淺談空調(diào)壓縮機氣缸零部件加工模式分析

摘要：本文主要著眼于空調(diào)轉(zhuǎn)子壓縮機氣缸零部件加工模式的分析，包含市場主流兩種加工模式：數(shù)控車床+16軸立式加工中心、多聯(lián)機+16軸立式加工中心，并分別是從投資成本、刀具成本、穩(wěn)定性、設(shè)備柔性等方面進(jìn)行分別闡述;

關(guān)鍵詞：氣缸;加工方式;穩(wěn)定性

2020年轉(zhuǎn)子壓縮機行業(yè)先抑后揚，最終全年產(chǎn)銷以微幅下滑遺憾收官。產(chǎn)業(yè)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2020年累計產(chǎn)量21041.1萬臺，同比下滑1.55%，銷量21155.1萬臺，同比下滑1.69%，回顧全年發(fā)展，二季度以來得益于疫情的有效控制，各地推出不同形式的消費券來鼓勵消費，壓縮機行業(yè)開啟復(fù)蘇周期，景氣度不斷回升，隨著空調(diào)銷量的增加其下游制造業(yè)也呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，以格力精密、粵美、山西華翔等為代表的泵體結(jié)構(gòu)件加工企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模及生產(chǎn)設(shè)備也在逐年增加，其中最為代表性的產(chǎn)品有氣缸、法蘭、曲軸、滾子加工規(guī)模最大且數(shù)量最多，以氣缸加工為例目前行業(yè)主流加工方式有二種（數(shù)控車床+16軸立式加工中心、多聯(lián)機+16軸立式加工中心，兩種加工模式各有利弊，本文重點將闡述兩種加工方式的優(yōu)缺點（從行業(yè)某某企業(yè)進(jìn)行隨機抽樣調(diào)查），其抽樣信息如下;

抽樣時間;2019 年9月17日～2019年9月25日;

抽樣方式：連續(xù)性間斷抽樣;

檢測方式：?？怂箍礐MM（三坐標(biāo)）;

對比機床：多聯(lián)機加工機床、傳統(tǒng)加工方式為（數(shù)控車床+十六軸立式加工中心）;

抽樣數(shù)量：多聯(lián)機、傳統(tǒng)加工方式（車床+多軸加工中心）各30件;

一、氣缸多聯(lián)機與傳統(tǒng)加工方式投資效益分析

綜上所述：

傳統(tǒng)方式與多聯(lián)機所需土地折舊、切屑液、電費基本一致;但是多聯(lián)機一次性投資較大;

在人力成本逐漸上升的當(dāng)今時代，企業(yè)在規(guī)劃新產(chǎn)線應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮人員問題;

二、刀具成本

加工氣缸主要用W、V型CBN刀片、鉆頭、絲錐、銑刀、球刀、復(fù)合階梯臺階鉆及鉸孔刀具，本次刀具成本主要計算為鉆頭復(fù)磨3次、刀片類復(fù)磨3次后計算得出;多聯(lián)機刀具成本0.12元/件，而傳統(tǒng)方式刀具成本0.2元/件

綜上結(jié)論如下;

多聯(lián)機刀具成本比現(xiàn)有傳統(tǒng)加工方式平均單件少0.08元/件，年節(jié)約刀具采購費用約為16.2萬元;

三、設(shè)備穩(wěn)定性（形位公差數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)方差進(jìn)行統(tǒng)計）

圖1;氣缸在客戶端通過外圓與定位孔裝夾，將內(nèi)圓、上下端面進(jìn)行磨削，所以必須保證內(nèi)圓外圓同軸度、上下端面的平行度及定位孔與端面的垂直度，從而保證磨削穩(wěn)定性，故將氣缸半精件的重點行為公差納入本次對比范圍，利用數(shù)學(xué)方差，通俗點講，就是和中心偏離的程度。用來衡量一批數(shù)據(jù)的波動大小（即這批數(shù)據(jù)偏離平均數(shù)的大?。┎阉凶鲞@組數(shù)據(jù)的方差。記作S2.在樣本容量相同的情況下，方差越大，說明數(shù)據(jù)的波動越大，越不穩(wěn)定（所有分析數(shù)據(jù)均按照統(tǒng)計學(xué)原理去除一組數(shù)據(jù)最大與最小值后進(jìn)行分析），多聯(lián)機加工方式形位公差數(shù)據(jù)方差為：2.78*，傳統(tǒng)方式形位公差數(shù)據(jù)方差為：17.5*

綜上結(jié)論如下;

利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計學(xué)方案對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)多聯(lián)機數(shù)據(jù)更趨向穩(wěn)定（數(shù)據(jù)方差較?。?

四、全尺寸CPK（傳統(tǒng)方式對比多聯(lián)機）

Cpk：過程能力指數(shù)，反映過程的集中性。過程能力指數(shù)是指過程能力滿足產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求（規(guī)格范圍等）的程度。也稱工序能力指數(shù)，是指工序在一定時間里，處于控制狀態(tài)（穩(wěn)定狀態(tài)）下的實際加工能力。它是工序固有的能力，或者說它是工序保證質(zhì)量的能力。這里所指的工序，是指操作者、機器、原材料、工藝方法和生產(chǎn)環(huán)境等五個基本質(zhì)量因素綜合作用的過程，也就是產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)過程。故本次對兩種加工模式基本尺寸的CPK進(jìn)行分析，多聯(lián)機加工CPK<1占比45.3%，傳統(tǒng)方式加工CPK<1占比78.3%

綜上結(jié)論如下;

多聯(lián)機加工過程能力指數(shù)更趨向穩(wěn)定;換句話將也就是數(shù)據(jù)跟趨向集中，便于工序進(jìn)行調(diào)整;

五、C軸定位誤差匯總

由于氣缸零部件上有很多與上下法蘭連接的螺絲過孔，這個過孔的加工工藝是產(chǎn)品裝夾在主軸上，利用主軸的分度功能，每旋轉(zhuǎn)一個角度動力頭進(jìn)行一個對應(yīng)的孔加工（包括鉆孔與鉸孔加工），所以在實際生產(chǎn)過程中必須保證分度的準(zhǔn)確性，故本次將氣缸上4個螺栓過孔的位置度納入比較范圍。經(jīng)過計算得知多聯(lián)機C軸定位誤差也就是位置度方差3.52*，而傳統(tǒng)方式為4.49*

觀察多聯(lián)機加工出來的數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，而傳統(tǒng)方式加工出來的數(shù)據(jù)比較離散。

結(jié)論如下;

從數(shù)學(xué)方差判斷數(shù)據(jù)穩(wěn)定性來講傳統(tǒng)加工方式孔之間位置度更為穩(wěn)定（同時依據(jù)柱狀圖）;

六、基本尺寸穩(wěn)定性

氣缸上行為公差主要是為了保證后續(xù)的磨削及裝夾的可靠性，但是基本尺寸更是保證產(chǎn)品的適配性，不能在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)外圓、內(nèi)圓、厚度等尺寸的忽大忽小，這樣不利于后面的磨削，由于厚度問題可以在客戶端造成一定的撞機（因為客戶端使用的使日本進(jìn)口東洋磨床），故對兩種制程能力基本尺寸保證能力進(jìn)行一定的分析（所有分析數(shù)據(jù)均按照統(tǒng)計學(xué)原理去除一組數(shù)據(jù)最大與最小值后進(jìn)行分析）。經(jīng)過計算多聯(lián)機基本尺寸穩(wěn)定性數(shù)據(jù)方差3.71*，而傳統(tǒng)方式6.62*。

觀察發(fā)現(xiàn)，多聯(lián)機加工方式做出來各項基本尺寸基本趨向集中性，反觀傳統(tǒng)方式做出來的各項基本尺寸比較離散。

綜上結(jié)論如下;

從數(shù)據(jù)方差來講多聯(lián)機尺寸波動更小，更趨向穩(wěn)定;

七、多聯(lián)機與傳統(tǒng)加工方式設(shè)備柔性

圖7/圖8;基于生產(chǎn)投資來講，公司投資一條線體并不能只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，所以工廠必須面臨產(chǎn)品的切換，為了減少一定程度的經(jīng)濟損失及切換工作的復(fù)雜程度，故需要從切換的難易程度、換型內(nèi)容、換型時間進(jìn)行對比;

綜上結(jié)論如下;

從同型號切換與不同類型切換生產(chǎn)角度出發(fā)，多聯(lián)機對比傳統(tǒng)加工方式耗時更小;

八、最終結(jié)論

如上表對多聯(lián)機與傳統(tǒng)方式兩種加工模式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩種方式均可滿足氣缸零部件生產(chǎn)加工;

根據(jù)某某公司現(xiàn)場抽測各30件（多聯(lián)機與傳統(tǒng)加工方式）數(shù)據(jù)來看，多聯(lián)機各項指標(biāo)較傳統(tǒng)方式更具備一定優(yōu)勢（穩(wěn)定性、CPK、刀具成本等方面）;

建議在購買新設(shè)備及規(guī)劃新產(chǎn)線可以根據(jù)自身能力優(yōu)先考慮多聯(lián)機生產(chǎn);從而保證別加工零件基本尺寸、形位公差穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陶泳，朱文玉 Cpk（過程能力指數(shù)）與Ppk（過程性能指數(shù)），2005

[3]廉元國，張永洪編著.加工中心設(shè)計與應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，1995

作者簡介：蘇斌，現(xiàn)任格力（武安）精密裝備制造有限公司，精密加工分廠副廠長，大學(xué)本科。