年產(chǎn)十五萬輛轎車沖壓車間規(guī)劃設(shè)計

文/方芳，李峰，李偉·奇瑞汽車股份有限公司

年產(chǎn)十五萬輛轎車沖壓車間規(guī)劃設(shè)計

文/方芳，李峰，李偉·奇瑞汽車股份有限公司

年產(chǎn)十五萬輛轎車沖壓車間總體規(guī)劃設(shè)計要考慮沖壓車間任務(wù)和設(shè)計原則、工藝方案、產(chǎn)能核算和工藝設(shè)備、廠房設(shè)計及車間工藝平面布置圖、車間人員規(guī)劃等?，F(xiàn)代沖壓廠房的設(shè)計思路開闊，凸顯功能清晰性、物流順暢性、追求使用性能比最大化，本文為現(xiàn)代廠房設(shè)計的常規(guī)思路。

車間任務(wù)和設(shè)計原則

本文規(guī)劃設(shè)計的年產(chǎn)十五萬輛沖壓車間，主要承擔5款轎車車型各約27個大中型沖壓件的生產(chǎn)，包括毛坯存放，模具、檢具、自動化輔具的存放，沖壓件成形，廢料處理，模具和設(shè)備的日常維護和小修工作。

吸取國內(nèi)外沖壓車間設(shè)計經(jīng)驗，參考設(shè)計依據(jù)及相關(guān)工藝說明，本次沖壓車間設(shè)計原則如下：

⑴整個車間按精益生產(chǎn)方式進行設(shè)計，生產(chǎn)組織采取“多批次，小批量”的生產(chǎn)方式，綜合考慮整體物流、庫存時間和運輸頻次。

⑵車間平面布置以物流順暢為原則，劃區(qū)域布置，各區(qū)域之間位置按物流順序進行布置。

⑶沖壓生產(chǎn)所需要的毛坯由沖壓中心配送，存放周期按2天考慮。

⑷車間的主要產(chǎn)品是車身大中型沖壓件，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量等級要求較高，工藝水平要求高效化、精密化、柔性化。

⑸新增沖壓模具、檢具和專用的工位器具。主要考慮國內(nèi)采購，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，側(cè)圍、翼子板等外覆蓋件模具考慮引進。模具壽命應(yīng)保證50萬次以上，模具要與沖壓自動線相匹配。

⑹沖壓設(shè)備考慮采用高速沖壓自動線，能夠保證質(zhì)量、提高效率，節(jié)約生產(chǎn)面積及生產(chǎn)成本。

⑺沖壓設(shè)備按貫通式布置，組成流水生產(chǎn)線。依據(jù)沖壓件外形尺寸和工藝要求，在各生產(chǎn)線上合理組織生產(chǎn)。生產(chǎn)采用4條大型沖壓生產(chǎn)線，采用自動上料裝置和左右移動工作臺。

⑻各沖壓線采用帶狀基礎(chǔ)。

⑼廠房地面使用油漆耐磨地面，要求平整、牢固。

工藝方案

沖壓車間生產(chǎn)工藝流程是：卷料（卷料存放區(qū)域）→毛坯準備（毛坯生產(chǎn)設(shè)備）→板料毛坯（毛坯存放區(qū)域）→沖壓件成形（沖壓生產(chǎn)線）→沖壓件存放（沖壓件存放地），見圖1。

沖壓車間規(guī)劃一條自動化高速線，主要生產(chǎn)17個覆蓋件（四門兩蓋），采用自動化拆垛、清洗涂油、自動化下料、人工裝箱，具體自動化生產(chǎn)工藝流程見圖2。

沖壓車間生產(chǎn)的具有代表性的產(chǎn)品是側(cè)圍外板，主要工藝過程是：鋼板毛坯→拉延（24000kN壓力機）→修邊沖孔（10000kN壓力機）→修邊整形沖孔（10000kN壓力機）→翻邊整形沖孔（10000kN壓力機）→修邊整形（8000kN壓力機）→檢驗裝箱→沖壓件存放地。

圖1 沖壓車間工藝流程

圖2 自動化生產(chǎn)工藝流程

產(chǎn)能核算和工藝設(shè)備

產(chǎn)能核算

依據(jù)沖壓廠15萬輛產(chǎn)能規(guī)劃，沖壓廠需要生產(chǎn)線和設(shè)備核算主要參考設(shè)備工作年時基數(shù)、平均生產(chǎn)節(jié)拍、沖壓沖次需求等，具體見表1。生產(chǎn)線按照三班300天，每天21.75小時工作制度。1#線按照單臂高速線，負責單車外表面覆蓋件四門兩蓋等按17個件自制，平均生產(chǎn)節(jié)拍依據(jù)10次/min核算；2#線按照多工位線，負責單車中結(jié)構(gòu)簡單、形狀對稱、比較平緩的小件按10個件自制，平均生產(chǎn)節(jié)拍依據(jù)14次/min核算。通過工藝核算，15萬輛需要1條高速沖壓線，20萬輛需要2條高速沖壓線，小件需要一條多工位生產(chǎn)線，所以選用1條高速線1條多工位線組成。

工藝設(shè)備

生產(chǎn)線設(shè)備型號和參數(shù)（包括壓機和自動化設(shè)備），主要參考生產(chǎn)的外覆蓋件壓邊力、成形力，產(chǎn)品制件最大拉延深度、展開尺寸、材質(zhì)（主要為冷軋鋼板、鍍鋅板、高強度鋼板、激光拼焊板，厚度在0.5～2.5mm）。表2為生產(chǎn)線壓機和自動化組成。

■表1 生產(chǎn)線需求核算表

■表2 生產(chǎn)線壓機和自動化組成

其他輔助設(shè)備

沖壓車間最主要的工藝設(shè)備是沖壓生產(chǎn)線，具體組成除了表2介紹的設(shè)備，還包括機模修設(shè)備、物流運輸設(shè)備、廢料輸送設(shè)備等。機模修設(shè)備也是沖壓廠工藝設(shè)備的重要組成部分，基本上要求單獨成跨，方便模具維修和清洗。本廠機模修規(guī)劃的主要設(shè)備有：1臺2000kN研配液壓機，1臺20000kN機械調(diào)試壓力機，搖臂鉆、立鉆、萬能工具銑床、除塵砂輪機和可控硅整流弧焊機，模具清洗機。物流運輸設(shè)備，包括毛坯運輸設(shè)備和模具轉(zhuǎn)運設(shè)備。毛坯運輸設(shè)備主要是叉車，叉車型號為5t和8t，模具轉(zhuǎn)運設(shè)備同跨內(nèi)采用吊鉤橋式起重機，起重機型號為Gn=50/16t、S=28.5m，Gn=50/16t、S=22.5m，Gn=32/10t、S=22.5m，模具過跨采用無軌電動平板車，型號為50t。

廠房設(shè)計

沖壓車間位于整個廠區(qū)的西南部，東面通過沖壓件周轉(zhuǎn)區(qū)與焊裝車間連為一體。沖壓車間主要由沖壓生產(chǎn)區(qū)，機模修區(qū)，其他輔助區(qū)域，零件檢測返修區(qū)，沖壓件周轉(zhuǎn)區(qū)，生活與輔助區(qū)組成。

圖2 沖壓車間平面布置

沖壓生產(chǎn)區(qū)

沖壓生產(chǎn)區(qū)是車間沖壓生產(chǎn)的主要區(qū)域，零件成形都是在這個區(qū)域完成，布置1條沖壓高速線和1條多工位線。高速線布在30m跨距中，多工位壓力機布在24m跨距中。整線偏北側(cè)，南側(cè)留4m寬物流通道。生產(chǎn)流向由西向東，工作臺左右對開，電柜放在北側(cè)立柱電控箱平臺上。線頭叉車上料，經(jīng)各道工序零件成形，線尾檢測裝箱入庫。

■表3 人員規(guī)劃計算表

機模修區(qū)

機模修區(qū)主要用于模具、設(shè)備、工裝等的日常維護及模具清洗、研配、調(diào)試等，并配備相關(guān)設(shè)備，布置在24m跨距中。為防止粉塵飛散到?jīng)_壓生產(chǎn)線上，更好地保護設(shè)備和沖壓件質(zhì)量，采用3m高隔塵設(shè)施和除塵設(shè)施。模具清洗污水通過管道進入廠部處理站處理排放。機模修區(qū)分為機模修設(shè)備集中區(qū)、模具保養(yǎng)區(qū)和新車型模具存放區(qū)。

輔助區(qū)域

毛坯存放區(qū)主要用于鋼板毛坯的存放，采用三層立體料架存放，分線頭和配送卸貨區(qū)存放，采用桁車和叉車配合上下料。自動化輔具存放區(qū)主要存放各零件的端拾器及其配件，具體位置設(shè)在柱縫間和每條線的線頭部分。模具存放區(qū)，每條線使用的模具和本條線在同一跨中，位置集中放置，在每條生產(chǎn)線線頭西側(cè)，整個沖壓車間西側(cè)。叉車充電間和廢料處理間位置在沖壓件庫的南側(cè)，緊貼沖壓件庫房建設(shè)。規(guī)劃建設(shè)同時供約10輛叉車充電并設(shè)有防陽光直射裝置。廢料處理間設(shè)有廢料斗，辦公室及隔音設(shè)施。零件返修區(qū)主要用于沖壓件質(zhì)量檢測不合格沖壓件的返修，同樣采用3m高隔塵設(shè)施和除塵設(shè)施。設(shè)在24m跨距中，沖壓車間最北側(cè)。車間班組園地，每一條線線尾區(qū)域電控箱平臺下設(shè)一班組園地，每個班組園地規(guī)劃面積為10m2，具體面積可根據(jù)實際空間自行布設(shè)。依據(jù)上面廠房設(shè)計說明，廠房工藝平面布置見圖2。

車間人員規(guī)劃

沖壓車間人員是按照1條沖壓高速線和1條多工位線以及其他輔助工種全部三班生產(chǎn)統(tǒng)計，按國家有關(guān)規(guī)定女工占10％以下。

裝 備 Equipment