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现代发动机刀具应用的“现代”思维
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钻头/丝锥/板牙展厅
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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20万台的工厂,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,记者采访了现代发动机部机加工车间科长李斌高级工程师。

他开门见山地向记者介绍: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)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/21/2006)
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