文/韩明,邢晓威,牛文正·中汽研汽车工业工程(天津)有限公司
《整车厂冲压车间的规划设计研究》(上)见《锻造与冲压》2019年第18期
⑴生产纲领及工作班制。年产24万台(套)冲压件,车间采用双班工作制,全年工作日为250天,每班工作8小时。
⑵自制件。该项目冲压车间主要负责白车身的大型覆盖件、内板件的生产任务,初步拟定的自制件清单详见表2,根据表2可知,本项目规划共计18个装模数。
⑶其他要求。1)规划车型数量为3个;2)模具堆放要求每组不超过3层,每个零件模具单独存放;3)板材存放天数为7天;4)维修区同时维修模具数量为4个。
图4 全自动冲压线的工艺流程
表2 项目自制件清单
全自动冲压线的工艺流程如图4所示。冲压线冲次数量测算公式:全年冲次数=线体节拍×60×(单日工作小时数-换模时间×换模次数)×开动率×全年工作天数。根据以上测算公式计算可知,各种线体的全年冲次数,如表3所示。
单条线体可承担的装模数测算公式为:可承担装模数=全年冲次数/生产纲领。单条线体单双班产能对比如图5所示。
冲压车间规划的线体配置选型主要考虑以下几点因素:
⑴装模数量是否满足产能规划需求。
⑵冲压线体的数量与占地面积要与冲压厂房和厂区总平面的规划相符。
⑶冲压线体之间的品牌、设备配置及技术参数等方面尽量一致,保证后期维修保养时零部件的通用性。
⑷冲压线体的投资、运行成本及后期维护成本的高低与便捷性。
表3 单条线体产能计算表
图5 单条线体单双班产能对比
⑸充分考虑冲压件的模具方案,在满足模具设计制造复杂性的同时尽量降低冲压工序数,适当时可考虑4序冲压线的选用。
汽车厂冲压车间规划的核心在于产能计算和线体选用,本项目规划装模数量为18个,根据表3中的产能计算结果可知,可选用的几种典型线体配置方案见表4。
结合以上主要因素、装模数需求及方案特点,该项目最终选定了方案4的2条单臂连续冲压线。根据表2中项目自制件清单中的工序数量,规划1条5序单臂连续冲压线A1线和1条4序单臂连续冲压线A2线,A1线负责生产4个5序冲压件和5个4序冲压件,A2线负责生产3个4序冲压件和6个3序冲压件。
汽车工厂的前期规划通常和产品方案、模具方案同步进行,产品方案和模具方案的进度延后,往往不能在工厂规划期间给予准确的技术参数支撑,这种情况下可采用估算法来计算模具存放区、板料存放区等主要区域的面积。
单个车型的模具存放面积约为557平方米,规划车型数量为3个车型,则模具存放区的面积应为1671平方米。板材存放采用分组分垛存放形式,每组为3垛,每垛为250张,存放天数为12天,板材存放面积为2060平方米。
根据以上各项规划要求,完成该项目的冲压车间工艺平面布置图,如图6所示。冲压车间长135米(柱距9米),宽90米(3×30米),南侧规划10米宽辅房,北侧布置12米宽废料间。
表4 典型线体配置方案
图6 工艺平面布置图
本文通过分析研究了整车厂中几种典型冲压线的特性,将冲压线的冲次计算、设备选型及关键区域面积计算的精益规划理念引入到了冲压车间规划设计中,然后结合规划实例中的产品、纲领、自制冲压件等规划要求,分析计算了各种类型的冲压线冲次数量,并完成了冲压线体选型,同时详细核算了模具存放区及板材存放区等关键区域的面积需求,依照精益高效、工艺便捷、投资节约、物流顺畅的原则绘制出了冲压工艺平面图,为类似项目的规划设计提供了参考。