沖壓設(shè)備快速換模技術(shù)研究

唐宇　尹德政

摘 要：本文從快速換模技術(shù)的綜述入手，對快速換模技術(shù)在沖壓設(shè)備中的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)論述。結(jié)果表明，應(yīng)用快速換模之后，換模時(shí)間顯著縮短，沖壓設(shè)備的整體利用效率大幅度提高，這有助于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

關(guān)鍵詞：沖壓設(shè)備；快速換模技術(shù)；生產(chǎn)效率

中圖分類號：TG38 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、快速換模技術(shù)綜述

快速換模技術(shù)又被稱為模具快速更換即SMED，該技術(shù)發(fā)源于日本，最初主要應(yīng)用于汽車生產(chǎn)加工制造。該技術(shù)在日本豐田獲得了成功，它能將產(chǎn)品切換時(shí)間從原本的4h縮短至3min，這對豐田汽車生產(chǎn)效率提升起到了巨大作用。我國快速換模研究起步較晚，自上個(gè)世紀(jì)80年代末期沖壓技術(shù)及設(shè)備才開始進(jìn)行研究，同期快速換模也隨之深入地研究。歷數(shù)多年努力，我國在快速換模技術(shù)方面也取得了巨大進(jìn)步，通過該技術(shù)在沖壓工藝中的應(yīng)用，使我國沖壓產(chǎn)能大幅度提高，讓我國沖壓生產(chǎn)過程進(jìn)入到了精益生產(chǎn)階段。

（一）快速換模技術(shù)的作用

SMEDD的全稱為單位時(shí)間內(nèi)即時(shí)換模，它是一種快速且有效的模具切換方法。通過該技術(shù)能夠?qū)⒄谏a(chǎn)運(yùn)行過程中的某一道工序以最快的速度切換至下一生產(chǎn)工序，可以說快速換模的宗旨就是盡最大的可能縮短作業(yè)轉(zhuǎn)換時(shí)間，這一過程中的關(guān)鍵點(diǎn)在于劃定內(nèi)部作業(yè)與外部作業(yè)，并將前者轉(zhuǎn)換為后者，以此來達(dá)到縮短整體轉(zhuǎn)換時(shí)間的目的。

（二）快速換模技術(shù)的基本要點(diǎn)

1 內(nèi)部作業(yè)與外部作業(yè)的區(qū)分。這是應(yīng)用快速換模技術(shù)的基本概念之一，它將整個(gè)換模作業(yè)過程區(qū)分為內(nèi)部準(zhǔn)備、準(zhǔn)備調(diào)整、外部準(zhǔn)備作業(yè)。內(nèi)部準(zhǔn)備是指在沖壓停機(jī)下所能夠作的準(zhǔn)備工作，如模具拆裝等；準(zhǔn)備調(diào)整則是指模具安裝完畢直至首個(gè)合格產(chǎn)品產(chǎn)出過程中的作業(yè)；而外部準(zhǔn)備作業(yè)是指沖壓設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)可以做的準(zhǔn)備工作，如模具修理、工具和材料準(zhǔn)備等等。

2 將內(nèi)部作業(yè)盡可能轉(zhuǎn)換為外部作業(yè)。盡可能將內(nèi)部準(zhǔn)備的各項(xiàng)工作全部或部分轉(zhuǎn)換為外部作業(yè)，借此來縮短機(jī)床設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。

3 對內(nèi)部與外部作業(yè)進(jìn)行同時(shí)優(yōu)化。即對內(nèi)部準(zhǔn)備和外部準(zhǔn)備的作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在不影響正常生產(chǎn)運(yùn)行的前提下，使準(zhǔn)備時(shí)間縮短到最低限度，以此來提高生產(chǎn)效率。

（三）實(shí)現(xiàn)快速換模的基礎(chǔ)工作

1 模具管理：模具庫的規(guī)范化管理，要求做到，模具標(biāo)識清晰完好，嚴(yán)格按產(chǎn)品系列定位，模具編號擺放，模具標(biāo)識上應(yīng)有狀態(tài)欄，標(biāo)明模具狀態(tài)。即便移走模具，標(biāo)識仍然在位，模具回庫能很方便找到原位。

2 模具庫區(qū)域劃分固定，放置區(qū)首位有放置區(qū)模具定位總表，查看總表，能很快找到某模具所在位置，庫內(nèi)設(shè)定待維修模具放置區(qū)，分離出外部作業(yè)狀態(tài)的模具。將耗時(shí)較多的維修調(diào)試模具放在沖壓線外進(jìn)行，維修調(diào)試好經(jīng)檢驗(yàn)合格的模具才放入原位置上去。

3 模具快換的基礎(chǔ)，在很大程度上取決與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)中能決定模具快換時(shí)間的幾項(xiàng)參數(shù)要標(biāo)準(zhǔn)化，不能因?yàn)樵O(shè)計(jì)者的不同和為了節(jié)約模具材料隨意變更，沖壓模具的模具閉合高度，上下模具底板的長、寬、厚，要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)一致，這樣換線時(shí)就無需花費(fèi)很多時(shí)間調(diào)整沖床的閉合高度、調(diào)整夾持上下模具的墊塊等。

4 模具快換作業(yè)，要先拆掉沖床在線的模具，然后再裝上要更換的模具上去，沒有必要的臺車，臺車接受模具面高度與沖床臺面不一致。臺車面不布置推拉省力的滾珠滾柱，要想快速卸下、快速裝上模具，是難以實(shí)現(xiàn)的。臺車數(shù)量配比要按照換線模具數(shù)量的兩倍配備。

5 隨著技術(shù)進(jìn)步，傳統(tǒng)的壓板墊塊壓緊模具的方法被一些先進(jìn)的夾持技術(shù)替代了，一種靠高壓氮?dú)庾鰟恿Φ臍鈮簥A持裝置，在模具快速中能以較快的速度很快將上下模具夾持到位。

二、快速換模技術(shù)在沖壓設(shè)備中的具體應(yīng)用研究

（一）快速換模技術(shù)的關(guān)鍵步驟

1 記錄問題，將換模作業(yè)過程細(xì)分，對細(xì)分段落的人員、工具、拆模，裝模裝夾，調(diào)試，首件檢驗(yàn)動作耗時(shí)等要素進(jìn)行記錄，記錄要完整，即從換線之前最后一件產(chǎn)品下線直至換線后第一件合格產(chǎn)品的產(chǎn)出，如有必要，可用錄像、拍照方式記錄下來更可靠。

2 分析記錄數(shù)據(jù)：按內(nèi)部準(zhǔn)備和外部準(zhǔn)備時(shí)間進(jìn)行區(qū)分，將換模作業(yè)的劃分為內(nèi)部準(zhǔn)備和外部準(zhǔn)備兩大類。為了換模后模具沖壓正常，應(yīng)當(dāng)在換模前進(jìn)行模具檢查填寫點(diǎn)檢表，強(qiáng)調(diào)以優(yōu)質(zhì)的外部準(zhǔn)備工作質(zhì)量，減少內(nèi)部準(zhǔn)備時(shí)間。

3 去除內(nèi)部準(zhǔn)備時(shí)間浪費(fèi)。該步驟的主要目的是將內(nèi)部準(zhǔn)備時(shí)間中浪費(fèi)消除掉，達(dá)到縮短換模時(shí)間的目的。常用的方法有：平行作業(yè)法、旋轉(zhuǎn)式一次鎖定法、工具放置位置統(tǒng)一法、改良設(shè)置等等。

4 內(nèi)部細(xì)分、該步驟主要目的是最大縮短換模時(shí)間。通過對內(nèi)部準(zhǔn)備作業(yè)的細(xì)分，將整個(gè)作業(yè)過程分解為若干個(gè)環(huán)節(jié)，再將其中近似的環(huán)節(jié)合并，以此來縮短換模時(shí)間；其次，通過模具的高度標(biāo)準(zhǔn)化，減少調(diào)整和調(diào)試時(shí)間，進(jìn)而縮短換模時(shí)間。

（二）快速換模技術(shù)在沖壓設(shè)備中的具體應(yīng)用

為了便于本文的研究，以某沖壓車間的沖壓工段為例，對快速換模技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行論述。該沖壓工段的壓力機(jī)擔(dān)負(fù)生產(chǎn)多個(gè)車型的保險(xiǎn)杠、頂棚以及車身部件，由于品種多換模頻率就相對較高。在對原換模過程進(jìn)行現(xiàn)場觀察并進(jìn)行記錄后發(fā)現(xiàn)，內(nèi)換模時(shí)間共計(jì)1120s，外換模時(shí)共計(jì)925s，合計(jì)2045s，整個(gè)過程約為34min左右，時(shí)間相對較長。原換模采用串行作業(yè)方式，在設(shè)備停機(jī)后才準(zhǔn)備工具，造成大量時(shí)間浪費(fèi)，浪費(fèi)體現(xiàn)在：其一，需要更換的模具擺放的雜亂無章，尋找模具花費(fèi)很長的時(shí)間；其二，人員工不明確，作業(yè)缺乏規(guī)范；其三，沒能很好地將內(nèi)部換模與外部換模進(jìn)行分離，全部作業(yè)基本都是在壓力機(jī)停機(jī)之后完成，設(shè)備利用效率大幅度降低；其四，作業(yè)現(xiàn)場的布置缺乏合理性，新模具取出直至設(shè)備旁所花費(fèi)的時(shí)間較長；其五，壓力參數(shù)的調(diào)試反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致大量的工時(shí)浪費(fèi)。為了提高生效率，應(yīng)用快速換模技術(shù)對現(xiàn)有的問題進(jìn)行改善。endprint

1 內(nèi)外分離。改善前的換模的停機(jī)時(shí)間約為34min，這就相當(dāng)1臺設(shè)備在1個(gè)月內(nèi)有3d為空轉(zhuǎn)時(shí)間，為了改善準(zhǔn)備工作在停機(jī)后才開始，換模等待時(shí)間較長，，對員工崗位進(jìn)行分工調(diào)整，并在班組內(nèi)設(shè)置固定崗和移動崗，前者只負(fù)責(zé)內(nèi)換模作業(yè)，而后者則主要負(fù)責(zé)外換模作業(yè)，這樣一來內(nèi)外換模完全分離。經(jīng)過調(diào)整之后每次換模的時(shí)間從原本的34min縮短至15min左右，極大程度地提高了壓力機(jī)的利用效率。

2 縮短外換模時(shí)間。為了壓縮外換模的時(shí)間，采取以下方法對作業(yè)過程進(jìn)行改進(jìn)：首先，繪出模具定置圖，讓換模員工可以快捷無誤地找到模具，不但節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，還提高了作業(yè)效率；其次，由領(lǐng)班根據(jù)壓力機(jī)參數(shù)編制排產(chǎn)表，交給作業(yè)員工，讓生產(chǎn)信息透明流暢，使員工心中有個(gè)計(jì)劃，有利于節(jié)省作業(yè)時(shí)間；另外通過對現(xiàn)場布局進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，減少過程品以及物料搬運(yùn)和等待時(shí)間，這樣便可以間接減少換模時(shí)間，壓力機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率自然會有所提高。

3 縮短內(nèi)換模時(shí)間。為避免內(nèi)換模時(shí)間的浪費(fèi)，可以采用十字定位的目視化方法，在工作臺及每一套模具上都做好相應(yīng)的標(biāo)記，這樣便可以實(shí)現(xiàn)模具更換一次性到位，有效解決了反復(fù)起吊調(diào)整位置引起的時(shí)間浪費(fèi)問題。

結(jié)語

綜上所述，通過快速換模技術(shù)的應(yīng)用，換模時(shí)間較之以往縮短了19min左右，整個(gè)換模過程只需要不到15min便可完成，這極大程度地提高了該沖壓工段壓力機(jī)的利用效率，這為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在未來一段時(shí)期，還應(yīng)當(dāng)不斷加大對快速換模技術(shù)的研究力度，爭取在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步縮短換模時(shí)間。

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