高速冲割复合机在车架钣金件生产中的适用性

胡志超

（闽南理工学院实践教学中心，福建石狮 362700）

厦门金龙江申车架有限公司专门生产、销售汽车车架及相关的汽车零部件，年产车架量可达一万多台。但车间车架系列订单车型状态复杂，车架钣金零件多样化，大部分冲压零件采用外购形式加工，每年外购成本较高，并且交货周期长，常因生产负荷、零件无法及时供应，导致车架制作效率大幅降低，故如何改善落后的生产技术、对车架钣金件加工生产进行技术改造成为了公司的重点研究项目。考虑到近年来各种复合加工设备得到越来越多机械制造企业的使用和关注[1-2]，而目前市面上较为先进的加工机器主要为高速冲割复合机，其中WHiTnEY-3400XP型号高速冲割复合机适合应用在车架钣金件生产中。

1 WHiTnEY-3400XP型高速冲割复合机简介

WHiTnEY-3400XP型号高速冲割复合机（以下简称复合机）的主要特点是产能高，精度好，范围广，运行成本低，占地少，也是目前车架制造行业创造最大利润的优选设备。

目前公司车架钣金件生产主要包括平板类零件（前后桥、发动机加强板）、U型无变截面零件（车架横梁）、L型无变截面零件（大梁连接板）、车架前后、尾纵梁、相关小零件，大部分都可以经由复合机来进行加工。

2 应用复合机加工优缺点对比

2.1 以往流程分析

以往工艺流程，见图1。从中可看出，工序复杂，而且存在人员使用多，所需设备数量多，占地面积大，耗能高，且吊钻的钻孔精度一般在1～2 mm，在保证产品质量一致性方面，多次翻转造成重复装夹误差累积[3]，经常导致铸件和相关配件装配困难，钻孔模具较多，维修费用较高。

图1 以往工艺流程

2.2 导入复合机流程分析

现在使用工艺流程，见图2。母材经剪板机剪板，定位后送至复合机设备进行一次性孔位加工，成型后送至折弯机折弯成型，大大减少加工时间，减少腹面、上下翼面的多次翻转[4]。

图2 现状工艺流程

2.3 应用复合机加工优缺点对比

通过对比应用复合机前后的制作流程我们可以看出，在导入复合机后，零件加工一体成型，工件定位准确固定，制作工件精度高，采用等离子高速切割，生产时间断，效率高；占地面积小，场地的利用率高；投入人员少，工序少，自动化程度高，加工过程无需人为作业。缺点主要是在初期投入的成本较高。

3 应用复合机的经济可行性分析

3.1 复合机单位成本

以厂内2016年预估生产大巴2 020台、中巴862台、全承载4 127台、公交车2 799台，板簧公交约占30%（840台），结合设备提供厂商给定的数据和实际生产进行计算，可以得出设备生产成本，见表1。

表1 单位成本计算表

3.2 自制件导入复合机加工分析

目前车架自制工件主要有车架横梁和尾纵梁。横梁制作主要包括剪板机剪材、仿形割外形、摇臂钻钻孔，其单件加工成本为10.67元，而复合机加工单件成本为7.7元，每件可节省2.97元。尾纵梁加工主要由剪板机剪材、吊钻钻孔，单件加工成本为12.61元，而复合机加工单件成本为7.88元，每件可节省4.74元。以2016年为例，导入复合机后，加工效率提升86%，每年节省金额69 470元，具体数据，见表2。

表2 自制工件导入复合机加工效率

3.3 外购件回收导入复合机加工分析

目前外购零件可经由复合机进行自制加工零件，主要是全承载发动机外侧墙板、全承载前后桥外侧墙板、车架外购横梁以及车架纵梁与上片连接板，分别表示为零件1～零件4，成本数据，见表3。外侧墙板为大中巴、公交全承载常用件，后两者为大中巴后装底盘及公交常用横梁、连接板，其需求数量多，价格较高，经复合机自制加工可节约大量成本。

表3 外购零件转复合机自制成本及节省收益

3.4 材料利用率提高加工分析

通过应用高速冲割复合机对板材的排版进行了优化，由排8个零件增加至9个零件，提高了利用率；以往采用剪板机切割制作，多余的物料多用于制作封口板，成本高，利润低，仿形切割机零件切除的余料均无法利用，而复合机加工后零件间隙及周边均可利用，追加布置外购回收零件（垫板、阀类支架灯），提高废料利用率又降低了外购成本，利润更高。对于等离子切割板材的边距预留量大，使板材利用率提高。综合应用复合机后余料利用率达到了97.8%，比以往工艺余料利用率提高了12.5%。利润变化，见表4。

表4 导入复合机可节省成本及效率提升表

3.5 设备导入有形及无形效益

综合上述各项，得到采用新工艺后生产成本变化情况，见表5。

表5 新工艺生产成本变化情况

（1）有形效益：项目导入后每年可节省2 506 079元，按折现率10%计算，2年4个月可以回收设备购置成本。若折现率8 %约可再缩短1个月，即2年3个月。因此，达到降低成本的目的。

（2）无形效益：项目导入后及自制效率提高86%，改善生产流程和效益，透过有效管理以达最大效益。

可见，高速冲割复合机导入后，不仅降低了制造成本，而且提高了生产效率。

4 结语

通过引进高速冲割复合机可解决目前物料供应不及时的瓶颈问题，并提高厂内自制生产力，提高生产效率，降低外购、自制成本，在中厚板冲孔效益尤为突出，可以轻松实现大梁和模治具（工装）的加工，而且自动化程度高，柔性加工能力强，性能可靠，操作方便，产品质量稳定，运行成本低，完全满足多品种、批量生产的要求[5]，更有利于将来工厂主要业务的拓展。复合机在工艺实用性，设备的适用性，设备的长期使用性，技术的突破性，在较长一段时间内的技术储备性，都具有很大的优势，和现有加工配套的激光机协调互补使用，会使工厂在业务及影响力在同行内得到较大的提振，使得厂商的核心竞争力得到大幅提高。