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混合式加工系統可以讓汽車零部件制造商隨著需求的增加逐漸提高產能，而不會打亂整個工廠的生產節奏。

參觀任何一家汽車生產工廠，你一般會看到一些常見的生產設備，從組合機床到柔性化的加工中心系統。現在，一種新的加工系統正在汽車生產車間中悄然出現。

柔性混合式加工系統由靈活的組合機床和重型臥式加工中心組成。加工中心在該系統中主要完成大部分的加工任務，而其他專用機床主要負責一些關鍵的精加工。

混合式加工系統的最大好處就是可以讓制造商隨著需求的增加逐漸提高產能，而不會打亂整個工廠的生產節奏。此外，制造商還可以很好地控制設備的投入，以較低的產能開始工廠的初期運轉。這就是密歇根州Redford地區一家戴姆勒公司——底特律柴油機公司（Detroit Diesel Corporation）所采取的策略。

Heller機床公司提供的混合式加工系統幫助底特律柴油機公司
提高了柴油機氣缸體加工的效率

針對其新型DD15重型發動機平臺，底特律柴油機公司分三個階段共投入幾百萬美元，購買了柴油機氣缸體的加工設備，其中即包括一個混合式的加工系統。這種全自動龍門加工系統負責加工該工廠1200磅特殊牌號的鑄鐵柴油機缸體，共分十個加工步驟，完成后即可進行組裝。整個加工系統包含幾臺重型臥式加工中心、一個可更換刀頭數控加工中心和一些靈活的組合機床。通過該系統，底特律柴油機公司可以在不對設備進行調整的情況下生產多達32種不同的發動機型號。

在項目啟動初期，底特律柴油機公司產品開發部認為有必要在所有型號的缸體上都確定下來相同的定位和裝夾點。最終，他們從加工的可行性上設計了DD15發動機。

為了推進該項目的進展，底特律柴油機公司還與Heller機床公司建立了合作。底特律柴油機公司生產管理經理David Mitchell表示，Heller公司在整個項目中扮演了重要的角色，尤其在具有相同定位和裝夾點的11L、13L和15L發動機加工可行性的設計上起到了不可或缺的作用。以上這幾款發動機缸體都可以采用相同的夾具，這對同一型號產品產量的管理非常關鍵，同時還可以讓底特律柴油機公司在同一生產線上生產不同型號的產品。

該混合式加工系統中最主要的設備是Heller MCH-400D臥式加工中心，可以在同一加工系統中針對棱柱形工件直接上下料。這款設備的加工區域可以容納1.45米長直徑達1.68米的加工工件。

在發動機缸體第一步加工中，Heller加工中心對曲軸半圓孔進行銑削，對前后面、底面和軸承蓋面進行粗銑，還負責鉆孔。然后Heller HCS 450D采用組合銑刀對發動機缸體隔壁進行銑削。在混合式加工系統的同一區域，一臺Heller柔性自動生產線緊接著對缸體耳軸的后端進行面銑。在這一關鍵加工操作中，采用角度頭端銑刀。

汽車制造商越來越多地采用數控加工中心（上）和組合機床（下）
來進行發動機的生產，前者可以滿足于需要經常變動的加工，而后者用于改變不多的加工。

Mitchell表示，Heller加工系統的一個好處就是在缸體隔壁粗銑這一關鍵加工中采用了可更換刀頭的銑床。這樣在進行刀具更換的同時機器還可以繼續運轉，這樣就增加了生產效率。Mitchell還表示其他設備供應商曾經建議采用一種專用設備，但是在更換刀具時還是要停掉機器。

接下來的六個缸體加工工序由臥式加工中心完成，由Liebherr龍門吊完成上下料。為了保證公差和工件的規格，Heller采用了將尺寸較大的棱柱形缸體工件擺放到加工中心中按順序進行加工的方式。

接下來，缸體工件被輸送到另外一臺MCH-400D機器上進行氣缸水套的精加工、氣缸頭和法蘭面的粗銑、法蘭孔徑的平底鏜鉆、以及氣缸內徑的粗鏜。

關于氣缸內徑粗鏜的加工，Mitchell指出Heller公司提供的標準加工中心帶有一個U軸刀具激活裝置，可以對缸體水套進行底部切削。他指出其他供應商的設備沒有提供這樣一個功能。

接下來，一臺MCH-400D設備在氣缸頭和底面鏜孔并攻絲，然后對底面和軸承蓋安裝端面進行精銑，接著槍鉆主機油孔并對側端襯套進行精銑。

接下來，機油孔通過槍鉆方式完成，底面完成鉆孔、攻絲和平底擴孔鏜鉆。在Op 70工序中，缸體左右兩邊完成鉆孔、鉸孔和攻絲。在該系統的最后一個加工區域，缸體前后面完成鉆孔、攻絲及鉸孔，此外采用角度頭球頭銑刀進行倒角加工。

Heller柔性自動生產線接下來完成余下的加工。自動生產線采用柔性化的可配置設備單元，安裝在標準的設備上。Heller將這些單元的界面進行了標準化，這樣與工件相關的單元，如刀架和夾具，在整個加工過程中都可以得到使用。此外這些自動生產線還有一個特點就是采用了自供給的控制站，采用分散控制原則。

Heller公司的柔性自動生產線的設計理念是可以通過程序的設定對機床進行重新配置，這樣可以給用戶帶來較低的整體擁有成本。Heller表示，整體擁有成本不僅要考慮設備最初的資產投入，還要考慮整個使用周期內設備的維修和保養成本。而且減少停機時間也非常重要。

在缸體加工的倒數第二個工序Op120中，柔性自動生產線采用同軸多孔鏜桿對曲軸孔進行精鏜而獲得推力軸承面，同時完成對孔徑直徑的測量。另外一條柔性自動生產線對缸體前端面進行精銑加工，接著傳送設備將缸體輸送到下一個加工設備——MCH-400D，對法蘭端進行平底鏜鉆、鉸孔并測量。

在最后一步工序中，柔性自動生產線對缸孔進行精加工及測量，對耳軸進行端面銑削，同時加工出水槽。至此，缸體即可進行組裝了。

據底特律柴油機公司制造總監Joerg Sieverding表示，公司發現他們的組合加工線與Heller系統相比，不僅在柔性生產方面，在整個車間環境方面也有很大的差異。

“缸體加工區域的污染越少越好，因為發動機組裝就在Heller加工設備的邊上。我們以前從來沒有想過要這么做。但是所有設備布局都非常緊湊合理，”Sieverding說。

Mitchell還表示將加工和組裝放在同一區域從長期來看也會帶來好處。整個布局可以節省時間，組裝人員站在其工作位置就可以看到缸體是否在加工，因為他們可以看到缸體在生產線上的情況，相距大概只有40-50米，測量站也抬頭即見。此外，所有操作人員都在統一站在設備的一側，減少了叉車進入生產區域的次數。

底特律柴油機公司與Heller的合作卓有成效，這主要在于雙方進行了深入的溝通和交流。“達到這樣的效果，你需要一個愿意幫助你設計出滿足你要求的合作伙伴，一個愿意提出建議的合作伙伴。”Mitchell由衷表示。