机械加工生产线的设计和改造研究

张 岚

（天津职业技术师范大学，天津 300222）

机械加工产业作为企业业务生产、产品制造的重要组成部分，在社会经济和市场竞争日渐激烈的背景下，需要通过必要的改进措施，使生产线能够根据不同的产品需要实施环节优化，以满足客户对产品的基本要求。

1 机械加工生产线的相关概述

机械加工生产线作为生产制造企业的重要产业机构之一，在社会经济和机械设备发展的背景下，其在生产流程优化和环节控制中迎来了创新与优化。机械加工生产线的发展情况、构成部分、设计原理以及产线特点等详细内容有以下几点。

1.1 现阶段发展情况分析

机械加工产线主要根据相关工艺要求和加工设定等，采用传送设备和辅助生产设备形成机械加工的运行线路[1]。在工业、机械交通、轻工业等行业持续发展的背景下，机械的零件配置逐渐呈现出精细化，对机械加工行业的生产制造模式提出了更高要求。目前，我国机械加工行业在发展上主要面向精细化生产和环保生产，在改善生产环节质量的同时，使生产工艺符合相关环保要求。在自动化、数控技术的发展下，以往部分生产线在工作执行上缺乏灵活性，如多轴箱、加工行程和刀口等生产部件在发生故障的情况下需要停线进行更换，进而导致产线瘫痪。随着自动化技术和数控技术的发展，能够在产线运行的情况下实现自动更换损耗部件，使生产线能够正常运行。

1.2 机械加工生产线的主要构成部分

机械加工产线在构成上主要涉及5个部分：（1）加工设备部分，即金属材料的切割机床。（2）工艺部件部分，即夹具、刀具、测量工具和相关辅助生产部件。（3）输送设备，即零件生产加工的传送部分，包含储料设备、转移设备以及上下移设备等。（4）辅助设备部分，主要用来清洁生产设备，防止加工生产过程中产生的残物碎料等影响正常的生产加工。（5）控制部分，即通过各个部位的生产数据反馈及时调整产线的生产情况。机械加工产线的5大部分相互协调、相互作用，共同完成机械加工的相关项目。

1.3 机械加工生产线的类型阐述

机械加工生产线在分类上主要根据生产设备的种类和生产加工形式的特点进行区分，比如，以加工设备为分类指标，可分为通用机床、专用机床、复合机床和柔性制造生产线[2]。通用机床生产线由基础流水线通过通用机床改造构成，在生产加工中，主要用于小成本和短周期的零部件生产，包括轴型部件和盘型部件等。专用机床生产线主要由自动机床构成，与通用机床不同，专用机床主要用来生产制造长周期、专业型产品，该生产过程较为稳定且效率较高。柔性制造生产线主要由数控机床和计算机设备进行驱动，具备一定的技术含量，需要大量资金的投入来实施构建，加工设备的数量相比于前面几种生产线数量较少，生产加工精细度较高，通常情况下用来生产精密型、数量较少的产品。

1.4 机械加工生产线设计工作的特点

机械加工生产线的设计工作需要立足于基本的生产情况，使设计方案能够在原本的产线运行基础上实现优化与提升，从而符合工件生产的质量标准和精度标准[3]。另外，在产线设计工作上，还须根据产线生产力的饱和度，适当对设计项目进行调整，为突发情况预备设计方案，避免产线过于固定而缺乏灵活性。此外，产线设计工作要结合实际的空间结构和占地面积等，为施工人员和设备操作人员提供必要的安全施工空间，并且在安全施工空间预留的基础上优化产线的占地面积，使生产线的生产成本得到一定优化。最后需要结合可持续发展理念实施绿色、环保型政策和观念进行设计。

1.5 机械加工生产线的设计流程分析

机械加工生产线的设计主要分为7个流程：（1）根据实际情况和生产需要，优化产线平面布置。（2）结合自动化生产特点实施自动化设计方案。（3）根据机型和工作环境的基本特点，合理选择机型和产线类型。（4）在机型和生产环境确定的基础上，合理选择输送设备和辅助生产设备。（5）在产线类型、机型确定的基础上，合理设计产线驱动设备购置，如电气系统和液压系统的安装。（6）在产线基本结构确定的基础上对各个部位进行尺寸对比以及微调优化。（7）根据产线设计的类型、特点以及规模等，编制对应的说明书和管理建议等。

2 机械加工生产线的改进思路及实施方案

2.1 优化加工效率

传统生产线在零部件的加工环节中耗用时间较长，生产制造效率较低，一般常用的优化方案为双生产线设置或者双工位设置[4]。在机械加工生产线公益发展和生产设备不断优化的背景下，可通过生产设备的改进、生产环节优化以及应用先进工艺的形式，比如应用电控液压驱动装置，在一定程度上改善生产工作的运行效率以及生产质量等。

2.2 转变柔性制造系统的运行模式

传统机械加工生产线的控制系统主要为继电器电路类型，在数控机床发展及其推广应用的背景下，以往生产机床的生产结构发生一定更改，同时零部件结构也发生变动，如设计标准变动和生产标准变动等。柔性制造系统与以往生产系统相比，能够与数控技术相互协调，增强生产流程中多个环节之间的联系，使其在生产质量和流程控制上符合预期生产制造的基本要求。柔性制造系统的应用，能够根据不同生产任务调整生产加工的形式，使企业在生产效率上得到一定保障，进而满足用户对生产部件的要求。

2.3 改善加工质量和精度

随着机械加工行业体系的发展与成熟，市场竞争的强度持续攀升，为在竞争中脱颖而出，相关机械加工企业需要牢牢掌握客户动态，根据其加工生产需求，通过新型产线的生产应用，使产成品符合客户的需求，从而通过生产管理与生产流程的优化适应市场环境的发展。由于小型化产品制造的发展，其部件之间的精细生产越来越严格。对此，机械加工企业若想提高自身在市场环境中的竞争力，首先，需要提高零部件产品的制造精度，在生产制造过程中通过夹具、道具等部件的精细管控，改善零部件的切割质量，使其在尺寸和观测量等方面符合客户的需求。其次，在进行测量的过程中需要把控零部件切割的热力效应，零部件容易因为刀口温度过高，导致切割过程中发生变形等情况。机械加工企业根据热力效应产生的特点，可通过生产精度监控、自动观测设备以及空心工具锥等，实施轴向与径向的双重控制，从而改善零部件的加工质量和精细度。

2.4 增加生产方案的可行性和提高资源的利用率

增加机械加工生产线优化措施的可行性，可从生产加工效率及利用率等方面着手。在加工生产制造的过程中加强主要环节监控，对于出现故障和生产质量较差的环节及时进行分析诊断，降低零部件加工出现质量风险的概率。在操作人员的管理上，积极引导操作人员对生产环节实施监控和质量管制，在生产环节故障的情况下，正确处理分析和抢修工作，由此在一定程度上提高生产线的运行质量。生产线运行出现故障的原因主要有3个方面，即人员、制度管理以及生产机械。通过操作人员与生产环节优化两方面的工作处理，能在较大程度上优化机械加工生产线的运行质量，在此基础上还需重视制度管理方面的工作实施，如目前生产线的自动化生产在集中控制模式向分散控制模式转变的过程中，需要加强制度管理方面的优化，使操作人员在操作生产的流程中，能够结合生产制度的要求，及时调整加工生产中存在的不足，使机械加工的运行质量得到一定改善。在涉及加工生产线设备设备构造的过程中，如在电缆铺设的施工项目中，根据产线的管理需求，对电缆长度、铺设面积等实施优化，使机械加工企业在材料耗费上得到一定降低。可见提高施工生产方案的可行性需要加强加工生产线的环节管理，而在资源加工的利用率方面，除了需要加强加工环节管控外，还要加强对操作人员和基础设施的管理，由此一定程度上实现机械加工生产线的优化。

3 结语

文章根据机械加工生产线的结构特点、运行特点以及行业发展现状等，分别进行了理论分析和实践探究，旨在通过相关研究成果改善机械加工生产线的运行质量。机械加工产业与科学技术发展具有较为紧密的关系，在机械设备不断发展、功能越来越多样化的背景下，企业除了重视柔性制造系统的设计以外，还需重视生产制造环节中的环节优化，进而逐步形成生产线整体优化的情况。最后，机械加工生产企业还需重视生产方案可行性和资源的利用率，使企业在生产优化的基础上实现生产制造管理的不断发展。