商用車車身沖壓工藝規劃方案設計

閆海，任偉，張銳輝

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商用車車身沖壓工藝規劃方案設計

閆海，任偉，張銳輝

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

文章簡要介紹了商用車車身沖壓工藝規劃方案的設計原則與前提，并詳細講述了規劃方案的設計要素與流程。

沖壓；工藝規劃；車身

引言

工藝規劃是連接設計與制造的橋梁，貫穿企業生產的全過程。隨著下游用戶對過程質量的持續關注，以及“節能、環保、柔性、智能”等先進制造技術應用。為了能夠更好的滿足用戶需求變化為宗旨，對產品制造環節的“成本、質量、交貨期”等要素指標進行提升和優化，國內各商用車企業不斷在規范其工藝規劃設計工作。本案主要對商用車車身沖壓工藝規劃方案設計進行規范要求。

1 工藝規劃方案設計前提

1.1 產品的相關資料

①產品范圍及種類；②產品的數模、圖紙及產品結構BOM；③產品工藝性能指標；④新產品同步開發的初步實施工藝方案（產品開發設計階段的尺寸工程、產品設計階段的工藝可行性驗證、產品設計階段的新材料新工藝的工藝適用性等）。

1.2 生產過程相關要素

①生產綱領即年產量；②年時基數即生產班次、生產線的利用率等；③生產線的自動化程度；④生產線的工藝水平要求(如主要設備選用原則、生產線的輸送方式等)；⑤廠房、公用有關資料；⑥沖壓線自動化：自動線沖程數/沖程數x100%=自動化率。

2 工藝規劃方案設計要素及流程

結合行業廠家沖壓工藝布局，主機廠主要進行駕駛室覆蓋件沖壓工藝規劃，駕駛室結構件通過市場資源進行配置。沖壓工藝規劃方案設計主要進行駕駛室覆蓋件，主要設計要素內容為：自制件沖壓工藝性分析、沖壓總體布局方案及工序的確定、沖壓工藝設計參數確定等要素內容。沖壓工藝規劃方案設計流程見圖1。

3 工藝分析與工藝流程

以生產自制件為設計前提，進行沖壓工藝規劃設計，確定自制件產品明細。車身沖壓自制件明細的確定原則：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、運輸較困難的大中型內覆蓋件；⑤尺寸精度要求高的關鍵梁類結構件。

圖1 沖壓工藝規劃方案設計流程圖

結合自制件各項技術指標和生產條件等要求，進行沖壓件成形性的工藝初步分析判斷，分一下幾個方面：

①沖壓件尺寸、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確性。

②沖壓件表面質量：不允許擦傷、褶皺、波浪、凹痕等，不僅要滿足結構上的強度要求，還要滿足外觀質量要求。

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

④成形特點：由于大多數沖壓件是由形狀復雜的空間自由曲面組成，成形時毛坯件各部位的變形差異較大，導致各處應力分布不均，在成形時有多種變形狀態，因此需要根據材料的變形差異來制定合理工序路徑。

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→裝入工位器具→入庫。

4 沖壓設備及生產線選擇

根據生產大綱和整個車身廠的整體規劃，結合所要生產產品的技術特性、質量要求以及各種獨立沖壓設備、轉運設備和沖壓連線的特點與形式等因素，選擇合理、實用、經濟性好且與生產大綱和生產節拍相適應的沖壓設備和沖壓連線形式。

4.1 壓力機噸位及工作臺面選擇

根據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、沖壓成形力等因素，選擇不同的壓機噸位及工作臺面的選擇。

4.2 沖壓線的選擇

①機械手與機器人線適用于對傳統壓力機線的改造，機器人線由于靈活性和柔性好且投資較少，適用于一般生產規模的生產線。

②多工位大型沖壓線投資巨大、維修費用高、生產線柔性差、模具的復雜程度高、生產效率高、節拍快等特點，適用于批量性的大規模生產，在目前國際上高端產品中普遍應用，也是行業內沖壓線的發展趨勢。

③單臂機械手自動化沖壓線是性價比最高的沖壓自動化解決方案，具有效率高、柔性好、安全系數高、投資適中等特點，是目前國內行業中普遍應用的方案。

5 沖壓車間的工藝布局

根據制件數模給出沖壓工藝設計需要的基本參數（基準點的位置、各工序的沖壓方向和平面布置狀態、各工序工作內容、壓料面、工藝補充和一些過拉伸位置處理、回彈處理等）進行沖壓車間工藝布局。

5.1 開卷落料車間工藝布局

車間功能區域一般劃分為卷料存放區、開卷線生產作業區、毛坯周轉存放區、模具存放區等。根據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備來實現原材料開卷、校平和剪切、落料的自動化。此外還需布置毛坯翻轉機、轉運車、天車等一些輔助設備。比較合理的物流布局是坯料過跨可通過叉車、牽引平板車或一臺轉運車轉運。不合理的物流布局則需要天車頻繁配合，坯料過跨還需要每條沖壓線都要布置一臺轉運車。

5.2 沖壓車間工藝布局

沖壓車間的整個布局一般劃分為模具存放區、模具用零件庫房、模具調試維修區、設備備件庫房、坯料放置區、生產作業區(生產線)、線尾出件區、檢驗區、鈑金工作區（返修區）、半成品、成品存放區等。沖壓車間僅是車身廠的一個車間，一般與焊裝、涂裝車間形成一個完整的車身廠（聯合廠房），焊裝是沖壓的下一道工序，根據需求應在兩個車間之間應該布置一定容量的物料緩存區（中間庫）。

6 結束語

商用車車身沖壓工藝規劃的核心其實是沖壓工藝過程的設計，然后依據生產大綱和工藝流程來進行產線的規劃與布局以及設備的選型。規劃方案需要考慮到整個車身廠的整體工藝規劃，最終規劃方案的實施與落地還需要考慮投資效益等多方面的問題。

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

U466

B

1671-7988(2019)08-200-02

U466

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1671-7988(2019)08-200-02

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

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.08.063