提高沖壓效率的生產實踐

文／郭桐·南京依維柯汽車有限公司第一車身廠

提高沖壓效率的生產實踐

文／郭桐·南京依維柯汽車有限公司第一車身廠

郭桐，工程師，沖壓車間技術經理，主要從事沖壓工藝、質量改進及管理工作。

隨著我國汽車行業的迅速發展和人們認識水平的不斷提高，沖壓工藝和模具制造水平也在不斷提高。提高沖壓效率成為汽車制造廠家及零部件生產廠家的重要課題。南京依維柯汽車有限公司第一車身廠主要產品是躍進輕卡系列和重卡系列各種汽車車身、車廂、車架及依維柯系列車廂、廂式車廂。我們通過對目前零件的生產工藝和工裝進行分析，認為可以通過對零件的工序進行改善，減少工裝數量，從而提高了沖壓生產率，同時也能提高產品質量。

減少工序提高效率

我廠部分零件，如：S系列左右前門外板、左右前門內板、左右后門柱上內板等，在拉延工序前有一序落料工序。經分析可在拉延模上進行改進，變為切角拉延模，從而可減少一道工序。以S系列左前門外板零件為例，該零件原工序為：落料→拉延→修邊沖孔→翻邊。經過分析和現場驗證，工藝可以改進，通過機加工和堆焊方式在模具的凹模和壓邊圈之間增加修邊刃口（圖1）實現將落料的工序內容整合到拉延序，將落料工序取消。為保證刃口間隙，在凹模和壓邊圈之間增加導柱組件（圖2）來提高導向精度。改進后工序為：切角拉延→修邊沖孔→翻邊。近年來通過類似方式，我廠共改進此類零件16件，按每個零件年產5萬件計，每年共減少80萬沖次。

圖1 增加修邊刃口

圖2 增加導柱組件

一模多件少廢料復合沖裁

經現場調查，我廠有部分零件，如：S系列左右縱梁加強板、H系列頂內裝飾扣板等，其落料件尺寸要求不高，但生產量大，單件生產效率低。以S系列左右縱梁加強板零件為例，此零件為所有車型的通用零件，左右件共用一副落料模具，每臺車需要用到2個左右縱梁加強板，生產量非常大。該零件原落料工藝一個沖次只能生產1個落料件，通過工藝改善，新開發的落料模具（圖3）一個沖次可生產6個落料件，工作效率是原來的6倍。又如H系列頂內飾扣零件，原工藝為落料沖孔一序完成，一個沖次只能生產1個零件，通過工藝改善，新開發的模具（圖4）一個沖次可生產15個零件，工作效率是原來的15倍。這樣做的同時也將材料利用率提高到最大極限，從根本上解決了技術和生產要求的各種難題，杜絕了模具生產效率低的難題，也達到精益生產和降本增效的要求。按左右縱梁加強板年產量12萬件，H系列頂內裝飾扣板年產量15萬件計算，僅此兩個零件的生產每年可減少24萬沖次。

圖3 新開發的落料模具

圖4 新開發的頂內飾扣模具

模具并裝減少機床占用

模具并裝生產類似于多工位模具生產形式，但不同于多工位模具生產。模具并裝是綜合考慮模具大小、機床噸位、機床臺面等工藝參數將已投產的幾副原本在不同機床上生產的模具一并安裝在同一機床上生產，達到節約機床的目的。而多工位模具是在模具開發時就將多個工序在一副模具內實現。

對于模具并裝，我們所做的是將原來高度不一致的幾副模具通過增加不同高度墊板，變成幾副等高模具（圖5），將這幾副模具安裝在一臺壓機上進行生產，減少了裝模時間和機床占用時間。其中對于一些重量較小，生產頻率較高的幾副并裝模具，為方便安裝和吊運，我們通過增加上下各一塊整體墊板的方式將幾副模具固定在一起，通過這種改進將幾副模具固定成一副模具（圖6）。改進后的模具基本上就是一副多工位模具了。

圖5 增加墊板變成等高模具

圖6 兩副模具形成一副多工位模具

近年來共對24個零件進行模具并裝，生產工序從原來的83個工序減少為48個工序，共減少35個工序。按每個零件年產5萬件計算，每年可減少175萬沖次。

取消托釘縮短裝模時間

根據實際經驗，縮短沖壓線的裝模、換模時間可以直接從改進換模方法著手，也可以從革新設備和工裝入手。針對我廠有些成形深度淺的模具所需要的壓料力不大，原來使用機床托釘作為力源提供成形所需的壓料力。經過分析計算結合模具改造所需的內部空間結構，可將機床托釘取消改為采用聚氨脂、矩形彈簧或氮氣彈簧等彈性元件作為力源的結構（圖7）。這樣在裝模具時就不需要與機床匹配托釘，減少裝模具時間。截止到目前已完成37個零件對應模具的改造。按每次減少裝模具時間10min，每個零件3道工序，每個月使用生產1次計算，則一年可節約10×37×3×12÷60=222小時。相當于1臺機床單班1個月的工時。

圖7 取消托釘采用氮氣彈簧作為力源的模具結構

淘汰落后工藝

頂蓋前爪與前門柱接縫處長期采用銅焊工藝（圖8），不僅人力成本高，質量也難以保證。工廠組織專項改進組對此問題進行攻關，決定對頂蓋模具前爪部位進行改進，將頂蓋前爪刀口進行重新堆焊研配，確保頂蓋前爪與前門柱接縫處縫隙均勻，拼縫寬度3±0.5mm，取消燒銅焊工藝，涂裝在此拼縫涂膠即可。在對小卡單頂頂蓋模具進行改造并裝車驗證取得成功后，分別對小卡排半、小卡雙排、中體單排、大卡單排、大卡排半等6套12副頂蓋模具也進行了改造，取得了顯著的效果。由此車身焊裝減少2名燒銅焊焊工、1名打磨工，年節約人工成本15萬元，年節約銅焊材料費用約6萬元。

圖9 通過改進保證縫隙均勻取消燒銅焊工藝

結束語

提高沖壓效率對提升企業效益有著十分重要的意義，本文結合我廠生產實踐，從減少工序、采用一模多件沖裁工藝、模具并裝、取消托釘裝模和淘汰落后工藝等方面總結了提高沖壓效率的有效方法和生產經驗，均為我廠技術提升提供了技術積累。