批量生產視角下編制與優化機加工工藝方法分析

鄭立偉

（陜西省寶雞市石油機械有限責任公司研究院，陜西 寶雞 721000）

在批量生產的條件要求下,機械加工工藝過程提出了更高的要求，滿足機床設備的設計要求和功能，只是最基本的生產能力，而保證加工過程的高效率，產品質量的長期穩定，才是產品利益最大化的最佳措施。在這樣的視角下，怎樣科學編制和優化機床設備的加工工藝過程，切實提升產品的質量和生產效率，是企業管理和科技人員需要認真思考的課題。本文將從以下幾個方面進行研究分析。

1 批量生產視角下機加工工藝的編制方法

1．1 產品生產組織模式的選擇

好的生產組織模式對機械制造來說是至關重要的，合理的生產組織模式不僅可以暢通生產現場的物流，平衡生產節拍，還能有效提升所編制的工藝質量，更可以讓工藝過程異常清楚。在批量生產的條件下，“流水線”是對機床設備加工的最佳模式，這樣的作業方式既可以提高生產效率，更容易控制產品質量。但有些不具備流水線作業條件的企業，利用單元制生產模式進行生產，也會取得不錯的效果。單元制生產就是利用對象原則實施加工的組織和管理形式，設置的生產單元都是依照對象原則進行的。也就是說，在一個相對封閉的生產單元里，按照相同的生產節拍按順序組織生產，生產的原材料是工藝相近的有待加工的零配件，進行銑削、鉆削加工、車床車削加工、去毛刺、檢查等一系列工藝過程。單件流轉是單元式生產形式，從廣義上界定是流水線生產。通過對機加工夾具的設計和調整，重新組合不同機床設備的加工工序和加工工步，有效平衡工件在設備上的加工時間，產品通過瓶頸所用的時間決定其生產的節拍。單元生產具備以下優點：第一，不會制造更多的產品庫存。第二，物流成本降低。第三，對機床設備的零部件能夠按時、按量進行生產，從而按計劃補充庫存不足。第四，這種流水作業的模式簡化了加工工序之間的協調程序，讓生產排產和生產控制更便捷有效。第五，這種模式適合先進的生產管理手段，比如，準時制的生產形式。第六，這種工步流水作業的形式，為機床設備產品質量跟蹤提供便利條件，強化了質量責任合格成本責任，增強了工藝人員的責任心。

1．2 產品需求情況預測

在機床設備批量生產條件下,市場對產品的需求量的增加或者減少，都會對產品的生產規劃構成影響，尤其是產品需求量增大會對企業的生產能力構成挑戰。要想在短時期內提高生產能力，就要依靠改進生產工藝、提升產能效率來實現。但科學合理的工藝安排,必須首先對市場需求進行準確的預測，要想達到需求預測的精準度，有很大的難度。本文所說的需求預測，是指對市場的需求數據進行采集并利用數學模型來預測的過程。企業生產技術人員必須對每天的產品交易情況做到了如指掌，然后作出判斷，提前做好對機加工工藝優化調整的準備。其中就包括提前購置新設備的籌劃、利用更科學的生產措施的準備。

1．3 產品的失效模式與后果分析

該模式就是設定一個機加工工藝程序，研究分析每道工序加工過程中可能出現的問題，主要是對潛在的失效模式以及失效的后果進行分析，并且對失效帶來的后果產生的影響進行評估，研究該影響的嚴重程度，并在此基礎上深入分析失效產生的原因，并制定預防和對偏差糾正的措施。如果分析失效的結果是因為批量生產導致的質量問題造成的，就必須讓企業生產技術員工認真總結問題產生的因素，做到以后防微杜漸。而且最顯著的成果是為以后的機加工工藝的優化提供了經驗和目標。企業生產技術人員在產品的初期策劃中，對產品加工工藝程序進行嚴格的失效模式分析，為以后的機加工工藝的調整優化積累經驗。

2 批量生產視角下機加工工藝的優化措施

2．1 第一次加工工藝

圖1 某加工零件圖

企業受到客觀條件的局限，對機加工工藝進行編制的初衷目的只是滿足產品質量的要求。例如，對上對圖1零件的加工，首先，是對B面和F區域在數控車床上進行加工，然后是在2車床上對A面加工，再次利用不同工序和加工工位在一臺立式加工中心上，不斷地翻動工件，分別對D側面、G鉆孔螺紋孔、C面、E區域進行加工。本工序流程結束，連裝夾時間包括在內，用時30分鐘以上可以加工一個成品零件，每個班組只能加工出來十幾只成品零件；并且，因為要不斷地翻轉工件，工作量超大。

2．2 第二次加工工藝

優化和改進的措施是減少裝夾時間,對工藝進行調整。本次加工工藝完成零件加工的設備是一臺帶交換旋轉工作臺的臥式加工中心和兩臺車床。車床加工零的工藝過程與第一次加工一樣，不同的是，臥式加工中心的每個工作臺上都放置兩個工位，工位之一加工C和F，工位之二加工E和D，相同的模式布置內外工作臺。內外工作臺都工作的模式，節省了因為無用裝夾的時間，同時，每個加工過程都能有效完整地完成。此次工藝的成果是每班組40多件產品。

2．3 第三次加工工藝

調整優化的措施是節省刀具換刀時間。此次工藝改進是在第二次改進的基礎上試驗的，就是組合內外工作臺相同的工位，每個工作臺加工的工步都是一致的。這樣大大地縮短了刀具的換刀時間，生產效率提升到每班組50多個產品。

2．4 第四次加工工藝

本次的措施是組建新的生產單元,降低瓶頸工序時間。如果像上次工藝情況下每班加工50多件產品仍然無法完成需求量時，對各工步加工時間進行核算，就會發現一個現象：每班組員工在二車床可以加工100件產品，而在加工中心工序上只能加工50多個產品，于是，重新組合工步，對工藝過程有所改變，不再采用一次裝夾完成全部工序的方案，進行核算把生產耗時多的C面，單獨在另外一個普通立式加工中心加工。而對原來臥式加工中心上的工步減少換刀次數，重新組合內外臺工序。為了改變C面的裝夾時間，對一些加工中心的環節進行調整，這樣的措施基本平衡了各個環節的加工時間，結果是每個班組產量為100件。

2．5 第五次加工工藝

第五次工序改進是針對產品質量問題進行的。問題出現是的第一道車床發生的，該車床車出的F區域卡箍裝配棱角與1圈經常發生磕碰，致使客戶意見很大。為了解決這個問題，保證產品質量，決定把F區域移除第一道車床，然后，采用另一臺車床割出F區域。這樣的改動沒有改變加工的效率，最大的優勢是新添加的車床基于加工時間短，可以同其他零件進行穿插生產。由此可見，調整優化機加工工藝的方案不是固定的，只要是符合功能發揮、設計的合理要求、生產質量標準，就是最科學合理的編制和優化。

3 結語

綜上所述，在批量生產的視覺下，機加工工藝要想真正得到合理的編制和優化，不是一個簡單的程序改變就能實現的。一方面，企業的技術人員要清醒地認識到工藝過程與管理、效率、質量的關系，而且工藝人員的知識結構要全面；另一方面，企業的技術人員要對生產工藝條件的變化有靈活的應變性，并要時刻保持創新的意識進行編制調整，促使機加工工藝的優化有的放矢，切實提升企業的生產效率和產品質量。