郭維，師懷江

摘要：工藝設(shè)計(jì)直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。文章概述了工藝設(shè)計(jì)在重型卡車中小型沖壓件生產(chǎn)過程中的重要性，具體闡述了工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)注點(diǎn)和相互關(guān)系。

關(guān)鍵詞：重型卡車；中小型；沖壓零件；工藝設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TG388 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）28-0035-02

作為重型卡車中應(yīng)用最多的中小型沖壓件，具有品種雜、系列化、更新快等特點(diǎn)，而往往產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)又相對(duì)獨(dú)立。各生產(chǎn)企業(yè)的加工手段、工藝方法參差不齊，導(dǎo)致實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不能滿足圖紙要求。因此，工藝設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工的中間環(huán)節(jié)顯得尤為重要，直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。

1 工序設(shè)計(jì)

1.1 下料方式

根據(jù)不同的產(chǎn)品外形、材料厚度、精度要求及批量大小，選用不同的下料方式，主要取決于設(shè)備的加工能力，以省時(shí)省力為原則，批量較大或生產(chǎn)較忙時(shí)，也需根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能來調(diào)整下料方式，以保證生產(chǎn)節(jié)奏和

任務(wù)。

1.2 產(chǎn)品特性

對(duì)于某些裝配要求很高，或超出設(shè)備實(shí)際加工能力的特性要求，在無法更改設(shè)計(jì)要求時(shí)，就需要調(diào)整或增加工序（如翻邊困難、工藝余量、裝配尺寸、工藝孔、折彎件的空間孔距尺寸等）。

1.3 生產(chǎn)習(xí)慣

工序設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮加工人的生產(chǎn)習(xí)慣和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以及現(xiàn)有的設(shè)備布局，可以減少冗余環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)可以充分調(diào)動(dòng)操作者的積極性。

1.4 物流因素

一個(gè)產(chǎn)品的工序流程即決定了該產(chǎn)品的物流狀態(tài)，所以工藝設(shè)計(jì)必須要兼顧設(shè)備布局及產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)和搬運(yùn)，避免重復(fù)操作，精簡(jiǎn)并優(yōu)化工序，從這個(gè)角度來說，工序設(shè)計(jì)也是精益生產(chǎn)的一個(gè)重要部分。

1.5 相似產(chǎn)品

對(duì)于新產(chǎn)品，可以同系列產(chǎn)品或類似產(chǎn)品為參考，綜合分析，尋找規(guī)律，有效提高設(shè)計(jì)效率，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，使其更具有通用性和指導(dǎo)意義，也有利于操作者的實(shí)際加工。

1.6 防錯(cuò)

為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，盡量減少加工人的判斷環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量考慮工序順序的防錯(cuò)功能，如左右件、相似件等等，可以通過前置打標(biāo)工序、細(xì)化工序附圖等方法來

實(shí)現(xiàn)。

2 工裝設(shè)計(jì)

2.1 時(shí)機(jī)選擇

一般包括正式批量投產(chǎn)的零件、試制完成確認(rèn)定型的零件、新產(chǎn)品開發(fā)階段的必要投入、通用手段無法加工的零件以及為了改善產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的零件，除此以外，應(yīng)主動(dòng)了解新產(chǎn)品的應(yīng)用車型及未來前景，提前準(zhǔn)備，以應(yīng)對(duì)產(chǎn)品批量切換帶來的生產(chǎn)瓶頸及交付問題，同時(shí)也可以占得市場(chǎng)先機(jī)，提高自己的配送

比例。

2.2 制造成本

首先，對(duì)于大中型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，因其模具制造成本較高，必須確認(rèn)圖紙狀態(tài)和批量，否則無法收回成本，而模具制造環(huán)節(jié)最好委托大型、專業(yè)或有類似產(chǎn)品模具制造經(jīng)驗(yàn)的廠家，這樣可以大大降低模具風(fēng)險(xiǎn)。其次，對(duì)于中小型，簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，結(jié)合我單位實(shí)際，此類產(chǎn)品種類最多，且有加工能力及制作經(jīng)驗(yàn)，最好自制模具，這樣成本較低。最后，對(duì)于小批量及試制件或未定型產(chǎn)品，盡量從工藝角度分析，在滿足產(chǎn)品要求的前提下，采用通用手段加工，或者制作簡(jiǎn)易模具，以降低風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 產(chǎn)品特性

一般來說，模具設(shè)計(jì)的依據(jù)就是產(chǎn)品圖紙，但根據(jù)我單位實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，試制過程中由模具加工后的產(chǎn)品雖符合圖紙，但在實(shí)際裝配和使用中卻出現(xiàn)很多問題，而往往在發(fā)現(xiàn)裝配問題后，后續(xù)改動(dòng)維修模具的難度很大，費(fèi)用也很高，而此時(shí)往往是產(chǎn)品批量切換的關(guān)鍵時(shí)刻，給生產(chǎn)和交付帶來了很大困難。

2.4 穩(wěn)定性

因模具的使用周期一般較長(zhǎng)，所以其是否能穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)至關(guān)重要，往往在使用一段時(shí)間后，由于磨損、裂紋、拉傷等因素，導(dǎo)致產(chǎn)品狀態(tài)出現(xiàn)異常，增加了質(zhì)量隱患。如果在模具設(shè)計(jì)及制作前期充分考慮，就可以大大增加模具的使用周期及失效頻次，從而加強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

2.5 實(shí)用性、通用性

品種多、系列化是我單位承制產(chǎn)品的特點(diǎn)，因此在投入模具時(shí)，首先考慮實(shí)用性，即優(yōu)先選擇批量產(chǎn)品，并根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和重要度，投入相應(yīng)模具，使投入和產(chǎn)出比最大化。其次考慮通用性，應(yīng)充分收集整理類似零件或同系列產(chǎn)品，以及對(duì)未來新品種的預(yù)測(cè)，充分增加模具的通用性，往往很小的設(shè)計(jì)就可以有效降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還提高了模具的利用率。

2.6 設(shè)備因素

在確定模具方案的過程中，應(yīng)充分考慮設(shè)備因素，如噸位、臺(tái)面尺寸、閉合高度、工作方式等。只有充分掌握了設(shè)備加工能力，才能更好地完成模具方案。

2.7 防錯(cuò)功能

結(jié)合我單位的實(shí)際，左右件及非對(duì)稱件較多，模具的防錯(cuò)功能尤為重要，如放料方向錯(cuò)誤導(dǎo)致零件方向壓反，同系列產(chǎn)品通用模具的不同定位、帶角度的U型件壓反等，嚴(yán)重時(shí)也可能導(dǎo)致模具損壞，所以僅僅滿足產(chǎn)品的成型要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，應(yīng)把防錯(cuò)設(shè)計(jì)和識(shí)別作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。

3 工藝試制

工藝設(shè)計(jì)完成后，對(duì)于新產(chǎn)品或重要產(chǎn)品必須進(jìn)行試制和驗(yàn)證，主要目的有以下幾點(diǎn)，首先，使工藝設(shè)計(jì)落到實(shí)處，驗(yàn)證是否能夠指導(dǎo)加工，及時(shí)作出調(diào)整，其次，驗(yàn)證工裝模具是否能滿足工序要求。此外，工藝人員應(yīng)重視工藝試制環(huán)節(jié)，因?yàn)樵囍七^程中，最接近實(shí)際生產(chǎn)，親臨現(xiàn)場(chǎng)，可以更好地掌握設(shè)備、模具、工裝、加工人習(xí)慣等各種因素，積累大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)習(xí)和提升的最佳途徑，從而提高工藝設(shè)計(jì)水平，更符合本企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。

4 工藝優(yōu)化

工藝設(shè)計(jì)完成后，并不是一成不變的，在生產(chǎn)初期，很多問題并未暴露，此時(shí)的工藝方法只解決了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題。而產(chǎn)品的實(shí)際使用及客戶反饋需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期，隨著產(chǎn)品批量的增加，很多前期未曾考慮到的問題接踵而來，此時(shí)給生產(chǎn)和交貨帶來諸多不便，甚至批量報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

由此看來，工藝方法及文件需要?jiǎng)討B(tài)的管理，不斷優(yōu)化、改進(jìn)，但多數(shù)情況下，我們的優(yōu)化工作處在一個(gè)被動(dòng)地位，缺乏前期的分析判斷要想盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)，那么對(duì)于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，較好的方法就是進(jìn)行潛在失效模式分析（DFEMA），結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)，可以做到工藝的前期優(yōu)化，降低風(fēng)險(xiǎn)。

5 工藝設(shè)計(jì)單元模型

綜上所述，雖然產(chǎn)品千差萬(wàn)別，但是其工藝設(shè)計(jì)過程是有規(guī)律可循的，如果找到了其中規(guī)律，可以使工藝設(shè)計(jì)過程更加高效。如圖1，我們將一個(gè)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)過程看做一個(gè)工作單元，其中包含工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)，整個(gè)過程是一個(gè)單循環(huán)過程，對(duì)于工藝人員，這是一個(gè)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)過程的最基本的

模式。

但在實(shí)際過程中，由于產(chǎn)品、生產(chǎn)過程、加工能力、客戶要求、人員、管理等因素，一個(gè)理想的工藝設(shè)計(jì)過程是比較復(fù)雜的，為此，在基本單元模式下，我們建立了高級(jí)單元模型，如圖2，可以看出，各個(gè)環(huán)節(jié)都有相互關(guān)聯(lián)和制約，一個(gè)好的工藝過程應(yīng)以工序設(shè)計(jì)為核心，以基本單元模型為主體，平衡各個(gè)環(huán)節(jié)間的關(guān)聯(lián)，才可以輸出一個(gè)較好的工藝，進(jìn)而使實(shí)物加工過程較為穩(wěn)定、可控。

圖1 圖2

6 結(jié)語(yǔ)

工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品由圖紙變?yōu)閷?shí)物的重要環(huán)節(jié)，而實(shí)現(xiàn)同一產(chǎn)品，對(duì)應(yīng)的工藝方法卻不盡相同。需要以滿足產(chǎn)品功能為前提，實(shí)際加工能力為基礎(chǔ)，結(jié)合企業(yè)的特點(diǎn)，制定合理的工藝方法。隨著企業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，也需要不斷學(xué)習(xí)和借鑒新技術(shù)、新方法，來優(yōu)化和完善現(xiàn)有的工藝體系，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 柯明揚(yáng).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996.

[2] 楊玉英.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[3] 王曉紅.基于沖壓工藝的汽車沖壓件成本控制方法[J].鍛壓技術(shù)，2012，（6）.

作者簡(jiǎn)介：郭維（1981-），陜西富平人，陜西德仕汽車部件（集團(tuán)）有限責(zé)任公司中級(jí)工程師，研究方向：汽車零部件工藝設(shè)計(jì)。

摘要：工藝設(shè)計(jì)直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。文章概述了工藝設(shè)計(jì)在重型卡車中小型沖壓件生產(chǎn)過程中的重要性，具體闡述了工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)注點(diǎn)和相互關(guān)系。

關(guān)鍵詞：重型卡車；中小型；沖壓零件；工藝設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TG388 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）28-0035-02

作為重型卡車中應(yīng)用最多的中小型沖壓件，具有品種雜、系列化、更新快等特點(diǎn)，而往往產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)又相對(duì)獨(dú)立。各生產(chǎn)企業(yè)的加工手段、工藝方法參差不齊，導(dǎo)致實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不能滿足圖紙要求。因此，工藝設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工的中間環(huán)節(jié)顯得尤為重要，直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。

1 工序設(shè)計(jì)

1.1 下料方式

根據(jù)不同的產(chǎn)品外形、材料厚度、精度要求及批量大小，選用不同的下料方式，主要取決于設(shè)備的加工能力，以省時(shí)省力為原則，批量較大或生產(chǎn)較忙時(shí)，也需根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能來調(diào)整下料方式，以保證生產(chǎn)節(jié)奏和

任務(wù)。

1.2 產(chǎn)品特性

對(duì)于某些裝配要求很高，或超出設(shè)備實(shí)際加工能力的特性要求，在無法更改設(shè)計(jì)要求時(shí)，就需要調(diào)整或增加工序（如翻邊困難、工藝余量、裝配尺寸、工藝孔、折彎件的空間孔距尺寸等）。

1.3 生產(chǎn)習(xí)慣

工序設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮加工人的生產(chǎn)習(xí)慣和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以及現(xiàn)有的設(shè)備布局，可以減少冗余環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)可以充分調(diào)動(dòng)操作者的積極性。

1.4 物流因素

一個(gè)產(chǎn)品的工序流程即決定了該產(chǎn)品的物流狀態(tài)，所以工藝設(shè)計(jì)必須要兼顧設(shè)備布局及產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)和搬運(yùn)，避免重復(fù)操作，精簡(jiǎn)并優(yōu)化工序，從這個(gè)角度來說，工序設(shè)計(jì)也是精益生產(chǎn)的一個(gè)重要部分。

1.5 相似產(chǎn)品

對(duì)于新產(chǎn)品，可以同系列產(chǎn)品或類似產(chǎn)品為參考，綜合分析，尋找規(guī)律，有效提高設(shè)計(jì)效率，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，使其更具有通用性和指導(dǎo)意義，也有利于操作者的實(shí)際加工。

1.6 防錯(cuò)

為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，盡量減少加工人的判斷環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量考慮工序順序的防錯(cuò)功能，如左右件、相似件等等，可以通過前置打標(biāo)工序、細(xì)化工序附圖等方法來

實(shí)現(xiàn)。

2 工裝設(shè)計(jì)

2.1 時(shí)機(jī)選擇

一般包括正式批量投產(chǎn)的零件、試制完成確認(rèn)定型的零件、新產(chǎn)品開發(fā)階段的必要投入、通用手段無法加工的零件以及為了改善產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的零件，除此以外，應(yīng)主動(dòng)了解新產(chǎn)品的應(yīng)用車型及未來前景，提前準(zhǔn)備，以應(yīng)對(duì)產(chǎn)品批量切換帶來的生產(chǎn)瓶頸及交付問題，同時(shí)也可以占得市場(chǎng)先機(jī)，提高自己的配送

比例。

2.2 制造成本

首先，對(duì)于大中型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，因其模具制造成本較高，必須確認(rèn)圖紙狀態(tài)和批量，否則無法收回成本，而模具制造環(huán)節(jié)最好委托大型、專業(yè)或有類似產(chǎn)品模具制造經(jīng)驗(yàn)的廠家，這樣可以大大降低模具風(fēng)險(xiǎn)。其次，對(duì)于中小型，簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，結(jié)合我單位實(shí)際，此類產(chǎn)品種類最多，且有加工能力及制作經(jīng)驗(yàn)，最好自制模具，這樣成本較低。最后，對(duì)于小批量及試制件或未定型產(chǎn)品，盡量從工藝角度分析，在滿足產(chǎn)品要求的前提下，采用通用手段加工，或者制作簡(jiǎn)易模具，以降低風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 產(chǎn)品特性

一般來說，模具設(shè)計(jì)的依據(jù)就是產(chǎn)品圖紙，但根據(jù)我單位實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，試制過程中由模具加工后的產(chǎn)品雖符合圖紙，但在實(shí)際裝配和使用中卻出現(xiàn)很多問題，而往往在發(fā)現(xiàn)裝配問題后，后續(xù)改動(dòng)維修模具的難度很大，費(fèi)用也很高，而此時(shí)往往是產(chǎn)品批量切換的關(guān)鍵時(shí)刻，給生產(chǎn)和交付帶來了很大困難。

2.4 穩(wěn)定性

因模具的使用周期一般較長(zhǎng)，所以其是否能穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)至關(guān)重要，往往在使用一段時(shí)間后，由于磨損、裂紋、拉傷等因素，導(dǎo)致產(chǎn)品狀態(tài)出現(xiàn)異常，增加了質(zhì)量隱患。如果在模具設(shè)計(jì)及制作前期充分考慮，就可以大大增加模具的使用周期及失效頻次，從而加強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

2.5 實(shí)用性、通用性

品種多、系列化是我單位承制產(chǎn)品的特點(diǎn)，因此在投入模具時(shí)，首先考慮實(shí)用性，即優(yōu)先選擇批量產(chǎn)品，并根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和重要度，投入相應(yīng)模具，使投入和產(chǎn)出比最大化。其次考慮通用性，應(yīng)充分收集整理類似零件或同系列產(chǎn)品，以及對(duì)未來新品種的預(yù)測(cè)，充分增加模具的通用性，往往很小的設(shè)計(jì)就可以有效降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還提高了模具的利用率。

2.6 設(shè)備因素

在確定模具方案的過程中，應(yīng)充分考慮設(shè)備因素，如噸位、臺(tái)面尺寸、閉合高度、工作方式等。只有充分掌握了設(shè)備加工能力，才能更好地完成模具方案。

2.7 防錯(cuò)功能

結(jié)合我單位的實(shí)際，左右件及非對(duì)稱件較多，模具的防錯(cuò)功能尤為重要，如放料方向錯(cuò)誤導(dǎo)致零件方向壓反，同系列產(chǎn)品通用模具的不同定位、帶角度的U型件壓反等，嚴(yán)重時(shí)也可能導(dǎo)致模具損壞，所以僅僅滿足產(chǎn)品的成型要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，應(yīng)把防錯(cuò)設(shè)計(jì)和識(shí)別作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。

3 工藝試制

工藝設(shè)計(jì)完成后，對(duì)于新產(chǎn)品或重要產(chǎn)品必須進(jìn)行試制和驗(yàn)證，主要目的有以下幾點(diǎn)，首先，使工藝設(shè)計(jì)落到實(shí)處，驗(yàn)證是否能夠指導(dǎo)加工，及時(shí)作出調(diào)整，其次，驗(yàn)證工裝模具是否能滿足工序要求。此外，工藝人員應(yīng)重視工藝試制環(huán)節(jié)，因?yàn)樵囍七^程中，最接近實(shí)際生產(chǎn)，親臨現(xiàn)場(chǎng)，可以更好地掌握設(shè)備、模具、工裝、加工人習(xí)慣等各種因素，積累大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)習(xí)和提升的最佳途徑，從而提高工藝設(shè)計(jì)水平，更符合本企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。

4 工藝優(yōu)化

工藝設(shè)計(jì)完成后，并不是一成不變的，在生產(chǎn)初期，很多問題并未暴露，此時(shí)的工藝方法只解決了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題。而產(chǎn)品的實(shí)際使用及客戶反饋需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期，隨著產(chǎn)品批量的增加，很多前期未曾考慮到的問題接踵而來，此時(shí)給生產(chǎn)和交貨帶來諸多不便，甚至批量報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

由此看來，工藝方法及文件需要?jiǎng)討B(tài)的管理，不斷優(yōu)化、改進(jìn)，但多數(shù)情況下，我們的優(yōu)化工作處在一個(gè)被動(dòng)地位，缺乏前期的分析判斷要想盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)，那么對(duì)于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，較好的方法就是進(jìn)行潛在失效模式分析（DFEMA），結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)，可以做到工藝的前期優(yōu)化，降低風(fēng)險(xiǎn)。

5 工藝設(shè)計(jì)單元模型

綜上所述，雖然產(chǎn)品千差萬(wàn)別，但是其工藝設(shè)計(jì)過程是有規(guī)律可循的，如果找到了其中規(guī)律，可以使工藝設(shè)計(jì)過程更加高效。如圖1，我們將一個(gè)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)過程看做一個(gè)工作單元，其中包含工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)，整個(gè)過程是一個(gè)單循環(huán)過程，對(duì)于工藝人員，這是一個(gè)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)過程的最基本的

模式。

但在實(shí)際過程中，由于產(chǎn)品、生產(chǎn)過程、加工能力、客戶要求、人員、管理等因素，一個(gè)理想的工藝設(shè)計(jì)過程是比較復(fù)雜的，為此，在基本單元模式下，我們建立了高級(jí)單元模型，如圖2，可以看出，各個(gè)環(huán)節(jié)都有相互關(guān)聯(lián)和制約，一個(gè)好的工藝過程應(yīng)以工序設(shè)計(jì)為核心，以基本單元模型為主體，平衡各個(gè)環(huán)節(jié)間的關(guān)聯(lián)，才可以輸出一個(gè)較好的工藝，進(jìn)而使實(shí)物加工過程較為穩(wěn)定、可控。

圖1 圖2

6 結(jié)語(yǔ)

工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品由圖紙變?yōu)閷?shí)物的重要環(huán)節(jié)，而實(shí)現(xiàn)同一產(chǎn)品，對(duì)應(yīng)的工藝方法卻不盡相同。需要以滿足產(chǎn)品功能為前提，實(shí)際加工能力為基礎(chǔ)，結(jié)合企業(yè)的特點(diǎn)，制定合理的工藝方法。隨著企業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，也需要不斷學(xué)習(xí)和借鑒新技術(shù)、新方法，來優(yōu)化和完善現(xiàn)有的工藝體系，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 柯明揚(yáng).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996.

[2] 楊玉英.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[3] 王曉紅.基于沖壓工藝的汽車沖壓件成本控制方法[J].鍛壓技術(shù)，2012，（6）.

作者簡(jiǎn)介：郭維（1981-），陜西富平人，陜西德仕汽車部件（集團(tuán)）有限責(zé)任公司中級(jí)工程師，研究方向：汽車零部件工藝設(shè)計(jì)。

摘要：工藝設(shè)計(jì)直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。文章概述了工藝設(shè)計(jì)在重型卡車中小型沖壓件生產(chǎn)過程中的重要性，具體闡述了工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)注點(diǎn)和相互關(guān)系。

關(guān)鍵詞：重型卡車；中小型；沖壓零件；工藝設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TG388 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）28-0035-02

作為重型卡車中應(yīng)用最多的中小型沖壓件，具有品種雜、系列化、更新快等特點(diǎn)，而往往產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)又相對(duì)獨(dú)立。各生產(chǎn)企業(yè)的加工手段、工藝方法參差不齊，導(dǎo)致實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不能滿足圖紙要求。因此，工藝設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工的中間環(huán)節(jié)顯得尤為重要，直接關(guān)系到加工成本和產(chǎn)品質(zhì)量。

1 工序設(shè)計(jì)

1.1 下料方式

根據(jù)不同的產(chǎn)品外形、材料厚度、精度要求及批量大小，選用不同的下料方式，主要取決于設(shè)備的加工能力，以省時(shí)省力為原則，批量較大或生產(chǎn)較忙時(shí)，也需根據(jù)設(shè)備產(chǎn)能來調(diào)整下料方式，以保證生產(chǎn)節(jié)奏和

任務(wù)。

1.2 產(chǎn)品特性

對(duì)于某些裝配要求很高，或超出設(shè)備實(shí)際加工能力的特性要求，在無法更改設(shè)計(jì)要求時(shí)，就需要調(diào)整或增加工序（如翻邊困難、工藝余量、裝配尺寸、工藝孔、折彎件的空間孔距尺寸等）。

1.3 生產(chǎn)習(xí)慣

工序設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮加工人的生產(chǎn)習(xí)慣和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以及現(xiàn)有的設(shè)備布局，可以減少冗余環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)可以充分調(diào)動(dòng)操作者的積極性。

1.4 物流因素

一個(gè)產(chǎn)品的工序流程即決定了該產(chǎn)品的物流狀態(tài)，所以工藝設(shè)計(jì)必須要兼顧設(shè)備布局及產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)和搬運(yùn)，避免重復(fù)操作，精簡(jiǎn)并優(yōu)化工序，從這個(gè)角度來說，工序設(shè)計(jì)也是精益生產(chǎn)的一個(gè)重要部分。

1.5 相似產(chǎn)品

對(duì)于新產(chǎn)品，可以同系列產(chǎn)品或類似產(chǎn)品為參考，綜合分析，尋找規(guī)律，有效提高設(shè)計(jì)效率，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，使其更具有通用性和指導(dǎo)意義，也有利于操作者的實(shí)際加工。

1.6 防錯(cuò)

為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，盡量減少加工人的判斷環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量考慮工序順序的防錯(cuò)功能，如左右件、相似件等等，可以通過前置打標(biāo)工序、細(xì)化工序附圖等方法來

實(shí)現(xiàn)。

2 工裝設(shè)計(jì)

2.1 時(shí)機(jī)選擇

一般包括正式批量投產(chǎn)的零件、試制完成確認(rèn)定型的零件、新產(chǎn)品開發(fā)階段的必要投入、通用手段無法加工的零件以及為了改善產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的零件，除此以外，應(yīng)主動(dòng)了解新產(chǎn)品的應(yīng)用車型及未來前景，提前準(zhǔn)備，以應(yīng)對(duì)產(chǎn)品批量切換帶來的生產(chǎn)瓶頸及交付問題，同時(shí)也可以占得市場(chǎng)先機(jī)，提高自己的配送

比例。

2.2 制造成本

首先，對(duì)于大中型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，因其模具制造成本較高，必須確認(rèn)圖紙狀態(tài)和批量，否則無法收回成本，而模具制造環(huán)節(jié)最好委托大型、專業(yè)或有類似產(chǎn)品模具制造經(jīng)驗(yàn)的廠家，這樣可以大大降低模具風(fēng)險(xiǎn)。其次，對(duì)于中小型，簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，結(jié)合我單位實(shí)際，此類產(chǎn)品種類最多，且有加工能力及制作經(jīng)驗(yàn)，最好自制模具，這樣成本較低。最后，對(duì)于小批量及試制件或未定型產(chǎn)品，盡量從工藝角度分析，在滿足產(chǎn)品要求的前提下，采用通用手段加工，或者制作簡(jiǎn)易模具，以降低風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 產(chǎn)品特性

一般來說，模具設(shè)計(jì)的依據(jù)就是產(chǎn)品圖紙，但根據(jù)我單位實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，試制過程中由模具加工后的產(chǎn)品雖符合圖紙，但在實(shí)際裝配和使用中卻出現(xiàn)很多問題，而往往在發(fā)現(xiàn)裝配問題后，后續(xù)改動(dòng)維修模具的難度很大，費(fèi)用也很高，而此時(shí)往往是產(chǎn)品批量切換的關(guān)鍵時(shí)刻，給生產(chǎn)和交付帶來了很大困難。

2.4 穩(wěn)定性

因模具的使用周期一般較長(zhǎng)，所以其是否能穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)至關(guān)重要，往往在使用一段時(shí)間后，由于磨損、裂紋、拉傷等因素，導(dǎo)致產(chǎn)品狀態(tài)出現(xiàn)異常，增加了質(zhì)量隱患。如果在模具設(shè)計(jì)及制作前期充分考慮，就可以大大增加模具的使用周期及失效頻次，從而加強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

2.5 實(shí)用性、通用性

品種多、系列化是我單位承制產(chǎn)品的特點(diǎn)，因此在投入模具時(shí)，首先考慮實(shí)用性，即優(yōu)先選擇批量產(chǎn)品，并根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和重要度，投入相應(yīng)模具，使投入和產(chǎn)出比最大化。其次考慮通用性，應(yīng)充分收集整理類似零件或同系列產(chǎn)品，以及對(duì)未來新品種的預(yù)測(cè)，充分增加模具的通用性，往往很小的設(shè)計(jì)就可以有效降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還提高了模具的利用率。

2.6 設(shè)備因素

在確定模具方案的過程中，應(yīng)充分考慮設(shè)備因素，如噸位、臺(tái)面尺寸、閉合高度、工作方式等。只有充分掌握了設(shè)備加工能力，才能更好地完成模具方案。

2.7 防錯(cuò)功能

結(jié)合我單位的實(shí)際，左右件及非對(duì)稱件較多，模具的防錯(cuò)功能尤為重要，如放料方向錯(cuò)誤導(dǎo)致零件方向壓反，同系列產(chǎn)品通用模具的不同定位、帶角度的U型件壓反等，嚴(yán)重時(shí)也可能導(dǎo)致模具損壞，所以僅僅滿足產(chǎn)品的成型要求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，應(yīng)把防錯(cuò)設(shè)計(jì)和識(shí)別作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。

3 工藝試制

工藝設(shè)計(jì)完成后，對(duì)于新產(chǎn)品或重要產(chǎn)品必須進(jìn)行試制和驗(yàn)證，主要目的有以下幾點(diǎn)，首先，使工藝設(shè)計(jì)落到實(shí)處，驗(yàn)證是否能夠指導(dǎo)加工，及時(shí)作出調(diào)整，其次，驗(yàn)證工裝模具是否能滿足工序要求。此外，工藝人員應(yīng)重視工藝試制環(huán)節(jié)，因?yàn)樵囍七^程中，最接近實(shí)際生產(chǎn)，親臨現(xiàn)場(chǎng)，可以更好地掌握設(shè)備、模具、工裝、加工人習(xí)慣等各種因素，積累大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)習(xí)和提升的最佳途徑，從而提高工藝設(shè)計(jì)水平，更符合本企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。

4 工藝優(yōu)化

工藝設(shè)計(jì)完成后，并不是一成不變的，在生產(chǎn)初期，很多問題并未暴露，此時(shí)的工藝方法只解決了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題。而產(chǎn)品的實(shí)際使用及客戶反饋需要一個(gè)很長(zhǎng)的周期，隨著產(chǎn)品批量的增加，很多前期未曾考慮到的問題接踵而來，此時(shí)給生產(chǎn)和交貨帶來諸多不便，甚至批量報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

由此看來，工藝方法及文件需要?jiǎng)討B(tài)的管理，不斷優(yōu)化、改進(jìn)，但多數(shù)情況下，我們的優(yōu)化工作處在一個(gè)被動(dòng)地位，缺乏前期的分析判斷要想盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)，那么對(duì)于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，較好的方法就是進(jìn)行潛在失效模式分析（DFEMA），結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)，可以做到工藝的前期優(yōu)化，降低風(fēng)險(xiǎn)。

5 工藝設(shè)計(jì)單元模型

綜上所述，雖然產(chǎn)品千差萬(wàn)別，但是其工藝設(shè)計(jì)過程是有規(guī)律可循的，如果找到了其中規(guī)律，可以使工藝設(shè)計(jì)過程更加高效。如圖1，我們將一個(gè)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)過程看做一個(gè)工作單元，其中包含工序、工裝、試制、優(yōu)化四個(gè)環(huán)節(jié)，整個(gè)過程是一個(gè)單循環(huán)過程，對(duì)于工藝人員，這是一個(gè)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)過程的最基本的

模式。

但在實(shí)際過程中，由于產(chǎn)品、生產(chǎn)過程、加工能力、客戶要求、人員、管理等因素，一個(gè)理想的工藝設(shè)計(jì)過程是比較復(fù)雜的，為此，在基本單元模式下，我們建立了高級(jí)單元模型，如圖2，可以看出，各個(gè)環(huán)節(jié)都有相互關(guān)聯(lián)和制約，一個(gè)好的工藝過程應(yīng)以工序設(shè)計(jì)為核心，以基本單元模型為主體，平衡各個(gè)環(huán)節(jié)間的關(guān)聯(lián)，才可以輸出一個(gè)較好的工藝，進(jìn)而使實(shí)物加工過程較為穩(wěn)定、可控。

圖1 圖2

6 結(jié)語(yǔ)

工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品由圖紙變?yōu)閷?shí)物的重要環(huán)節(jié)，而實(shí)現(xiàn)同一產(chǎn)品，對(duì)應(yīng)的工藝方法卻不盡相同。需要以滿足產(chǎn)品功能為前提，實(shí)際加工能力為基礎(chǔ)，結(jié)合企業(yè)的特點(diǎn)，制定合理的工藝方法。隨著企業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，也需要不斷學(xué)習(xí)和借鑒新技術(shù)、新方法，來優(yōu)化和完善現(xiàn)有的工藝體系，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 柯明揚(yáng).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996.

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[3] 王曉紅.基于沖壓工藝的汽車沖壓件成本控制方法[J].鍛壓技術(shù)，2012，（6）.

作者簡(jiǎn)介：郭維（1981-），陜西富平人，陜西德仕汽車部件（集團(tuán)）有限責(zé)任公司中級(jí)工程師，研究方向：汽車零部件工藝設(shè)計(jì)。