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[摘要]宏源公司主导产品“高速弹力丝机”主关零部件的生产模式主要按专线生产要求来设置，以满足产品加工的质量和产量要求，因此在金工分厂内形成了许多条生产不同零部件的加工了生产线。由于种种原因部分加工生产线在设计生产工艺和配置加工设备时采用了使用普通机床改造成专机来加工产品的组线方案，形成这些加工生产线所加工的产品单一，设备加工其它产品的适应性较差，且这些设备大多在长期使用后存在设备失精情况从而导致加工产品质量下降问题；同时还存在生产线占用厂房面积较大、用工量较大、工人劳动强度较大等问题。
[关键词] 金加工 柔性化技术
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
宏源公司主导产品“高速弹力丝机”主关零部件的生产模式主要按专线生产要求来设置，以满足产品加工的质量和产量要求，因此在金工分厂内形成了许多条生产不同零部件的加工了生产线。由于种种原因部分加工生产线在设计生产工艺和配置加工设备时采用了使用普通机床改造成专机来加工产品的组线方案，形成这些加工生产线所加工的产品单一，设备加工其它产品的适应性较差，且这些设备大多在长期使用后存在设备失精情况从而导致加工产品质量下降问题；同时还存在生产线占用厂房面积较大、用工量较大、工人劳动强度较大等问题。
为解决以上问题和不利因素，公司决定利用公司整体搬迁的有利时机对相对落后的、影响产品质量的生产线进行技术改造。以下就“高速弹力丝机”主关零部件加工生产之一“槽筒箱体及盖板加工生产线”的技术改造方案情况和实施效果作如下介绍。
二、加工零件情况及原生产线情况介绍：
槽筒箱体及盖板是公司主导产品高速弹力丝机卷绕部件中主要关键零件之一。槽筒箱体的主要特征是，形状复杂、长宽比大、薄壁的箱体类零件，零件材料为铝合金壓铸件，零件的精度要求较高等。盖板的主要特征是，薄壁类零件，零件材料为铝合金压铸件。加工这二种零件的主要难点是：零件需加工的内容较多，达到精度要求较困难，同时需克服零件在加工中易产生的变形等。
技术改造前的原生产线主要采用十余台普通车床、铣床来改造成专用设备及使用二十余台台钻、攻丝机并配套大量工作台和夹具等组成。该生产线在实际生产加工中存在工艺流程长、加工精度难以达到图纸要求、加工后零件的变形量较大、产品质量不稳定等不利因素，同时还存在生产线占用厂房面积较大、用工量较大、工人劳动强度较大、设备精度不高、设备通用性差、设备发生故障后无替代设备、部分设备利用率低，以及生产能力不能满足公司要求的最大产能（40台套/月）的要求（实际产能为30台/月）等问题。
三、生产线技术改造方案的基本原则
为解决以上问题和不利因素，公司决定利用公司整体搬迁的有利时机对该生产线进行技术改造。在征求多方意见后，形成了“槽筒箱体及盖板加工生产线”技术改造方案基本原则，即：尽可能使用通用标准数控设备并配置专夹具的组合形式来加工产品，尽可能减少加工设备的数量和减少生产线场地面积，尽可能缩短生产流程和提高产品生产效率，尽可能减少产品装夹次数和装夹时间，尽可能降低工人劳动的强度和提高工作效率，加工后产品的质量必须达到图纸要求等。
四、生产线技术改造方案的具体实施情况
1、技术改造后的生产线设备配置情况，
生产线使用工作台尺寸为500*500的卧式加工中心机（设备型号：日本三菱公司产M-H4050）一台，使用工作台尺寸为1500*700的立式加工中心机（设备型号：台湾高锋公司产VMC-137）三台，使用工作台尺寸为1150*475的立式加工中心机（设备型号：杭州友佳公司产FVP-1000A）一台，配套设计制造专用液压夹具四种（六套），清洗机一台，以及保留原生产线使用的少量台钻和攻丝机等来组成新的槽筒箱体生产线。
2、技术改造后的生产线主要夹具配置情况与结构特点：
技术改造后的生产线主要配置了四种（六套） 专用液压夹具，分别安装在5台加工中心上使用。
夹具一，主要用于加工箱体底平面（基准面）及底平面上的4个M6螺孔（工序2），夹具采用箱体二端的2个轴承毛坯孔为主要定位基准和主要夹紧点，并配置了辅助定位点、支撑点和压紧点若干，锁紧方式为液压夹紧，夹具为平面布置结构同时装夹工件数为2件。夹具通过压板固定在VMC-137立式加工中心机工作台上，夹具由专用液压站提供所需液压压力，专用液压站由机床控制系统直接控制，实现了夹具与机床操作同步自动化等效果。
夹具二、三，主要用于加工箱体二端面、二端Φ42J6轴承孔2个及安装轴承端盖的M4螺孔6个（工序3），夹具采用 “夹具一”加工过的箱体底平面（基准面）为定位基准面和主要夹紧面，并配置了辅助定位点、支撑点和压紧点若干，锁紧方式为高压保压式液压夹紧，夹具为多层式结构可同时装夹工件数为6件。夹具通过压板固定在M-H4050卧式加工中心机工作台上（二个工作台各安装一套）交换使用，夹具装夹时的液压压力由专用液压站提供，夹具工作时的保压压力由夹具上配置的高压保压装置来实现，液压站与夹具间配置了快速管道接口来方便操作，二套夹具通过机床工作台的交换后，实现了机床连续加工，工件装夹时间与加工时间同步等效果。
夹具四、五，主要用于加工对基准底面有27度角度的台阶箱体上平面（即与箱体盖板结合面）及箱体内M4螺孔8只及M5螺孔2只（工序4），夹具采用已加工的底平面（基准面）为主要定位基准和主要夹紧面，二端轴承孔为辅助定位基准，并配置了辅助定位点、支撑点和压紧点若干，锁紧方式为液压夹紧，夹具同时装夹工件数为1件。夹具体与机床配套的GX320H转台和SR320H圆盘刹车尾座组合后形成可回转形夹具，夹具安装在VMC-137立式加工中心的工作台上，夹具由专用液压站提供所需液压压力，专用液压站由机床控制系统直接控制，实现了夹具与机床操作的同步自动化和一次装夹就完成不同平面上的加工内容等效果。经测算需二台设备加工该工序内容才能满足生产线设计的产能要求，故配置了二套同类夹具分别安装在二台VMC-137立式加工中心上使用。
夹具六，主要用于加工箱体盖板下平面（与箱体结合面）及其它相关内容（工序6），夹具采用盖板上平面（毛坯面）为主要定位基准和主要夹紧面，并配置了辅助定位点、支撑点和压紧点若干，锁紧方式为液压夹紧，夹具同时装夹工件数为3件。夹具由专用液压站提供所需液压压力，专用液压站由机床控制系统直接控制，实现了夹具与机床操作同步自动化等效果。
五、生产线技术改造后的效果情况
1、相关验证结论：在生产线的加工工艺方案设置和设备配置等方面，经工艺试验认证后得到验证结论是，生产线设计的工艺方案合理，设备能力配置充分；生产线能力在经三个月的实际生产考核后确认，能够满足公司最大生产量（40台/月）要求；
2、由于使用的设备刚性好、精度高、稳定性好及配置的专用夹具设计合理，使加工后的产品质量能稳定的达到图纸要求，且加工后零件基本没有变形，解决了以前产品质量不稳定的问题。特别是由于使用了高精度的日本三菱M-H4050卧式加工中心机来替代原用专机加工箱体二端二只6级精度的轴承安装孔后，使产品质量由原来的“产品质量让步接收”状态变为现在的能稳定达到图纸要求，解决了产品加工的质量瓶颈；
3、由于多数工序均使用了先进的自动化数控设备和液压专用夹具，使生产效率得到大幅提高，在实施一人多机操作管理后，生产线操作工人数了有原17人左右减少到10人左右，并且有效地降低了操作工的劳动强度；
4、由于使用的数控设备均设有较好的防护设施和排屑装置，故能有效的防止加工切屑和切削液飞溅现象的发生，使生产现场的工作环境和面貌有了极大的改善；
5、由于生产线是采用标准机床加专用夹具的组合模式，故更方便了新产品的试制工作，一般情况下只需更换专用夹具后即能进行，提高了生产线的柔性化水平。
结束语：因此“槽筒箱体及盖板加工生产线”在技术改造后，达到了提高生产效率、提高产品质量、提高生产线柔性化水平、提高生产场地利用率、提高经济效益、改善工作环境等的目标要求和实际效果。
[关键词] 金加工 柔性化技术
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
宏源公司主导产品“高速弹力丝机”主关零部件的生产模式主要按专线生产要求来设置，以满足产品加工的质量和产量要求，因此在金工分厂内形成了许多条生产不同零部件的加工了生产线。由于种种原因部分加工生产线在设计生产工艺和配置加工设备时采用了使用普通机床改造成专机来加工产品的组线方案，形成这些加工生产线所加工的产品单一，设备加工其它产品的适应性较差，且这些设备大多在长期使用后存在设备失精情况从而导致加工产品质量下降问题；同时还存在生产线占用厂房面积较大、用工量较大、工人劳动强度较大等问题。
为解决以上问题和不利因素，公司决定利用公司整体搬迁的有利时机对相对落后的、影响产品质量的生产线进行技术改造。以下就“高速弹力丝机”主关零部件加工生产之一“槽筒箱体及盖板加工生产线”的技术改造方案情况和实施效果作如下介绍。
二、加工零件情况及原生产线情况介绍：
槽筒箱体及盖板是公司主导产品高速弹力丝机卷绕部件中主要关键零件之一。槽筒箱体的主要特征是，形状复杂、长宽比大、薄壁的箱体类零件，零件材料为铝合金壓铸件，零件的精度要求较高等。盖板的主要特征是，薄壁类零件，零件材料为铝合金压铸件。加工这二种零件的主要难点是：零件需加工的内容较多，达到精度要求较困难，同时需克服零件在加工中易产生的变形等。
技术改造前的原生产线主要采用十余台普通车床、铣床来改造成专用设备及使用二十余台台钻、攻丝机并配套大量工作台和夹具等组成。该生产线在实际生产加工中存在工艺流程长、加工精度难以达到图纸要求、加工后零件的变形量较大、产品质量不稳定等不利因素，同时还存在生产线占用厂房面积较大、用工量较大、工人劳动强度较大、设备精度不高、设备通用性差、设备发生故障后无替代设备、部分设备利用率低，以及生产能力不能满足公司要求的最大产能（40台套/月）的要求（实际产能为30台/月）等问题。
三、生产线技术改造方案的基本原则
为解决以上问题和不利因素，公司决定利用公司整体搬迁的有利时机对该生产线进行技术改造。在征求多方意见后，形成了“槽筒箱体及盖板加工生产线”技术改造方案基本原则，即：尽可能使用通用标准数控设备并配置专夹具的组合形式来加工产品，尽可能减少加工设备的数量和减少生产线场地面积，尽可能缩短生产流程和提高产品生产效率，尽可能减少产品装夹次数和装夹时间，尽可能降低工人劳动的强度和提高工作效率，加工后产品的质量必须达到图纸要求等。
四、生产线技术改造方案的具体实施情况
1、技术改造后的生产线设备配置情况，
生产线使用工作台尺寸为500*500的卧式加工中心机（设备型号：日本三菱公司产M-H4050）一台，使用工作台尺寸为1500*700的立式加工中心机（设备型号：台湾高锋公司产VMC-137）三台，使用工作台尺寸为1150*475的立式加工中心机（设备型号：杭州友佳公司产FVP-1000A）一台，配套设计制造专用液压夹具四种（六套），清洗机一台，以及保留原生产线使用的少量台钻和攻丝机等来组成新的槽筒箱体生产线。
2、技术改造后的生产线主要夹具配置情况与结构特点：
技术改造后的生产线主要配置了四种（六套） 专用液压夹具，分别安装在5台加工中心上使用。
夹具一，主要用于加工箱体底平面（基准面）及底平面上的4个M6螺孔（工序2），夹具采用箱体二端的2个轴承毛坯孔为主要定位基准和主要夹紧点，并配置了辅助定位点、支撑点和压紧点若干，锁紧方式为液压夹紧，夹具为平面布置结构同时装夹工件数为2件。夹具通过压板固定在VMC-137立式加工中心机工作台上，夹具由专用液压站提供所需液压压力，专用液压站由机床控制系统直接控制，实现了夹具与机床操作同步自动化等效果。
夹具二、三，主要用于加工箱体二端面、二端Φ42J6轴承孔2个及安装轴承端盖的M4螺孔6个（工序3），夹具采用 “夹具一”加工过的箱体底平面（基准面）为定位基准面和主要夹紧面，并配置了辅助定位点、支撑点和压紧点若干，锁紧方式为高压保压式液压夹紧，夹具为多层式结构可同时装夹工件数为6件。夹具通过压板固定在M-H4050卧式加工中心机工作台上（二个工作台各安装一套）交换使用，夹具装夹时的液压压力由专用液压站提供，夹具工作时的保压压力由夹具上配置的高压保压装置来实现，液压站与夹具间配置了快速管道接口来方便操作，二套夹具通过机床工作台的交换后，实现了机床连续加工，工件装夹时间与加工时间同步等效果。
夹具四、五，主要用于加工对基准底面有27度角度的台阶箱体上平面（即与箱体盖板结合面）及箱体内M4螺孔8只及M5螺孔2只（工序4），夹具采用已加工的底平面（基准面）为主要定位基准和主要夹紧面，二端轴承孔为辅助定位基准，并配置了辅助定位点、支撑点和压紧点若干，锁紧方式为液压夹紧，夹具同时装夹工件数为1件。夹具体与机床配套的GX320H转台和SR320H圆盘刹车尾座组合后形成可回转形夹具，夹具安装在VMC-137立式加工中心的工作台上，夹具由专用液压站提供所需液压压力，专用液压站由机床控制系统直接控制，实现了夹具与机床操作的同步自动化和一次装夹就完成不同平面上的加工内容等效果。经测算需二台设备加工该工序内容才能满足生产线设计的产能要求，故配置了二套同类夹具分别安装在二台VMC-137立式加工中心上使用。
夹具六，主要用于加工箱体盖板下平面（与箱体结合面）及其它相关内容（工序6），夹具采用盖板上平面（毛坯面）为主要定位基准和主要夹紧面，并配置了辅助定位点、支撑点和压紧点若干，锁紧方式为液压夹紧，夹具同时装夹工件数为3件。夹具由专用液压站提供所需液压压力，专用液压站由机床控制系统直接控制，实现了夹具与机床操作同步自动化等效果。
五、生产线技术改造后的效果情况
1、相关验证结论：在生产线的加工工艺方案设置和设备配置等方面，经工艺试验认证后得到验证结论是，生产线设计的工艺方案合理，设备能力配置充分；生产线能力在经三个月的实际生产考核后确认，能够满足公司最大生产量（40台/月）要求；
2、由于使用的设备刚性好、精度高、稳定性好及配置的专用夹具设计合理，使加工后的产品质量能稳定的达到图纸要求，且加工后零件基本没有变形，解决了以前产品质量不稳定的问题。特别是由于使用了高精度的日本三菱M-H4050卧式加工中心机来替代原用专机加工箱体二端二只6级精度的轴承安装孔后，使产品质量由原来的“产品质量让步接收”状态变为现在的能稳定达到图纸要求，解决了产品加工的质量瓶颈；
3、由于多数工序均使用了先进的自动化数控设备和液压专用夹具，使生产效率得到大幅提高，在实施一人多机操作管理后，生产线操作工人数了有原17人左右减少到10人左右，并且有效地降低了操作工的劳动强度；
4、由于使用的数控设备均设有较好的防护设施和排屑装置，故能有效的防止加工切屑和切削液飞溅现象的发生，使生产现场的工作环境和面貌有了极大的改善；
5、由于生产线是采用标准机床加专用夹具的组合模式，故更方便了新产品的试制工作，一般情况下只需更换专用夹具后即能进行，提高了生产线的柔性化水平。
结束语：因此“槽筒箱体及盖板加工生产线”在技术改造后，达到了提高生产效率、提高产品质量、提高生产线柔性化水平、提高生产场地利用率、提高经济效益、改善工作环境等的目标要求和实际效果。