先进制造技术(发动机箱体加工柔性制造生产线工艺及加工装备设计研究)

新疆农业大学机械交通学院

课程论文

题目发动机箱体加工柔性制造生产线工艺及加工装备

设计研究

学院xxx学院

专业机制班级xxx班姓名xxx 学号xxxxxx 指导教师xxx老师职称教授

2014年12 月15 日

目录

发动机箱体加工柔性制造生产线工艺及加工装备设计研究 (1)

前言 (2)

1 箱体零件柔性制造技术起源 (2)

2 国内箱体零件加工的目前状况 (3)

3 箱体加工柔性生产线概述 (3)

4 发动机箱体的柔性制造生产线实例分析 (4)

4.1奇瑞公司目前箱体零件工艺的状况 (4)

4.2一拖集团公司目前箱体零件工艺的状况 (5)

4.3新的箱体加工工艺模式在一拖公司的应用 (5)

5 柔性生产线设计分析及设备的选择 (5)

5.1柔性生产线设计步骤 (6)

5.2用户需求分析 (6)

5.3设备选择 (7)

5.4设计评价 (7)

6 柔性生产线规划设计系统 (8)

7 工艺方案 (9)

7.1箱体加工要求 (9)

7.2柔性工艺的研制 (10)

8 效益分析 (11)

参考文献: (13)

发动机箱体加工柔性制造生产线工艺及加

工装备设计研究

李佳卉

摘要：机械制造水平的相对落后制约了我国轿车工业的发展，为增强企业的核心竞争力，研制柔性生产线规划设计系统，具有非常重要的意义。本文以发动机箱体柔性生产线工艺及设计为研究对象，对柔性生产线设计的原理和方法进行研究。利用数控加工中心组建发动机柔性生产线可提高发动机新品科研生产的加工水平，缩短新品开发研制的周期，降低投资风险。从发动机箱体工艺方案的拟定，刀具的设计、工装设备的调校等方面考虑。

关键词：柔性生产线；生产线设计；发动机箱体

前言

近年来，随着汽车工业尤其是轿车生产的迅猛发展，国内许多汽车配套厂家纷纷从国外引进汽车零部件和装配的关键技术以弥补机械制造装备带来的困难，并占领市场提高企业竞争力，而这也体现了研究先进的机械制造装备的设计方法对提高我国自主开发成套装备具有深远的意义。

从国内生产车型的市场来看，寿命周期短、小批量、多品种的生产研发模式成为各大汽车厂商的追求目标，所以发动机的生产线制造模式也需要满足多品种、变化快的要求。由于市场需求的多样性，产品更新换代的周期快，促使许多发动机企业开始引进以加工为主题的柔性生产线即柔性制造系统（FMS）。它能够根据制造任务和生产环境变化迅速进行调整，适应国内生产线要求。

柔性制造技术是以一种主要用于多品种、小批量或变批量生产的技术，它适应各种不同形状的加工对象进行制造，转化为成品的技术总称，是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。后期的发展出现的了柔性制造单元、柔性制造系统、柔性制造自动线等一系列现代制造设备和系统，对制造业产生了推动和促进作用。

柔性制造技术被广泛应用于轿车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域，尤其是轿车工业。轿车发动机中的关键零件结构复杂、技术要求高、加工难度大、工艺复杂、机加工生产线自动化程度高。

1 箱体零件柔性制造技术起源

在上世纪 80 年代初，为适应多品种生产开发出了柔性自动线如图1-1，主要是由多个数控自动化加工工位通过自动化按一定方向的工件流联接而成的。在数控加工工位上视具体加工任务可选用不同类型的数控加工模块，由于这些模块是数控的，当自动线由加工此种品种的工件转换为另一种品种的工件时，可通过改变数控程序来实现自动换刀、自动更换多主轴箱和自动改变加工行程、工作循环、切削参数以及加工位置等，以适应变型品种的加工。

图1-1 柔性自动线

2 国内箱体零件加工的目前状况

我国近年来建立的几家轿车生产厂，都是引进国外技术，生产纲领都在年产15万辆左右(二期工程将达年产30万辆)，故其箱体零件生产线的装备水平较高，但大都还是采用高效率组合机床自动线。少数生产线上除组合机床外还采用了若干数控三轴加工单元、转塔式或自动换箱式机床，组成混置式生产系统，以适应多品种加工与减少工位数的需要。

随着我国汽车工业的进一步发展，必然也将更多地采用柔性自动线与准柔性制造系统，并发展高速加工中心，把敏捷制造系统引入汽车箱体零件的加工领域。长期以来，在我国汽车工业特别是轿车工业中，加工这类零件的技术设备主要依赖于进口。如在 1998年，上海通用发动机厂( SGM) 从德国 Grob公司引入了由20台BZ500 型高速加工中心组成的汽缸盖(V6发动机) 柔性生产线和由8 台

BZ400 型、一台 BZ500型高速加工中心以及一条自动线组成的变速箱体混合型加工系统。为扭转这种局面，我国机床工具行业应吸取国外的有益经验，并根据市场需要，尽早开发这方面的高效、柔性化装备，以满足我国发展的需要。

3 箱体加工柔性生产线概述

汽车发动机的缸体、缸盖和变速箱体这类箱体件，不仅品种增多，而且在6~8 年中往往将被新的工件品种所替代。1993 年以来相继出现由高速加工中心组成的柔性生产线，由于它生产效率高，具有加工柔性和能力柔性，所以既能满足当前的加工任务，也能通过设备的调整或扩充来适应未来的加工任务，这种柔性生产线愈来愈多地被中、大批量生产的企业所采用。

柔性制造生产线是一种兼有自动线和柔性制造系统( FMS) 特征的混合型

生产系统如图3-1，这种生产线是由若干台具有互补和互替功能的高速加工中心通过按一定方向传送工件的输送系统连接而成。由于生产线是采用定向输送的物料流，所以工件输送系统十分简单，往往可采用滚动输送带来实现工件的连续输送，并且这种输送系统可以起到工件的中间贮存作用，故有利于提高机床的利用率。柔性生产线在工序流程的安排上，通常是采用自动线的传统加工方式来分配加工工序，生产线上的加工中心是按这种预定的工序和流程方向依次进行排列，并且在每个加工单元上至少安排两台加工中心进行平行加工，它与柔性制造系统自由分配加工任务的方式相比，不仅可省去用于调度的主计算机，而且可以改善夹具和刀具的使用。而与柔性自动线相比，由于采用平行加工，柔性生产线可以充分利用机床的生产能力，因此这种生产线的技术利用率可高达90%。

图3-1 柔性制造系统( FMS)组成