身處行業(yè)內(nèi)的企業(yè)和從業(yè)人員，必須要思考我們的工藝能否跟上這輪變革。有的企業(yè)需要建立全新的制造產(chǎn)線，有的需要對現(xiàn)有產(chǎn)線進行升級改造，不同類型的工藝手段和信息化、自動化的先進技術(shù)，形成了新的沖擊。我們必須要冷靜分析、大膽決策、合理規(guī)劃，才能適應(yīng)變革，取得新的增長機會。針對這個問題，我們可以從以下幾個方面，進行思考和決策。本文將針對不同產(chǎn)品進行詳細分析。首先，我們說一下圓柱齒輪工藝規(guī)劃思路。
一、產(chǎn)品需求及產(chǎn)線定義
首先，要對產(chǎn)品自身進行精確規(guī)劃，一般一條產(chǎn)線的壽命最少需要運行十年以上，因此就要在初始階段，對于十年內(nèi)的產(chǎn)品規(guī)劃有一個清晰的掌握。必須明確產(chǎn)品的尺寸、結(jié)構(gòu)、精度，預(yù)計產(chǎn)能，以及后期需求的可能變化情況，對自己的產(chǎn)線有一個清晰定位。在這方面，有的企業(yè)做的不到位。以中等模數(shù)的汽車齒輪產(chǎn)線為例，一般一款變速箱或者驅(qū)動橋，其適配的車型會比較明確，后期整車改款或升級時，動力總成升級會間隔一代，也就是至少有5年時間。年產(chǎn)量一般是在10萬套以上，因此，我們就需要明確其內(nèi)外徑尺寸范圍、模數(shù)范圍、精度要求，一般內(nèi)外徑不會超過300mm，模數(shù)一般在2-6mm，成品精度在6-8級之間，這也是國內(nèi)價格戰(zhàn)最激烈的產(chǎn)品范圍。對于設(shè)備來說，就需要選擇性價比較高的產(chǎn)品。正常齒輪產(chǎn)品生產(chǎn)流程一般為車削、滾齒、拉齒、插齒、熱處理以及熱后磨削。
對于工程機械和農(nóng)機行業(yè)來說，一般單個型號的整機年市場容量都不大，最多一年3-5萬臺。但是，其規(guī)格系列較多，以拖拉機為例，2023年我國功率在100馬力及以上的大型拖拉機產(chǎn)量為10萬臺左右，25馬力以下的小型拖拉機產(chǎn)量為16.9萬臺，但是分屬于幾十家有規(guī)模的主機廠，不如乘用車市場主流車企一個月的銷量?；谶@種情況，我們就需要充分考慮使設(shè)備規(guī)格能夠兼容所有機型，且盡量通用化、換型快捷方便，盡可能減少積壓在制及設(shè)備利用率不均衡。
二、熱前加工工藝規(guī)劃
通常我們就需要將熱前加工做成一個自動化產(chǎn)線，熱后磨削和磨齒一個自動化單元，盡可能實現(xiàn)高效低成本生產(chǎn)。車削設(shè)備，選擇余地較多，一般是選擇國產(chǎn)成熟的浙江海德曼、沈陽機床、寶雞機床，以及日韓的馬扎克、威壓，臺灣品牌油機、友佳等，最好搭配發(fā)那科、ABB、KUKA、安川等上下料機器人，或者是桁架機械手，滾齒機可選擇余地也很多，隨著磨齒工藝的普及，對于外齒輪，熱前滾齒精度的要求一般在7級左右即可，并且普遍采取高速干切滾齒工藝，在這方面，國產(chǎn)設(shè)備需要選擇相對成熟的秦川、南京二機床、重慶機床等老字號廠家，或者是民營新勢力浙江陀曼、浙江佳雪、中山邁雷特等，最好選用直驅(qū)高速型號，使用粉末冶金高速鋼滾刀或整體硬質(zhì)合金滾刀，盡可能提升生產(chǎn)節(jié)拍。不差錢的，或者是可以用來裝門面的，直接一步到位，滾齒選擇格里森、日本尼得科、韓國SNT等國際品牌，至于相關(guān)的倒棱設(shè)備、工裝、自動檢測設(shè)備等，也可以根據(jù)實際需求進行匹配。目前根據(jù)測算，中等模數(shù)盤形圓柱齒輪熱前一組整線投資，純國產(chǎn)設(shè)備一般可以控制在人民幣600萬以內(nèi)，若選擇進口滾齒設(shè)備，一般可控制在人民幣1000萬以內(nèi)。
至于內(nèi)齒輪加工，一般采用的是插齒、拉齒、車齒工藝。插齒工藝成本較低，但是相對來說效率也低，是一種傳統(tǒng)的內(nèi)齒加工方法，適應(yīng)性強，可以將退刀槽做的很小，并且適合于盲孔的內(nèi)齒加工。對于螺旋內(nèi)齒，就需要匹配斜齒功能的插齒機來滿足需求。目前插齒機進口品牌不多，國內(nèi)常用的一般是宜昌長機科技、南京二機床等。拉齒加工是一種低成本、高效率的加工工藝，一般用在模數(shù)3mm以下的通孔，這個工藝最大弊端就是刀具成本較高。拉床設(shè)備國內(nèi)主要以湖南長沙地區(qū)的南方拉床、長沙思勝、浙江暢爾拉床，國外高端的Klink在一些大企業(yè)中也有應(yīng)用。
車齒加工是很久以前就發(fā)明的一種加工工藝，在21世紀又隨著數(shù)控技術(shù)、刀具技術(shù)和工藝仿真技術(shù)又重新煥發(fā)活力。車齒加工的優(yōu)點主要是內(nèi)外齒都可以加工，且可以將毛坯車削和齒面加工集成到同一臺設(shè)備，柔性較高，生產(chǎn)效率也較高。但是，車齒加工目前的主要問題還是集中在刀具設(shè)計復(fù)雜、相關(guān)技術(shù)國內(nèi)裝備產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，設(shè)備成本較高，隨著國產(chǎn)設(shè)備的不斷進步，車齒工藝將不再是高高在上。Gleason、EMAG、Pittler、Profilator、Liebherr、研一、等國際廠商，在國內(nèi)占有率較高，但是重慶機床、秦川機床、浙江勞倫斯等廠商，正在補足短板，迎頭趕上。
大規(guī)模批量生產(chǎn)線，對于關(guān)鍵尺寸及關(guān)鍵質(zhì)量特性，最好采用自動測量、自動數(shù)據(jù)收集模式，國內(nèi)齒輪產(chǎn)線熱前自動檢測的參數(shù)一般為齒坯定位面的尺寸、齒面公法線尺寸、齒圈跳動以及軸臺的尺寸等。接觸式測量設(shè)備以雷尼紹、無錫恩梯、秦川思源、中原量儀、哈量、成量、重慶機床等廠家為主，非接觸式和藍光掃描設(shè)備甚至是視覺檢測設(shè)備，在高端的齒輪生產(chǎn)線也開始逐步使用，如基恩士、海康威視等。
三、對于數(shù)字化和智能化的正確理解
智能化和數(shù)字化的基礎(chǔ)，是穩(wěn)定的生產(chǎn)設(shè)備、穩(wěn)定的加工刀具、穩(wěn)定的原材料一致性以及穩(wěn)定的管理模式。盲目的追求高大上，往往會出現(xiàn)水土不服，以及投入產(chǎn)出比不符等問題。如果企業(yè)為了追求自動化、智能化和數(shù)字化，不顧原材料穩(wěn)定性差以及員工不嚴格保養(yǎng)維護設(shè)備等實際現(xiàn)狀，收集的數(shù)據(jù)往往是一堆沒有價值的數(shù)據(jù)，產(chǎn)品換型時，在生產(chǎn)線初始建立的一些尺寸合格標準、節(jié)拍模型、工序工時等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，又需要花費大量資源進行維護，得不償失。同時，由于采用了昂貴的IOT設(shè)備以及檢測設(shè)備，投資成本較高，還得花大力氣其伺候和照顧這些硬件，無形中增加了負擔(dān)，只圖了一個表面的光鮮亮麗。
到底要不要帶自動化?得根據(jù)實際需求，盲目的自動化，會喪失靈活性。另外，信息化的基礎(chǔ)不一定非得是自動化，如單機設(shè)備IOT信息收集手段較為完善，且搭配上一個適合自己企業(yè)運行狀態(tài)的MES，同樣可以實現(xiàn)精細化管控。對于信息化和數(shù)字化建設(shè)，關(guān)鍵是要掌握主動權(quán)，對于自己擅長的領(lǐng)域和工序，盡量還是要自己去做規(guī)劃，設(shè)備選型;也可以通過多方調(diào)研、考察。邀請潛在供應(yīng)商進行深入溝通，了解行業(yè)內(nèi)最新設(shè)備、工藝、刀具等多方面信息，進行綜合判斷。避免盲目投資，也避免投產(chǎn)即落后。