淺析國產(chǎn)壓力機生產(chǎn)線項目規(guī)劃2011.7.9

淺析國產(chǎn)壓力機生產(chǎn)線項目規(guī)劃閆占海楊建永李棟長城汽車股份有限公司（河北保定）引言隨著近幾年國內(nèi)汽車行業(yè)的快速發(fā)展，國產(chǎn)鍛壓設備的技術水平也隨之提升，國內(nèi)鍛壓設備制造商已經(jīng)具備提供國際先進水平自動化壓力機生產(chǎn)線的能力。盡管如此，國產(chǎn)壓力機在整體制造水平上與國際著名品牌壓力機比較仍然有一定差距，尤其是制造細節(jié)上不夠精細。汽車企業(yè)在選用國產(chǎn)壓力機生產(chǎn)線時，如何保證壓力機設備的優(yōu)良性能，滿足工藝需求，值得關注。一、如何保證壓力機設備液壓、氣動系統(tǒng)質量。附表一：以下附表一、附表二是某國產(chǎn)壓力機生產(chǎn)線實施過程中所發(fā)生的設備問題統(tǒng)計分析：附表一：壓力機線設備問題統(tǒng)計表設計問題安裝問題調試問題27816附表二：附表二：壓力機線安裝問題統(tǒng)計表液壓系統(tǒng)問題氣動系統(tǒng)問題機械類問題電氣類問題23271315根據(jù)以上問題統(tǒng)計、分析，我們可以看出國產(chǎn)壓力機在整體結構、性能、壓力機精度方面是有保障的，主要問題就是安裝問題，而安裝問題主要發(fā)生在液壓與氣動系統(tǒng)安裝過程中，通過對液壓、氣動系統(tǒng)安裝的問題仔細分析，主要是因為安裝過程中不規(guī)范造成的。設備安裝隊伍良莠不齊，多數(shù)安裝工人屬于臨時工人，技能水平較低，操作不規(guī)范，從而導致設備調試過程中液壓、氣動系統(tǒng)跑、冒、滴、漏等問題頻頻發(fā)生。如何加強設備管理，避免液壓、氣動系統(tǒng)問題數(shù)量，是國產(chǎn)壓力機設備項目實施過程中必須要解決的問題。提高壓力機液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性要從液壓系統(tǒng)設計、制造、裝配、現(xiàn)場安裝、試驗等幾個方面入手。1.1設計階段我們要選擇合理的液壓系統(tǒng)方案，盡可能的選擇質量可靠、性能穩(wěn)定的液壓元件品牌，合理選擇密封圈型號、品牌。并應該制定屬于本企業(yè)自己的液壓系統(tǒng)標準，企業(yè)標準是保證壓力機設備液壓系統(tǒng)質量的基本條件，企業(yè)液壓系統(tǒng)標準能夠指導設備設計、制造、裝配、安裝、試驗等整個項目過程。1.2制造、裝配階段液壓系統(tǒng)尤其是管路的布置應該盡可能的在設備制造廠家工廠內(nèi)完成，減少在設備安裝現(xiàn)場的工作量，液壓管路敷設前應先進行局部預裝。1.3現(xiàn)場安裝階段液壓、氣動管路系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝時要加強質量控制，嚴格按照有關標準施工，安裝前應細化安裝用圖紙，明確各部分管路走向，管路排列要整齊，禁止管路安裝過程中的隨意性，嚴格控制管路安裝出現(xiàn)交叉、扭轉、斜穿等不合格的管路安裝布置。1.4壓力試驗階段液壓、氣動系統(tǒng)管路敷設后應進行液壓試驗，保證液壓、氣動系統(tǒng)的可靠性，對于壓力試驗不合格項要及時整改。二、采用數(shù)控液壓墊提高產(chǎn)品拉伸質量汽車車身沖壓鋼板厚度一般在0.5-3.0mm左右，屬于薄板沖壓加工，在薄板深拉延過程中,合理范圍內(nèi)的壓邊力是保證拉延材質合理流動,避免出現(xiàn)拉延褶皺、拉延開裂等缺陷必要條件。傳統(tǒng)純氣式氣墊主要由氣墊缸與儲氣罐組成。以壓縮空氣為工作介質。在拉延初始階段,壓力波動非常大,容易造成工件報廢。而且純氣式氣墊在一個工作行程中只有一種壓力設定,在拉延行程中氣墊中的空氣被壓縮進入儲氣罐,在由氣墊和儲氣罐組成的系統(tǒng)內(nèi),空氣壓力會逐漸升高,不能為工件提供不同變形階段所需的不同壓邊力（圖1）。數(shù)控液壓墊以液壓油為工作介質,工作時壓力變化平穩(wěn)。數(shù)控液壓墊具有預加速功能,可讓上下模具以非常小的相對速度結合,從而避免拉延初始階段的壓力沖擊,有效保護工件（圖2、圖3）。圖4是某數(shù)控液壓墊拉伸行程中油缸力狀態(tài)的檢測，從中可以看出其工作時壓力變化平穩(wěn)。使用數(shù)控液壓墊可以隨意確定拉伸墊行程“壓力線”———從模具接觸開始,在整個拉延過程中可進行壓力和位置的控制,壓力線可在行程中從線性到數(shù)字性階梯變化,可在系統(tǒng)中預設步驟,使液壓墊噸位根據(jù)工藝需要變化。這樣成形凈壓力將會提高,因在行程中壓力機不必抵抗恢復整個氣墊噸位。由于在工件的各個位置及行程的每一階段都可提供不同的壓力,從而更適合復雜工件材料的塑性流動特點,確保生產(chǎn)出合格工件。數(shù)控液壓墊與氣墊相比主要優(yōu)勢如下：①、減小了系統(tǒng)布置的體積，提高了系統(tǒng)的工作壓力。②、提高工件的拉伸質量：四個油缸的壓邊力是可調的，對于復雜零件的成型非常關鍵。③、延長設備的使用壽命（模具，壓力機本體），有預加速功能，相對接觸速度約～50mm/s。④、提高工作效率。有預加速功能，下模回程方式可編程控制，配合機械手抓取。三、采用濕式離合器提高生產(chǎn)節(jié)拍圖5是某型號的濕式離合器/制動器和某型號的干式組合離合器/制動器的容許接合頻率比較：設備參數(shù):F=600噸,上死點以上工作高度=12mm,偏心軸半徑=150mm,連桿長度=1010mm,偏心轉速=401/min,離合器轉速=4281/min,所需的接合頻率=301/min,轉動慣量=22,5kgm2與干式離合器/制動器相比，濕式離合器/制動器有以下優(yōu)點：提高每分鐘接合次數(shù)，提高生產(chǎn)效率離合-制動轉換時間短制動角穩(wěn)定運轉噪音低自身轉動慣量低沒有磨損造成的粉塵污染濕式離合器與干式離合器比較具有明顯的優(yōu)越性能，能夠提高壓力機單次行程頻次，尤其是在壓力機主要使用單次行程工作模式下，能夠提高沖壓自動化生產(chǎn)線工作效率。四、如何提高壓力機自動化換模效率隨著消費者需求的多樣性、汽車車型更新速度的加快，原有的大批量生產(chǎn)沖壓生產(chǎn)線正向小批量多品種轉變，這就要求沖壓生產(chǎn)線提高自動化換模效率，提高自動化換模效率。通過對下面的壓力機自動化換模流程分析，我們可以通過改進自動化換模流程、縮短分部動作時間來縮短自動化換模時間，通過改進，壓力機單機自動化換模時間可以從原來的5分鐘提高到4分鐘左右。進壓力機自動化換模流程，節(jié)約自動化換模時間：自動化換模流程如下（圖6）：改進后的自動化換模流程如下（圖7）：以上流程改進描述：滑塊向上到達上死點后，工作臺放松與柵欄升起同時動作，工作臺放松并且柵欄升起條件同時具備的條件下，左右工作臺同時開動，當工作臺移動完成就位后，工作臺加緊與柵欄落下同時動作，當工作臺加緊、柵欄落下同時具備條件，并且滑塊調整完成后，滑塊開始下降。通過改進流程可以節(jié)約柵欄升起、落下時間（工作臺放松、加緊時間遠大于柵欄升起、落下時間）。②縮短分部動作時間來縮短自動化換模時間通過以上流程分析，可以通過減少部分動作時間來縮短自動化換模時間，例如減少壓力機移動工作臺移動時間、減少工作臺加緊放松時間、減少滑塊調整時間等。但是縮短流程時間需要對壓力機部分結構或系統(tǒng)進行改造，而目前國產(chǎn)壓力機技術比較成熟，不建議通過縮短流程時間來提高自動化換模效率。但是可以通過以下方式提高自動化換模效率：1）做好線外模具清洗，模具在線保養(yǎng)時間縮短到0；2）上一工件生產(chǎn)過程中做好下一工件自動化換模準備工作，包括模具參數(shù)調用、模具準備狀況檢查等等。五、提高整線防護裝置的隔音、防塵性能沖壓生產(chǎn)線噪音高達90Db以上，局部區(qū)域甚至達到100dB（A）以上，噪音污染嚴重，而壓力機整線封閉裝置（圖8）能夠降低沖壓生產(chǎn)時的噪音，并能夠防止灰塵進入模具、板料內(nèi)部，保證工件品質。在規(guī)劃沖壓生產(chǎn)線時，應注意以下方面：整線封閉的完整性：全封閉應該完整，應注意整線封閉與壓力機、地面、基礎蓋板等聯(lián)結部位的封閉效果，不應在聯(lián)結部位留有縫隙，保證封閉隔音方程效果。隔音板之間應該涂有密封膠。在隔音墻上適當位置安裝由雙層玻璃制作的觀察窗。吸音材料的選擇：如圖8所示為隔音板基本組成結構，從圖中可以看出，隔音板共有5部分組成，噪聲通過穿孔板的小孔進入吸音材料，一部分通過吸引材料的振動將能量轉化成熱能消耗掉，另一部分被外層的鋼板隔絕，達到吸隔共用的目的。在選擇吸音材料時，確認吸音材料的吸音能力是關鍵。厚度100mm的吸音材料比厚度50mm的吸音材料的吸音能力高，為了有效達到需要的噪聲值，必須合理選擇隔音材料的厚度。主要包括兩個方面，一方面是外層鋼板的厚度，特別是低頻噪聲比較大的場所，外層的鋼板需要加厚，因為吸音棉對低頻噪聲的吸音效果遠遠差于對高頻噪聲的吸收；另一方面是吸音棉厚度的選擇，一般根據(jù)噪聲的大小，50～100mm是常用的一個厚度范圍值，壓力機整線封閉工程中由于噪聲值超過標準較多，為了保證降噪效果，一般建議吸音棉厚度要大于80mm。通風、照明及生產(chǎn)線監(jiān)視系統(tǒng)由于設備本身運轉產(chǎn)生的熱量，加之吸音材料玻璃棉具有的保溫特性，生產(chǎn)線內(nèi)部在封閉后溫度往往比外部高3～5℃。在實施降噪工程時，通常在隔音墻頂安裝抽風機，抽走封閉空間內(nèi)的熱空氣，使內(nèi)部形成負壓，外部空氣可經(jīng)隔音墻流入內(nèi)部。在選用抽風機時選用低噪聲的風機以免影響降噪的效果。由于封閉工程實施后使設備內(nèi)部與外部車間照明隔絕，因此封閉體內(nèi)需要增加照明系統(tǒng)。為了保證生產(chǎn)及后期設備維護需要的照明，設計照度達到500流明以上。生產(chǎn)線全封閉后不可避免地產(chǎn)生很多盲區(qū)，雖然在封閉墻上留有一定的觀察窗，但可視范圍已經(jīng)大大減小，加裝生產(chǎn)線監(jiān)視系統(tǒng)能夠實時監(jiān)控生產(chǎn)線內(nèi)外的生產(chǎn)情況，及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的異常情況發(fā)生，保證設備和操作人員的安全。六、提升地坑蓋板的整體質量地坑蓋板整體質量影響壓力機生產(chǎn)線整線效果，地坑蓋板質量影響生產(chǎn)的安全性及操作人員工作的舒適性。保證地坑蓋板的質量主要應從以下幾個方面著手：、保證地坑基礎的施工質量：只有保證了地坑基礎質量，才能做好地坑蓋板與基礎相接部位，才能保證整體質量。地坑質量主要需要控制地坑周邊角鐵護邊的水平度及直線度，使地坑蓋板安裝過程中與周邊基礎平整（圖10）。②、地坑鋼梁的水平標高的控制：如圖11所示，地坑鋼梁的高度加上蓋板厚度應該與地面平齊，所以地坑鋼梁高度必須嚴格控制，在實際工程過稱中，應該采取采用精準儀測量地坑鋼梁兩邊標高，嚴格控制地坑鋼梁上表面標高差值在±1mm之內(nèi)。、地坑蓋板質量控制：地坑蓋板主要使用型材與花紋板焊接而成，在焊接過程中，非常容易因焊接變形引起地坑蓋板局部變形，影響整體質量，所以地坑蓋板制作前應該做好焊接工藝，嚴格控制焊接變形?？紤]到加工條件，地坑蓋板應該在生產(chǎn)廠家預制現(xiàn)場安裝的辦法，不建議現(xiàn)場制作。、其它方面：地坑蓋板設計應該綜合考慮與壓力機設備、沖壓自動化設備等相接部分。避免大量的現(xiàn)場修改工作。考慮后期的維修方便要設計方便地坑蓋板起吊用的吊裝螺紋孔?？傊?，提升國產(chǎn)壓力機整體水平，要合理優(yōu)化配置，注意壓力機設計、制造、安裝、調試過程中的各個細節(jié)，把細節(jié)做好，壓力機整體水平才有可能提升。目前，長城汽車已經(jīng)規(guī)