閆海，任偉，張銳輝

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商用車車身沖壓工藝規(guī)劃方案設(shè)計(jì)

閆海，任偉，張銳輝

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

文章簡(jiǎn)要介紹了商用車車身沖壓工藝規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)原則與前提，并詳細(xì)講述了規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)要素與流程。

沖壓；工藝規(guī)劃；車身

引言

工藝規(guī)劃是連接設(shè)計(jì)與制造的橋梁，貫穿企業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程。隨著下游用戶對(duì)過(guò)程質(zhì)量的持續(xù)關(guān)注，以及“節(jié)能、環(huán)保、柔性、智能”等先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用。為了能夠更好的滿足用戶需求變化為宗旨，對(duì)產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)的“成本、質(zhì)量、交貨期”等要素指標(biāo)進(jìn)行提升和優(yōu)化，國(guó)內(nèi)各商用車企業(yè)不斷在規(guī)范其工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。本案主要對(duì)商用車車身沖壓工藝規(guī)劃方案設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范要求。

1 工藝規(guī)劃方案設(shè)計(jì)前提

1.1 產(chǎn)品的相關(guān)資料

①產(chǎn)品范圍及種類；②產(chǎn)品的數(shù)模、圖紙及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)BOM；③產(chǎn)品工藝性能指標(biāo)；④新產(chǎn)品同步開發(fā)的初步實(shí)施工藝方案（產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)階段的尺寸工程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的工藝可行性驗(yàn)證、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的新材料新工藝的工藝適用性等）。

1.2 生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)要素

①生產(chǎn)綱領(lǐng)即年產(chǎn)量；②年時(shí)基數(shù)即生產(chǎn)班次、生產(chǎn)線的利用率等；③生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度；④生產(chǎn)線的工藝水平要求(如主要設(shè)備選用原則、生產(chǎn)線的輸送方式等)；⑤廠房、公用有關(guān)資料；⑥沖壓線自動(dòng)化：自動(dòng)線沖程數(shù)/沖程數(shù)x100%=自動(dòng)化率。

2 工藝規(guī)劃方案設(shè)計(jì)要素及流程

結(jié)合行業(yè)廠家沖壓工藝布局，主機(jī)廠主要進(jìn)行駕駛室覆蓋件沖壓工藝規(guī)劃，駕駛室結(jié)構(gòu)件通過(guò)市場(chǎng)資源進(jìn)行配置。沖壓工藝規(guī)劃方案設(shè)計(jì)主要進(jìn)行駕駛室覆蓋件，主要設(shè)計(jì)要素內(nèi)容為：自制件沖壓工藝性分析、沖壓總體布局方案及工序的確定、沖壓工藝設(shè)計(jì)參數(shù)確定等要素內(nèi)容。沖壓工藝規(guī)劃方案設(shè)計(jì)流程見圖1。

3 工藝分析與工藝流程

以生產(chǎn)自制件為設(shè)計(jì)前提，進(jìn)行沖壓工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)，確定自制件產(chǎn)品明細(xì)。車身沖壓自制件明細(xì)的確定原則：①車身的核心零部件；②高附加值的零部件；③車身外表面覆蓋件；④堆垛、運(yùn)輸較困難的大中型內(nèi)覆蓋件；⑤尺寸精度要求高的關(guān)鍵梁類結(jié)構(gòu)件。

圖1 沖壓工藝規(guī)劃方案設(shè)計(jì)流程圖

結(jié)合自制件各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和生產(chǎn)條件等要求，進(jìn)行沖壓件成形性的工藝初步分析判斷，分一下幾個(gè)方面：

①?zèng)_壓件尺寸、形狀精度：不但要滿足制件尺寸公差要求，而且還要確保駕駛室裝焊和組裝的準(zhǔn)確性。

②沖壓件表面質(zhì)量：不允許擦傷、褶皺、波浪、凹痕等，不僅要滿足結(jié)構(gòu)上的強(qiáng)度要求，還要滿足外觀質(zhì)量要求。

③剛性分析：由于覆蓋件在拉伸成形時(shí)由于塑性變形的不均勻，會(huì)使沖壓件某些部位剛性指標(biāo)較差，必須要滿足剛性要求。

④成形特點(diǎn)：由于大多數(shù)沖壓件是由形狀復(fù)雜的空間自由曲面組成，成形時(shí)毛坯件各部位的變形差異較大，導(dǎo)致各處應(yīng)力分布不均，在成形時(shí)有多種變形狀態(tài)，因此需要根據(jù)材料的變形差異來(lái)制定合理工序路徑。

車身沖壓件的工藝流程：卷料（原材料）→開卷剪切或落料→清洗涂油→沖壓成形→檢驗(yàn)→裝入工位器具→入庫(kù)。

4 沖壓設(shè)備及生產(chǎn)線選擇

根據(jù)生產(chǎn)大綱和整個(gè)車身廠的整體規(guī)劃，結(jié)合所要生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)特性、質(zhì)量要求以及各種獨(dú)立沖壓設(shè)備、轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備和沖壓連線的特點(diǎn)與形式等因素，選擇合理、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)性好且與生產(chǎn)大綱和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)的沖壓設(shè)備和沖壓連線形式。

4.1 壓力機(jī)噸位及工作臺(tái)面選擇

根據(jù)所沖壓零件大小不同，以及沖壓零部件成型的工藝特性要求、沖壓工序數(shù)、沖壓成形力等因素，選擇不同的壓機(jī)噸位及工作臺(tái)面的選擇。

4.2 沖壓線的選擇

①機(jī)械手與機(jī)器人線適用于對(duì)傳統(tǒng)壓力機(jī)線的改造，機(jī)器人線由于靈活性和柔性好且投資較少，適用于一般生產(chǎn)規(guī)模的生產(chǎn)線。

②多工位大型沖壓線投資巨大、維修費(fèi)用高、生產(chǎn)線柔性差、模具的復(fù)雜程度高、生產(chǎn)效率高、節(jié)拍快等特點(diǎn)，適用于批量性的大規(guī)模生產(chǎn)，在目前國(guó)際上高端產(chǎn)品中普遍應(yīng)用，也是行業(yè)內(nèi)沖壓線的發(fā)展趨勢(shì)。

③單臂機(jī)械手自動(dòng)化沖壓線是性價(jià)比最高的沖壓自動(dòng)化解決方案，具有效率高、柔性好、安全系數(shù)高、投資適中等特點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)行業(yè)中普遍應(yīng)用的方案。

5 沖壓車間的工藝布局

根據(jù)制件數(shù)模給出沖壓工藝設(shè)計(jì)需要的基本參數(shù)（基準(zhǔn)點(diǎn)的位置、各工序的沖壓方向和平面布置狀態(tài)、各工序工作內(nèi)容、壓料面、工藝補(bǔ)充和一些過(guò)拉伸位置處理、回彈處理等）進(jìn)行沖壓車間工藝布局。

5.1 開卷落料車間工藝布局

車間功能區(qū)域一般劃分為卷料存放區(qū)、開卷線生產(chǎn)作業(yè)區(qū)、毛坯周轉(zhuǎn)存放區(qū)、模具存放區(qū)等。根據(jù)制造成本最低原則可布置一條開卷剪切線、一條開卷落料線等工藝設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)原材料開卷、校平和剪切、落料的自動(dòng)化。此外還需布置毛坯翻轉(zhuǎn)機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)車、天車等一些輔助設(shè)備。比較合理的物流布局是坯料過(guò)跨可通過(guò)叉車、牽引平板車或一臺(tái)轉(zhuǎn)運(yùn)車轉(zhuǎn)運(yùn)。不合理的物流布局則需要天車頻繁配合，坯料過(guò)跨還需要每條沖壓線都要布置一臺(tái)轉(zhuǎn)運(yùn)車。

5.2 沖壓車間工藝布局

沖壓車間的整個(gè)布局一般劃分為模具存放區(qū)、模具用零件庫(kù)房、模具調(diào)試維修區(qū)、設(shè)備備件庫(kù)房、坯料放置區(qū)、生產(chǎn)作業(yè)區(qū)(生產(chǎn)線)、線尾出件區(qū)、檢驗(yàn)區(qū)、鈑金工作區(qū)（返修區(qū)）、半成品、成品存放區(qū)等。沖壓車間僅是車身廠的一個(gè)車間，一般與焊裝、涂裝車間形成一個(gè)完整的車身廠（聯(lián)合廠房），焊裝是沖壓的下一道工序，根據(jù)需求應(yīng)在兩個(gè)車間之間應(yīng)該布置一定容量的物料緩存區(qū)（中間庫(kù)）。

6 結(jié)束語(yǔ)

商用車車身沖壓工藝規(guī)劃的核心其實(shí)是沖壓工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)，然后依據(jù)生產(chǎn)大綱和工藝流程來(lái)進(jìn)行產(chǎn)線的規(guī)劃與布局以及設(shè)備的選型。規(guī)劃方案需要考慮到整個(gè)車身廠的整體工藝規(guī)劃，最終規(guī)劃方案的實(shí)施與落地還需要考慮投資效益等多方面的問(wèn)題。

Planning and Design of Stamping Process for Commercial Vehicle Body

Yan Hai, Ren Wei, Zhang Ruihui

（Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710200）

This paper briefly introduces the design principles and preconditions of stamping process planning scheme for commercial vehicle body, and describes in detail the design elements and process of the planning scheme.

Stamping;Process planning;Body

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1671-7988(2019)08-200-02

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閆海（1984-），男，工藝技術(shù)，工程師，就職于陜西重型汽車有限公司技術(shù)管理部，從事工藝規(guī)劃與工藝路線設(shè)計(jì)研究工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.08.063