Y型抓釘精益化單件流制造的研究及應(yīng)用

鄭偉強(qiáng)

(太原鍋爐集團(tuán)有限公司，山西 太原 030008)

0 引言

隨著中國制造業(yè)的迅速發(fā)展，自動(dòng)化、智能化應(yīng)用越來越廣泛，傳統(tǒng)的職能化工藝布局、設(shè)備加工方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展要求。精益化單件流生產(chǎn)模式應(yīng)運(yùn)而生，其可以最大限度地減少在制品或半成品數(shù)量，減少產(chǎn)品周轉(zhuǎn)落地，消除生產(chǎn)過程人工、場地等資源的浪費(fèi)，正逐漸被企業(yè)接受、應(yīng)用及推廣，成為現(xiàn)代制造業(yè)保障安全生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率和企業(yè)競爭力的變革方向。

1 Y型抓釘產(chǎn)品介紹

Y型抓釘安裝在鍋爐受熱面上，起固定澆筑料的作用。Y型抓釘產(chǎn)品如圖1所示，直段L分別有25 mm、50 mm、70 mm、120 mm、190 mm、240 mm、265 mm、460 mm和540 mm共9種規(guī)格，材質(zhì)為1Cr20Ni14Si2，市場價(jià)格約1.3萬元/t。太原鍋爐集團(tuán)有限公司年需求9種規(guī)格的Y型抓釘數(shù)量合計(jì)約220萬件，重量約650 t。

圖1 Y型抓釘產(chǎn)品圖

2 Y型抓釘傳統(tǒng)制造工藝

2.1 工藝流程

Y型抓釘產(chǎn)品制造工藝流程：

工序1：落料(展開長度=L+60÷cos(60°÷2)=L+69.3 mm)；

工序2：沖孔(3-Φ10 mm通孔)；

工序3：沖切口(長度69.3 mm)；

工序4：60°彎曲成型。

2.2 沖壓設(shè)備及原材料

機(jī)械式?jīng)_壓設(shè)備4臺(tái)：JB23-40型2臺(tái)(電機(jī)功率3 kW)；JB23-63型1臺(tái)(電機(jī)功率5.5 kW)；JB23-80型1臺(tái)(電機(jī)功率7.5 kW)，沖壓設(shè)備總功率為19 kW。

原材料：采用3 mm×40 mm×6 000 mm規(guī)格1Cr20Ni14Si2材質(zhì)的扁鋼條料。

2.3 傳統(tǒng)制造工藝分析

產(chǎn)能方面：傳統(tǒng)工藝每班8 h產(chǎn)出Y型抓釘5 000件，完成全年生產(chǎn)任務(wù)220萬件需要440個(gè)班次。

人員配置：Y型抓釘傳統(tǒng)工藝安排5名操作工人，其中沖壓工藝流程每個(gè)工位安排1人，小計(jì)4人；碼垛包裝安排1人。

工作強(qiáng)度：全部靠人工完成沖壓，工人勞動(dòng)的重復(fù)性極強(qiáng)。

3 Y型抓釘精益化單件流生產(chǎn)模式

Y型抓釘生產(chǎn)效率提升和工序流程精益化、自動(dòng)化、少人化是本文研究的重要思想。圖2為Y型抓釘精益化單件流生產(chǎn)模式布局圖。

圖2 Y型抓釘精益化單件流生產(chǎn)模式布局圖

3.1 工藝流程

工藝流程：工位一 沖孔,落料；工位二 沖切口；工位三 60°彎曲成型。

3.2 工作過程

Y型抓釘精益化單件流生產(chǎn)模式工作過程如下：

(1) 開卷機(jī)上料，每次安裝兩盤原材料。盤料展開，將料端穿過矯平送料機(jī)，穿入沖孔、落料模具導(dǎo)料槽，兩根料端均超過落料切刀即可。

(2) 啟動(dòng)電動(dòng)開卷機(jī)、矯平送料機(jī)、液壓站，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，輸入沖制產(chǎn)品的規(guī)格、數(shù)量。

(3) 沖壓過程：①?zèng)_孔、落料工位液壓缸啟動(dòng)，完成沖孔、落料；②矯平送料機(jī)啟動(dòng)，料端前進(jìn)1 285 mm，切口工位液壓缸啟動(dòng)，完成沖切口；③矯平送料機(jī)啟動(dòng)，料端后退345 mm，0°彎曲成型工位液壓缸啟動(dòng)，完成60°彎曲成型；④矯平送料機(jī)啟動(dòng)，料端后退1 285 mm～345 mm-件長度，孔、落料工位液壓缸啟動(dòng)，完成沖孔、落料，制造出成品兩件。重復(fù)上述動(dòng)作。

(4) 當(dāng)盤料長度剩余2.5 m左右時(shí)，生產(chǎn)線僅完成沖孔、落料工序，手動(dòng)完成沖切口、成型工序；當(dāng)盤料長度剩余1 m左右時(shí)，矯平送料機(jī)停止工作，手動(dòng)沖壓L=25 mm規(guī)格，最終廢料長度小于95 mm。

圖3為Y型抓釘精益化單件流生產(chǎn)模式工作過程簡圖。

圖3 Y型抓釘精益化單件流生產(chǎn)模式工作過程簡圖

4 經(jīng)濟(jì)效益對比

該公司配置了兩條Y型抓釘精益化單件流生產(chǎn)設(shè)備，完成年220萬件的生產(chǎn)任務(wù)僅需286.5個(gè)班次，效率提升約35%，生產(chǎn)成本共計(jì)節(jié)約33.46萬元/年，工作強(qiáng)度大幅降低。表1為精益化單件流與傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)模式經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)對比表。

表1 精益化單件流與傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)模式運(yùn)行數(shù)據(jù)對比表

5 結(jié)論

相較于分工序、批量流轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，精益化單件流生產(chǎn)模式在提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提升企業(yè)核心競爭力等方面優(yōu)勢明顯，而且隨著推廣應(yīng)用深度的不斷推進(jìn)，不斷的循環(huán)改進(jìn)、優(yōu)化和創(chuàng)新，一定能實(shí)現(xiàn)智能制造。