尤少君

（上海汽車商用車有限公司 沖壓車間，江蘇 無錫 214177）

0 引言

對于沖壓車間而言，模具更換時(shí)間的長短是影響壓機(jī)線生產(chǎn)效率的主要因素之一［1］。目前，上海汽車商用車有限公司沖壓車間A線、B線使用的均為國外20世紀(jì)80年代及以前的二手設(shè)備，每4臺壓機(jī)構(gòu)成的壓機(jī)線均為固定工作臺的老式壓機(jī)。相對于20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的移動(dòng)工作臺的新式壓機(jī)，這類老壓機(jī)在很多老沖壓廠和模具廠還在廣泛使用［2］。本文獨(dú)創(chuàng)性地開發(fā)了一套基于固定式工作臺的壓機(jī)整線同步換模的換模工藝，并在使用中經(jīng)不斷改進(jìn)和優(yōu)化，每條生產(chǎn)線的換模時(shí)間由原來的2h縮短至12min。

1 國內(nèi)外換模工藝對比

換模工藝的優(yōu)劣主要以安全可靠性的高低、換模時(shí)間長短為判斷依據(jù)。在大量查閱了國內(nèi)外老式壓機(jī)的換模工藝后，發(fā)現(xiàn)目前尚未有在老式壓機(jī)線上實(shí)現(xiàn)整線同步換模的工藝。表1詳細(xì)描述了老式壓機(jī)的各種換模工藝。圖1和圖2則分別顯示了國外某廠和國內(nèi)某廠對固定式工作臺的壓機(jī)進(jìn)行換模的現(xiàn)場實(shí)例。

表1 老式壓機(jī)換模工藝對比

2 換模工藝的方案制定

在精益生產(chǎn)有關(guān)理論的指導(dǎo)下，換模工藝以減少等待時(shí)間、作業(yè)切換時(shí)間、內(nèi)部作業(yè)時(shí)間為目標(biāo)，進(jìn)行了一系列的技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化。

2.1 減少等待時(shí)間

目前，國內(nèi)外采用有軌換模小車的工藝并不少見，但不管采取何種布置方式，都避免不了換模過程中的等待時(shí)間，模具的等待成了縮短換模時(shí)間的瓶頸。圖3和圖4是各種有軌換模小車工藝中模具等待的兩種常見形式。方案一必須等待上一副模具移出后，下一副模具才能進(jìn)行換模，而方案二必須等待上一副模具從換模小車上吊走并吊好下一副模具后，下一副模具才能進(jìn)行換模。方案一有模具等待工位，場地占用面積大，而方案二由于占用了大量外部作業(yè)時(shí)間，使得整線換模時(shí)間過長?？傊?，換模過程中的等待時(shí)間均會降低整車廠的生產(chǎn)效率。

圖1 國外某汽車廠無軌換模車

圖2 國內(nèi)某汽車廠非成線壓機(jī)上的有軌換模工裝

圖3 整線換模方案一

比對各種換模方案的優(yōu)劣，我們創(chuàng)造性地針對固定式工作臺的壓機(jī)線（工作臺必須等高）設(shè)計(jì)了一套整線同步換模工藝，如圖5所示。新工藝僅比方案一、方案二多增加了一臺換模小車，但換模工藝截然不同。由于換模小車是雙向推拉模具的，因此當(dāng)5臺換模小車在線外備模完成后（其中首臺或末臺小車為空，即無模具），換模時(shí)同時(shí)開進(jìn)壓機(jī)線，即可實(shí)現(xiàn)“一”字方向的同步換模。具體換模步序如下：

（1）1號換模小車空出（無模具、無墊板），2～5號換模小車備好下一副模具，所有換模小車推拉機(jī)構(gòu)在同側(cè)。

（2）1～5號換模小車同時(shí)開進(jìn)壓機(jī)線并停止到位后，控制系統(tǒng)使換模小車推拉機(jī)構(gòu)與相鄰壓機(jī)內(nèi)的模具墊板連接。

（3）1號壓機(jī)內(nèi)的模具轉(zhuǎn)移至1號換模車上，2號換模車上的模具轉(zhuǎn)移至1號壓機(jī)內(nèi)，同理，后續(xù)壓機(jī)和換模小車在“一”字方向進(jìn)行換模；整個(gè)推拉過程可同步進(jìn)行，直至1～4號換模小車上為上一副模具，5號換模小車空出，而1～4號壓機(jī)內(nèi)為下一副模具為止。

（4）1～5號換模小車同時(shí)開出壓機(jī)線。

圖4 整線換模方案二

圖5 整線同步換模工藝

圖6顯示了新?lián)Q模工藝和方案一的ADC時(shí)序圖。顯而易見，新工藝僅用了3步工序便完成了換模車的整個(gè)換模過程。從效率上來說，新工藝僅僅耗時(shí)191s，比方案一節(jié)約了347s，僅此一項(xiàng)，換模效率便提升了64.5%。

圖6 新?lián)Q模工藝與方案一的ADC時(shí)序圖

2.2 減少作業(yè)切換時(shí)間

國內(nèi)老式壓機(jī)線的換模時(shí)間之所以太長，主要是沒有處理好操作的并行和串行問題。并不是所有的換模操作都必須等到上一步序完成后才能進(jìn)行，只有變串行工程為并行工程，就能縮短換模時(shí)間，提高生產(chǎn)效率［3］。

換模法則中有一條稱為“雙腳勿動(dòng)”，即切換動(dòng)作主要是依賴雙手的動(dòng)作完成，腳必須減少移動(dòng)或走動(dòng)的機(jī)會［4］。由于A、B線目前是手動(dòng)線，板料在壓機(jī)間的傳輸無法依靠自動(dòng)化來完成，為了提高生產(chǎn)效率，必須使用皮帶傳輸機(jī)來代替操作員工的來回搬運(yùn)。當(dāng)使用換模小車換模時(shí)，皮帶機(jī)必須“讓位”，因此新的換模工藝中設(shè)計(jì)了皮帶機(jī)和換模車的聯(lián)動(dòng)。皮帶機(jī)的移動(dòng)依靠固定在換模車上的可拆式連接桿推拉實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)不僅節(jié)約了人力成本，同時(shí)可節(jié)約30s/（臺·次）的時(shí)間。

2.3 減少內(nèi)部作業(yè)時(shí)間

內(nèi)部作業(yè)時(shí)間是指那些必須將生產(chǎn)活動(dòng)中斷下來才可以完成的活動(dòng)，生產(chǎn)只有在活動(dòng)完成后才能繼續(xù)所占用的時(shí)間。從定義可知，內(nèi)部作業(yè)時(shí)間只能減少，不能消滅。

手動(dòng)線使用的模具夾緊器大多為T型螺栓或弓形壓板，這種模具裝夾的方式耗費(fèi)了較多的內(nèi)部作業(yè)時(shí)間。螺栓真正發(fā)揮上緊功能的只有最后一圈而已，因此，改善的最佳對策就是要消除使用螺絲的固定方式。新的換模工藝選用了由SR廠家生產(chǎn)的SY10型號手持式夾緊器，其只需要人工將夾緊器沿T型槽送進(jìn)至模具夾緊面，通過液壓缸產(chǎn)生一定的夾緊力。通過對夾緊器的改進(jìn)，使得在模具夾緊這一步序上所用的時(shí)間由原先的8min縮短到現(xiàn)在的3min。

為應(yīng)對多品種、小批量的市場需求，在沖壓生產(chǎn)過程中，免不了要頻繁地更換模具，這時(shí)縮短內(nèi)部換模時(shí)間顯得尤為重要。如何減少滑塊閉合高度的調(diào)節(jié)時(shí)間也是本工藝中研究分析的重點(diǎn)。為了減少不必要的滑塊閉高的調(diào)整時(shí)間，在不改變每日生產(chǎn)計(jì)劃的前提下，新方案對計(jì)劃物流部發(fā)布的生產(chǎn)零件次序做了調(diào)整，確保要生產(chǎn)的模具閉高總是逐一升高或降低。

表2為B線改進(jìn)前的某日生產(chǎn)計(jì)劃。若按照閉合高逐漸升高的方法排序，則應(yīng)為左、右后輪罩內(nèi)板（1 357mm）→發(fā)動(dòng)機(jī)蓋外板（1 578mm）→左后門外板（1 593mm）→左、右后門下內(nèi)板（1 594.2mm）→右前門外板（1 786mm）。以B線滑塊調(diào)節(jié)速度為40mm/min計(jì)，則改進(jìn)前每班次的滑塊調(diào)節(jié)總時(shí)間為17.4min，而改進(jìn)后每班次的滑塊調(diào)節(jié)總時(shí)間縮短為10.7min。由此可見，即使未做設(shè)備工裝的改進(jìn)，僅僅調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃也是可以減少內(nèi)部作業(yè)時(shí)間的。

表2 改進(jìn)前B線某日生產(chǎn)計(jì)劃

3 結(jié)束語

本文創(chuàng)造性地將固定工作臺壓機(jī)線的同步換模成為可能，這對于舊設(shè)備的改造起到了標(biāo)桿性的指導(dǎo)作用。新的換模工藝實(shí)屬國內(nèi)外首創(chuàng)，它很好地解決了該類壓機(jī)換模困難的問題，同時(shí)對于手動(dòng)壓機(jī)線換模效率的提高起到了積極良好的示范作用。經(jīng)過驗(yàn)證和不斷的優(yōu)化，目前手動(dòng)線每次換模時(shí)間可以縮短至13min以內(nèi)，生產(chǎn)效率提高了37%。

［1］王洪廣，張麗麗.快速換模技術(shù)在大中型客車行業(yè)沖壓加工中的應(yīng)用［J］.裝備制造技術(shù)，2009（4）：139－141.

［2］趙升噸，張學(xué)來，高長宇，等.高速壓力機(jī)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢［J］.鍛壓裝備與制造技術(shù)，2005（1）：17－24.

［3］李登記.基于精益生產(chǎn)理論的換模過程改進(jìn)研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2009：43－47.

［4］路士利，魯建廈，蔣敏芳.精益生產(chǎn)中的快速換模技術(shù)研究［J］.輕工機(jī)械，2006（4）：91－93.