表1 各階段曲軸加工工藝比較 工序 階段一
1990年～1998年 階段二
1999年～2002年 階段三
2003年～2007年
af010 銑兩端面 銑兩端面 銑兩端面，鉆幾何中心孔
af020 鉆質(zhì)量中心孔 鉆質(zhì)量中心孔 銑定位面
af030 銑定位面 銑定位面 車車?yán)S頭，法蘭及主軸頸
af040 內(nèi)銑主軸頸 車法蘭 外銑連桿頸
af050 內(nèi)銑連桿軸頸 車軸頭及*軸軸頸 鉆油道孔
af060 車法蘭 車車?yán)?～5主軸頸 預(yù)清洗
af070 車軸頭及主軸頸 車車?yán)?+4連桿頸 淬火
af080 車欄桿軸頸 車車?yán)?+3連桿頸 回火
af090 鉆油道孔 鉆油道孔 滾壓校直
af100 預(yù)清洗 預(yù)清洗 車削止推端面及滾壓
af110 淬火 淬火 磨主軸頸
af120 回火 回火 磨連桿頸1+4
af130 滾壓 滾壓校直 磨連桿頸2+3
af140 車削止推端面及滾壓 車削止推端面及滾壓 兩端面加工
af150 磨主軸頸 磨主軸頸 磨削軸頭法蘭
af160 磨連桿頸1+4 磨連桿頸1+4 動(dòng)平衡
af170 磨連桿頸2+3 磨連桿頸2+3 拋光
af180 兩端面加工 兩端面加工 終清洗
af190 磨削軸頭 磨削軸頭法蘭 分組測(cè)量
af200 磨削法蘭 動(dòng)平衡 終檢
af210 動(dòng)平衡 拋光
af220 拋光 終清洗
af230 終清洗 分組測(cè)量
af240 終檢 終檢
采用魚骨型布置的曲軸生產(chǎn)線能較為充分地發(fā)揮組成生產(chǎn)線的每臺(tái)加工設(shè)備的生產(chǎn)效率，從而大大提高了整線的生產(chǎn)率。柔性和開放性的布局為生產(chǎn)線今后的拓展及靈活的組織生產(chǎn)創(chuàng)造了必要的條件。
在自動(dòng)化技術(shù)日益成熟的今天，工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)的高度。如何從生產(chǎn)系統(tǒng)整體*的角度出發(fā)，盡zui大可能提高生產(chǎn)效率，已經(jīng)越來(lái)越為大多數(shù)制造型企業(yè)所重視。*，曲軸加工過(guò)程涉及的加工工藝基本包容了機(jī)械加工的各種基本元素。其發(fā)展及變化主要體現(xiàn)在加工過(guò)程中各工位上、下料方式，工序間輸送方式的變化和如何平衡各工序間的加工節(jié)拍中，以實(shí)現(xiàn)zui大的生產(chǎn)效率。
曲軸加工工藝比較從表1可以看出，曲軸加工工藝的發(fā)展及變化主要體現(xiàn)在粗加工部分。首先，從階段一發(fā)展到階段二，車-車?yán)瓩C(jī)床替代了內(nèi)銑機(jī)床，加工效率及加工質(zhì)量得到提高。從階段二發(fā)展到階段三，由于毛坯質(zhì)量的提高，在加工定位孔時(shí)由幾何中心替代了質(zhì)量中心；由于外銑技術(shù)的突破，在加工連桿軸頸時(shí)由更為柔性的高速外銑機(jī)床替代了車-車?yán)瓩C(jī)床。
綜上所述，我們不難看出，從1990年到2007年曲軸的加工工藝隨著機(jī)床制造水平及毛坯質(zhì)量的提高有較大的發(fā)展，其加工效率也有大幅提高，但加工工序并沒有本質(zhì)變化。
曲軸各工位上、下料及工序間輸送方式比較1、階段一在階段一，曲軸各工位的上、下料采用人工方式；工序間輸送采用小車輸送形式。其優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)床布置靈活，可以充分利用現(xiàn)有場(chǎng)地資源；同時(shí)，生產(chǎn)組織較為靈活，可較好地避免由于設(shè)備故障而造成的停產(chǎn)損失。其缺點(diǎn)是：操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，不能很好地適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需求。
2、階段二在階段二，曲軸各工位的上、下料采用自動(dòng)抓手；工序間輸送采用蛇型布置的行走小車自動(dòng)輸送（如圖1）。其優(yōu)點(diǎn)在于：操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高；能夠較好地適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需求；充分體現(xiàn)了“一個(gè)流”的生產(chǎn)理念。但它也存在一定的缺點(diǎn)：機(jī)床布置剛性，生產(chǎn)場(chǎng)地利用率低，占地面積大；無(wú)法避免由于設(shè)備故障而造成的停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；生產(chǎn)線布局缺乏柔性，較難貫徹“一次規(guī)劃，分布實(shí)施”的現(xiàn)代規(guī)劃設(shè)計(jì)理念；由于無(wú)法避免自動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過(guò)程中的互相等待，造成每臺(tái)加工設(shè)備的能力不能得到充分發(fā)揮。
表2 生產(chǎn)能力比較表 工序內(nèi)容 機(jī)床設(shè)備
數(shù)量 單機(jī)節(jié)拍 聯(lián)線節(jié)拍
秒/根 根/年 秒/根 根/年
銑兩端面 1 47 70
鉆質(zhì)量中心孔 1 60 275,737.5
銑定位面 1 32
車法蘭 1 46 70
車軸頭及*軸軸頸 1 59
車車?yán)?-5主軸頸 1 60 275,737.5 75 220,590
車車?yán)?+4連桿頸 1 44 376,006
車車?yán)?+3連桿頸 1 44 376,006
鉆油道孔 1 58 285,246
預(yù)清洗 1 55 300,805 55
淬火 1 58 285,246 58
回火 1 58 285,246 60
滾壓校直 1 59 285,246
車削止推端面及滾壓 1 52 328,206
磨主軸頸 1 60 284,445 75 220,590
磨連桿頸1+4 1 59 289,226
磨連桿頸2+3 1 59 289,226
兩端面加工 1 61 271,217 61
磨削軸頭法蘭 1 45 367,650 60
動(dòng)平衡 1 60 275,737.5
拋光 1 52 318,159 52
終清洗 1 55 316,636 55
分組測(cè)量 1 45 387,000 45
終檢 1 39 446,538 39
舉例來(lái)說(shuō)，某曲軸生產(chǎn)線若以單臺(tái)機(jī)床加工節(jié)拍作為產(chǎn)能計(jì)算依據(jù)（如表2），則我們可以很容易地得出，該生產(chǎn)線的年生產(chǎn)能力為27萬(wàn)根/年。但是，由于該生產(chǎn)線采用自動(dòng)上、下料裝置蛇型聯(lián)接，并且每臺(tái)機(jī)床的加工節(jié)拍不一致會(huì)造成上道與下道等料現(xiàn)象，直接導(dǎo)致整線節(jié)拍由單機(jī)加工時(shí)的60s/根增加到聯(lián)線加工時(shí)的75s/根，整線產(chǎn)能由27萬(wàn)根/年降為22萬(wàn)根/年，產(chǎn)能損失將近19%。
3、階段三在階段三，曲軸各工位的上、下料采用自動(dòng)抓手；工序間輸送采用魚骨狀布置的行走小車自動(dòng)輸送（如圖2）。其優(yōu)點(diǎn)在于：在保持了蛇型布置優(yōu)點(diǎn)的前提下，較好地克服了蛇型布置的不足；機(jī)床布局具有柔性，占地面積少；能很好地實(shí)現(xiàn)“一次規(guī)劃，分步實(shí)施”的理念；上、下道工序間無(wú)等待時(shí)間，生產(chǎn)效率高；可以在不停機(jī)的情況下，方便地進(jìn)行換型生產(chǎn)，使得整線換型時(shí)間下降60%（相對(duì)于蛇型布置）。由于具備柔性存儲(chǔ)單元，因此，生產(chǎn)線沒有停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是，平時(shí)需加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)輸送小車的維護(hù)保養(yǎng)，因?yàn)樽詣?dòng)輸送小車是保證整條生產(chǎn)線安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)之一。
綜上所述，目前采用魚骨型布置的曲軸生產(chǎn)線能較為充分地發(fā)揮組成生產(chǎn)線的每臺(tái)加工設(shè)備的生產(chǎn)效率，從而大大提高了整線的生產(chǎn)率。由于布局具備柔性和開放性，為生產(chǎn)線今后的拓展及靈活的組織生產(chǎn)創(chuàng)造了必要的條件。
與此同時(shí)，一種更新的自動(dòng)輸送系統(tǒng)——環(huán)型機(jī)器人系統(tǒng)，以其高作業(yè)效率、高作業(yè)精度以及與傳統(tǒng)線性傳輸設(shè)備相比對(duì)于作業(yè)空間的節(jié)省和良好的擴(kuò)充能力等優(yōu)點(diǎn)正逐步被發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)所認(rèn)知，相信在不久的將來(lái)“環(huán)型機(jī)器人系統(tǒng)”一定會(huì)像現(xiàn)在“魚骨型布置”一樣成為廣大企業(yè)的。