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| 怎样选择发动机的生产线 |
| Date：2011/5/16 |
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一条现代化的发动机生产线，要保证产品的技术要求，就要做到高精度；要有效地控制产品精度，就要做到高质量；要确保生产节拍，就要做到高效率；要有利于改型换代，还要做到高柔性。但以上这些条件还不够，一条精益生产线还要做到投资合理，运行成本低廉，开工率高，使用寿命长。如何能使新生产线具有高效率、高精度和高质量的保证能力，成为每一位生产线规划者必须着手解决的课题。
调研考察的必要性
生产线规划的实质就是设备选型。由于设备选用的不同产生了刚性生产线和柔性生产线之分。究竟选择什么样的设备，大量的学习和调研考察十分必要。在实地考察中我们发现，有的企业将普通磨床用于曲轴精磨，虽然一时节省了成本，但是调主轴、修整砂轮耗费了大量时间，而且始终难以保证稳定的磨削精度，致使一条投资几千万元的生产线一直不能稳定地投入批量生产；虽然某些国产设备同国外设备相比价格便宜，但经常出现故障，影响到整条生产线的运行；也有的企业引进先进的珩磨工艺和高品质的珩磨机，提高了缸孔精度，延长了缸孔寿命，降低了油耗，提高了发动机的功率和扭矩。
通过一系列的调研考察，我们了解到了最先进的发动机加工工艺和最新的加工设备，如缸体/缸孔粗珩、精珩、滑动珩，珩后精度可达0.006mm；数控曲轴磨床、CBN砂轮、连杆径随动磨削，四缸曲轴九个轴径一次完成精度达到0.002mm，粗糙度Ra0.02；数控凸轮轴磨床和CBN砂轮可将凸轮轴毛坯直接磨削成型。
设备选用三原则——好用、够用、适用
所谓好用是指设备要先进、成熟、可靠，设备要先进，更要经过市场检验，获得用户认可。
所谓够用是指立足于产品精度和生产纲领，满足需要即可。生产线上各工序的加工内容不同，加工精度也不同，如果设备都具有相同的或相当高的配置，必然造成资金和技术的浪费。
所谓适用是指要适用于所加工的产品；适用于所在的工作环境，如温度、湿度、噪音等；适用于工厂的习惯，如工人的操作习惯、设备维修习惯、备件选用习惯等。
综合考虑设备故障率和整线寿命
设备故障率影响生产成本和产品产量，尤其是当整线由不同厂家的设备组成时，设备故障率就更加重要了。例如，人们往往认为粗加工的精度不高，选择一般厂家的价格便宜的设备就能够满足要求。实际上，恰恰因为这个“一般”厂家的设备故障率高，使得整线开工率大大下降，成为整条线的“水桶短板”。
我们在规划发动机生产线时，没有仅把单机价格作为评判标准，而是充分考虑了机床的加工工艺参数和加工效率，仔细进行了节拍计算。价格便宜的机床，往往加工工艺参数低、节拍长、设备台数多。我们曾就不同厂家的预报价格作过比较，预报价时“Ｄ”厂的单机价格只是“Ｈ”厂的36%，大家都认为“Ｄ”厂设备便宜，有优势。但是组线下来，“Ｄ”厂需用设备24台，而“Ｈ”厂只用9台，全线价格之比变成了96%。如果综合考虑操作者人数、占地面积、耗电量等因素，“Ｄ”厂单机价格低的优势反而变成了劣势。
伴随故障率而来的是整线寿命。高开工率造就了设备的高寿命，反之，高故障的设备则意味着短命，而整线寿命是由其中寿命最短的设备决定的，即生产线寿命的“水桶短板效应”。所以规划生产线时要把握全局，全线考虑，确保整线设备都有较高的开工率和较长的寿命。对于确保关键参数的把关设备，更不能有半点含糊，要坚决采用过得硬的设备。
配置决定精度、质量、效率和寿命
高质量的配置造就了设备的高精度、高质量、高效率、高寿命。
1、电主轴
主轴是机床的核心。电主轴将机床主轴与主轴电机一体化，减少了传动链，实现了高效传动。电主轴自带冷却循环系统，高速旋转保持恒温，可在20～25℃间设定，精度可达0.7℃，油雾润滑，使主轴免维修、长寿命、高精度。
2、高速精密轴承
高速精密轴承决定主轴的寿命和负载容量。目前，比较先进的高速轴承有磁悬浮轴承、液体动静压轴承和混合陶瓷轴承。磁悬浮轴承利用电磁力将主轴无机械接触地悬浮起来，转速可达4.5万r/min，功率可达20kW，易实现实时诊断和在线监控，是理想的支撑元件；液体动静压轴承采用流体动静力相结合的方法，将主轴支撑在油膜中旋转，径向和轴向跳动小，刚性好，阻尼特性好，寿命长，不足之处是无通用性，维修、保养困难；氮化硅材质滚珠、轴承钢材质内外环制成的混合陶瓷轴承在高速旋转时离心力小，温升小，寿命长，最大功率可达80kW，转速高达15万r/min，标准化程度高，便于维修，价格低，是目前在高速切削机床上应用最多的轴承。
3、高速伺服系统
高速伺服系统确保了高速度、高精度切削。直线电机伺服系统是由直线电机将电能直接转化成直线机械运动的动能的推力系统，将机床的进给传动链长度缩短为零，动态响应敏捷，传动刚性好、精度高、噪音低，是加速度大于1g的伺服系统的优先选择，只是成本较高。滚珠丝杠传动系统是目前应用最多的高速伺服系统，新一代的精密高速滚珠丝杠付、丝杠空心强冷、丝母强冷，丝母同空心的伺服电机转子刚性联接，一边高速旋转，一边快速移动(或由丝杠做直线运动，V=120m/min，g=1)，具有结构紧凑、驱动惯量小、噪音低、振动小、热变形小、动态特性好等优点。 |
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