ea888正时数据流怎么样分析(EA888曲轴生产线的工艺优化)

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曲轴生产线经过系统优化之后,产能大大提升,此外还降低了生产线产出废品的概率、提高了产量,还有利于在均衡生产的基础上实现的“单元生产”,提高了生产应变能力,对应市场变化实现柔性生产系统。

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EA888曲轴生产线主要生产EA888(EVO2)1.8T和EA888(EVO2)2.0T两款曲轴,设计产能为1000 根/天,规定操作人员为11人/班次。生产线总体布局呈鱼骨型布置,设计生产节拍为62 s。目前,EA888曲轴的加工从毛坯上料到终检合格一共需要经过15道工序。

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曲轴生产线平面布置

问题和改进方向

当前EA888曲轴生产线存在的最大问题就是产能不足,无法满足装配生产线的需求,从而严重限制了整车的制造。

产能提升的最大难点在于生产节拍的降低,而降低生产节拍会同时受制于以下因素:一方面,各个加工设备的加工节拍存在着高低,差距比较明显,其中AF100与AF130尤为明显,严重限制着生产线产能的释放;另一方面,从生产线流出的废品数量也严重制约了曲轴生产线的生产效率和质量。

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根据上述问题和深入分析,我们确定了四个改进方向:AF100的程序优化、AF30程序优化、AF30工件标识的优化、AF20降工废。

AF100-AF10工序优化

现有的AF100工序中,加工法兰侧轴承孔需要使用8#、9#和10#三把刀具,其中8#刀具(直径为14 mm的麻花钻)的任务为加深AF10得到的中心孔,钻孔深度至25±0.5 mm;然后用9#刀具(镗刀)将孔径扩大至20.7 mm,扩孔深度达到22 1 mm;最后用10#刀具(锪孔刀)锪内孔径至20±0.2 mm,深度达到27±0.7 mm。

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综合AF10工序与AF100工序的对比可以得出,AF100工序的第一步,即使用8#麻花钻加深中心孔,加工任务仅仅是在AF10工序加工得到的中心孔的基础上继续钻深,孔径并没有太大变化;而AF100设计此步骤的主要目的是为后续9#、10#刀具扩孔加深时方便排屑。由此可以考虑使AF10工序所钻的中心孔深度直接达到25±0.5 mm,与现有AF100第一步的8#刀具加工得到的效果相同,孔径为14.55 mm;而AF100中则可以直接取消使用8#刀具加深中心孔的这一步骤,既省去了刀具钻孔的加工时间又省去了加工过程中换刀的时间,降低AF100的加工时间,而经过这种平衡优化的方法给AF10工序会增加一定的时间。

现有AF10工序中,法兰端中心钻加工的中心孔深度为17.2±0.5 mm,需要AF100工序8#刀具麻花钻将中心孔加深至25±0.5mm,其他尺寸(包括轴向定位圆弧等)均保持不变,故需要将原有中心钻加长,以满足AF10工序可以不需换刀一次加工出所需形状。故优化中心孔加工的具体措施为加长中心钻前端的长度,考虑中心钻的耐用度和修磨次数,将中心钻的前端长度由原来的9.8±0.2 mm增加至19.3±0.2 mm,其余尺寸不变。

AF30工序优化

针对AF30工序,最有效的优化方式就是在某些时段让两把铣刀同时处于工作状态。如粗铣刀先依次加工1→2→3→4号连杆颈,精铣刀跟在粗铣刀的后边,待粗铣刀加工好1号连杆颈、开始加工2号连杆颈的同时,精铣刀进入工作位置开始精铣1号连杆颈;当粗铣刀将2号连杆颈加工完毕后,在加工3号连杆颈的同时,精铣刀精铣2号连杆颈;粗铣刀加工4号连杆颈的同时精铣刀加工3号连杆颈;最后粗铣刀退回、精铣刀精铣4号连杆颈直至加工完毕。设粗铣刀加工连杆颈所用时间为t,精铣刀加工时间也近似为t,则原有工序的加工时间为8t,使用此方法优化之后,在粗铣刀加工2、3、4号连杆颈的同时精铣刀处于加工1、2、3号连杆颈的工作状态,如此用时为5t,节省了37.5%。

AF30与AF20工序工件标识的优化

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扇板标识

现有AF30工序包含2台机床(A机床与B机床),如果需要在机床内部加工完毕后即可分辨一个工件来自哪台机床,只需在其中一台机床上用刀具的加工动作对工件稍作记号即可。如在A机床中,加工工作结束后在曲轴的某个小扇板(不打平衡孔的扇板)外圆上由粗铣刀再加工出一个很薄的平面作为该工件来自于A机床的标识。此加工平面只需肉眼可以辨别出来即可,并不加工精要求度,所以这一步并不需要很长的加工时间,与现有的机械手送工件到打标机的区别方式相比大大节省了时间。AF30工序如此调整之后,机械手将工件从机床取出直接送到流水线上即可,省去了送往打标机、加工标识及从打标机取回的时间,提升了AF30的加工效率。

类似的在AF20工序中,为区别AF20工序的3台车床加工出的工件,也采用机床内部制作标识的方式。相比于AF30工序中区别两台机床,需要在其中一台机床产出的零件上做标记,AF20工序需要在3台中的2台车床中增加一条加工标记程序:如在常规加工过程结束后,在曲轴ф43倒角处分别车出一圈浅槽(AF20A)、两圈浅槽(AF20B)及不车浅槽(AF20C)作为车床的标识,来区别该工件来自于哪一台车床的加工。浅槽以不会影响到工件的主要性能为原则加工,深度满足肉眼识别即可。

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曲轴ф43倒角处分别车出浅槽标记

AF20工序降工废

(1)改变喷气装置

针对AF20工序降低工废的主要优化设计为增加(改动)两个喷嘴及喷气程序。喷嘴的喷气管由工人按照机床结构、加工成一定的形状,避免与机床现有结构产生干涉;喷气管直接连接到压缩空气阀,做到可以与原有喷嘴同时喷气。轴头侧的喷嘴由原来的花洒型喷嘴直接改为直通式,位置也由原来的卡盘下方改为卡盘侧面指向下方卡爪,专门用于清理静止时容易残留切屑的三个卡爪中的下方卡爪,而轴头卡盘其他部位基本不会残留切屑,可以由一个喷嘴完成全部清理任务;法兰侧同时增加一个指向下方卡爪的喷嘴、且保留原有花洒式喷气嘴。新增的喷嘴喷头为直通式,不再使用机床原厂的花洒状喷气嘴。这也直接体现了增加这两个喷头的目的就是有针对性地对更易残留切屑的卡爪进行清理,最大限度地降低切屑残留的可能性。

(2)优化喷气时间

另外一个优化之处是喷气程序的改进,即更改了喷嘴的喷气时机与喷气的时间长度。AF20工序中,每个工件加工的过程中都有松开卡爪→车削加工→再夹紧卡爪这一流程,原有程序即使在每件工件加工完毕后清理卡爪也无法防止在这一加工过程中有切屑残留在卡爪上。所以喷嘴喷气的时机改为在开始车削法兰外圆、卡爪松开的一刻起喷气清理卡爪,直到车削完毕、卡爪重新夹紧法兰外圆时停止喷气。这样就能更加有效地防止切屑残留在卡爪上,在卡爪重新夹紧时损伤已加工好的法兰表面。

经过喷嘴的改进与程序优化AF20工序之后,AF20工序将会大大降低加工出废品的概率,从而保证加工质量、节省成本、并保证设备及生产线的加工效率。

成果及影响

经过以上四个方面的优化,前文所提及的限制生产线产能进一步释放的因素基本都得到了大幅的改善,而且从中我们可以看出平衡生产线对于曲轴生产线的重要意义所在。实现均衡生产及内部挖潜、节约工时,有利于保证设备、人力的负荷平衡,从而提高设备和工时的利用率,同时还有利于建立正常的生产秩序和管理秩序,以保证产品质量和进行安全生产。实现曲轴生产线优化之后,不仅降低了生产线产出废品的概率、提高了产量,还有利于在均衡生产的基础上实现的“单元生产”,提高了生产应变能力,对应市场变化实现柔性生产系统。

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