機(jī)械加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和改造研究

張 嵐

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，天津 300222）

機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)作為企業(yè)業(yè)務(wù)生產(chǎn)、產(chǎn)品制造的重要組成部分，在社會經(jīng)濟(jì)和市場競爭日漸激烈的背景下，需要通過必要的改進(jìn)措施，使生產(chǎn)線能夠根據(jù)不同的產(chǎn)品需要實(shí)施環(huán)節(jié)優(yōu)化，以滿足客戶對產(chǎn)品的基本要求。

1 機(jī)械加工生產(chǎn)線的相關(guān)概述

機(jī)械加工生產(chǎn)線作為生產(chǎn)制造企業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)之一，在社會經(jīng)濟(jì)和機(jī)械設(shè)備發(fā)展的背景下，其在生產(chǎn)流程優(yōu)化和環(huán)節(jié)控制中迎來了創(chuàng)新與優(yōu)化。機(jī)械加工生產(chǎn)線的發(fā)展情況、構(gòu)成部分、設(shè)計(jì)原理以及產(chǎn)線特點(diǎn)等詳細(xì)內(nèi)容有以下幾點(diǎn)。

1.1 現(xiàn)階段發(fā)展情況分析

機(jī)械加工產(chǎn)線主要根據(jù)相關(guān)工藝要求和加工設(shè)定等，采用傳送設(shè)備和輔助生產(chǎn)設(shè)備形成機(jī)械加工的運(yùn)行線路[1]。在工業(yè)、機(jī)械交通、輕工業(yè)等行業(yè)持續(xù)發(fā)展的背景下，機(jī)械的零件配置逐漸呈現(xiàn)出精細(xì)化，對機(jī)械加工行業(yè)的生產(chǎn)制造模式提出了更高要求。目前，我國機(jī)械加工行業(yè)在發(fā)展上主要面向精細(xì)化生產(chǎn)和環(huán)保生產(chǎn)，在改善生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量的同時，使生產(chǎn)工藝符合相關(guān)環(huán)保要求。在自動化、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展下，以往部分生產(chǎn)線在工作執(zhí)行上缺乏靈活性，如多軸箱、加工行程和刀口等生產(chǎn)部件在發(fā)生故障的情況下需要停線進(jìn)行更換，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)線癱瘓。隨著自動化技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，能夠在產(chǎn)線運(yùn)行的情況下實(shí)現(xiàn)自動更換損耗部件，使生產(chǎn)線能夠正常運(yùn)行。

1.2 機(jī)械加工生產(chǎn)線的主要構(gòu)成部分

機(jī)械加工產(chǎn)線在構(gòu)成上主要涉及5個部分：（1）加工設(shè)備部分，即金屬材料的切割機(jī)床。（2）工藝部件部分，即夾具、刀具、測量工具和相關(guān)輔助生產(chǎn)部件。（3）輸送設(shè)備，即零件生產(chǎn)加工的傳送部分，包含儲料設(shè)備、轉(zhuǎn)移設(shè)備以及上下移設(shè)備等。（4）輔助設(shè)備部分，主要用來清潔生產(chǎn)設(shè)備，防止加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘物碎料等影響正常的生產(chǎn)加工。（5）控制部分，即通過各個部位的生產(chǎn)數(shù)據(jù)反饋及時調(diào)整產(chǎn)線的生產(chǎn)情況。機(jī)械加工產(chǎn)線的5大部分相互協(xié)調(diào)、相互作用，共同完成機(jī)械加工的相關(guān)項(xiàng)目。

1.3 機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型闡述

機(jī)械加工生產(chǎn)線在分類上主要根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的種類和生產(chǎn)加工形式的特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分，比如，以加工設(shè)備為分類指標(biāo)，可分為通用機(jī)床、專用機(jī)床、復(fù)合機(jī)床和柔性制造生產(chǎn)線[2]。通用機(jī)床生產(chǎn)線由基礎(chǔ)流水線通過通用機(jī)床改造構(gòu)成，在生產(chǎn)加工中，主要用于小成本和短周期的零部件生產(chǎn)，包括軸型部件和盤型部件等。專用機(jī)床生產(chǎn)線主要由自動機(jī)床構(gòu)成，與通用機(jī)床不同，專用機(jī)床主要用來生產(chǎn)制造長周期、專業(yè)型產(chǎn)品，該生產(chǎn)過程較為穩(wěn)定且效率較高。柔性制造生產(chǎn)線主要由數(shù)控機(jī)床和計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動，具備一定的技術(shù)含量，需要大量資金的投入來實(shí)施構(gòu)建，加工設(shè)備的數(shù)量相比于前面幾種生產(chǎn)線數(shù)量較少，生產(chǎn)加工精細(xì)度較高，通常情況下用來生產(chǎn)精密型、數(shù)量較少的產(chǎn)品。

1.4 機(jī)械加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)工作的特點(diǎn)

機(jī)械加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)工作需要立足于基本的生產(chǎn)情況，使設(shè)計(jì)方案能夠在原本的產(chǎn)線運(yùn)行基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化與提升，從而符合工件生產(chǎn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和精度標(biāo)準(zhǔn)[3]。另外，在產(chǎn)線設(shè)計(jì)工作上，還須根據(jù)產(chǎn)線生產(chǎn)力的飽和度，適當(dāng)對設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整，為突發(fā)情況預(yù)備設(shè)計(jì)方案，避免產(chǎn)線過于固定而缺乏靈活性。此外，產(chǎn)線設(shè)計(jì)工作要結(jié)合實(shí)際的空間結(jié)構(gòu)和占地面積等，為施工人員和設(shè)備操作人員提供必要的安全施工空間，并且在安全施工空間預(yù)留的基礎(chǔ)上優(yōu)化產(chǎn)線的占地面積，使生產(chǎn)線的生產(chǎn)成本得到一定優(yōu)化。最后需要結(jié)合可持續(xù)發(fā)展理念實(shí)施綠色、環(huán)保型政策和觀念進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.5 機(jī)械加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)流程分析

機(jī)械加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)主要分為7個流程：（1）根據(jù)實(shí)際情況和生產(chǎn)需要，優(yōu)化產(chǎn)線平面布置。（2）結(jié)合自動化生產(chǎn)特點(diǎn)實(shí)施自動化設(shè)計(jì)方案。（3）根據(jù)機(jī)型和工作環(huán)境的基本特點(diǎn)，合理選擇機(jī)型和產(chǎn)線類型。（4）在機(jī)型和生產(chǎn)環(huán)境確定的基礎(chǔ)上，合理選擇輸送設(shè)備和輔助生產(chǎn)設(shè)備。（5）在產(chǎn)線類型、機(jī)型確定的基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)產(chǎn)線驅(qū)動設(shè)備購置，如電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的安裝。（6）在產(chǎn)線基本結(jié)構(gòu)確定的基礎(chǔ)上對各個部位進(jìn)行尺寸對比以及微調(diào)優(yōu)化。（7）根據(jù)產(chǎn)線設(shè)計(jì)的類型、特點(diǎn)以及規(guī)模等，編制對應(yīng)的說明書和管理建議等。

2 機(jī)械加工生產(chǎn)線的改進(jìn)思路及實(shí)施方案

2.1 優(yōu)化加工效率

傳統(tǒng)生產(chǎn)線在零部件的加工環(huán)節(jié)中耗用時間較長，生產(chǎn)制造效率較低，一般常用的優(yōu)化方案為雙生產(chǎn)線設(shè)置或者雙工位設(shè)置[4]。在機(jī)械加工生產(chǎn)線公益發(fā)展和生產(chǎn)設(shè)備不斷優(yōu)化的背景下，可通過生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)優(yōu)化以及應(yīng)用先進(jìn)工藝的形式，比如應(yīng)用電控液壓驅(qū)動裝置，在一定程度上改善生產(chǎn)工作的運(yùn)行效率以及生產(chǎn)質(zhì)量等。

2.2 轉(zhuǎn)變?nèi)嵝灾圃煜到y(tǒng)的運(yùn)行模式

傳統(tǒng)機(jī)械加工生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)主要為繼電器電路類型，在數(shù)控機(jī)床發(fā)展及其推廣應(yīng)用的背景下，以往生產(chǎn)機(jī)床的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生一定更改，同時零部件結(jié)構(gòu)也發(fā)生變動，如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)變動和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)變動等。柔性制造系統(tǒng)與以往生產(chǎn)系統(tǒng)相比，能夠與數(shù)控技術(shù)相互協(xié)調(diào)，增強(qiáng)生產(chǎn)流程中多個環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，使其在生產(chǎn)質(zhì)量和流程控制上符合預(yù)期生產(chǎn)制造的基本要求。柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠根據(jù)不同生產(chǎn)任務(wù)調(diào)整生產(chǎn)加工的形式，使企業(yè)在生產(chǎn)效率上得到一定保障，進(jìn)而滿足用戶對生產(chǎn)部件的要求。

2.3 改善加工質(zhì)量和精度

隨著機(jī)械加工行業(yè)體系的發(fā)展與成熟，市場競爭的強(qiáng)度持續(xù)攀升，為在競爭中脫穎而出，相關(guān)機(jī)械加工企業(yè)需要牢牢掌握客戶動態(tài)，根據(jù)其加工生產(chǎn)需求，通過新型產(chǎn)線的生產(chǎn)應(yīng)用，使產(chǎn)成品符合客戶的需求，從而通過生產(chǎn)管理與生產(chǎn)流程的優(yōu)化適應(yīng)市場環(huán)境的發(fā)展。由于小型化產(chǎn)品制造的發(fā)展，其部件之間的精細(xì)生產(chǎn)越來越嚴(yán)格。對此，機(jī)械加工企業(yè)若想提高自身在市場環(huán)境中的競爭力，首先，需要提高零部件產(chǎn)品的制造精度，在生產(chǎn)制造過程中通過夾具、道具等部件的精細(xì)管控，改善零部件的切割質(zhì)量，使其在尺寸和觀測量等方面符合客戶的需求。其次，在進(jìn)行測量的過程中需要把控零部件切割的熱力效應(yīng)，零部件容易因?yàn)榈犊跍囟冗^高，導(dǎo)致切割過程中發(fā)生變形等情況。機(jī)械加工企業(yè)根據(jù)熱力效應(yīng)產(chǎn)生的特點(diǎn)，可通過生產(chǎn)精度監(jiān)控、自動觀測設(shè)備以及空心工具錐等，實(shí)施軸向與徑向的雙重控制，從而改善零部件的加工質(zhì)量和精細(xì)度。

2.4 增加生產(chǎn)方案的可行性和提高資源的利用率

增加機(jī)械加工生產(chǎn)線優(yōu)化措施的可行性，可從生產(chǎn)加工效率及利用率等方面著手。在加工生產(chǎn)制造的過程中加強(qiáng)主要環(huán)節(jié)監(jiān)控，對于出現(xiàn)故障和生產(chǎn)質(zhì)量較差的環(huán)節(jié)及時進(jìn)行分析診斷，降低零部件加工出現(xiàn)質(zhì)量風(fēng)險的概率。在操作人員的管理上，積極引導(dǎo)操作人員對生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)施監(jiān)控和質(zhì)量管制，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)故障的情況下，正確處理分析和搶修工作，由此在一定程度上提高生產(chǎn)線的運(yùn)行質(zhì)量。生產(chǎn)線運(yùn)行出現(xiàn)故障的原因主要有3個方面，即人員、制度管理以及生產(chǎn)機(jī)械。通過操作人員與生產(chǎn)環(huán)節(jié)優(yōu)化兩方面的工作處理，能在較大程度上優(yōu)化機(jī)械加工生產(chǎn)線的運(yùn)行質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上還需重視制度管理方面的工作實(shí)施，如目前生產(chǎn)線的自動化生產(chǎn)在集中控制模式向分散控制模式轉(zhuǎn)變的過程中，需要加強(qiáng)制度管理方面的優(yōu)化，使操作人員在操作生產(chǎn)的流程中，能夠結(jié)合生產(chǎn)制度的要求，及時調(diào)整加工生產(chǎn)中存在的不足，使機(jī)械加工的運(yùn)行質(zhì)量得到一定改善。在涉及加工生產(chǎn)線設(shè)備設(shè)備構(gòu)造的過程中，如在電纜鋪設(shè)的施工項(xiàng)目中，根據(jù)產(chǎn)線的管理需求，對電纜長度、鋪設(shè)面積等實(shí)施優(yōu)化，使機(jī)械加工企業(yè)在材料耗費(fèi)上得到一定降低。可見提高施工生產(chǎn)方案的可行性需要加強(qiáng)加工生產(chǎn)線的環(huán)節(jié)管理，而在資源加工的利用率方面，除了需要加強(qiáng)加工環(huán)節(jié)管控外，還要加強(qiáng)對操作人員和基礎(chǔ)設(shè)施的管理，由此一定程度上實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工生產(chǎn)線的優(yōu)化。

3 結(jié)語

文章根據(jù)機(jī)械加工生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行特點(diǎn)以及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等，分別進(jìn)行了理論分析和實(shí)踐探究，旨在通過相關(guān)研究成果改善機(jī)械加工生產(chǎn)線的運(yùn)行質(zhì)量。機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展具有較為緊密的關(guān)系，在機(jī)械設(shè)備不斷發(fā)展、功能越來越多樣化的背景下，企業(yè)除了重視柔性制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以外，還需重視生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的環(huán)節(jié)優(yōu)化，進(jìn)而逐步形成生產(chǎn)線整體優(yōu)化的情況。最后，機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)還需重視生產(chǎn)方案可行性和資源的利用率，使企業(yè)在生產(chǎn)優(yōu)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造管理的不斷發(fā)展。