230	終清洗	分組測(cè)量
AF240	終檢	終檢

采用魚(yú)骨型布置的曲軸生產(chǎn)線(xiàn)能較為充分地發(fā)揮組成生產(chǎn)線(xiàn)的每臺(tái)加工設(shè)備的生產(chǎn)效率，從而大大提高了整線(xiàn)的生產(chǎn)率。柔性和開(kāi)放性的布局為生產(chǎn)線(xiàn)今后的拓展及靈活的組織生產(chǎn)創(chuàng)造了必要的條件。

在自動(dòng)化技術(shù)日益成熟的今天，工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)的高度。如何從生產(chǎn)系統(tǒng)整體*的角度出發(fā)，盡zui大可能提高生產(chǎn)效率，已經(jīng)越來(lái)越為大多數(shù)制造型企業(yè)所重視。*，曲軸加工過(guò)程涉及的加工工藝基本包容了機(jī)械加工的各種基本元素。其發(fā)展及變化主要體現(xiàn)在加工過(guò)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(jié)拍中，以實(shí)現(xiàn)zui大的生產(chǎn)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(fā)展及變化主要體現(xiàn)在粗加工部分。首先，從階段一發(fā)展到階段二，車(chē)-車(chē)?yán)瓩C(jī)床替代了內(nèi)銑機(jī)床，加工效率及加工質(zhì)量得到提高。從階段二發(fā)展到階段三，由于毛坯質(zhì)量的提高，在加工定位孔時(shí)由幾何中心替代了質(zhì)量中心；由于外銑技術(shù)的突破，在加工連桿軸頸時(shí)由更為柔性的高速外銑機(jī)床替代了車(chē)-車(chē)?yán)瓩C(jī)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(jī)床制造水平及毛坯質(zhì)量的提高有較大的發(fā)展，其加工效率也有大幅提高，但加工工序并沒(méi)有本質(zhì)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(chē)輸送形式。其優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)床布置靈活，可以充分利用現(xiàn)有場(chǎng)地資源；同時(shí)，生產(chǎn)組織較為靈活，可較好地避免由于設(shè)備故障而造成的停產(chǎn)損失。其缺點(diǎn)是：操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，不能很好地適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需求。

2、階段二

在階段二，曲軸各工位的上、下料采用自動(dòng)抓手；工序間輸送采用蛇型布置的行走小車(chē)自動(dòng)輸送（如圖1）。其優(yōu)點(diǎn)在于：操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高；能夠較好地適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需求；充分體現(xiàn)了“一個(gè)流”的生產(chǎn)理念。但它也存在一定的缺點(diǎn)：機(jī)床布置剛性，生產(chǎn)場(chǎng)地利用率低，占地面積大；無(wú)法避免由于設(shè)備故障而造成的停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；生產(chǎn)線(xiàn)布局缺乏柔性，較難貫徹“一次規(guī)劃，分布實(shí)施”的現(xiàn)代規(guī)劃設(shè)計(jì)理念；由于無(wú)法避免自動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過(guò)程中的互相等待，造成每臺(tái)加工設(shè)備的能力不能得到充分發(fā)揮。

 

 

表2 生產(chǎn)能力比較表

工序內(nèi)容	機(jī)床設(shè)備 數(shù)量	單機(jī)節(jié)拍		聯(lián)線(xiàn)節(jié)拍
		秒/根	根/年	秒/根	根/年
銑兩端面	1	47		70
鉆質(zhì)量中心孔	1	60	275,737.5
銑定位面	1	32
車(chē)法蘭	1	46		70
車(chē)軸頭及*軸軸頸	1	59
車(chē)車(chē)?yán)?-5主軸頸	1	60	275,737.5	75	220,590
車(chē)車(chē)?yán)?+4連桿頸	1	44	376,006
車(chē)車(chē)?yán)?+3連桿頸	1	44	376,006
鉆油道孔	1	58	285,246
預(yù)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(chē)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(dòng)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(cè)量	1	45	387,000	45
終檢	1	39	446,538	39

舉例來(lái)說(shuō)，某曲軸生產(chǎn)線(xiàn)若以單臺(tái)機(jī)床加工節(jié)拍作為產(chǎn)能計(jì)算依據(jù)（如表2），則我們可以很容易地得出，該生產(chǎn)線(xiàn)的年生產(chǎn)能力為27萬(wàn)根/年。但是，由于該生產(chǎn)線(xiàn)采用自動(dòng)上、下料裝置蛇型聯(lián)接，并且每臺(tái)機(jī)床的加工節(jié)拍不一致會(huì)造成上道與下道等料現(xiàn)象，直接導(dǎo)致整線(xiàn)節(jié)拍由單機(jī)加工時(shí)的60s/根增加到聯(lián)線(xiàn)加工時(shí)的75s/根，整線(xiàn)產(chǎn)能由27萬(wàn)根/年降為22萬(wàn)根/年，產(chǎn)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(dòng)抓手；工序間輸送采用魚(yú)骨狀布置的行走小車(chē)自動(dòng)輸送（如圖2）。其優(yōu)點(diǎn)在于：在保持了蛇型布置優(yōu)點(diǎn)的前提下，較好地克服了蛇型布置的不足；機(jī)床布局具有柔性，占地面積少；能很好地實(shí)現(xiàn)“一次規(guī)劃，分步實(shí)施”的理念；上、下道工序間無(wú)等待時(shí)間，生產(chǎn)效率高；可以在不停機(jī)的情況下，方便地進(jìn)行換型生產(chǎn)，使得整線(xiàn)換型時(shí)間下降60%（相對(duì)于蛇型布置）。由于具備柔性存儲(chǔ)單元，因此，生產(chǎn)線(xiàn)沒(méi)有停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是，平時(shí)需加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)輸送小車(chē)的維護(hù)保養(yǎng)，因?yàn)樽詣?dòng)輸送小車(chē)是保證整條生產(chǎn)線(xiàn)安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)之一。

綜上所述，目前采用魚(yú)骨型布置的曲軸生產(chǎn)線(xiàn)能較為充分地發(fā)揮組成生產(chǎn)線(xiàn)的每臺(tái)加工設(shè)備的生產(chǎn)效率，從而大大提高了整線(xiàn)的生產(chǎn)率。由于布局具備柔性和開(kāi)放性，為生產(chǎn)線(xiàn)今后的拓展及靈活的組織生產(chǎn)創(chuàng)造了必要的條件。

與此同時(shí)，一種更新的自動(dòng)輸送系統(tǒng)——環(huán)型機(jī)器人系統(tǒng)，以其高作業(yè)效率、高作業(yè)精度以及與傳統(tǒng)線(xiàn)性傳輸設(shè)備相比對(duì)于作業(yè)空間的節(jié)省和良好的擴(kuò)充能力等優(yōu)點(diǎn)正逐步被發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)所認(rèn)知，相信在不久的將來(lái)“環(huán)型機(jī)器人系統(tǒng)”一定會(huì)像現(xiàn)在“魚(yú)骨型布置”一樣成為廣大企業(yè)的。