自動化生產(chǎn)線典型廢料排料不暢問題的分析改進

文/方銀勝·奇瑞汽車股份有限公司

自動化生產(chǎn)線典型廢料排料不暢問題的分析改進

文/方銀勝·奇瑞汽車股份有限公司

自動化生產(chǎn)線廢料排料不暢問題，是影響沖壓自動化生產(chǎn)效率的重要因素，解決廢料排料不暢問題，是沖壓自動化線生產(chǎn)效率提升的重要部分。本文列舉了幾種自動化生產(chǎn)線典型廢料排料不暢問題，并提出了問題解決方案，對沖壓自動化生產(chǎn)線，模具設計、調(diào)試、驗收到生產(chǎn)維護等相關技術人員具有一定的參考價值。

隨著我國汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車生產(chǎn)制造工藝自動化程度也越來越高，沖壓車間自動化線設備的比率也越來越高，這就對冷沖模具的工藝設計及可靠性提出了更高的要求，自動化線相對于傳統(tǒng)手工線生產(chǎn)效率和零件品質得到提升與穩(wěn)定，同時也減少了操作人員，自動化線生產(chǎn)的優(yōu)勢已經(jīng)得到了各汽車制造企業(yè)的廣泛認可，很多傳統(tǒng)人工生產(chǎn)用的模具通過工藝改進，模具結構改造調(diào)整到自動化線生產(chǎn)。

模具自動化線生產(chǎn)廢料排料不暢

模具自動化線生產(chǎn)需要廢料排料通暢，廢料單片滑入廢料收集線或掉入廢料收集盒中。當發(fā)生廢料排料卡料時，由于單臺機床的模具廢料清理工作，會導致整條生產(chǎn)線被迫中斷，嚴重影響生產(chǎn)效率，廢料排料不暢問題已成為影響模具自動化線生產(chǎn)效率的重要部分，甚至成為部分手工線生產(chǎn)轉為自動化線生產(chǎn)時模具首要解決問題。如果清理不及時，部分廢料可能堆積在刃口或者堵塞廢料通道，而造成模具刀刃壓壞或其他自動化設備零件損壞，導致生產(chǎn)、安全、質量等事故的發(fā)生。

廢料排料不暢問題的分析與改進措施

模具制造不到位引起的廢料卡料問題

圖1為A車型輪罩外板修邊模具，修邊后廢料卡在滑道不能排料，自動化線生產(chǎn)15件就要廢料清理一次，嚴重影響生產(chǎn)效率。

圖1 A輪罩外板修邊局部卡料

原因分析：通過現(xiàn)場調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)上模鑲塊刃口接觸順序存在不同步，廢料掉落時姿態(tài)發(fā)生改變，與廢料通道產(chǎn)生干涉。

改進措施：通過改變上模鑲塊刃口與下模修邊切入順序排布的接觸順序，同時增加下?？盏犊涨?，來解決此問題。即將上模鑲塊刃口接觸順序按照圖2所示進行修改，使得刀塊中間先接觸四角后接觸中間，另外下模廢料刀刃5mm以下打磨去除0.5mm進行掏空，對刃口硬壓傷點進行維修，經(jīng)過現(xiàn)場驗證卡料問題得到根本解決。

圖2 修邊鑲塊刀刃接觸廢料順序

說明：此類修邊卡料問題常發(fā)生在修邊全封閉或半封閉區(qū)域，問題分析解決難度較大，需要現(xiàn)物、現(xiàn)地、演示模擬，觀察上下模具工作刃口的著色硬點等綜合分析，一般通過改變切邊順序排布，觀察廢料形狀，擴大下模刃口空刀空間。

廢料排料空間不足引起的卡料問題

廢料排料途中受阻，廢料一般卡在滑道與模具加強筋的上側壁處，這種情況下廢料清理比較困難，需要理順廢料的位置才能將廢料取出，圖3為A車型的輪罩廢料滑道與模具本體干涉，頻次較高嚴重影響生產(chǎn)效率。

圖3 廢料縱向空間與模具干涉

原因分析：模具設計時，沒有充分考慮到廢料下滑過程中，廢料因自重而發(fā)生翻轉，或其他不規(guī)則變化，如廢料掉落至滑槽時發(fā)生傾斜以及前后廢料跌落時局部產(chǎn)生擠壓導致翹起，與模具本體干涉，阻礙了廢料下滑。

改進措施：現(xiàn)場跟蹤廢料卡住模具的所有結構形式，對卡住廢料的模具尺寸進行測量，在模具上進行標識，去除加工，增大廢料滑道立體空間無疑是最直接有效的改進方法，如圖4所示。

圖4 擴大廢料滑槽高度

說明：擴大廢料滑槽的空間，對模具結構可能會有一定的影響，只有在分析并組織現(xiàn)場評審確認后，才能對模具進行更改，此類問題在模具設計時，可以模擬廢料在滑槽內(nèi)的翻滾最大通過滑道空間來進行分析，一般廢料滑槽采用喇叭口形式，更有利于廢料的順利排料。

廢料下落旋轉導致的卡料問題

當廢料兩端截面差異較大時，下落旋轉，可能會卡在廢料滑槽上而不能排出，如圖5所示，A車型的C柱內(nèi)板斜楔修邊后旋轉卡料，嚴重影響自動化線生產(chǎn)效率。

圖5 廢料掉落在滑槽上

原因分析：廢料在下落過程中，由于廢料左側較大，右側較小。切邊時端面較大較重一側會向端面較小較輕一側進行傾斜，右側的廢料剛好卡在廢料滑板上。

改進措施：在廢料滑道左側增加彈簧鋼片，引導廢料同步滑下。經(jīng)過現(xiàn)場生產(chǎn)1000件驗證，無卡料現(xiàn)象發(fā)生，改進效果立竿見影，如圖6所示。

圖6 廢料滑槽增加彈簧鋼支撐引導

說明：如果分析合理，增加支撐位置恰當，改進效果非常明顯，同時在模具設計時，盡量減少廢料兩端的廢料差異情況，一般兩端差異越大，材料利用率也越低。

廢料滑板的傾斜角度不夠造成的排料不暢

廢料滑槽的傾斜角度要求：一般一級滑板傾斜角度大于等于25°，二級廢料滑板的傾斜角度要大于20°，一級滑板如果小于25°就需要采用特殊廢料滑槽或輔助措施來使廢料順利下滑，在自動化模具實際生產(chǎn)過程中，有時廢料符合設計要求，也有可能會出現(xiàn)廢料不能順利滑落的情況。

原因分析：這是因為廢料與滑槽滑板的接觸面積越大，滑落的速度就越慢，當排料速度低于生產(chǎn)速度時，會發(fā)生廢料滑行緩慢區(qū)堆積積壓。

改進措施：減少廢料滑行的摩擦力，一般在廢料滑板滑動面上安裝鋼珠滑道、或廢料滑板上增加滾輪架以及安裝濾油網(wǎng)板等，以提高廢料的滑動效果。

說明：廢料在滑槽上排料緩慢問題一般判定比較簡單直觀，通過改變廢料滑板的材料可以解決，當廢料滑板傾斜角度≤15°時需要用傳輸帶或振動滑槽來實現(xiàn)排料。

“幾”字形廢料排料不暢問題

“幾”字形廢料大部分為一模兩件的分切料，廢料小輕，廢料切斷下落的過程中，極易卡在兩側刀塊中間，由于立切修邊存在，凸模刀塊無法進行挖空處理，此類問題解決需要在上模鑲塊中間增加“刺破刀”，將廢料從“幾”字中間破裂成兩塊廢料。

說明：增加“刺破刀”模具壓料板行程設計的時候，必須保證在“刺破刀”切到制件之前壓緊定位板件，還需保證單片廢料被分切成兩塊。

結束語

模具生產(chǎn)排料不暢問題原因繁雜，需要具體問題具體分析對待，2016年第二季度我們對8組件共計24套模具進行了手工線轉成自動化線生產(chǎn)效率提升重點攻關，解決了12項廢料排料不暢問題，經(jīng)統(tǒng)計分析自動化線生產(chǎn)效率提升21%，模具的停線占比從74%降到21%，改進效果顯著。