车架车间工艺规划.docx
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车架车间工艺规划
车架联合厂房工艺规划
本公司车架联合厂房由三跨组成，每跨分别为一个独立的生产车间，它们分别是下料冲压车间、车架铆接车间、车架涂装车间。
它们的关系为：
下料冲压车间（下料、生产纵梁、横梁、支架）——车架铆接车间（纵梁、横梁、支架间的铆接和螺栓联接）——车架涂装车间（车架整体电泳涂装）。
一、下料冲压车间
1.车间任务
车间面积4500m2（=187.5m×24m）
下料冲压车间承担本公司系列卡车车型的车架纵梁、横梁、支架等的冲压件制造，同时承担钢板存放、毛坯存放、纵横梁等下料的生产任务，并对模具进行存放和保养。
2.规划设计原则
1）本次工艺设计在确保产品质量的前提下，采用了国内目前比较成熟的生产工艺，相较传统工艺有一定的先进性。
设计中我们尽可能做到精确和细致，力争在设备投入、人员配置、工序连接、物流运转等方面保持经济和高效；
2）下料冲压车间主要由备料工段、生产工段、模具维护保养工段组成；
3）车架纵梁板材毛坯不考虑自动开卷及下料工序，原材料毛坯采用板料定长配送方式。
纵梁和横梁采用热轧钢板，且均由剪板机分块下料、冲压件成形、制孔；
4）设备的选型立足于国内。
选用的设备要求制造精良、可靠性高，售后服务好，性价比高，节能和环保；
5）物料的存贮和转运都得用工位器具和托盘，全部加工过程零件、坯件不落地。
6）对设备和模具确立强制保养制度，对设备定期进行维护和检修，对模具定期清洗和保养，以确保生产出高质量的产品。
3.主要工艺及说明
1）纵梁工艺
下料（剪板机）—数控冲孔—数控等离子切割外形—冲压成形—抛丸清理—内外梁镶合—纵梁钻孔、补孔
2）工艺说明
1 纵梁坯料用一台12m长的厚板剪板机下料，12m的剪切宽度基本上完全满足了我们所有纵梁的下料。
剪板机为液压剪切，平稳、安全、精度高；
2 纵梁制孔采用平板数控冲孔机，精度高、效率高、柔性好。
国内传统制孔方法分两种，一种是大批量生产，采用模具冲孔，但成本高，且常有冲头折断需补孔的情况；另一种方法是通过摇臂钻用钻模钻孔，但此方法效率低，钻模板随产品的改型会越积越多，管理难度增加，此方法现仅为一些小厂所用，趋于淘汰；
3 数控等离子切割外形是现今常用的纵梁外形的制造方法，如果工厂批量尚小，可暂时用一般的小型等离子切割机代替，借助模板切割外形和工艺孔等不宜冲制的孔，但必须预留工作场地，待产量大的时候再投入。
以前纵梁外形的制备很多时是依靠模具来实现的，投入较大；
4 纵梁的成形一般采用5000或6000吨的压机压制，6000吨的压机压制质量会更好一些。
目前国内关于此压机的投入一般走两条路线，一种是大投入路线，一次性购买整体框架式压力机，配以先进的辅助设施，以高效的生产保证产品产量；另一种是以较小的投入，即购买6台1000吨压力机使之联动而达到6000的吨位，此方法生产效率稍低。
我们此次拟采用第二种方法投入6000吨压力机；
5 抛丸清理实际上是车架涂装前对纵梁的一次预处理，此处理线又称通过式清洗、抛丸处理线，它是利用高温蒸汽及清洗剂清除纵梁成形时喷涂的润滑油，经高温烘干后，再通过抛丸机去除板料表面的锈蚀，提高纵梁的表面质量。
因为一旦内外梁镶合，油液、铁锈等必然夹在内外梁之间成为日后纵梁生锈之源，从而减少车架的使用寿命；
6 纵梁钻孔、补孔的工作内容主要是加工双梁上的内梁孔，以及前工序遗漏下的孔。
目前国内普遍采用的是先制外梁孔，待内外梁贴合后再以外梁孔套钻内梁孔。
因为如果内外梁分别制孔后再镶合，由于多种因素的影响，纵梁上的孔必将产生“双眼皮”现象，即内外梁孔不同心，因此采用此种方法是行之有效的；
7 纵梁套钻完孔后，由行车把之吊放在一旁的工位器具上，待积累到一定量后再用行车将它们转移到工位边的电动平板车上，运往车架铆接车间存放和使用；
8 车间内物料的存放均采用工位器具或托盘，物料和零件的流动则通过行车吊运和叉车转运，过跨运输则采用电动平板车；
9 冲压零件储存周期为3～5天。
4.车间设备及投入计划
●第一批投入设备价值1266.5万元；
●纵梁采用定尺寸配送坯料，其余零件的下料则可自行解决；
●纵梁外形用手工等离子机切割，辅之以必要的工装和模板；
●纵梁的清理用清洗剂人工除油除锈；
●内外梁的镶合采用传统工艺，用塞焊或螺栓固定内外梁。
序号
名称
型号
单价
（万元）
数量
（台）
总价（万元）
一批投入（万元）
二批投入（万元）
备注
1
行车
10吨
15
3
45
*
2
剪板机
QCIIY-16*12000
200
1
200
*
纵梁下料
3
剪板机
QCIIY-16*4000
23
1
23
*
4
剪板机
QCIIY-16*2500
15
1
15
*
5
折弯机
WC67Y-400/5000
45
1
45
*
6
纵梁成型液压机
HJ087-6000
500
1
500
*
液压机高度6米,台数6-1000吨联动,宽度1.6米,长度12米
7
液压机
YE32-1000
85
1
85
*
横梁压制
8
数控平面冲孔机
SPKA120-12
22
1
220
*
9
数控等离子切割机
1
*
10
抛丸清洗线
1
*
11
内外梁焊合点焊机
1
*
12
摇臂钻床
Z3040×10
4.5
3
13.5
*
13
电动平板车
1
*
14
纵梁模具
1
160
*
模具重约18吨,可用2台10吨行车吊装。
15
横梁模具
150
*
可压制6种横梁
16
各类工装
10
*
纵梁校正、钻孔补孔切角工装
合计
1266.5
◆车架产量达到2500台后可考虑投入第二批设备；
◆第二批投入设备价值******万元，至此车间设备基本配齐，车架产量将会获得较大的提升。
5.人员及其分配
序号
岗位
人员数量
备注
1
管理
3
2
下料
9
3
折弯
4
4
数控冲孔
2
5
等离子切割
2
6
纵、横梁成形
8
7
纵梁清理
4
8
内外梁镶合
3
9
纵梁钻孔、补孔
3
10
行车
2
11
设备维护
2
12
物料搬运整理
2
兼勤杂
合计
6.日单班产量
纵梁生产的瓶颈主要在数控冲孔工序，因为其他工序可以通过增加人员和工作场地来提高产量，以下以该工序为依据计算产量。
1.纵梁平均孔数为350，如加工每孔用时1.3秒，则冲孔共需耗时455秒，
坯料上、下和定位夹紧需用时共计150秒，单根纵梁冲孔需用时10分钟（=（455+150）÷60）；
2.如每天实行单班生产，每班生产8小时（设备利用率为7.5小时），那么日单班产量为22.5台（=7.5×60÷10÷2）
二、车架铆接车间
1.车间任务
车间面积4500m2（=187.5m×24m）
车架铆接车间承担本公司系列卡车车型的纵梁、横梁和车架支架等零件的存放，承担各横梁总成的焊铆和分装，以及车架总成的铆接和装配。
2.规划设计原则
1）本次工艺设计采用大众化的生产方式，地面上以“地轨+工艺台车”的形式实现每个工位的装配铆接；空中架钢结构，悬挂电动葫芦、铆钳和气动扳手等，实现物料的吊装、零件快速铆接和螺栓联接。
整个生产线依靠人力推进到位并锁止。
该线投资省，建设快；
2）车架铆接车间分三大功能区，即零部件存放区、横梁总成加工区（分焊、分铆）、铆接线生产区，分区时尽可能做到布局合理，物流路线短捷高效；
3）车间内所有设备均选用国内知名品牌，比如电动葫芦、铆钳和气动扳手等。
选用的设备要求制造精良、可靠性高，售后服务好，性价比高，节能和环保；
4）零件的转运采用行车和叉车，车架总成跨车间转运用电动平板车。
零部件上线使用行车和电动葫芦，小物件则由人工拿取上线。
车间内零件的贮存和转运全程不落地。
5）对设备和工装夹具确立强制保养制度，对设备定期进行维护和检修，以确保生产出高质量的产品。
3.主要工艺及说明
1）工艺
台车上线—纵梁定位、装前后横梁—纵梁铆接—装配各中间横梁及总成—铆接横梁—车架翻转—装配、反铆相关支架及吊耳—车架检测、打标——车架下线
2）说明
1 车架铆接线分七个工位，分别是：
纵梁预装工位、纵梁铆接工位、车架装配工位、车架正铆工位、车架翻转工位、车架反铆工位、在线检测打标工位；
2 纵梁预装工位：
是对纵梁进行安装定位，同时装配前后梁和加强板，用适量的螺栓连接（不紧固），使车架形成牢固完整的框架；
3 纵梁铆接工位：
对纵梁及连接件铆接，不易铆接的部位装螺栓用气动扳手紧固到力矩；
4 车架装配工位：
对中间各横梁和相关支架定位装配，适量螺栓连接；
5 车架正铆工位：
对中间各横梁、相关支架定位铆接，不易铆接的部位装螺栓用气动扳手紧固到力矩；
6 车架翻转工位：
通过装有吊带的翻转机构使车架实现翻转；
7 车架反铆工位：
装配相关支架，吊耳等，并对其进行铆接或螺栓连接；
8 在线检测打标工位：
对完工的车架进行检查，如有问题则予整改，最后用打标机打上车架号，车架下线。
4.车间设备
车间设备由行车、铆接线（钢构+台车+翻转机+电动葫芦+悬挂液压铆机+风枪+地轨+工装+打标机）、卧式液压铆机、电动平板车、电焊机、钻床和工位器具组成。
由于产品还不明淅，我们预估设备需投入300万元。
5.车间人员配置
序号
岗位
人员数量
备注
1
管理
3
2
纵梁预装工位
3
3
纵梁铆接工位
4
4
车架装配工位
4
5
车架正铆工位
4
6
车架翻转工位
3
7
车架反铆工位
4
8
在线检测打标工位
3
9
横梁总成加工区
9
10
行车
2
11
设备维护
2
12
物料搬运整理
2
兼勤杂
合计
6.日单班产量
预估铆接和装配一个完整的车架时间最长为500分钟，分摊到七个工位，每工位4个人，则生产一台车架的时间为18分（=500÷7÷4），那么日单班产量为25台（=7.5×60÷18）。
.
三、车架涂装车间
1.车间任务
车间面积3937.5m2（=187.5m×21m）
车架涂装车间主要承担卡车车架的涂装，主要包括前处理、阴极电泳、烘干、强冷等工序。
2.规划设计原则
1）采用较先进的、可靠的生产技术和设备满足涂装工艺、涂装质量、环境、卫生和生产钢领的要求；
2）立足于厂情、国情，充分考虑近期与长期规划，本着先进、合理、经济实用、可靠的原则，在工艺设计和设备选型上，重点突出实用性、可靠性和操作方便、工序安排合理、设备可靠、运行经济；
3）为适应车架涂装多规格的可能性，该线按要求通过的最大车架尺寸设计，并可混流涂装生产小于该通过尺寸设计的其他小尺寸车架的通过。
4）车架进行前处理后，进入电泳工序。
5）确保各工序的处理质量，对一些关键工序的工艺参数自动控制。
建立理化检测室，对前处理、电泳的常规项目进行检验，以确保产品质量。
3.工艺及说明
1）车架磷化电泳线工艺及流程：
序
号
工艺内容
时间
（min）
温度
（℃）
处理方式
备注
1
上件
程控行车
2
预脱脂
2
50～60
浸
2~3分钟均可
3
脱脂
2
50～60
浸
2~3分钟均可
4
水洗1
1
常温
浸
5
水洗2
1
常温
浸
6
表调
1
常温
浸
7
磷化
3
35~40
浸
8
水洗3
1
常温
浸
9
水洗4
1
常温
浸
10
纯水洗
1
常温
浸
11
阴极电泳
3
28±2
浸
12
超滤（UF1）
1
常温
浸、喷
13
超滤（UF2）
1
常温
浸、喷
14
纯水洗
1
常温
浸、喷
15
下件
程控行车
转挂至电泳烘干线
16
电泳烘干上件
双链输送机
17
电泳烘干
30
170~190
18
强冷
10
19
下件
2）工艺说明
1 上件：
车间行车将车架吊放在规定的位置，随后程控行车的专用吊具将件吊起，行车自动运行进入前处理及电泳程序，首台行车完成规定的任务后与吊具脱钩，交与下台程控行车继续进行后序工作，直到最后一台行车完成电泳工序转挂。
吊具由主体、托架、滑轨、定位销等组成；
2 预脱脂：
清洗工件表面的灰尘杂物，特别是对油泥进行清洗，可保证脱脂效果，延长下道工序的药液使用时间；
3 脱脂：
用含有去油剂的清洗水对工件进行清洗，将工件表面所滞油污和有机污物除去；
4 水洗1：
水喷洗，进一步清洗工件，并对前道工序所留的清洗液进行冲洗；
5 水洗2：
水浸洗，对工件的表面进一步进行清洗。
检测滴水碱度≤0.5点；
6 表调：
加速磷化成膜，使膜层致密，提高防腐性能；
7 磷化：
使工件表面生成一层磷化膜，可提高漆涂层的附着力；
8 水洗3：
清洗磷化后带起的化学药液；
9 水洗4：
进一步对工件进行清洗；
10 纯水洗：
用循环纯水浸洗和用新鲜纯水喷洗，喷洗采用槽口喷淋方式，对工件进行清洗，彻底去除残留药离子；
11 电泳：
对工件进行阴极电泳涂装；
12 UF水洗：
用超滤水对工件进行浸洗及喷洗，将沉积外的挂带浮漆清洗掉；
13 纯水洗：
浸洗及喷洗，喷洗采用槽口喷淋方式，进一步对工件进行清洗；
14 下件：
程控行车专用吊具将件卸在规定的地方，然后人工再将件转挂到双链输送机的吊具上，进入下道烘干工序；
15 电泳漆烘干：
对工件电泳涂层进行烘干，蒸发掉残留水分，使漆膜固化；
16 强冷：
对工件进行强行冷却降温；
17 下件：
将工件从双链输送机的吊具上卸下，转移到贮存和使用地。
4.车间设备
车间设备由行车、涂装线（程控行车系统+前处理、电泳涂装槽体及设备+烘干室+强冷室+双链输送机系统+PLC电控系统+专用吊具）、和工位器具组成。
我们预估设备需投入500万左右。
5.车间人员配置
序号
岗位
人员数量
备注
1
管理
4
2
上下件
4
3
前处理：
程控行车（机电一体化）
2
4
前处理：
加料工、化验工
4
5
电泳：
机电操作
2
6
电泳：
加料工、纯水工
2
7
烘干室：
操作工
4
10
行车
2
11
设备维护
2
12
转线、杂工：
2
兼勤杂
合计
6.日单班产量
依该线的工艺布置，按照每挂为一个车架计算，日单班产量约为115件。
4、经济分析
现以3米矿用车车架的制造分析经济效益。
1.我们对车架厂每生产一架车架的费用做出如下预估：
1）车架总成每架售价：
14500元
2）钢材成本（车架净重约1600Kg）：
8000元
3）下料、冲压制造成本（含人工工资、水电气等）：
1800元
4）铆接、焊接制造成本（含人工工资、水电气等）：
1000元
5）电泳制造成本（含人工工资、水电气等）：
800元
6）其他费用（含三大费用等）1300元
6）税金：
600元
7）利润：
1000元
2.计算
1）车架厂房面积12600m2，造价2520万元（=12600×0.2），厂房投资拟按20年摊销折旧，年折旧费约为126万元；
2）车架厂一期投资总额为2066.5万（=1266.5+300+500），设备投资拟按20年摊销折旧，年折旧费约为103万元；
3）盈亏表（单位：
万元）（随着量的增大，每架车架利润增加，年其他费用微增）
序号
年产量
每架车架利润
年销售利润
年设备折旧
年厂房折旧
年其他费用
盈亏
备注
1
500
0.1
50
103
126
65
-244
2
1000
0.11
110
103
126
70
-189
3
2000
0.12
240
103
126
80
-69
4
2600
0.125
325
103
126
90
6
盈亏平衡
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