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当现代发动机刀具应用的现代思维

发布时间:2021-09-11 01:57:58 阅读: 来源:闸阀厂家

现代发动机刀具应用的“现代”思维

北京现代汽车有限公司发动机部(以下简称“现代发动机”)自2002年在顺义林河经济开发区建成投产以来,4年间年产量从5万台增加到30万台,今年8月起,他们又在厂房的北边兴建一座产能为2汽车零部件0万台的工厂,其发展速度不可谓不快。为了解现代发动机在刀具使用方面的情况,采访了现代发动机部机加工车间科长李斌高级工程师。

他开门见山地向介绍:现代发动机工厂最大的特点是自动化程度比较高,现在机加工生产线自动化率约可达到98%,中午休息时,机器不停止,基本实现1小时无人化生产。

加工工艺决定刀具选用

目前,中国轿车市场品种繁多,竞争激烈,单一品种不利于市场占有率,现代发动机工厂缸体、缸盖和曲轴机加工生产线能够分别实现6个品种的混线生产 (β1.6L/1.8L/2.0L和α1.4L/1.5L/1.6L 2个系列),生产线采用刚柔并用敏捷生产方式。因此大量使用了1G以上高速卧式加抗拉强度、定力伸长、定伸长力值、屈服强度工中心,为提高生产效率,切削参数选择上远高于传统主轴箱式,尤其是转速,所以采用了各种高速切削刀具。

以孔系加工为例,大部分使用双内冷式钻具(冷却液压力20 kg/cm2), 以满足高速钻削排屑和刀刃冷却润滑的要求;同时采用钻铰合一的钻铰刀具,达到工序合并目的,现使用德国GUNRLING产品。从刀具材料方面,为适应高速切削工艺要求,广泛采用新型材料如:高钴类硬质合金、陶瓷、CBN、金刚石等;在铣削加工中选用铝制刀盘;在关键精加工工序中使用专用刀具,如:缸盖气门口和导管孔精加工使用的是MAPAL(德国)。

随着当今科技飞速发展,新材料、新结构的金属切削刀具将不断涌现,对机械加工工艺发展有着积极促进作用,从而不断满足大规模生产中实现高效率和高质量目的,在这一过程中新型高速切削刀具是可靠的保证。

运用三维一体的思维选择切削刀具

现代发动机厂机加工车间有缸体、缸盖、曲轴3条机加工自动线,产能30万,每年用于刀具采购上的费用,大约要占到整个机加工方面制造成本的70%左右,需求量很大,而其使用的刀具大部分为进口刀具。当问到这样成本会不会太高时,李斌算了一笔帐:“选择陶瓷刀片单价成本虽然上升近62%,但刀具寿命增加,单件消耗成本下降20%,按1万件计算将节约成本200元,更可观的是换刀频次减少50%,大大提高设备运转率,所以我们不应单纯因价格昂贵而拒绝使用进口刀具。”

在大规模现代化机加工生产过程中,高速切削刀具选择应从加工单件消耗成本、换刀频次和刀具单价三维一体考虑,世界上没有绝对最好,而有相对最佳。根据单件消耗和运转率来正确评估刀具单价的合理性,通过生产实践,从中选择适合自己生产线运营实际的合理刀具及供货商。

现场刀具系统管理、自主刃磨不断改善

作为生产科长,李斌的工作衡量中有很重要的一项就是缸体、缸盖和曲轴成本控制,重点是现场使用刀具正常消耗管理和异常消耗改善。

现代发动机工厂3条机加生产线所使用的各种刀具有1760种左右,依靠传统手工记账方式已远不能适应现代化大规模生产需两个夹具上下移动的距离要,为此公司开发使用VAATZ系统,从刀具订货、制造、到厂入库、库存、发放、使用全过程控制,从而根据生产线产量计划和刀具制造周期制定合理的采购计划,在满足生产需要前提下,最大限度内降低合理库存,减少资金占用。另一方面,刀具使用过程中的管理是控制生产线运营成本的重要环节,通过刀具优化,切削条件合理匹配等工艺认证,确定合理刀具寿命,并且换算单件消耗金额,将其指标分解到生产线班组,各工序各种刀具寿命数据输入机床控制系统中,实现自动控制强制更换,确保加工质量。加工过程中刀具出现非正常消耗,通过现场数据采集,统计整理,要素分析,制定对策,现场实施,全员参与,不断改善。例如曲轴20序车小头刀片异常消耗高,通过分析反复实践,将原矩型刀片改为菱形,在满足节拍前提下,修改刀具进给程序,不但降低了刀片非正常消耗,而且提高寿命。

刀具重复刃磨再使用是减少生产费用重要途径,为此成立工具改善班,对再刃磨刀具统一收集,集中刃磨,统一发放,现场监控,不断改善,使刃磨刀具寿命达到新刀具70%以上。同时最大限度内提高自制刃磨率,例如:缸体130工序精铣顶面刀片为CBN,过去是委外刃磨,班组长、技术员和操作工全员参与,利用现有设备,自行设计制造夹具,调整刃磨程序,实现该刀片自主刃磨。同时还增加对外合作,如关键专用刀具刃磨和涂层。

提高刀具国产化率是内在需求

现代发动机建厂投入生产4年里,产能经历了5万、10万、15万、30万4次改造,在机加工刀具使用方面,引用了韩国HMC工厂经过多年30万规模生产已认证成熟的刀具和供应体系。关键工序引用国际上著名厂商技术,从时间和技术上满足产能快速增长要求。

去年现代发动机工厂30万台生产线改造完毕,目前处于正常生产状态。在不断稳定巩固改善现使用刀具体系过程中,为降低生产运营成本,开展刀具国产化工作已经成为现代发动机工厂内在需求。随着国内切削工具制造业飞速发展,通过广泛技术引进合作和自主研发,切削工具技术和质量已经接近或达到国际先进水平,这已经得到机械加工业广泛认同。在参与纵向管控的方式国际化竞争中,利用其技术和资源优势生产出价格适中、耐用度高、质量稳定切削刀具,适合规模化加工生产的需要,与现有的和潜在的用户,互助互利,共担风险,共同发展。

AI《汽车制造业》(end)

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