汽车法兰盘柔性生产线的设计

汽车法兰盘作为汽车制造和组装的不可或缺零部件，在产能上相对自动化汽车生产线来说不高，对于汽车生产线的组装达不到要求。因此在汽车法兰盘生产产能低下和生产效率不高的背景之下，为了解放人力资源，减少工人的劳动强度，利用多台自动机床和专业的相关设备，通过自动输送装备和制造装备，以计算机为核心，建立柔性生产线，为汽车法兰盘制造加工上提高效率，为自动化制造设备的普及和发展铺路。

一、汽车法兰盘的产品结构和连接方式

法兰盘简称法兰，结构相对较为简单，如图一所示，主要是盘状结构，在中心及四周进行部分开孔，主要是为了连接其他零部件所用，穿孔的部分是为了起到与螺栓连接的作用。

图一

法兰之间的连接主要是将两个器材分别固定到法兰上，再将两个法兰之间加入法兰垫，最后在穿孔出用螺丝拧紧，达到最终连接的效果。因为其使用方法上非常轻松方便，因此在生活中有着广泛的应用，主要在汽车的传动和动力结构方面有着重要作用。除了孔状结构外，有的法兰还会存在开槽，也就是我们常说的键的结构，通常键的结构在汽车中都是与传动轴连接的，是整个汽车的动力源泉。因为汽车法兰盘主要作用在动力结构和动力输出上，工作环境较为恶劣。因此对于整体的质量要求较高。在生产过程中由于目前自动化程度不高，人工加工的方式对于质量的把控不是很到位。对于法兰的生产和制造方面也会有更高的要求和需求。因此设计法兰盘的柔性生产线是较为重要和需要解决的问题[1]。

二、现有生产线路存在的问题

法兰盘现有的生产方式，因为人工投入占比较大，会造成人工资源的浪费，而且因为人工生产和人工操作在整个生产过程中的劳动强度大，对于整个的生产环节给工人带来极大地不便利，生产环境不符合要求也更加大了生产难度，对于整体生产效率带来考虑了很大影响。因为没有实现生产上的自动化，法兰盘的质量和相关力学性能没有的得到保障，对于整个质量没有更好的监管。法兰盘成品的产量无法满足汽车等相关生产企业的需求，对整个市场的运作上会有一定程度上的影响。

三、柔性生产线路设计思路

（一）设计思路

在整个的柔性生产线上，保证整体的自动化产线合理运行，需要对整个产线的生产流程和生产工艺进行重新设计，在保质保量的完成生产工作的同时，对生产效率有进一步的提高，使得工人的劳动状况得到彻底改善。设计思路上主要对产品的质量要有一定保障，自动化程度下的生产线也要保证产品质量。柔性生产线主要有控制总台，也就是计算机，搭配上相关的生产机械主要是专用机床，在运输和运送上和自动产线结合起来，从生产到输送上都联系起来，形成真正的自动化产线[2]。但是由于法兰盘是金属结构，且在使用环境上对于质量和硬度的要求很高，因此会在生产过程中对法兰盘进行热处理，保证它的硬度和相关力学性能。因此在自动化生产线中又会出现热处理前和热处理后两种不同的生产工艺。

（二）生产的工艺流程

生产工艺流程上，基本都是依靠计算机进行总控，自动化的输送结构和相关的专用机械和专业机床互相配合，对法兰盘进行工艺上的处理。其中分为在法兰盘进行热处理前的工业流程和进行热处理后的工业流程，这两个工艺是不同的，需要进行区分。首先在法兰盘进行热处理之前，要进行人工下料，对于毛坯料要加工到成品需要对毛配件进行机床上的操作，比如车床对法兰盘的进行车削，铣床对螺纹进行打磨，最后通过自动输送结构将毛配件运送至热处理进行淬火。在进行完热处理之后的法兰盘，力学性能会更好，因此对于淬火之后的法兰盘要进行进一步加工就需要新的工艺流程，主要分为下料，将热处理之后的毛坯料也可以称为半成品了，送入自动输送结构中，对其进行车削处理，相关的毛刺也要进行更精细的加工，尤其是钻孔和沟槽的加工，需要更精细的处理。在加工完成之后，送入检测结构对整个法兰成品的质量以及工艺性能进行检测，确保整个质量符合标准。在加工中需要注意到的问题就是相关的操作流程不要混淆，因为热处理之前的毛坯件的外形和硬度需要先进行车削，热处理之后力学性能改变，在淬火中改变了力学性能，因此进行精细加工会提升生产效率。

（三）质量检测及其相关辅助结构

法兰盘的尺寸和质量在生产过程中是需要注意的重要问题，尺寸和力学性能直接决定着法兰盘是否能进行使用，不符合标准的直接就会被定义为废料。因此对于生产过程中的监控十分必要，在对应的工艺流程中加入检测点，对于整体的质量进行有效把控[3]。检测上可以进行细分为两种，进行全部检查，和成品抽检，最大程度的对质量和尺寸问题进行控制和监管，减少产品不良率。在生产过程中的其他相关辅助机构也需要和生产线进行紧密配合，来达到自动化生产的目的，完善整条柔性生产线。辅助设备上主要包括切削的清理设备、相关传送的物流设备、热处理结构、存料仓库等。清理设备主要是对金属切削产生的废料进行清理，对金属切削液的加注提供保证，传送设备就比较简单了，主要是物流输送设备和传送带，对于毛坯料和半成品在整个生产线的传送起到重要作用，必要时需要人工与其进行配合。热处理结构主要是对法兰半成品进行淬火，改变其力学性能，更好的完成法兰的质量任务保证，存料仓库进行的任务就相对比较简单，主要是毛坯件和完成品进行存放，环境一定不能有污染，以免对法兰质量产生负面影响。相关辅助结构和整体生产线的紧密配合，才能实现整条生产线的自动化模式，对于解放生产力和提高产能和生产进度，以及生产效率有着密不可分的联系。

（四）计算机控制系统

整条自动化生产线上，最核心的部分就是计算机系统对于整条柔性生产线的控制，合理有效的控制好每一个结构的相关工作，是保证整个生产线顺利完美运行的必要保障，对控制系统设计分为自动和手动两种，自动控制上，对整个程序进行顺序化运行，保证基础的设施正常运作，手动是在自动的基础上进项手动控制的加入，方面对操作流程进行手动干预和改变[4]。更好的为整体生产线进行服务。保障自动化生产线的可行性。

结束语

提高法兰盘的生产效率对于汽车行业发展有着重要的促进作用，自动化的生产方式和生产结构对于人工资源的节省也是有一定的助推作用。自动化生产的实现对于工人的工作环境和劳动强度都有极大的改善。控制法兰盘的产品质量问题上也有着相关优势。柔性生产线主要是考自动化实现产品的生产问题。因此在自动化控制系统的运用和设计会有着相关难度。但是对于整体的产品质量和生产效率是正向的促进作用。