刚柔结合—焕发新的活力

如何实现发动机机体、缸盖等主要零件的多品种共线生产一直是发动机生产企业技术人员研究的一个课题。随着高速、准高速加工中心和先进刀具的不断发展及其在大批量生产线中的广泛应用，刚柔结合的生产线以其适应能力强、生产效率高而成为工艺设计的发展方向，成为了新建生产线和对老生产线进行技术改造的主流思想。本文介绍了扬州柴油机有限责任公司（简称扬柴公司）在YZ4102机体生产线的技术改造中以 “刚柔结合”为思路，如何规划工艺方案、选用设备并进行现有工艺装备的改进。

我国在20世纪八、九十年代新建或扩建的机体生产线大部分都是按照大批量生产方式进行工艺布置的刚性生产线，因为当时发动机产品的生命周期较长、品种单一，工艺设计的重点主要是如何保证机体加工的精度和提高生产效率。到了90年代后期，随着我国汽车工业的迅猛发展和环境保护的要求，各企业都在加速新产品的研发并对老产品进行改进，同时也加大了对原有生产线技术改造的力度，以实现发动机机体等主要零件的多品种共线生产。当前，把生产效率高的刚性生产线和适应变化能力强的柔性生产线结合起来形成流畅的刚柔结合的工艺路线已成为新建生产线和改造旧生产线的主流思想。

YZ4102机体生产线技术改造的思路

扬柴公司的YZ4102机体生产线始建于20世纪80年代初期，原生产纲领为年产3万件，是由组合机床单机、组合机床自动线和部分通用机床组成的刚性生产线，可实现缸径为直径102mm和直径105mm两种机体的共线生产。90年代中期进行了提高生产能力的技术改造，对粗加工工段和精加工工段分别扩建了两条复线。2000年以来，随着配套范围的扩大和产品的不断改进，扬柴公司陆续推出了YZ4108、YZ4110及YZ4102、YZ4105增压中冷机型，这部分机型的机体都进行了较大的设计改进，除了主参数缸心距和主凸孔轮系尺寸保持不变外，其余各个面都增加了很多加工内容，因此在现有生产线上实现多品种共线生产难度很大。为了进一步提高生产能力，扬柴公司决定对YZ4102机体生产线进行新一轮的技术改造。

经过多次调研，扬柴公司结合实际情况对本次技术改造提出了三种思路：

1、新建一条由加工中心组成的柔性生产线，用于加工新型机体。

该方案柔性化程度高，但在相同生产纲领时与刚性线相比投入较大，特别是精镗主凸孔等关键工序必须从国外引进加工中心机床及专用刀具。

2、在原有生产线的基础上新增部分组合机床。

该方案可以满足现有机体多品种共线生产的要求，且生产效率高、投入较低，但很难适应今后产品的变化，同时受现有生产线场地的限制，工艺流程很难进行优化。

3、在粗加工和精加工工段，对“瓶颈”工序采用更新设备或使用先进刀具的方式提高生产效率，对孔系加工工段采用加工中心组成的柔性生产线。

该方案既发挥了组合机床加工效率高、工作稳定的优点，又使各面孔系的加工增加了柔性，投入也适中，但由于现有生产场地的限制，如何将新增的柔性加工线与原生产线有机地联接起来仍是个难题。

经过反复讨论并参考同行业厂家的经验，经过工艺、物流、生产效率、柔性化、投入产出比等多个因素的综合分析对比，扬柴公司决定采用第3种刚柔结合的改造方案对YZ4102机体生产线实施新一轮的技术改造。

YZ4102机体生产线技术改造的工艺方案

YZ4102机体生产线原有设备75台，粗加工工段分为A、B两条生产线，孔系加工工段为一条流水生产线，精加工部分也分为A、B两条生产线。目前该生产线需要加工18种机型的机体，其中缸孔直径分为直径108mm、直径109mm、直径111.5mm、直径114mm的四种，高度分为长、短冲程的两种，主轴孔直径分为直径86、直径91的两种，其它孔系按照不同的机型设计要求也均有变化。

扬柴公司确定本次技术改造的总体要求是：以现有生产线为基础，实现目前18种机体的共线生产，具有适应产品继续改进后的柔性加工能力，生产能力提升至两班制年产8万件，同时要求在技改项目实施过程中不能停产。

根据总体要求，扬柴公司在技术改造的工艺方案设计中重点开展了以下几方面的工作：

1、对机体线各道工序的实际节拍时间进行现场实测，根据实测和理论计算结果做出全线工序节拍时间的直方图，以确定保证生产能力的“瓶颈”工序；汇总近三年来机体月度质量的检验记录，列出质量故障模式统计表，以确定保证质量能力的“瓶颈”工序。

2、对所有型号机体的结构变化部分进行列表分组，以确定现有条件不能适应共线生产的工序。

3、对于粗加工工段的“瓶颈”工序，采用高刚性的专用机床更新原有的普通端面铣床，或采用先进刀具以提高切削速度。

4、在孔系加工工段新建一条由加工中心组成的柔性线，做为孔系加工工段的B线，用于加工变化较多的机体。同时，重新设计原A线组合机床上的部分主轴箱，采用增加主轴预留工位的方法，适应部分型号机体的共线生产。受A线场地不能再增加机床的限制，在精加工工段结束后布置一台加工中心补充加工A线不能完成的工序内容，对该工段部分生产效率高的工序仍作单线布置。

5、对精加工工段不能适应多品种生产的机床进行改造，采用先进刀具提高生产效率，重新设计刀夹和对刀仪，实现对不同直径缸孔、主轴孔的加工。

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