缸体生产线的工艺规划

缸体生产线的工艺规划

作者：于龙王春雷文章来源：神龙汽车有限公司发布时间：2012-10-31

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本文从分析产品特点和对比不同厂家缸体生产工艺入手,确定了EC系列发动机缸体生产线的技术要求,制定了生产线的工艺流程,讨论了缸体生产线的设备选型及加工中采用的新技术,体现了EC系列发动机缸体生产线工艺方案合理,产品质量稳定,设备自动化程度高,工人数量少,操作人员劳动强度低以及运行成本低等优势.

图1 EC系列发动机缸体生产线平面布置

本文从分析产品特点和对比不同厂家缸体生产工艺入手，确定了EC系列发动机缸体生产线的技术要求，制定了生产线的工艺流程，讨论了缸体生产线的设备选型及加工中采用的新技术，体现了EC系列发动机缸体生产线工艺方案合理、产品质量稳定、设备自动化程度高、工人数量少、操作人员劳动强度低以及运行成本低等优势。

近几年来，国内乘用车销量猛增，神龙汽车有限公司顺势而为，扩大EC系列发动机的产能来满足市场需求，于是，2010年1月份正式启动了EC系列发动机缸体生产线项目。

技术要求

1.设计理念

该缸体生产线的设计理念是：在保证产品质量稳定性，设备生产运行的低费用及劳动强度适中的前提下，实现投资的最小化；从质量、成本、交货期、安全及新技术采用等各方面综合考虑，力争建成一条综合效益达到国际先进水平的铸铁缸体生产线。

质量方面，关键部位采用先进的进口设备，确保加工质量。

成本方面，对于粗加工、精度要求不高的部位及辅机采用国产设备，尽量使用国产刀具；尽量不使用机械手上下料。

交货期方面，尽可能采用柔性设备如加工中心等，以加工中心台数的增减来实现产能的变更；布局力求紧凑，减少中间再制品；设备可靠性好，保证设备开动率在76%以上。

安全领域，生产线设备要求操作简便，安全连锁和防差错功能完备；操作人员劳动强度适中。

新技术领域：在充分借鉴神龙汽车有限公司同类生产线工艺设计经验的基础上，学习国内竞争厂家的优点，吸取国内外新的技术成果，建设一条高品质、高效益且低成本的生产线。

（1）产品工艺特点

①粗加工切削量大，如缸盖结合面、油底壳面、正时齿轮侧面、离合器侧面、进水箱侧面、机油滤清器侧面、缸孔及主轴承盖结合面等切削深度在4mm以上，局部甚至达到

6mm。

②对影响发动机性能的关键尺寸与形位有很高的要求，如缸孔直径、圆度、圆柱度及曲轴孔直径、圆度、直径分级精度的要求都代表国内最高水平。

③铸铁缸体质量为45kg。

（2）总体要求

我公司在规划初期，对生产线的各项指标提出了严格要求，表1列出了部分设计要求。

图2 摆杆推送工件的方式

工艺设计

1.设备平面布置

采用双线、单线并存的混合布置模式。专机、辅机，节拍能达到66s，可以共用，采用单线布置；加工中心具有柔性，能力能得到均衡利用，设备采用双线布置，双线节拍为66s。同单线相比，双线可降低设备故障的影响。双线上下料夹紧松开等辅助时间对能力的影响减半，加工内容多，加工时间长，更容易平衡工序能力，从而减少加工设备数量。同两条独立的单线方案相比，混合布置模式可以共用产能高的设备，能节省大量投资。所以，混合布置是最经济的选择。各设备之间采用自动滚道连接，用来输送工件。平面布置如图1

所示。

2.工艺流程

这条生产线是从粗、精加工分开，刀具集中及工序最大限度集中等方面综合考虑来划分工序，从而达到保证加工精度和减少刀具成本的目的。在加工基准选择方面，在保证零件加工精度的前提下，我们根据缸体的外形特点，在第一道序用毛坯基准完成精基准（进水箱侧面和其面上的两销孔）。缸盖结合面、正时面、离合器面、缸孔及曲轴孔的粗加工，油底壳面、主轴承盖支撑面的粗精加工及油底壳面和缸盖结合面上各孔系加工等都用其作为基准。进水箱侧面及其孔系加工、机油滤清器侧面及其孔系加工、正时面上的孔系加工、离合器面上的孔系加工、曲轴孔和缸孔的精加工都用油底壳面及其面上的两销孔作为基准。对于产品设计有特殊要求的地方如缸盖结合面与曲轴孔中心线的平行度、正时面与曲轴孔中心线的垂直度、离合器面与曲轴孔中心线的垂直度等，为了保证产品精度，就直接用1、5档曲轴孔及油底壳面直接定位加工。EC系列缸体加工工艺流程如表2所示。

图3 珩磨机工位布置

设备选型

在EC发动机缸体生产线前期规划阶段，我们制定的生产线设计理念是：生产线技术水平高、品质水平高、设备稳定性高、运行成本低、投资成本低以及效率高。我们根据铸铁缸体生产线的特点及国内外缸体生产线的成功经验，在设备选型时，在有充分质量保证的前提下，尽可能采用国产设备，并且尽量保证设备的柔性。我公司缸体生产线共有设备48台，其中国产设备37台，设备国产化率达到77% 。

1.加工设备

加工设备采用专机和加工中心组合方式。选型方案如表3所示。

（1）粗加工、半精加工设备

①合理地采用专机

对于缸盖结合面、油底壳面、正时面、离合器面、缸孔、主轴承盖结合面以及曲轴箱等的粗加工，由于切削力大且加工时间长，加之以前生产线的经验告诉我们用加工中心或是带B轴的专机，刀具成本高且质量难以保证，所以我们选择了东风设备制造厂的粗加工专机自动线，这样不仅在设备的刚性、效率上得到了保证，而且在保证零件质量的同时提高了刀具寿命。

对于5个主轴承座斜油孔和油底壳连接孔采用东风设备制造厂的两台多轴箱专机，效率相当于3台加工中心，而且保证了加工质量。

所有的专机采用数控系统控制，进给轴采用单轴伺服，不仅方便调整而且设备具有一定的柔性。

②大量采用加工中心

加工中心作为一个标准数控设备各个模块都已标准化，都是经过大批量生产和可靠性试验的批量生产产品，有很强的可靠性和维修性。经过多年的发展，其经济性也有了很大的改进，它的柔性强、精度高、调整方便、形成生产能力快，产能调整经济、便捷，同专机、自动线相比，具有越来越强的竞争力。所以，我们在基准加工、六个面上的孔系及中小平面上采用了东风设备制造厂的DH500I、DH500Ⅱ和日本NTC的N4H7、N5H7高速加工中心。

③工件上下料方式