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      重卡中小型沖壓零件工藝設(shè)計(jì)

      2014-09-12 11:45郭維,師懷江
      關(guān)鍵詞:中小型工藝設(shè)計(jì)

      郭維,師懷江

      摘要:工藝設(shè)計(jì)直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。文章概述了工藝設(shè)計(jì)在重型卡車中小型沖壓件生產(chǎn)過(guò)程中的重要性,具體闡述了工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)注點(diǎn)和相互關(guān)系。

      關(guān)鍵詞:重型卡車;中小型;沖壓零件;工藝設(shè)計(jì)

      中圖分類號(hào):TG388 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)28-0035-02

      作為重型卡車中應(yīng)用最多的中小型沖壓件,具有品種雜、系列化、更新快等特點(diǎn),而往往產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)又相對(duì)獨(dú)立。各生產(chǎn)企業(yè)的加工手段、工藝方法參差不齊,導(dǎo)致實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不能滿足圖紙要求。因此,工藝設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工的中間環(huán)節(jié)顯得尤為重要,直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。

      1 工序設(shè)計(jì)

      1.1 下料方式

      根據(jù)不同的產(chǎn)品外形、材料厚度、精度要求及批量大小,選用不同的下料方式,主要取決于設(shè)備的加工能力,以省時(shí)省力為原則,批量較大或生產(chǎn)較忙時(shí),也需根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能來(lái)調(diào)整下料方式,以保證生產(chǎn)節(jié)奏和

      任務(wù)。

      1.2 產(chǎn)品特性

      對(duì)于某些裝配要求很高,或超出設(shè)備實(shí)際加工能力的特性要求,在無(wú)法更改設(shè)計(jì)要求時(shí),就需要調(diào)整或增加工序(如翻邊困難、工藝余量、裝配尺寸、工藝孔、折彎件的空間孔距尺寸等)。

      1.3 生產(chǎn)習(xí)慣

      工序設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮加工人的生產(chǎn)習(xí)慣和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),以及現(xiàn)有的設(shè)備布局,可以減少冗余環(huán)節(jié),提高生產(chǎn)效率,同時(shí)可以充分調(diào)動(dòng)操作者的積極性。

      1.4 物流因素

      一個(gè)產(chǎn)品的工序流程即決定了該產(chǎn)品的物流狀態(tài),所以工藝設(shè)計(jì)必須要兼顧設(shè)備布局及產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)和搬運(yùn),避免重復(fù)操作,精簡(jiǎn)并優(yōu)化工序,從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),工序設(shè)計(jì)也是精益生產(chǎn)的一個(gè)重要部分。

      1.5 相似產(chǎn)品

      對(duì)于新產(chǎn)品,可以同系列產(chǎn)品或類似產(chǎn)品為參考,綜合分析,尋找規(guī)律,有效提高設(shè)計(jì)效率,規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),使其更具有通用性和指導(dǎo)意義,也有利于操作者的實(shí)際加工。

      1.6 防錯(cuò)

      為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤,盡量減少加工人的判斷環(huán)節(jié),應(yīng)盡量考慮工序順序的防錯(cuò)功能,如左右件、相似件等等,可以通過(guò)前置打標(biāo)工序、細(xì)化工序附圖等方法來(lái)

      實(shí)現(xiàn)。

      2 工裝設(shè)計(jì)

      2.1 時(shí)機(jī)選擇

      一般包括正式批量投產(chǎn)的零件、試制完成確認(rèn)定型的零件、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的必要投入、通用手段無(wú)法加工的零件以及為了改善產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的零件,除此以外,應(yīng)主動(dòng)了解新產(chǎn)品的應(yīng)用車型及未來(lái)前景,提前準(zhǔn)備,以應(yīng)對(duì)產(chǎn)品批量切換帶來(lái)的生產(chǎn)瓶頸及交付問(wèn)題,同時(shí)也可以占得市場(chǎng)先機(jī),提高自己的配送

      比例。

      2.2 制造成本

      首先,對(duì)于大中型,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,因其模具制造成本較高,必須確認(rèn)圖紙狀態(tài)和批量,否則無(wú)法收回成本,而模具制造環(huán)節(jié)最好委托大型、專業(yè)或有類似產(chǎn)品模具制造經(jīng)驗(yàn)的廠家,這樣可以大大降低模具風(fēng)險(xiǎn)。其次,對(duì)于中小型,簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,結(jié)合我單位實(shí)際,此類產(chǎn)品種類最多,且有加工能力及制作經(jīng)驗(yàn),最好自制模具,這樣成本較低。最后,對(duì)于小批量及試制件或未定型產(chǎn)品,盡量從工藝角度分析,在滿足產(chǎn)品要求的前提下,采用通用手段加工,或者制作簡(jiǎn)易模具,以降低風(fēng)險(xiǎn)。

      2.3 產(chǎn)品特性

      一般來(lái)說(shuō),模具設(shè)計(jì)的依據(jù)就是產(chǎn)品圖紙,但根據(jù)我單位實(shí)際經(jīng)驗(yàn),試制過(guò)程中由模具加工后的產(chǎn)品雖符合圖紙,但在實(shí)際裝配和使用中卻出現(xiàn)很多問(wèn)題,而往往在發(fā)現(xiàn)裝配問(wèn)題后,后續(xù)改動(dòng)維修模具的難度很大,費(fèi)用也很高,而此時(shí)往往是產(chǎn)品批量切換的關(guān)鍵時(shí)刻,給生產(chǎn)和交付帶來(lái)了很大困難。

      2.4 穩(wěn)定性

      因模具的使用周期一般較長(zhǎng),所以其是否能穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)至關(guān)重要,往往在使用一段時(shí)間后,由于磨損、裂紋、拉傷等因素,導(dǎo)致產(chǎn)品狀態(tài)出現(xiàn)異常,增加了質(zhì)量隱患。如果在模具設(shè)計(jì)及制作前期充分考慮,就可以大大增加模具的使用周期及失效頻次,從而加強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

      2.5 實(shí)用性、通用性

      品種多、系列化是我單位承制產(chǎn)品的特點(diǎn),因此在投入模具時(shí),首先考慮實(shí)用性,即優(yōu)先選擇批量產(chǎn)品,并根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和重要度,投入相應(yīng)模具,使投入和產(chǎn)出比最大化。其次考慮通用性,應(yīng)充分收集整理類似零件或同系列產(chǎn)品,以及對(duì)未來(lái)新品種的預(yù)測(cè),充分增加模具的通用性,往往很小的設(shè)計(jì)就可以有效降低生產(chǎn)成本,同時(shí)還提高了模具的利用率。

      2.6 設(shè)備因素

      在確定模具方案的過(guò)程中,應(yīng)充分考慮設(shè)備因素,如噸位、臺(tái)面尺寸、閉合高度、工作方式等。只有充分掌握了設(shè)備加工能力,才能更好地完成模具方案。

      2.7 防錯(cuò)功能

      結(jié)合我單位的實(shí)際,左右件及非對(duì)稱件較多,模具的防錯(cuò)功能尤為重要,如放料方向錯(cuò)誤導(dǎo)致零件方向壓反,同系列產(chǎn)品通用模具的不同定位、帶角度的U型件壓反等,嚴(yán)重時(shí)也可能導(dǎo)致模具損壞,所以僅僅滿足產(chǎn)品的成型要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,應(yīng)把防錯(cuò)設(shè)計(jì)和識(shí)別作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。

      3 工藝試制

      工藝設(shè)計(jì)完成后,對(duì)于新產(chǎn)品或重要產(chǎn)品必須進(jìn)行試制和驗(yàn)證,主要目的有以下幾點(diǎn),首先,使工藝設(shè)計(jì)落到實(shí)處,驗(yàn)證是否能夠指導(dǎo)加工,及時(shí)作出調(diào)整,其次,驗(yàn)證工裝模具是否能滿足工序要求。此外,工藝人員應(yīng)重視工藝試制環(huán)節(jié),因?yàn)樵囍七^(guò)程中,最接近實(shí)際生產(chǎn),親臨現(xiàn)場(chǎng),可以更好地掌握設(shè)備、模具、工裝、加工人習(xí)慣等各種因素,積累大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),是學(xué)習(xí)和提升的最佳途徑,從而提高工藝設(shè)計(jì)水平,更符合本企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。

      4 工藝優(yōu)化

      工藝設(shè)計(jì)完成后,并不是一成不變的,在生產(chǎn)初期,很多問(wèn)題并未暴露,此時(shí)的工藝方法只解決了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問(wèn)題。而產(chǎn)品的實(shí)際使用及客戶反饋需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期,隨著產(chǎn)品批量的增加,很多前期未曾考慮到的問(wèn)題接踵而來(lái),此時(shí)給生產(chǎn)和交貨帶來(lái)諸多不便,甚至批量報(bào)廢,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

      由此看來(lái),工藝方法及文件需要?jiǎng)討B(tài)的管理,不斷優(yōu)化、改進(jìn),但多數(shù)情況下,我們的優(yōu)化工作處在一個(gè)被動(dòng)地位,缺乏前期的分析判斷要想盡可能降低風(fēng)險(xiǎn),那么對(duì)于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),較好的方法就是進(jìn)行潛在失效模式分析(DFEMA),結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn),可以做到工藝的前期優(yōu)化,降低風(fēng)險(xiǎn)。

      5 工藝設(shè)計(jì)單元模型

      綜上所述,雖然產(chǎn)品千差萬(wàn)別,但是其工藝設(shè)計(jì)過(guò)程是有規(guī)律可循的,如果找到了其中規(guī)律,可以使工藝設(shè)計(jì)過(guò)程更加高效。如圖1,我們將一個(gè)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程看做一個(gè)工作單元,其中包含工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié),整個(gè)過(guò)程是一個(gè)單循環(huán)過(guò)程,對(duì)于工藝人員,這是一個(gè)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)過(guò)程的最基本的

      模式。

      但在實(shí)際過(guò)程中,由于產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程、加工能力、客戶要求、人員、管理等因素,一個(gè)理想的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程是比較復(fù)雜的,為此,在基本單元模式下,我們建立了高級(jí)單元模型,如圖2,可以看出,各個(gè)環(huán)節(jié)都有相互關(guān)聯(lián)和制約,一個(gè)好的工藝過(guò)程應(yīng)以工序設(shè)計(jì)為核心,以基本單元模型為主體,平衡各個(gè)環(huán)節(jié)間的關(guān)聯(lián),才可以輸出一個(gè)較好的工藝,進(jìn)而使實(shí)物加工過(guò)程較為穩(wěn)定、可控。

      圖1 圖2

      6 結(jié)語(yǔ)

      工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品由圖紙變?yōu)閷?shí)物的重要環(huán)節(jié),而實(shí)現(xiàn)同一產(chǎn)品,對(duì)應(yīng)的工藝方法卻不盡相同。需要以滿足產(chǎn)品功能為前提,實(shí)際加工能力為基礎(chǔ),結(jié)合企業(yè)的特點(diǎn),制定合理的工藝方法。隨著企業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,也需要不斷學(xué)習(xí)和借鑒新技術(shù)、新方法,來(lái)優(yōu)化和完善現(xiàn)有的工藝體系,提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 柯明揚(yáng).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1996.

      [2] 楊玉英.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

      [3] 王曉紅.基于沖壓工藝的汽車沖壓件成本控制方法[J].鍛壓技術(shù),2012,(6).

      作者簡(jiǎn)介:郭維(1981-),陜西富平人,陜西德仕汽車部件(集團(tuán))有限責(zé)任公司中級(jí)工程師,研究方向:汽車零部件工藝設(shè)計(jì)。

      摘要:工藝設(shè)計(jì)直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。文章概述了工藝設(shè)計(jì)在重型卡車中小型沖壓件生產(chǎn)過(guò)程中的重要性,具體闡述了工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)注點(diǎn)和相互關(guān)系。

      關(guān)鍵詞:重型卡車;中小型;沖壓零件;工藝設(shè)計(jì)

      中圖分類號(hào):TG388 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)28-0035-02

      作為重型卡車中應(yīng)用最多的中小型沖壓件,具有品種雜、系列化、更新快等特點(diǎn),而往往產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)又相對(duì)獨(dú)立。各生產(chǎn)企業(yè)的加工手段、工藝方法參差不齊,導(dǎo)致實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不能滿足圖紙要求。因此,工藝設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工的中間環(huán)節(jié)顯得尤為重要,直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。

      1 工序設(shè)計(jì)

      1.1 下料方式

      根據(jù)不同的產(chǎn)品外形、材料厚度、精度要求及批量大小,選用不同的下料方式,主要取決于設(shè)備的加工能力,以省時(shí)省力為原則,批量較大或生產(chǎn)較忙時(shí),也需根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能來(lái)調(diào)整下料方式,以保證生產(chǎn)節(jié)奏和

      任務(wù)。

      1.2 產(chǎn)品特性

      對(duì)于某些裝配要求很高,或超出設(shè)備實(shí)際加工能力的特性要求,在無(wú)法更改設(shè)計(jì)要求時(shí),就需要調(diào)整或增加工序(如翻邊困難、工藝余量、裝配尺寸、工藝孔、折彎件的空間孔距尺寸等)。

      1.3 生產(chǎn)習(xí)慣

      工序設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮加工人的生產(chǎn)習(xí)慣和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),以及現(xiàn)有的設(shè)備布局,可以減少冗余環(huán)節(jié),提高生產(chǎn)效率,同時(shí)可以充分調(diào)動(dòng)操作者的積極性。

      1.4 物流因素

      一個(gè)產(chǎn)品的工序流程即決定了該產(chǎn)品的物流狀態(tài),所以工藝設(shè)計(jì)必須要兼顧設(shè)備布局及產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)和搬運(yùn),避免重復(fù)操作,精簡(jiǎn)并優(yōu)化工序,從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),工序設(shè)計(jì)也是精益生產(chǎn)的一個(gè)重要部分。

      1.5 相似產(chǎn)品

      對(duì)于新產(chǎn)品,可以同系列產(chǎn)品或類似產(chǎn)品為參考,綜合分析,尋找規(guī)律,有效提高設(shè)計(jì)效率,規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),使其更具有通用性和指導(dǎo)意義,也有利于操作者的實(shí)際加工。

      1.6 防錯(cuò)

      為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤,盡量減少加工人的判斷環(huán)節(jié),應(yīng)盡量考慮工序順序的防錯(cuò)功能,如左右件、相似件等等,可以通過(guò)前置打標(biāo)工序、細(xì)化工序附圖等方法來(lái)

      實(shí)現(xiàn)。

      2 工裝設(shè)計(jì)

      2.1 時(shí)機(jī)選擇

      一般包括正式批量投產(chǎn)的零件、試制完成確認(rèn)定型的零件、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的必要投入、通用手段無(wú)法加工的零件以及為了改善產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的零件,除此以外,應(yīng)主動(dòng)了解新產(chǎn)品的應(yīng)用車型及未來(lái)前景,提前準(zhǔn)備,以應(yīng)對(duì)產(chǎn)品批量切換帶來(lái)的生產(chǎn)瓶頸及交付問(wèn)題,同時(shí)也可以占得市場(chǎng)先機(jī),提高自己的配送

      比例。

      2.2 制造成本

      首先,對(duì)于大中型,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,因其模具制造成本較高,必須確認(rèn)圖紙狀態(tài)和批量,否則無(wú)法收回成本,而模具制造環(huán)節(jié)最好委托大型、專業(yè)或有類似產(chǎn)品模具制造經(jīng)驗(yàn)的廠家,這樣可以大大降低模具風(fēng)險(xiǎn)。其次,對(duì)于中小型,簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,結(jié)合我單位實(shí)際,此類產(chǎn)品種類最多,且有加工能力及制作經(jīng)驗(yàn),最好自制模具,這樣成本較低。最后,對(duì)于小批量及試制件或未定型產(chǎn)品,盡量從工藝角度分析,在滿足產(chǎn)品要求的前提下,采用通用手段加工,或者制作簡(jiǎn)易模具,以降低風(fēng)險(xiǎn)。

      2.3 產(chǎn)品特性

      一般來(lái)說(shuō),模具設(shè)計(jì)的依據(jù)就是產(chǎn)品圖紙,但根據(jù)我單位實(shí)際經(jīng)驗(yàn),試制過(guò)程中由模具加工后的產(chǎn)品雖符合圖紙,但在實(shí)際裝配和使用中卻出現(xiàn)很多問(wèn)題,而往往在發(fā)現(xiàn)裝配問(wèn)題后,后續(xù)改動(dòng)維修模具的難度很大,費(fèi)用也很高,而此時(shí)往往是產(chǎn)品批量切換的關(guān)鍵時(shí)刻,給生產(chǎn)和交付帶來(lái)了很大困難。

      2.4 穩(wěn)定性

      因模具的使用周期一般較長(zhǎng),所以其是否能穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)至關(guān)重要,往往在使用一段時(shí)間后,由于磨損、裂紋、拉傷等因素,導(dǎo)致產(chǎn)品狀態(tài)出現(xiàn)異常,增加了質(zhì)量隱患。如果在模具設(shè)計(jì)及制作前期充分考慮,就可以大大增加模具的使用周期及失效頻次,從而加強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

      2.5 實(shí)用性、通用性

      品種多、系列化是我單位承制產(chǎn)品的特點(diǎn),因此在投入模具時(shí),首先考慮實(shí)用性,即優(yōu)先選擇批量產(chǎn)品,并根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和重要度,投入相應(yīng)模具,使投入和產(chǎn)出比最大化。其次考慮通用性,應(yīng)充分收集整理類似零件或同系列產(chǎn)品,以及對(duì)未來(lái)新品種的預(yù)測(cè),充分增加模具的通用性,往往很小的設(shè)計(jì)就可以有效降低生產(chǎn)成本,同時(shí)還提高了模具的利用率。

      2.6 設(shè)備因素

      在確定模具方案的過(guò)程中,應(yīng)充分考慮設(shè)備因素,如噸位、臺(tái)面尺寸、閉合高度、工作方式等。只有充分掌握了設(shè)備加工能力,才能更好地完成模具方案。

      2.7 防錯(cuò)功能

      結(jié)合我單位的實(shí)際,左右件及非對(duì)稱件較多,模具的防錯(cuò)功能尤為重要,如放料方向錯(cuò)誤導(dǎo)致零件方向壓反,同系列產(chǎn)品通用模具的不同定位、帶角度的U型件壓反等,嚴(yán)重時(shí)也可能導(dǎo)致模具損壞,所以僅僅滿足產(chǎn)品的成型要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,應(yīng)把防錯(cuò)設(shè)計(jì)和識(shí)別作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。

      3 工藝試制

      工藝設(shè)計(jì)完成后,對(duì)于新產(chǎn)品或重要產(chǎn)品必須進(jìn)行試制和驗(yàn)證,主要目的有以下幾點(diǎn),首先,使工藝設(shè)計(jì)落到實(shí)處,驗(yàn)證是否能夠指導(dǎo)加工,及時(shí)作出調(diào)整,其次,驗(yàn)證工裝模具是否能滿足工序要求。此外,工藝人員應(yīng)重視工藝試制環(huán)節(jié),因?yàn)樵囍七^(guò)程中,最接近實(shí)際生產(chǎn),親臨現(xiàn)場(chǎng),可以更好地掌握設(shè)備、模具、工裝、加工人習(xí)慣等各種因素,積累大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),是學(xué)習(xí)和提升的最佳途徑,從而提高工藝設(shè)計(jì)水平,更符合本企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。

      4 工藝優(yōu)化

      工藝設(shè)計(jì)完成后,并不是一成不變的,在生產(chǎn)初期,很多問(wèn)題并未暴露,此時(shí)的工藝方法只解決了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問(wèn)題。而產(chǎn)品的實(shí)際使用及客戶反饋需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期,隨著產(chǎn)品批量的增加,很多前期未曾考慮到的問(wèn)題接踵而來(lái),此時(shí)給生產(chǎn)和交貨帶來(lái)諸多不便,甚至批量報(bào)廢,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

      由此看來(lái),工藝方法及文件需要?jiǎng)討B(tài)的管理,不斷優(yōu)化、改進(jìn),但多數(shù)情況下,我們的優(yōu)化工作處在一個(gè)被動(dòng)地位,缺乏前期的分析判斷要想盡可能降低風(fēng)險(xiǎn),那么對(duì)于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),較好的方法就是進(jìn)行潛在失效模式分析(DFEMA),結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn),可以做到工藝的前期優(yōu)化,降低風(fēng)險(xiǎn)。

      5 工藝設(shè)計(jì)單元模型

      綜上所述,雖然產(chǎn)品千差萬(wàn)別,但是其工藝設(shè)計(jì)過(guò)程是有規(guī)律可循的,如果找到了其中規(guī)律,可以使工藝設(shè)計(jì)過(guò)程更加高效。如圖1,我們將一個(gè)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程看做一個(gè)工作單元,其中包含工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié),整個(gè)過(guò)程是一個(gè)單循環(huán)過(guò)程,對(duì)于工藝人員,這是一個(gè)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)過(guò)程的最基本的

      模式。

      但在實(shí)際過(guò)程中,由于產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程、加工能力、客戶要求、人員、管理等因素,一個(gè)理想的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程是比較復(fù)雜的,為此,在基本單元模式下,我們建立了高級(jí)單元模型,如圖2,可以看出,各個(gè)環(huán)節(jié)都有相互關(guān)聯(lián)和制約,一個(gè)好的工藝過(guò)程應(yīng)以工序設(shè)計(jì)為核心,以基本單元模型為主體,平衡各個(gè)環(huán)節(jié)間的關(guān)聯(lián),才可以輸出一個(gè)較好的工藝,進(jìn)而使實(shí)物加工過(guò)程較為穩(wěn)定、可控。

      圖1 圖2

      6 結(jié)語(yǔ)

      工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品由圖紙變?yōu)閷?shí)物的重要環(huán)節(jié),而實(shí)現(xiàn)同一產(chǎn)品,對(duì)應(yīng)的工藝方法卻不盡相同。需要以滿足產(chǎn)品功能為前提,實(shí)際加工能力為基礎(chǔ),結(jié)合企業(yè)的特點(diǎn),制定合理的工藝方法。隨著企業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,也需要不斷學(xué)習(xí)和借鑒新技術(shù)、新方法,來(lái)優(yōu)化和完善現(xiàn)有的工藝體系,提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 柯明揚(yáng).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1996.

      [2] 楊玉英.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

      [3] 王曉紅.基于沖壓工藝的汽車沖壓件成本控制方法[J].鍛壓技術(shù),2012,(6).

      作者簡(jiǎn)介:郭維(1981-),陜西富平人,陜西德仕汽車部件(集團(tuán))有限責(zé)任公司中級(jí)工程師,研究方向:汽車零部件工藝設(shè)計(jì)。

      摘要:工藝設(shè)計(jì)直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。文章概述了工藝設(shè)計(jì)在重型卡車中小型沖壓件生產(chǎn)過(guò)程中的重要性,具體闡述了工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)注點(diǎn)和相互關(guān)系。

      關(guān)鍵詞:重型卡車;中小型;沖壓零件;工藝設(shè)計(jì)

      中圖分類號(hào):TG388 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)28-0035-02

      作為重型卡車中應(yīng)用最多的中小型沖壓件,具有品種雜、系列化、更新快等特點(diǎn),而往往產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)又相對(duì)獨(dú)立。各生產(chǎn)企業(yè)的加工手段、工藝方法參差不齊,導(dǎo)致實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不能滿足圖紙要求。因此,工藝設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工的中間環(huán)節(jié)顯得尤為重要,直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。

      1 工序設(shè)計(jì)

      1.1 下料方式

      根據(jù)不同的產(chǎn)品外形、材料厚度、精度要求及批量大小,選用不同的下料方式,主要取決于設(shè)備的加工能力,以省時(shí)省力為原則,批量較大或生產(chǎn)較忙時(shí),也需根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能來(lái)調(diào)整下料方式,以保證生產(chǎn)節(jié)奏和

      任務(wù)。

      1.2 產(chǎn)品特性

      對(duì)于某些裝配要求很高,或超出設(shè)備實(shí)際加工能力的特性要求,在無(wú)法更改設(shè)計(jì)要求時(shí),就需要調(diào)整或增加工序(如翻邊困難、工藝余量、裝配尺寸、工藝孔、折彎件的空間孔距尺寸等)。

      1.3 生產(chǎn)習(xí)慣

      工序設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮加工人的生產(chǎn)習(xí)慣和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),以及現(xiàn)有的設(shè)備布局,可以減少冗余環(huán)節(jié),提高生產(chǎn)效率,同時(shí)可以充分調(diào)動(dòng)操作者的積極性。

      1.4 物流因素

      一個(gè)產(chǎn)品的工序流程即決定了該產(chǎn)品的物流狀態(tài),所以工藝設(shè)計(jì)必須要兼顧設(shè)備布局及產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)和搬運(yùn),避免重復(fù)操作,精簡(jiǎn)并優(yōu)化工序,從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),工序設(shè)計(jì)也是精益生產(chǎn)的一個(gè)重要部分。

      1.5 相似產(chǎn)品

      對(duì)于新產(chǎn)品,可以同系列產(chǎn)品或類似產(chǎn)品為參考,綜合分析,尋找規(guī)律,有效提高設(shè)計(jì)效率,規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),使其更具有通用性和指導(dǎo)意義,也有利于操作者的實(shí)際加工。

      1.6 防錯(cuò)

      為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤,盡量減少加工人的判斷環(huán)節(jié),應(yīng)盡量考慮工序順序的防錯(cuò)功能,如左右件、相似件等等,可以通過(guò)前置打標(biāo)工序、細(xì)化工序附圖等方法來(lái)

      實(shí)現(xiàn)。

      2 工裝設(shè)計(jì)

      2.1 時(shí)機(jī)選擇

      一般包括正式批量投產(chǎn)的零件、試制完成確認(rèn)定型的零件、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的必要投入、通用手段無(wú)法加工的零件以及為了改善產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的零件,除此以外,應(yīng)主動(dòng)了解新產(chǎn)品的應(yīng)用車型及未來(lái)前景,提前準(zhǔn)備,以應(yīng)對(duì)產(chǎn)品批量切換帶來(lái)的生產(chǎn)瓶頸及交付問(wèn)題,同時(shí)也可以占得市場(chǎng)先機(jī),提高自己的配送

      比例。

      2.2 制造成本

      首先,對(duì)于大中型,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,因其模具制造成本較高,必須確認(rèn)圖紙狀態(tài)和批量,否則無(wú)法收回成本,而模具制造環(huán)節(jié)最好委托大型、專業(yè)或有類似產(chǎn)品模具制造經(jīng)驗(yàn)的廠家,這樣可以大大降低模具風(fēng)險(xiǎn)。其次,對(duì)于中小型,簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,結(jié)合我單位實(shí)際,此類產(chǎn)品種類最多,且有加工能力及制作經(jīng)驗(yàn),最好自制模具,這樣成本較低。最后,對(duì)于小批量及試制件或未定型產(chǎn)品,盡量從工藝角度分析,在滿足產(chǎn)品要求的前提下,采用通用手段加工,或者制作簡(jiǎn)易模具,以降低風(fēng)險(xiǎn)。

      2.3 產(chǎn)品特性

      一般來(lái)說(shuō),模具設(shè)計(jì)的依據(jù)就是產(chǎn)品圖紙,但根據(jù)我單位實(shí)際經(jīng)驗(yàn),試制過(guò)程中由模具加工后的產(chǎn)品雖符合圖紙,但在實(shí)際裝配和使用中卻出現(xiàn)很多問(wèn)題,而往往在發(fā)現(xiàn)裝配問(wèn)題后,后續(xù)改動(dòng)維修模具的難度很大,費(fèi)用也很高,而此時(shí)往往是產(chǎn)品批量切換的關(guān)鍵時(shí)刻,給生產(chǎn)和交付帶來(lái)了很大困難。

      2.4 穩(wěn)定性

      因模具的使用周期一般較長(zhǎng),所以其是否能穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)至關(guān)重要,往往在使用一段時(shí)間后,由于磨損、裂紋、拉傷等因素,導(dǎo)致產(chǎn)品狀態(tài)出現(xiàn)異常,增加了質(zhì)量隱患。如果在模具設(shè)計(jì)及制作前期充分考慮,就可以大大增加模具的使用周期及失效頻次,從而加強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

      2.5 實(shí)用性、通用性

      品種多、系列化是我單位承制產(chǎn)品的特點(diǎn),因此在投入模具時(shí),首先考慮實(shí)用性,即優(yōu)先選擇批量產(chǎn)品,并根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和重要度,投入相應(yīng)模具,使投入和產(chǎn)出比最大化。其次考慮通用性,應(yīng)充分收集整理類似零件或同系列產(chǎn)品,以及對(duì)未來(lái)新品種的預(yù)測(cè),充分增加模具的通用性,往往很小的設(shè)計(jì)就可以有效降低生產(chǎn)成本,同時(shí)還提高了模具的利用率。

      2.6 設(shè)備因素

      在確定模具方案的過(guò)程中,應(yīng)充分考慮設(shè)備因素,如噸位、臺(tái)面尺寸、閉合高度、工作方式等。只有充分掌握了設(shè)備加工能力,才能更好地完成模具方案。

      2.7 防錯(cuò)功能

      結(jié)合我單位的實(shí)際,左右件及非對(duì)稱件較多,模具的防錯(cuò)功能尤為重要,如放料方向錯(cuò)誤導(dǎo)致零件方向壓反,同系列產(chǎn)品通用模具的不同定位、帶角度的U型件壓反等,嚴(yán)重時(shí)也可能導(dǎo)致模具損壞,所以僅僅滿足產(chǎn)品的成型要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,應(yīng)把防錯(cuò)設(shè)計(jì)和識(shí)別作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。

      3 工藝試制

      工藝設(shè)計(jì)完成后,對(duì)于新產(chǎn)品或重要產(chǎn)品必須進(jìn)行試制和驗(yàn)證,主要目的有以下幾點(diǎn),首先,使工藝設(shè)計(jì)落到實(shí)處,驗(yàn)證是否能夠指導(dǎo)加工,及時(shí)作出調(diào)整,其次,驗(yàn)證工裝模具是否能滿足工序要求。此外,工藝人員應(yīng)重視工藝試制環(huán)節(jié),因?yàn)樵囍七^(guò)程中,最接近實(shí)際生產(chǎn),親臨現(xiàn)場(chǎng),可以更好地掌握設(shè)備、模具、工裝、加工人習(xí)慣等各種因素,積累大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),是學(xué)習(xí)和提升的最佳途徑,從而提高工藝設(shè)計(jì)水平,更符合本企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。

      4 工藝優(yōu)化

      工藝設(shè)計(jì)完成后,并不是一成不變的,在生產(chǎn)初期,很多問(wèn)題并未暴露,此時(shí)的工藝方法只解決了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問(wèn)題。而產(chǎn)品的實(shí)際使用及客戶反饋需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期,隨著產(chǎn)品批量的增加,很多前期未曾考慮到的問(wèn)題接踵而來(lái),此時(shí)給生產(chǎn)和交貨帶來(lái)諸多不便,甚至批量報(bào)廢,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

      由此看來(lái),工藝方法及文件需要?jiǎng)討B(tài)的管理,不斷優(yōu)化、改進(jìn),但多數(shù)情況下,我們的優(yōu)化工作處在一個(gè)被動(dòng)地位,缺乏前期的分析判斷要想盡可能降低風(fēng)險(xiǎn),那么對(duì)于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),較好的方法就是進(jìn)行潛在失效模式分析(DFEMA),結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn),可以做到工藝的前期優(yōu)化,降低風(fēng)險(xiǎn)。

      5 工藝設(shè)計(jì)單元模型

      綜上所述,雖然產(chǎn)品千差萬(wàn)別,但是其工藝設(shè)計(jì)過(guò)程是有規(guī)律可循的,如果找到了其中規(guī)律,可以使工藝設(shè)計(jì)過(guò)程更加高效。如圖1,我們將一個(gè)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程看做一個(gè)工作單元,其中包含工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié),整個(gè)過(guò)程是一個(gè)單循環(huán)過(guò)程,對(duì)于工藝人員,這是一個(gè)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)過(guò)程的最基本的

      模式。

      但在實(shí)際過(guò)程中,由于產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程、加工能力、客戶要求、人員、管理等因素,一個(gè)理想的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程是比較復(fù)雜的,為此,在基本單元模式下,我們建立了高級(jí)單元模型,如圖2,可以看出,各個(gè)環(huán)節(jié)都有相互關(guān)聯(lián)和制約,一個(gè)好的工藝過(guò)程應(yīng)以工序設(shè)計(jì)為核心,以基本單元模型為主體,平衡各個(gè)環(huán)節(jié)間的關(guān)聯(lián),才可以輸出一個(gè)較好的工藝,進(jìn)而使實(shí)物加工過(guò)程較為穩(wěn)定、可控。

      圖1 圖2

      6 結(jié)語(yǔ)

      工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品由圖紙變?yōu)閷?shí)物的重要環(huán)節(jié),而實(shí)現(xiàn)同一產(chǎn)品,對(duì)應(yīng)的工藝方法卻不盡相同。需要以滿足產(chǎn)品功能為前提,實(shí)際加工能力為基礎(chǔ),結(jié)合企業(yè)的特點(diǎn),制定合理的工藝方法。隨著企業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,也需要不斷學(xué)習(xí)和借鑒新技術(shù)、新方法,來(lái)優(yōu)化和完善現(xiàn)有的工藝體系,提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 柯明揚(yáng).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1996.

      [2] 楊玉英.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

      [3] 王曉紅.基于沖壓工藝的汽車沖壓件成本控制方法[J].鍛壓技術(shù),2012,(6).

      作者簡(jiǎn)介:郭維(1981-),陜西富平人,陜西德仕汽車部件(集團(tuán))有限責(zé)任公司中級(jí)工程師,研究方向:汽車零部件工藝設(shè)計(jì)。

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