汽车前轮毂的柔性化生产

    随着全球原油价格的上涨和人民币的升值，中国的经济增长速度放缓，中国制造企业面临的压力增加，而中国汽车制造业面对的是原材料不断涨价、为了增大市场份额而使汽车销售价格持续降低、从而不得不使整车利润减少的市场。因此，加强内部管理，进行精益生产是汽车制造企业目前的一条好出路，柔性化生产是进行精益生产的一个重要途径。
    江铃车桥厂是江铃汽车集团下属的一个专业生产前桥的分厂，为了提高设备利用率和人员使用效率，并且增加利润，除了为江铃汽车配套外借助江铃汽车的品牌效应，还成功地将产品扩展到了东风公司轻型车、厦门金龙客车及广州骏威客车等多个车型。为了满足这些客户和江铃汽车的生产需要，柔性化生产提上日程。目前，江铃车桥厂有4种前轮毂，外形如图1。前轮毂是典型的盘类加工件，它们主要区别是外形尺寸、内孔尺寸和四周分布的小孔的分度圆不同，如果分线生产，必须重复采购设备，再加上4种前轮毂根据客户的需要产量不均衡，这样会使设备利用率和人员使用效率较低，因此，进行柔性混线生产是一个合理的加工方案，加工设备主要是数控车床和加工中心。

图1 江铃车桥厂生产的4种前轮毂

    根据产品加工要求和特点，首先制定工艺方案：10#粗精车正面－20#粗精车反面－30#钻扩铰轮胎螺栓安装孔和制动盘安装孔。加工设备为：10#全技能数控车床－20#全技能数控车床－30#加工中心。由于是柔性混线生产，为了确保生产的需求，在保证产品质量的基础上，要做到产品之间的快速切换。
    在10#工序上（如图2），根据产品的外圆尺寸和高度尺寸不同，我们采用一个圆盘作为定位面，通过液压卡盘进行定位和压紧的方式进行加工。我们在液压卡盘的压爪上增加了连接螺栓孔和连接销孔，并对压爪进行标识，在加工不同产品时，只要拆卸连接螺栓和连接销子，更换压爪就可以实现工装的切换。

图2 10#工序加工工装

    在编制加工程序中，根据产品特点编制4种前轮毂的产品加工程序，对加工程序进行不同的编号，并加以储存，产品切换时只要调出相应的加工程序就可以进入生产。同时，把加工程序的编号打印出来，贴在设备上指导操作者，实现方便快速地切换程序。
    根据设备配备的刀架可以安装8把刀具，而我们加工每种前轮毂10#工序只需要粗车外圆、粗车内孔、精车外圆和精车内孔4把刀具就可以满足，因此在刀架上安装两组（每组4把）刀具，即可实现刀具的快速切换。 
    通过以上工装、加工程序和刀具的改进，10#工序在不同产品切换时，整个切换时间不超过15min，并且可确保产品质量。
    在20#工序上（如图3），设备和10#工序相同，都为全技能数控车床，由于产品的内孔尺寸和高度尺寸不同，我们除了采取和10#工序在卡爪上相同的措施外，还采用一个台阶定位芯轴作为定位，两种内孔尺寸相近的不同产品用同一芯轴不同的段定位。这样，20#工序在不同产品切换时，整个切换时间不超过10min，产品质量稳定。

图3 20#工序加工工装

    在30#工序上（如图4），根据产品结构的不同，我们采用切换等高定位块和定位销的定位方式。等高定位块和定位销作为一个整体，产品切换时，只要拆卸连接螺栓即可。这样，30#工序在不同产品切换时，整个切换时间不超过10min。

图4 30#工序加工工装

4种前轮毂分线生产和柔性混线生产投资对比分析

    4种前轮毂分线生产和柔性混线生产投资对比分析如表所示。通过以上工装、刀具，以及加工程序各方面在不同工序上的快速切换，实现了4种不同前轮毂的柔性混线生产。加上采用一人双机的生产方式，为车桥厂节约了很多设备、人力投资，降低了制造成本，增强了产品的市场竞争力，为车桥厂做大做强打下坚实的基础。