车间规划设计

整车工厂冲压车间规划设计原理 摘要 结合实际案例 介绍整车工厂冲压设计冲压车间在规划设计阶段应考虑 的原则 提出结合实际优化设计 降低投资和运行成本 提高生产效率 利于 扩建需求的设计原则 1 产品产能 工艺 设备与生产管理规划 1 1 产品输入 1 投产车型 不同的车型其工艺流程 工艺布局 设备选型 模具与物料缓冲区及扩建预留 都不一样 该基地投产车型包括 7 座家用车 紧凑车型 中型车 SUV 等 2 自制件种类与数量 为保证产量和质量 确定车门外板 左 右翼子板 发动机盖 车顶盖 尾门外 板等 10 多个重要车身覆盖件采取自制 内板有供应商提供 以减少自身生产 规模建设投资及降低运行成本 风险 1 2 产能 依据工厂产量测算 月产能 冲次 小时产量 每日工作小时数 每月工作日 模具数线 月实际产能 冲次 每分钟实际冲次 60 每日工作时间小时数 每月工作日 1 3 工艺 车身外板多为三维非规则曲面 尺寸大 形状复杂 外观质量要求极高以满 足造型 配合精度高 状和尺寸的一致性好以保证焊接和装配质量的对不同车 型零件 冲压的工艺特点 设备 模具 材料都不同 为精益的投资和运行成本 该车间选择 4 序而非 5 序工艺 两者优缺点如下 1 4 序工艺有点是投资 运行成本相对较低 与本地其它工厂生产工艺相同 满足产品柔性 缺店是较复杂零件的模具设计难度较高 模具较负责 成产稳 定性较差 2 5 序工艺有点是可简化相应的模具设计 减小模具设计难度 降低模具结 构复杂性 提高稳定性 缺点是公司其他共产均为 4 序压力机生产 若 5 序设 备损坏 需 5 序设备损害 序 5 序生产较大影响 且占地与设备投资大 1 4 1 压力机 1 根据产量 生产线自动化程度 按工艺流程排列 通常采用以双动力机为 首的加上多台单动宽台面压力机 多以贯通纵向排列的形式 2 由于车身覆盖件形状复杂 单动压力机很难达到要求 在拉深工序 采用 2250 吨宽台面双动压力机 3 由于车身覆盖件轮廓尺寸大而材料厚度小 同时为了缩短换模时间 其它 切边 翻边 整形工序采用宽台面多点且带活动台面的 1000 吨压力机 为控制投资 便于生产维保 两条压力机线供应为济南二机床集团有限公司 其特点为 1 适合高强度钢材的冲压使用 2 配合单臂机械手及高速拆垛系统 可不停机更换料垛 3 滑块运动曲线特性好 速度最高可达 18 转 分钟 能实现一模双件的冲压 4 生产线的冲压效率有效提升 5 整线设计最大冲压节拍为 12 次 分钟 能实现一模双件的冲压 1 4 2 落料翻转系统 主要车门板需要翻转 落料翻转单元采用 10001 吨的偏心轮式压力机 使用 Fanuc 六轴机器人搬运零件 落料与翻转工艺一体化程序启动后 机器人抓取 板材送至落料压力机上 整形后再由另一端的 Funuc 六轴机器人去下在并放置 在完工台上 主要参数 清洗机速度最大 120 米 分钟 可调式 挤干輥上輥压力最大 100PL1 泵输出量约 600 升 分钟 邮箱加热器功率 6KW 1 4 4 自动化输送线 零件输送一般有 3 中方式 a 机器人 六台机器人 拆垛对中 零件输送带 b 传统机械手 八台机械手 3 台穿梭机 拆垛对中 零件输送带 c 高速机械手 5 台机械手 拆垛对中 零件输送带 该车间选择 C 模式 主要特点 1 各轴驱动由电机提供电能 采用德国 REXROTH 伺服电机 2 定位精准 可靠性高 搬运负载 80kg 3 可完成传统机械手取件 穿梭和上件三个设备的工作 4 整线最高节拍可达 12 次 比普通机器人生产节拍提升 40 以上 5 零件在传送过程中不需要旋转 设备少 技术成熟 1 4 5 天车 天车用于吊运模具 板料等 为 50T 10T 桥式双梁起重机 由于大车 小车 小车轨道 护栏 大小卷扬 吊钩 滑轮 钢丝绳 驾驶室 变频室 变频器 遥控系统 大车轨道 电源安全滑触线等组成升起及行走机构采用变频调速控 制 具备驾驶室控制 控制两种操作模式 大车轨道采用 50kg m 钢轨 小车轨道采用焊接压板 大车 小车 主钩 滑 轮 副钩均采用变频调速 变频器附带用于设置参数和手动输入的面板 供应 商为美国 Allen Brandly 1 4 6 废料输送线规划 新建整车厂产能一般超过 30 万辆 年 每天产生大量冲压废料 占材料比 25 40 要做好废料排送和处理 方式一般为 1 从废料压力机冲模上排除下后经洞口落入地下室的废料输送带上 2 将废料率选到处理车间 3 将废料率选 分选 然后货车运送到厂区外 1 5 零件检测 设置如下工序 1 下线后首次质检 依靠专业员工的目测 触觉 同时借助砂纸 砂网等工 具 2 抽检零件在专业监测的太进行平行光的质量光强监测 3 设有某车厂标准的质量评估体系 它是非常重要的检测环节 不仅能通过 光学来检测和提升零件质量的高精度 同时还能检测模具 以进行保养和调整 确保后面零件在制作的过程中的合格率 规划有板料质量 成型性监控 尺寸监控 检具监控维护 缺陷品处理 质量 报警环节 1 6 生产管理 1 生产计划管理 建立每日生产计划控制流程 板料和零件物料清单表等 2 运输管理 吊车运转板料 拖车运转零件 叉车近在库房装卸零件 运输 路线规划 3 库存管理 支持零件数据跟踪 库房零件布局 最大最小库存设置 先进 的先出保证 4 原材料管理 板料接收流程及库存设置 可疑板料处理 5 落料件管理 最大最小缓冲量设置 落料件质量控制 6 半成品管理 生产工序在 24 小时内完成工序并入库 试模 项目工序件 隔离存放 专项处理 上述系统构成了冲压车间最基本的生产运行流程 见图 1 2 厂房平面规划 1 根据生产线条数和每条线生产前后缓冲面积 物流通道大小 叉车转弯半径等 综合考虑生产区域面积 2 根据面归回模具尺寸 直接计算模具面积 模具面积乘以物流系数 物流 通道 模具间存通道等 除以 2 得出实际所需面积大小 3 根据规划零件工位器具尺寸 装箱定额 计算库房面积 考虑冲压件入库 物流 焊装车间取件物流最短为原则 一般布在生产线尾并靠近焊装车间 4 如数模尺寸已知道 直接计算检模具面积 如车型模具尺寸不清楚 采用 现有相似的车型类比法 平均法计算检具面积大小 最后乘以物流系数 物流 检具间存放通道等 5 模修面积由模修设备所占面积 同时维修多少套模具多占面积构成 位置 应考虑各线模具运转方便 物流最短 模修粉尘院里生产线等因素 6 板料存放区根据产量 周转时间 板料平均大小计算 现为了节省面积 一般采用里提货价 集中存放 统一发送的方式 7 根据钣金返修数量计算其钣金返修面积 叉车充电去应同时满足多少辆叉 车充电区应同时满足多少辆叉车充电 考虑防爆设设施 8 办公生活去考虑管理人员 工程师 信息文档 参观接待 会议室 培训 室 工具材料库房 卫生间等 9 工段园地根据实际空间布局 10 考虑 工上下班进进入工厂车间 生产线员工与车间内部人员走动 人员参观路线 3 土建公用设计 考虑跨距和柱距 轨顶标高 电控平台长宽高度 车间大门及物流们 厂房载 荷 工作环境 地坪涂料 采光要求 天车吨位 设备与废料输送线地沟深度 与防水因素 1 该车间厂房长为 144m 宽度为 3 个 30 跨组成 方便柱距面 8m 方便 压机与自动化线电控箱 地面轨道车布置 2 轨顶标高主要考虑天车高度与压力机高度 并留有余量一 一般天车的最低点比压机的最高点高出 2 米左右 3 电控箱平台高度根据工艺布局 电控箱平台低下用途来决定 长款要满足 设备电柜摆放 该车间的自动化县电控箱设在柱间电控平台上 平台底标高 4 5m 荷载 5KPa 4 车间大门及物流门主要考虑其高度和宽度以及物流顺畅性 5 厂房载荷设计 a 模具存放区 模修区 板料存放区 检具存放区安 150KPa 进行承载设计 冲压件缓冲区为 50KPa 其余 100KPa b 厂房钢结构载荷根据天车的轮压 最大吊重 自身重量核算 6 地坪一般有骨料耐磨和环氧树脂 2 中做法 骨料耐磨地坪优点为 耐磨 耐冲击 耐腐蚀 不起尘 易保养与砼地坪同事施工 缺点是 外观效果不及坏氧地坪光亮 均匀 环氧树脂地坪优点为绝缘性能强 耐酸抗碱 防腐 外观平滑亮丽