沖壓落料中窗口料回收利用方案建議

文/劉敬偉·上汽通用五菱汽車股份有限公司

沖壓落料中窗口料回收利用方案建議

文/劉敬偉·上汽通用五菱汽車股份有限公司

作者：劉敬偉

對落料工藝、形式及現(xiàn)狀、投資效益分析，提出回收落料窗口料再利用的方案，可節(jié)約國家、工廠資源，變廢為寶。

2010年中國汽車全年銷量為1806萬輛，但2011年的汽車市場由于國家優(yōu)惠政策的取消及消費者消費觀念的調(diào)整，使得每個汽車廠家銷量都有所下滑。在整體下滑的形勢下，如何保證產(chǎn)品的競爭力成了每個汽車廠家需要思考的問題。提高企業(yè)競爭力的措施有很多，主要包括提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、提高服務(wù)質(zhì)量、增加消費者喜愛的新車型，而上汽通用五菱汽車股份有限公司一直是以低成本高價值的方針取勝。每處生產(chǎn)成本的降低與節(jié)約都將是上汽通用五菱公司這類依靠汽車產(chǎn)量生存的企業(yè)競爭力所在，同時也是對國家資源節(jié)約的極大貢獻(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，僅針對目前國內(nèi)很多汽車廠沖壓車間普遍存在的板料浪費做出整改方案，供行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員參考。

圖1第一種落料方式

圖2第二種落料方式

沖壓加工中的落料方式

汽車的沖壓件一般沖壓工藝是：落料→拉深→切邊＋沖孔＋整形→切邊＋沖孔＋翻邊＋整形→切邊＋沖孔＋翻邊＋整形。其中，落料分為三種方式。

第一種，是把卷材剪切成定尺寸的方塊料。嚴(yán)格意義上講是落料，但是一般汽車廠習(xí)慣叫做開卷，見圖1。第二種，是先把卷料剪切成尺寸的方塊料，然后直接通過落料壓力機完成整個落料工藝，此落料壓力機主要對板材的邊角料及窗口料進(jìn)行落料，此種一般稱為開卷落料線落料，見圖2。第三種是先使用開卷線把卷料剪切成定尺寸料，然后轉(zhuǎn)運到落料壓力機處進(jìn)行落料，見圖3。

圖3第三種落料方式

沖壓車間對于一些有窗口的覆蓋件，為了滿足在拉深零件時窗口部位不會出現(xiàn)拉裂及起皺，沖整車側(cè)圍及后門外板件的時候就必須先對板料進(jìn)行落料。本文落料都是指使用落料壓力機落料。

落料工藝中板料的浪費

采用和不采用落料線對于廢料的浪費情況來說，差距還是比較大的，見圖4。對于前三種落料形式，第一種和第三種都先把卷材切成方形或矩形料，但很多零件是不需要方形或矩形料的。在后續(xù)的切邊工藝中或是直接在拉深工藝前就要把邊角料切掉，側(cè)圍和門板有時還需要切除窗口料，這樣就造成了邊角料和窗口料的雙重浪費。對于第二種形式開卷落料線可以直接在卷料上落異形料，此種形式可以最大化地減少邊角料的浪費，但是仍然無法避免窗口料的浪費。

目前本公司采用的方式是，從鋼廠直接買進(jìn)開卷后的定尺寸料，然后在廠內(nèi)進(jìn)行落料。不管是開卷落料線還是先開卷后落料的工藝，都存在汽車側(cè)圍和后門板窗口料的浪費問題。由于窗口料一般都比較大，可以滿足零配件廠壓制小配件的需求，所以具有很大的回收價值。

一般汽車對窗口廢料的處理

目前多數(shù)汽車廠家在處理側(cè)圍及后門外板的窗口料都是報廢處理，然后廢料集中擠壓成塊狀便于運輸回收到鋼材廠。在此過程中，為了大的窗口料不會在廢料收集槽出現(xiàn)卡料的現(xiàn)象，往往在設(shè)計落料模具時都使用了增加刀口（圖6），把完整的窗口料剪切成小的廢料以便于滑落到地坑內(nèi)的廢料線上，輸送出去。此類廢料只能擠壓成方后，當(dāng)成廢鐵處理給煉鋼廠。由于此類窗口料基本都可以回收再利用沖壓小的沖壓件，所以直接當(dāng)廢料處理的方式造成了極大地浪費。

圖4廢料浪費情況對比

圖5鋼廠對定尺寸料進(jìn)行落料加工

圖6普通的落料模具

圖7廢料回收的壓機及周邊設(shè)計

如何回收利用窗口料

壓力機的限制

由于汽車的覆蓋件一般都比較大，所以模具只能和壓力機同一個方向擺放安裝。而對于落料的過程，總會有廢料的產(chǎn)生，這些廢料通過廢料線匯總到廢料間，通過汽車運送到打包間打包成鋼塊。這樣就要求壓力機必須設(shè)計有廢料回收滑槽，以便接到從模具滑槽滑落的廢料。而壓力機又必須要有可以移動的承載模具的工作臺和基礎(chǔ)，所以一般壓力機的左右兩側(cè)不能布置回收到地坑的廢料槽，只能前后布置。這樣，壓機前后方向可以設(shè)置固定式滑向地坑廢料線的廢料槽，而壓力機的左右方向如果需要接廢料，只能使用活動式的接廢料框，在壓力機移動工作臺需要開進(jìn)或開出的時候，移除接廢料裝置，具體情況見圖7。

模具的改進(jìn)

從壓力機的限制可以想到避免窗口料的浪費，最主要的方式就是改進(jìn)模具設(shè)計。模具設(shè)計時可以設(shè)計兩種廢料滑槽，一種是前后滑落，這部分主要是小的無法回收利用的邊角料直接滑向地坑內(nèi)的廢料回收線。另一種是模具左右兩側(cè)的滑槽，這個主要是使大的窗口料不需剪切成小的廢料，而是直接滑向壓力機兩側(cè)的可移動回收框。同時，需要加長模具廢料滑槽，為了便于模具的吊運和運輸，加長滑槽可以使用伸縮式的結(jié)構(gòu)。使用時延伸出來，不使用時回縮回去，減少模具的外形尺寸。在此，建議模具左右廢料滑槽使用滾輪結(jié)構(gòu)更加有利于板料的滑出，同時改進(jìn)壓力機的模具安全門。使需要回收窗口料的時候，模具安全門打開，讓出模具滑槽的空間。

其他改進(jìn)

壓力機和模具做好準(zhǔn)備后，接下來技術(shù)人員就要考慮如何對回收的窗口料進(jìn)行定位規(guī)整?？梢酝ㄟ^使用專用料架，料架上有定位桿的方式，使有初始動能的滑落料自動定位。專用料架可以很方便地使用手推車運送這些規(guī)整好的回收窗口料（圖8）。到此，就很方便地完成了窗口料的回收規(guī)整，可以直接賣往小配件廠了。這些工作對于自動化落料單元來說，不需要增加任何人力，只需要操作觀察工人利用自動化生產(chǎn)的空閑時間就可以完成窗口料的轉(zhuǎn)運。

圖8廢料回收

回收窗口料投資

以本公司為例，回收窗口料的投資包括：落料模需要重新設(shè)計制造，4套×30萬元/套＝120萬元；收集板料的小車及定位桿、筐，10萬元；由于員工可以在落料過程中調(diào)運收集好的板料，無需增加任何費用。總計，成本投入共130萬。具體的沖壓件窗口料回收詳細(xì)情況見表1，事實證明在自動化落料單元落料的零件，只算這四種車型的側(cè)圍外板月節(jié)約資金就達(dá)到了82.25萬元，投資回收期不到兩個月，年可節(jié)約資金987萬元，非?？捎^。

表1側(cè)圍外板窗口料回收詳細(xì)情況

結(jié)束語

綜上所述，無論是開卷落料線落料還是單獨的自動化單元落料，都可以通過改進(jìn)模具設(shè)計來回收窗口料，變廢為寶，為公司、為國家可以節(jié)約大量資源，同時降低單臺車成本，增強企業(yè)競爭力。