汽車轉向節(jié)敏捷柔性生產(chǎn)線是一條全新理念下的生產(chǎn)線，生產(chǎn)線的柔性化可更好地適應不同產(chǎn)品品種和批量的需求。企業(yè)根據(jù)其自身的生產(chǎn)情況建立合適的敏捷柔性生產(chǎn)線，可提高生產(chǎn)效率，更快地適應市場需求。
圖1 轉向節(jié)剖面
轉向節(jié)作為汽車前橋缺之不可的關鍵零件，除了機械性能要求高、外形異型外，尺寸精度和位置精度亦有一定要求。由于汽車市場需求多樣化的不確定性，要求生產(chǎn)系統(tǒng)具備在品種上能迅速而經(jīng)濟地由一種產(chǎn)品轉為另一產(chǎn)品的能力，又要在產(chǎn)量上有一定的柔性。根據(jù)對汽車轉向節(jié)多品種、變批量的市場需求，我公司建立了一條多品種汽車轉向節(jié)敏捷、柔性生產(chǎn)線。
被加工產(chǎn)品和工序
1．該生產(chǎn)線加工4個品種（組）轉向節(jié)，每組分左、右各1件，共8個零件，單組生產(chǎn)節(jié)拍T=7.2min/件。
2．轉向節(jié)材料為QT450-10，屬異型零件，如圖1所示，加工部位主要為主軸承孔及多個臂平面、孔系。產(chǎn)品外觀見圖2。
生產(chǎn)線主要特點
從表中可以看出生產(chǎn)線設備簡單，生產(chǎn)工序極大簡化，主要特點有：
1．生產(chǎn)線敏捷柔性化。
此條生產(chǎn)線由6組，即6個生產(chǎn)單元構成。每個單元由2臺立式加工中心組成，每組可單獨形成生產(chǎn)能力。6組可根據(jù)市場需求變換生產(chǎn)不同品種或全一品種的轉向節(jié)，柔性化好，更換產(chǎn)品迅速而經(jīng)濟。生產(chǎn)線由模塊化設備組成，可以實現(xiàn)“一次規(guī)劃，分步實施，滾動發(fā)展”的指導方針。
2．工序集中，數(shù)控單機自動化程度高。
一個加工工序較為復雜的轉向節(jié)從毛坯到成品僅通過兩道工序來完成，見表。工序集中可以使柔性加工設備顯現(xiàn)出其優(yōu)勢。
轉向節(jié)加工工序
由于每道工序中工件經(jīng)兩次安裝后便可完成全部加工內容，數(shù)控系統(tǒng)能夠自動選擇、更換刀具，自動改變主軸轉速和刀具進給量等，根據(jù)已設定的程序對工件不同部位進行銑、鉆、鏜、鉸和攻絲等加工，自動化程度高，極大地提高了生產(chǎn)效率。
3．設備簡單化、精度高。
生產(chǎn)線采用同一型號立式加工中心組成，使用、維修方便，互換、互補性強，定位精度、重復定位精度高，對轉向節(jié)孔及端面粗糙度1.6mm、H7精度及位置精度等要求均能夠達到，保證了轉向節(jié)加工質量及穩(wěn)定性。
圖2 轉向節(jié)外觀
4．工藝優(yōu)化和嘗試。
工藝方案的制定要根據(jù)選用設備、刀具及夾具各自的特點進行調研并加以優(yōu)化，在立式加工中心上用組合加工代替?zhèn)鹘y(tǒng)的車削加工，以復合工序代替單一工序，為工序集中減少工件安裝次數(shù)，用側銑代替端銑等，這些工序都取得了很好的效果。
5．夾具。
生產(chǎn)線夾具采用液壓動力，全部由大連佳成公司提供，主要特點有：
（1）統(tǒng)籌兼顧，夾具設計制造采用模塊化，轉換加工零件時可實現(xiàn)快速更換夾具。統(tǒng)籌綜合考慮，針對多種轉向節(jié)的特點，給工件的定位點、夾壓點和輔助支撐點進行基準統(tǒng)一，模塊化的夾具元件加上適用于各種轉向節(jié)的調整塊，讓夾壓點、定位點和輔助支撐點在位置上有了一定的調整量，短時間就能完成夾具的快速更換（見圖3、圖4）。
圖3 OP10工序夾具
（2）OP20工序由數(shù)控回轉四軸模塊化夾具和可調角度固定夾具組成了五軸加工，數(shù)控回轉臺上液壓夾緊工件，回轉臺可任意裝夾任何一種轉向節(jié)進行工件識別和左、右件防錯，并自動調出加工程序，自動化程度高（見圖4）。
圖4 OP20工序夾具
（3）夾具全部采用內油路，外觀整齊、美觀。
6．刀具。
“多刀改一刀”：工序集中要求盡量減少換刀次數(shù)和刀具數(shù)量，以提高生產(chǎn)效率。為此，多采用復合刀具，主軸承后階孔粗加工采用1個銑/鏜組合刀具（見圖5），錐孔加工采用銑-鉸復合刀具等。
“一刀多用”：采用大螺旋刃玉米銑刀，一是粗銑節(jié)臂、減振器兩處的兩個側面；二是用玉米銑刀副刃銑削平面。
另外，用整體硬質合金立銑刀精銑側表面，表面粗糙度達Ra1.6以上，取得了不錯的成果。山高公司為該線提供的刀具能夠滿足轉向節(jié)軸承孔H7精度、表面粗糙度Ra1.6的要求。
圖5 銑/鏜組合刀具
7．機床。
針對轉向節(jié)粗、精加工工序相對集中，加工球墨鑄鐵，粗加工的毛坯余量大的特點，該生產(chǎn)線選用歐馬公司的12臺MVC-1100B立式加工中心為主要設備。該機床具有超大立柱，Y向四軌，主軸直徑φ100mm，BT50刀柄，機床剛性強。為此線特選用SIEMENS 1PH7163型號的主軸電機ne=500r/min，M=229/344Nm（100%/40%），N=12/18kW（100%/40%）（100%/40%是一個負荷范圍，在此范圍內能滿足低速大扭矩的加工要求），有意增加主軸低速大扭矩，能很好地滿足該件重負荷的加工。
數(shù)控系統(tǒng)為SIEMENS 810D系統(tǒng)，可以滿足轉向節(jié)工藝要求的主軸定向、剛性攻絲、刀臂式刀庫要刀、第四軸等功能。
8．生產(chǎn)線布局靈活，易于管理，經(jīng)濟實惠。
結語
我們用敏捷柔性的生產(chǎn)理念建立的生產(chǎn)線適合于市場多樣化，汽車零件多品種、變批量的需求現(xiàn)狀。在這種理念下技術方面首先要對工件進行分門分類，敏捷柔性生產(chǎn)線要求工藝方案、設備－工裝－刃具等對多種工件（類同件）有很強的包容性。工藝上要求工序集中，降低中間流通環(huán)節(jié)；對設備要求數(shù)控化、高速、高精度和高剛性；對夾具要求模塊化，有快速調整、更換的能力；對刀具要求為復合刀具，以提高加工效率。
組織管理方面要求貫徹“一次規(guī)劃，分步實施，滾動發(fā)展”的指導方針。這非常適合我國國情?！耙淮我?guī)劃”可以降低設備投資的盲目性，根據(jù)生產(chǎn)零件的品種、數(shù)量需求分一次或幾次對設備－夾具－刀具進行投資，降低投資風險。分步實施過程中又可以對前次方案、對夾具－刀具進行合理地修正和改進，在生產(chǎn)線項目運行過程中求進步、求發(fā)展。
該生產(chǎn)線經(jīng)實踐證明是可行的，使我公司在變化的市場需求中具備了極快的反應能力。
（轉載）
