江铃汽车股份有限公司成立于1993年,由原江西汽车制造厂为主体股份制改组而成。主导产品有全顺系列(经典全顺VE83/新世代全顺V348)、N系列卡车、T系列匹卡(宝典及域虎)、驭胜SUV以及太原江铃重汽生产的重型卡车等汽车品种,另外具备20万台4J系列柴油发动机和11万台福特PUMA发动机生产能力。公司新建福特PUMA发动机生产线,紧跟福特的步伐,兼顾加工效率和生产线柔性,确保发动机质量,提升燃油经济性。目前,现有的2.2LPUMA已达到欧Ⅴ排放标准。
AI:江铃汽车股份有限公司是中国商用车行业最大的企业之一,请您跟大家分享一下贵公司目前主营产品的情况?
易育成先生:江铃汽车股份有限公司成立于1993年,由原江西汽车制造厂为主体股份制改组而成。主导产品有全顺系列(经典全顺VE83/新世代全顺V348)、N系列卡车、T系列匹卡(宝典及域虎)、驭胜SUV以及太原江铃重汽生产的重型卡车等汽车品种,另外具备20万台4J系列柴油发动机和11万台福特PUMA发动机生产能力。后期公司将通过引进福特和自主开发其他整车和汽油及重型柴油发动机,进一步扩大产品线。
AI:请您简单介绍一下您目前所担认的工作以及贵公司发动机厂的产品情况?
易育成先生:本人工作于江铃汽车股份有限公司发动机厂技术科,主要负责现有4JB1和PUMA发动机的工艺技术、管理以及江铃发动机新产品工艺过程设计开发;工艺装备、刀具及辅助技术和管理、制造过程管理及持续改进。涉及全厂中长期工艺发展规划,现有20万台4JB1和11万台PUMA柴油机机加和装配生产线的工艺维护和产能提升和改进,以及现有产品新产品升级改造工艺技术开发,负责江铃1.5L/1.8L自主汽油机和2.0L福特汽油机生产线以及太原江铃重汽福特ECOTORQ重型柴油机生产线设计规划。
目前,我公司发动机厂生产的发动机主要是为江铃自身的整车配套,少数外销机只是匹配非道路用车。4JB1发动机主要区配N系列轻卡、T系列匹卡和经典全顺VE83等,PUMA发动机目前主要匹配新世代全顺V348、N350驭胜SUV和N350域虎匹卡。
图1 MAG精加工设备
AI:高效加工意味着保证加工质量、提高加工效率,这是企业保证竞争力所不懈追求的目标,其中机床和刀具发挥着越来越重要的作用。请您谈谈贵公司生产线的规划情况。
易育成先生:发动机零部件加工生产线规划设计要根据实际情况,结合企业实际市场及定位、资金、人员、成本和质量等方面问题,合理选择机加工工艺流程、刀具技术和设备等,使生产线在满足企业中长期规划产能和新产品要求的基础上,降低加工成本;在保证质量的前提下,确保使用高效加工工艺方法,以提高企业在市场上的竞争力。
发动机主要零件制造工艺水平普遍高于其他汽车零件。要保证质量能力和高生产效率,工艺策划是至关重要的。
在现代数控技术中,高效数控加工(HEM)是在保证零件精度和质量前提下,实现高设备利用率、高零件加工率和低成本,是加工时间、效率和成本三者相结合的一种高性能加工技术。高效加工突出的特点是以大切深、高材料去除率提高零件加工效率。在保证零件质量的前提下提高加工效率,因此合理选择工艺参数至关重要。
图2 PCD铣刀
我公司发动机原五十铃4JB1发动机生产线采用的是专机自动线的方式,加工效率较高,但不具备柔性。在原生产线上进行系列产品的升级改造,整个生产线的切换需约3天的时间,严重影响生产效率。因此,新建的福特PUMA发动机生产线采用了国产专机或加工中心和进口加工中心组线的规划模式。兼顾了加工效率和生产线的柔性,同时确保了零件加工的质量。如图1所示,为我公司缸盖线使用的MAG精加工设备。
随着机加工技术的不断革新,在进行工艺流程设计时,我们不能抛弃传统工艺流程设计的原则,同时也需要与时俱进,引入先进成熟的工艺流程。先粗后精,但又要尽量缩短工艺路线;刚性和柔性结合,工艺尽量集中。
另一方面,为提高加工效率,我们要求供应商选用成熟先进的刀具,广泛使用涂层刀具、陶瓷和超硬刀具,硬质合金丝锥。此外,还有一些复合刀具和特殊性能的刀具。为充分发挥进口设备的高效加工优势,选择优质刀具;为降低加工成本,在保证质量和节拍的同时,注重选择质优价廉的标准通用型刀具。
AI:机床的选型和刀具的使用情况对生产线整体的加工效率有何影响,如何选取设备才能实现发动机零部件高效生产的效果?
易育成先生:在实现发动机零部件高效加工方面,尽量选择典型高效加工工艺,如铸铁缸体采用CBN刀具;铝合金缸盖采用PCD铣刀;曲轴粗加工采用内铣、外铣和车—车—拉工艺;热处理采用高频淬火工艺;缸盖气门阀座和导管加工采用专用复合刀具;连杆采用高速双主轴加工中心;连杆采用涨断工艺等。
机床的选型对规划来说是非常重要的,将直接影响后续的加工效率和新产品的适应性。专机和加工中心组合生产线往往是提升效率的一种好方法。专机的选择应该适用于对柔性要求较低、设计一般不变更及精度要求很高的工序,如粗、精加工等;半精加工和孔系加工采用加工中心既能保证生产线的柔性,又能提高加工效率。
此外,刀具的设计和选择对高效加工是尤其重要的。要保证效率和成本的平衡、充分发挥设备的性能,就需要考虑合适的刀具与工艺进行匹配。刀具选择的合理与否直接影响加工的质量和效率。面对高效加工的需要,刀具材料发生了很大变化,新型硬质合金刀具和超硬刀具在发动机中获得了广泛使用。新型硬质合金刀具具有高的硬度和良好的综合切削性能,同时又具有合适的性能价格比,其中主要是CBN(立方氮化硼)、PCD(聚晶金刚石)刀具(见图2)和陶瓷刀具的应用。用CBN制造的缸孔镗刀已可用在自动生产线以及铸铁、淬硬件的加工中,并从精加工领域扩大到半精加工领域,使切削加工效率大幅提高;CBN在铸铁铣削工艺中线速度达到800m/min,PCD在铸铝铣削工艺中线速度达到3000m/min。现在汽车发动机的缸体、缸盖以及变速器的壳体、阀体、槽体和侧盖等零件很多都采用铝合金材料,这些零件的加工中就大量采用了PCD刀具,取得很好的效果。在铸铁缸体缸孔的粗镗和半精镗中,很多情况下都采用了陶瓷刀具。为达到高效加工的目的还大量使用组合式刀具和复合刀具,以简化工序、减少刀具数量、减少换刀时间和降低加工节拍时间。表1、表2为我公司选择刀具材料和切削用量的对照表。
AI:能源和环境问题日益严峻,对动力总成企业提出了更高的要求,在节能和绿色环保方面,贵公司有何举措?
易育成先生:在发动机节能和绿色环保方面,我公司主要的措施是紧跟福特的步伐,减小PUMA发动机的排量和油耗,逐渐从现有的2.4L替换为2.0L,提升燃油经济性,并且直接达到欧V排放标准(现有的2.2L PUMA已达到欧V排放标准)。针对后期开发的自主项目和福特汽油机项目均采用GTDi缸内直喷技术。
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