高速冲割复合机在车架钣金件生产中的适用性

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1～2mm，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。

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]。

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2020台、中巴 862台、全承载4127台、公交车2799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。

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69470元， 具体数据，见表2。

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。

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。

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。

（1）有形效益：项目导入后每年可节省2506079 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。