生产线工艺改造在实践中的应用

生产线工艺改造在实践中的应用

王亮，冉文香

（济南柴油机股份有限公司，山东济南250000）

摘要：研究柴油机大修工艺中曲轴修理生产线的工艺改造，对方案实施的经济效益、机械加工技术进行了分析，并对改造过程中涉及的部分重点设备、工装的工艺保障工作做了详细论述。通过此次应用，实现了修理12V190曲轴向制造6190曲轴生产线的转变，拓展了原有曲轴的修复范围。关键词：柴油机检修；曲轴加工；生产线改造

中图分类号：TK426文献标识码：B 文章编号：1000-6494（2009）05-0024-04

Application of Technique Innovation of Production Line in Practice

WANG Liang,RAN Wen-xiang

(Jinan Diesel Engine Co.,Ltd.,Jinan 250000,China)

Abstract:This paper researches the technique innovation of production line for crankshaft repairing in diesel engine overhaul.It analyzes economic effectiveness of program and machining technique and expounds in detail partial key equipments and techniques concerned in innovation.After practiced,it realizes change from repairing 12V190crankshaft to making 6190crankshaft.

Key words:diesel engine overhaul;crankshaft machining;production line innovation

1

工艺改造前的状况

1.1

原生产线工艺内容

Z12V190B 型柴油机为高转速、大功率柴油机，

是国内各大油田钻机主动力设备，其曲轴连杆机构中的主要重要件曲轴的修复，是大修12V190系列柴油机工艺中的重要组成部分。此生产线工艺内容为：按修理尺寸法对曲轴进行机械加工，恢复正确的几何形状，再配合相应尺寸的轴承恢复配合性质和使用功能。具体工序分为曲轴损伤的检验、曲轴轴颈的检修、曲轴弯曲和扭曲的检修，主要设备为

KM630、M8260曲轴磨床、CW6163车床、磁粉探伤

机、动平衡机等。

1.2改造后生产线工艺内容

6190直列柴油机主要用于渔业捕捞、船舶运输

等行业，保持了190系列柴油机的系列化、通用化，其曲轴的加工制造工艺是生产此种柴油机的关键技术之一。此次改造在原生产线基础上，通过对设备、工装改进及适当购置，建立一条以修理融合制造的

复合式生产线。

2工艺改造分析

2.1工艺方案经济效益分析2.1.1工艺成本计算

工艺成本一般约占总成本的70%～80%。一种零件（或一道工序）全年的工艺成本E 可用下式计算：

E =(VN +S )

式中，V 为可变费用，元/件；N 为零件年产量，件/年；S 为不变费用，元/年。

可变费用包括材料费、机床工人工资、机床电费、普通机床与普通工装的维护折旧费等。

不变费用包括机床调整工人的工资以及专用机床与专用工装的维护折旧费。

2.1.2工艺方案经济效益的评定

在原修理生产线基础上进行的改造生产线与单

独新建生产线相比较,改造生产线工艺方案投资较小，工艺成本比较可作为衡量各个方案经济效果的依据。在零件年产量N 为一定量情况下，改造生产线可变费用V 1＜新建生产线V 2，改造生产线不变费用S 1＜新建生产线S 2，推导出改造生产线工艺成本

E 1＜新建生产线E 2。由此说明改造生产线在工艺方案

经济效益评定方面具有较大优势。

作者简介：王亮（1981-），男，辽宁锦州人，助理工程

师，主要从事技术、质量、生产管理工作。

收稿日期：2009-06-15

内燃机

Internal Combustion Engines

第5期2009年10月

No.5Oct.2009

2.1.3原材料成本分析

曲轴材料采用球墨铸铁，有较高的强度、耐磨性，

低韧性，球墨铸铁毛坯由专业厂家铸造成型，材料成本只有调质钢曲轴成本的1/3左右，中小型功率柴油机曲轴85%以上采用球墨铸铁，符合技术发展要求，国内采用球墨铸铁曲轴的趋势更加明显。

2.2机械加工技术分析2.2.1

生产线主体建立原则

修理生产线为主体，原有设备、调拨设备、购置

设备相结合。

2.2.2合理选用设备原则a.符合工艺性原则，结合产品结构，能满足尺寸

精度和一致性的要求。

b.符合经济性原则，采用设备调拨，修旧利废，

适当购置方式降低成本。

c.符合设备管理和维修性原则。

3工艺改造实施

现就改造过程中部分重点设备、工装的工艺改

进做详细论述。3.1设备保证措施3.1.1

完善设备调拨制度

我公司系集团公司内子公司的分公司，上级公

司已对原有曲轴项目进行工艺及设备改造升级，粗加工工艺中主轴颈采用高速外铣，连杆颈采用高速随动外铣，精加工采用数控磨床加工（自动进给、自动修正砂轮、尺寸和圆度自动补偿），配备了先进加工设备，结合我公司现状，调拨旧设备减轻了上级公司成本压力，也减少了因购置新设备而需大量资金投入的风险，如调拨设备JC-77双头车床。

3.1.2完善修旧利废工作

将原有机床设备上换下来的可以修复的零件，

经过研磨、修整或一部分易损件更换，恢复使用性能。如改造设备龙门刨床（B2010改）。

3.1.3适当投资、购置设备

原有设备经改造后可满足现有工艺要求，但局

部设备加工能力不能满足大修生产线业务升级的发展要求，采用适当投资购置设备，拓宽加工范围，如原有设备135kW 井式气体氮化炉、CW6163车床（代抛光机床），新购置设备M8280曲轴磨床。

3.2JC-77双头车床

上级公司调拨的JC-77双头车床，该机床制造

出厂时间为76年。重新安装调试完毕后，试车6件曲轴连杆轴颈，其中3件曲轴连杆轴颈角度超差，3

件为临近公差上限。标准为各连杆轴颈对第一、六连杆轴颈角度公差为±0.3°；试车过程中发现控制刀架横向纵向走刀离合器脱开滞后，造成连杆轴颈面扎刀2根，R 弧处扎刀2根，且两相对曲臂开档平面加工后成喇叭口形；连杆轴颈车夹具压盖R 弧过渡处出现裂纹。原因分析如下：当精车完一对连杆轴颈，松开两端压盖，调整曲轴分度盘转至120°重新压紧压盖，因裂纹、压盖发生弹性形变，对曲轴紧固作用减小，切削过程中产生微量转动，造成加工后连杆轴颈相对角度出现偏差。

3.2.1制定措施

a.鉴于JC-77双头车床属陈旧设备，主轴箱动

力端与从动端同步精度降低，采取如下措施：将原精车连杆轴颈尺寸φ132.5调整为加工尺寸至φ133，再由粗磨连杆轴颈工序保证各连杆轴颈对第一连杆轴颈角度公差为±0.3°的工艺要求。

b.更换传动箱内离合器摩擦片，新购置单片离

合器（型号：DLD2-8）对原有离合器进行替换，传动箱润滑油定期更换清理，传动轴作退磁处理。

c.加大连杆轴颈车夹具过渡R 弧尺寸至R14,

采用优质锻料加工，加大压盖体厚度，增加抗拉强度，保证新夹具压盖中心与夹紧轴中心同轴度符合图纸要求。

3.2.2实施效果检查

通过调整连杆轴颈精车加工尺寸，弥补了老设

备精度低的不足，保证了尺寸角度偏差达标；在原有设备传动结构基础上的整修，保证了托板横向与纵向转换灵活性，并加以保养维护及时，避免了轴颈面扎刀事故；对连杆轴颈车夹具的改进，消除了因反复装夹造成R 弧处疲劳裂纹的出现，满足了紧固工件的要求。

3.3龙门刨床（B2010改）

此机床为原刨床B2010改造设备，在横梁加装

动力铣头，粗精铣曲轴曲臂平面，试加工后出现以下现象：

a.曲臂平面产生波纹，粗糙度达不到工艺要求。

b.机床工作平台出现与切削力相反的横向微动，

加工中出现的抗刀现象尤为明显。

c.对铣削后的曲臂平面孔加工找正困难。

对加工过程分析如下：

a.铣刀在铣削曲臂平面时，产生横向与纵向切

削力迫使机床工作平台有横向运动趋势。原龙门刨床工作平台与电动机传动系统连接间隙过大，反向制动性差。

王亮等：生产线工艺改造在实践中的应用

第5期25··