选用生产设备设施的原则与注意事项

1.确定工艺水平的原则

制订正确的冲压工艺是冲压车间设计的关键。冲压工艺一经确定，则车间的生产设备、辅助设备、平面布置、动力设施、工艺投资、生产组织等随之而定，所以工艺过程选择得正确、先进与否，将会直接影响整个车间设计的质量和水平，同时也直接影响车间投产后的技术经济效果。

工艺水平是衡量冲压车间水平的重要标志，是决定冲压车间详细设计的主要依据。冲压车间根据产品要求和生产规模确定生产方式。一般大批量生产覆盖件的应采用自动化方式生产，毛坯准备宜采用自动化开卷、下料及清洗涂油的方式；而生产批量较小的中低档车型的覆盖件可采用手工操作方式生产，剪板机下料。品种单一、大批量生产的中小冲压件可考虑采用自动化方式。

工艺水平是确定冲压设备选型、生产组织、机械化和自动化程度的主要依据。确定工艺水平要考虑的因素如下：

1）生产纲领。

2）产品：轿车、载货汽车、客车及零部件的形状、尺寸、材料的厚度和性质、技术要求（包括质量、制造精度和使用要求等）。

3）投资的经济性。

4）国民经济发展规划。

5）项目投资是合资、地方还是国家。

6）专业化协作。

7）厂家现有工艺装备水平和原材料技术状态及供应条件。

8）生产准备的周期。

确定工艺水平具有较大的原则性和灵活性，应针对具体项目，经过对多个方案比较后才能保证技术经济合理。

对于车身覆盖件，大量生产时，冲压成形宜采用大型机械压力机或高速液压机组成的冲压线，配备拆垛、板料对中、清洗涂油、上下料机器人或机械手等；成批生产时，通常选择通用机械压力机或液压机组成的冲压线，送料和取件多采用人工方式；小批量生产时，往往采用单台液压机，一般只有拉深成形工序使用冲模，后续工序采用手工加工和机械加工，如钻孔、联合冲剪机、滚剪机等。

纵梁是汽车上最大、最长的零件，也是构成车架总成的主要零件，其工艺装备与生产批量的大小密切相关。在大批量生产中，车架纵梁都是采用钢板，利用金属冲模，在大型压力机（20000～60000kN，台面8～12m）上冷冲压成形。小批量生产时，用样板在板料上划线，然后用气体切割或滚剪完成纵梁的下料，再按样板钻几个工艺孔；成形采用分段成形、滚压成形或联动压力机成形，分段成形即用8000～12500kN压力机分三段或四段成形，联动压力机指多个5000kN单缸液压机连成一个整体为30000kN或40000kN的压力机。

对于备料设备而言，大批量生产时，宜选用价格昂贵的开卷、校平、剪切（或落料）生产线，利用价格相对低廉的卷料生产毛坯。小批量生产时，应采用剪板机和气割对板材进行下料。当产量低时采用开卷校平剪切（或落料）线，将造成毛坯的生产费用很高；当产量很大时，使用剪板机和气割下料，不仅工时费用大，而且劳动强度高，耗费大量能源（氧气、乙炔），占用的工作场地也多，使工艺成本大大升高。

2.工艺设计程序、内容和应注意的问题

当主要生产方式和工艺水平确定后，就要开展具体工艺设计工作，即进行工艺分析，确定工序数和工装系数，编制工艺过程卡、工序卡、下料卡、检查卡等。

（1）工艺设计主要程序和内容

1）审查零件结构的工艺性。冲压件的材料、厚度、几何形状和尺寸、精度要求等是制订冲压工艺过程的基本依据，在可能的情况下，可以考虑采用修改冲压件本身的结构形状或某些尺寸的办法，以求达到简化冲压工艺和冲模的目的。

2）确定最合理的工艺方案、工序数、顺序和工时定额。

3）确定毛坯的形状、外形尺寸和材料消耗定额。

4）初定冲模结构形式，主要是外形尺寸。

5）确定压力机型号、数量和生产流程。

6）确定零件的检查方法。

7）确定各工序所需操作者的人数和工位布置。

8）编写工艺文件。(www.xing528.com)

（2）冲压工艺设计中应注意的问题

1）冲压方向。单动压力机拉深是冲压工艺的发展趋势。

2）成双冲压。对于左右对称的零件，或尺寸不太大的非对称形状零件，尽可能采用成双冲压，以提高生产率。

3）冲模联合安装。在一台压力机上安装两套或两套以上的冲模，可以使压力机在一次行程完成两个或两个以上的工序。

3.设备水平的确定原则

冲压车间使用的设备主要有锻压设备、焊接设备、机械加工设备、清洗机、酸洗槽及抛丸机等，设备种类较多，水平参差不齐。根据冲压件的特点和生产规模，设备水平应根据下述原则来确定。

1）冲压设备水平的选择主要取决于生产批量，而且要与生产规模相匹配。是否采用高效率的压力机和高效剪切设备，则要视设备的负荷率多少而定。在许多情况下，当设备负荷率很低时，不宜使用价格昂贵的高效率设备，否则会使冲压件成本升高。通常，当产量较低时应尽量使用通用性较强的设备并减少使用压力机的种类，以提高设备负荷率。

2）大批量生产情况下，宜选用机械压力机或引进的液压机生产线，开卷剪切（落料）线、多工位压力机等生产率高、专用性强的设备，对于覆盖件的生产宜采用机械化上下料或自动冲压线。小批量生产或产品本身要求不高的，可采用国产的专用液压机生产线或通用类型的压力机。

3）大批量生产用的冲压设备功能要满足自动化生产的要求，如快速换模系统（快速夹紧模具机构、快速移动工作台）、冲模安装及生产调整参数自动寻找系统，同时要考虑互换生产的冲压线，以保证今后生产的正常进行。用于大批量生产的压力机生产线，特别是配置了自动上下料装置的冲压线，应选用左右移动的工作台，避免前移或T形工作台，以节省冲模更换时间。

4）用于覆盖件生产的冲压线，首台压力机宜选用单动拉深压力机，单动拉深是冲压的发展方向。

5）自动化水平的选择要与生产规模、产品质量要求和生产的零件类别相匹配，同时要结合所选择的冲压设备水平确定。

6）开卷落料设备和开卷剪切设备，应配备有钢板清洗涂油装置和毛坯自动堆垛装置。

7）剪切设备应有配套的防止剪切钢板时划伤钢板的承料台。

8）毛坯翻转设备主要用于左右对称毛坯的翻转工作，适用于需落料的大型覆盖件毛坯准备工作。

9）对于自动生产的冲压线，废料要采用地下废料输送系统。

10）车身覆盖件生产要考虑模具清洗设备，清除滞留在冲模上的油泥、灰尘等，用于表面质量要求较高的外覆盖件冲压生产。

11）自动化程度较高的冲压生产线要考虑配备调试压力机，调试压力机的规格型号以与大型冲压线的首台压力机一致为宜。

12）起重机的选择以地面操纵为主。

4.冲模类型的确定原则

冲模的类型与构造不但决定于它所完成的冲压工序，而且与生产批量密切相关。冲模的数量、种类、复杂程度和寿命等是直接影响冲压件成本的关键，尤其是生产纲领较小的工厂，冲模费用的摊销比例相当大。因此，必须根据冲压件的复杂程度和生产纲领，估算产品的销售寿命，以决定冲模的水平。

通常，在大量生产中，可以采用结构复杂的多工序冲模。虽然冲模费用昂贵，但是，由于生产效率高，可以使冲压件的成本降低。还要考虑在大公称压力和台面的压力机上采用多套冲模联合安装的方案。在中小批量生产中，如果产品技术条件允许，多采用低熔点合金模具或其他简单的通用冲模等。在中小批量生产中也尽量减少冲模套数或使用组合式冲模。

另外，对于技术要求不高产品，尽量选用国内中等规模厂家的冲模，有利于节省投资；对于技术要求较高的产品，尽可能采用国内大型模具制造企业的冲模，在保证质量的前提下，可以做到投资少；对于合资企业的产品，因为其产品技术水平要求很高，通常要国际知名模具公司或合资方所在国的模具制造公司，即要高质量的产品，但投资也要很大。

5.质量过程控制的原则

冲压件的质量控制也是工艺设计中一项重要内容。通常汽车冲压件生产都是大批量生产，冲压工艺、冲模和原材料是冲压生产质量控制的重点和关键。尽管原材料的性能、冲压设备和冲模的可靠较为稳定，没有必要进行逐件检查，但是，由于冲压设备生产率很高，一旦出现质量上的问题，而且不能及时采取措施，可能在极短的时间内造成大量的废品，造成经济上的重大损失。因此，在设计冲压工艺过程时，应有保证实现可靠的质量控制措施。在自动线上更要有在线检查的方法。

另外，汽车冲压件生产企业应建立健全自己的质量体系，编制质量手册、程序文件和第三层次文件，对所选定的质量保证模式中的每个质量要素做出具体规定。质量体系应明确并提供必要的质量要求，应针对特定产品进行质量策划、编制质量控制计划、规定专门的质量措施、资源和活动，以达到所要求的质量。通常，首、尾件必须经过严格检查，合格后才能确认该批次冲压件入库。大批量生产往往采用专用的检验夹具检验冲压件，最后一道工序结束后，通过有经验的工人做出外观检查后，才能装箱发送到库房。

过程质量控制包括：①冲压工艺设计质量控制；②模具设计与制造质量控制；③文件和资料控制；④原材料的控制；⑤毛坯准备过程控制；⑥冲压过程控制；⑦外协加工质量控制；⑧过程检验控制；⑨搬运、贮存、包装、防护和交付。