批量生产视角下编制与优化机加工工艺方法分析

郑立伟

（陕西省宝鸡市石油机械有限责任公司研究院，陕西 宝鸡 721000）

在批量生产的条件要求下,机械加工工艺过程提出了更高的要求，满足机床设备的设计要求和功能，只是最基本的生产能力，而保证加工过程的高效率，产品质量的长期稳定，才是产品利益最大化的最佳措施。在这样的视角下，怎样科学编制和优化机床设备的加工工艺过程，切实提升产品的质量和生产效率，是企业管理和科技人员需要认真思考的课题。本文将从以下几个方面进行研究分析。

1 批量生产视角下机加工工艺的编制方法

1．1 产品生产组织模式的选择

好的生产组织模式对机械制造来说是至关重要的，合理的生产组织模式不仅可以畅通生产现场的物流，平衡生产节拍，还能有效提升所编制的工艺质量，更可以让工艺过程异常清楚。在批量生产的条件下，“流水线”是对机床设备加工的最佳模式，这样的作业方式既可以提高生产效率，更容易控制产品质量。但有些不具备流水线作业条件的企业，利用单元制生产模式进行生产，也会取得不错的效果。单元制生产就是利用对象原则实施加工的组织和管理形式，设置的生产单元都是依照对象原则进行的。也就是说，在一个相对封闭的生产单元里，按照相同的生产节拍按顺序组织生产，生产的原材料是工艺相近的有待加工的零配件，进行铣削、钻削加工、车床车削加工、去毛刺、检查等一系列工艺过程。单件流转是单元式生产形式，从广义上界定是流水线生产。通过对机加工夹具的设计和调整，重新组合不同机床设备的加工工序和加工工步，有效平衡工件在设备上的加工时间，产品通过瓶颈所用的时间决定其生产的节拍。单元生产具备以下优点：第一，不会制造更多的产品库存。第二，物流成本降低。第三，对机床设备的零部件能够按时、按量进行生产，从而按计划补充库存不足。第四，这种流水作业的模式简化了加工工序之间的协调程序，让生产排产和生产控制更便捷有效。第五，这种模式适合先进的生产管理手段，比如，准时制的生产形式。第六，这种工步流水作业的形式，为机床设备产品质量跟踪提供便利条件，强化了质量责任合格成本责任，增强了工艺人员的责任心。

1．2 产品需求情况预测

在机床设备批量生产条件下,市场对产品的需求量的增加或者减少，都会对产品的生产规划构成影响，尤其是产品需求量增大会对企业的生产能力构成挑战。要想在短时期内提高生产能力，就要依靠改进生产工艺、提升产能效率来实现。但科学合理的工艺安排,必须首先对市场需求进行准确的预测，要想达到需求预测的精准度，有很大的难度。本文所说的需求预测，是指对市场的需求数据进行采集并利用数学模型来预测的过程。企业生产技术人员必须对每天的产品交易情况做到了如指掌，然后作出判断，提前做好对机加工工艺优化调整的准备。其中就包括提前购置新设备的筹划、利用更科学的生产措施的准备。

1．3 产品的失效模式与后果分析

该模式就是设定一个机加工工艺程序，研究分析每道工序加工过程中可能出现的问题，主要是对潜在的失效模式以及失效的后果进行分析，并且对失效带来的后果产生的影响进行评估，研究该影响的严重程度，并在此基础上深入分析失效产生的原因，并制定预防和对偏差纠正的措施。如果分析失效的结果是因为批量生产导致的质量问题造成的，就必须让企业生产技术员工认真总结问题产生的因素，做到以后防微杜渐。而且最显著的成果是为以后的机加工工艺的优化提供了经验和目标。企业生产技术人员在产品的初期策划中，对产品加工工艺程序进行严格的失效模式分析，为以后的机加工工艺的调整优化积累经验。

2 批量生产视角下机加工工艺的优化措施

2．1 第一次加工工艺

图1 某加工零件图

企业受到客观条件的局限，对机加工工艺进行编制的初衷目的只是满足产品质量的要求。例如，对上对图1零件的加工，首先，是对B面和F区域在数控车床上进行加工，然后是在2车床上对A面加工，再次利用不同工序和加工工位在一台立式加工中心上，不断地翻动工件，分别对D侧面、G钻孔螺纹孔、C面、E区域进行加工。本工序流程结束，连装夹时间包括在内，用时30分钟以上可以加工一个成品零件，每个班组只能加工出来十几只成品零件；并且，因为要不断地翻转工件，工作量超大。

2．2 第二次加工工艺

优化和改进的措施是减少装夹时间,对工艺进行调整。本次加工工艺完成零件加工的设备是一台带交换旋转工作台的卧式加工中心和两台车床。车床加工零的工艺过程与第一次加工一样，不同的是，卧式加工中心的每个工作台上都放置两个工位，工位之一加工C和F，工位之二加工E和D，相同的模式布置内外工作台。内外工作台都工作的模式，节省了因为无用装夹的时间，同时，每个加工过程都能有效完整地完成。此次工艺的成果是每班组40多件产品。

2．3 第三次加工工艺

调整优化的措施是节省刀具换刀时间。此次工艺改进是在第二次改进的基础上试验的，就是组合内外工作台相同的工位，每个工作台加工的工步都是一致的。这样大大地缩短了刀具的换刀时间，生产效率提升到每班组50多个产品。

2．4 第四次加工工艺

本次的措施是组建新的生产单元,降低瓶颈工序时间。如果像上次工艺情况下每班加工50多件产品仍然无法完成需求量时，对各工步加工时间进行核算，就会发现一个现象：每班组员工在二车床可以加工100件产品，而在加工中心工序上只能加工50多个产品，于是，重新组合工步，对工艺过程有所改变，不再采用一次装夹完成全部工序的方案，进行核算把生产耗时多的C面，单独在另外一个普通立式加工中心加工。而对原来卧式加工中心上的工步减少换刀次数，重新组合内外台工序。为了改变C面的装夹时间，对一些加工中心的环节进行调整，这样的措施基本平衡了各个环节的加工时间，结果是每个班组产量为100件。

2．5 第五次加工工艺

第五次工序改进是针对产品质量问题进行的。问题出现是的第一道车床发生的，该车床车出的F区域卡箍装配棱角与1圈经常发生磕碰，致使客户意见很大。为了解决这个问题，保证产品质量，决定把F区域移除第一道车床，然后，采用另一台车床割出F区域。这样的改动没有改变加工的效率，最大的优势是新添加的车床基于加工时间短，可以同其他零件进行穿插生产。由此可见，调整优化机加工工艺的方案不是固定的，只要是符合功能发挥、设计的合理要求、生产质量标准，就是最科学合理的编制和优化。

3 结语

综上所述，在批量生产的视觉下，机加工工艺要想真正得到合理的编制和优化，不是一个简单的程序改变就能实现的。一方面，企业的技术人员要清醒地认识到工艺过程与管理、效率、质量的关系，而且工艺人员的知识结构要全面；另一方面，企业的技术人员要对生产工艺条件的变化有灵活的应变性，并要时刻保持创新的意识进行编制调整，促使机加工工艺的优化有的放矢，切实提升企业的生产效率和产品质量。