快速换模技术

快速换模技术（精选3篇）

快速换模技术 篇1

摘要：快速换模的基础工作包括模具管理、模具库区域划分、模具设计的标准化、台车数量配比。应掌握快速换模技术的关键步骤, 采用平行作业法、旋转式一次锁定法、工具放置位置统一法和改良装置等方法, 缩短内部准备时间, 实施内外换模分离, 缩短内外换模时间, 促进快速换模技术在冲压设备中的应用。

关键词：冲压设备,快速换模技术,利用效率

1 快速换模技术的基本要点

对内部作业和外部作业进行划分这是快速换模技术应用的最基本概念, 在换模作业工作中, 将整个过程中划分为内部准许、准备调整和外部准备作业。这样就可以在冲压机停机时将所有的准备工作都做好, 而冲压机停下后可以快速将模具进行安装并进行产品的产出作业。同时利用冲压设备运行的时间来进行外部准备作业, 即可以对模具进行修复, 对工具和材料进行准备等各项工作。

同时为了能够缩短机床设备的停机时间, 需要将可以转换为外部作业的内部作业全部进行转换, 这样就可以在机床正常运行时做好换模的各项准备工作, 缩短冲压机的停机时间。

无论是内部作业还是外部作业, 都需要对其进一步优化, 这样通过调整内部准备和外部准备的时间, 可以有效缩短准备时间, 确保设备的正常生产运行, 有利于生产效率的提高。

2 快速换模的基础工作

2.1 模具管理

在模具管理工作中, 需要确保模具库中各个模具都要具有清晰的标识, 而且需要按产品系列进行定位和编号, 统一进行摆放, 而且在模具标识上还需要将模具的状态进行标识清楚, 在移走模具时, 标识仍需存在, 这样有利于模具回库后能够更快地找到原位。

2.2 模具库区域划分

在模具库管理工作中需要编制模具定位总表, 这样可以将模具更快地进行定位, 而且在模具库内还需要有设备维修区, 将待维修的模具放置在该区域内, 在冲压线外放置需要耗时较多的维修调试模具, 只有维修调试合格后的模具才能归位到原位置上进行放置。

2.3 模具设计的标准化

要想确保快速换模技术的实现, 就需要确保模具设计的标准化。特别是在进行模具设计过程中, 与快速时间有关的几种参数要做到标准化, 这几项参数在设计时不能随意进行变更, 冲压模具的上下模具底板的长、宽和厚都要做到规范性和标准性, 这样可以有效地缩短对冲床闭合高度的调整时间, 有利于换模时间的缩短。

2.4 确保台车数量配比

由于在快速模具技术中需要拆卸掉冲压在线的模具后才能将需要更换的模具换上去, 这就需要数量相匹配的台车, 这样才能有效确保快速卸下及快速装上目标的实现。

3 快速换模技术在冲压设备中的应用

3.1 快速换模技术的关键步骤

需要将换模作业的整个过程进行细分后, 对作业过程中的各个环节及各个要素进行完整的记录, 根据记录来发现问题, 并及时进行调整。

由于换模作业过程中分为内部准备和外部准备两大类, 所以需要对记录的数据进行分析, 从而区分出外部准备和内部准备的时间。同时还需要在换模前进行模具点检表的填写, 这样就可以有效地提高外部准备工作的质量, 确保内部准备时间的减小, 有效保证换模后模具冲压的正常。

采用平行作业法、旋转式一次锁定法、工具放置位置统一法和改良装置等方法来缩短内部准备的时间, 确保换模时间的缩短。同时还可以将内部作业准备进行细分, 将近似的环节进行合并, 这样可以有效缩短换模的时间。

3.2 快速换模技术在冲压设备中的具体应用

在很多冲压车间的冲压工段作业时, 由于压力机需要承担多种型号部件的生产, 这样就需要进行高频率的换模, 这就使得换模过程中的相对时间较长, 特别是换模技术利用串行作业方式, 在设备停机后才会对工具进行准备, 导致大量的时间被浪费, 因此可以利用快速换模技术来改善传统换模中存在的问题, 有效提高生产效率。

首先, 实施内外换模分离。其次, 缩短外换模时间。最后, 缩短内换模时间。

4 结语

在冲压作业过程中, 应用快速换模打底可以有效缩短换模的时间, 确保压力机利用效率的提高, 有利于经济效益的实现。而且随着对快速换模技术研究力度的不断加大, 换模时间将会进一步缩短, 这对于冲压作业效率的提升将具有极为重要的意义。

参考文献

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[2]王兵.多品种小批量定单条件下PX公司缩短换模时间的应用研究[D].广州:华南理工大学, 2012.

[3]吴凡, 周炳海.基于SMED快速换模的机加工设备效率改善[J].机械制造, 2009, (10) :103.

快速换模技术 篇2

“切换”的次数会因生产线产品种类的增多，或生产批量减少而相应增多。每次“切换”耗费的时间，对工厂而言是损失。为了减少这种损失，许多人想到的解决方式就是加大每一种产品的生产批量，以及减少产品的种类，这样每一个产品所分摊的平均切换损失就会减少。换句话说，生产的批量越大，分摊的切换成本就越低。

但是如果批量超过了市场的需要量，多余的产品就必须储存起来保管。储存时必然使用到仓库以及相 关的防护保管及管理，所以每次生产的批量越大，“保管”的成本也就越高。就“保管”成本而言，希望每次生产的批量越少越好。到底该怎么办呢.如上所述为了避免“切换时间”的损失，许多人倾向于加大生产的批量数，以减少切换次数。但是这种做法，仅仅考虑到切换本身成本的减少，却忽略工厂的整体效率。例如：制造过多的浪费、等待的浪费、不良品的浪费、生产交付时间过长、物流混浊等等，尤其目前市场的趋势是走向少批量多品种、高品质、短交付期的新竞争的优势，就必须尽量缩短“切换时间”，这就是“快速换模(线)”的意义。

一、何为快速换模技术

快速换模技术是由日本现场改善专家新乡重夫先生于1969年在丰田汽车以1000吨的压床由4小時的换线（模）时间,历经六个月的改善降到1.5小时换线(模)时间,再经3个月的改善，换线（模）时间再降至3分钟內完成的实际换线（模）案例所提倡的技术.其发展是从1950年即有换线（模）作业的设定预备工作有“內设定(线內作业)”和“外设定(线外作业)”之分的想法开始，历经19年时间所孕育出來。在当时以「所有设定预备工作的改善能在9分钟/台之个位数(Single)分钟內完成的作法称为（Single Set-Up），亦即“快速换线（模）”之意。

二、快速换模的目的:(1).缩短换模时间(2).增加换模次数

(3).更具小批量生能力(4).更具平准化生产能力(5).缩短交期时间(6).减少资源波动(7).降低库存数量(8).增加库存周转率(9).减少仓储空间(10).减少管理工作负荷(11).企业更具竞争力

三、快速换模的名词解释: 1.换模:任何因产品更换，而必须使机器或生产线停止生产，以从事更换动作皆是。又称为设置.2.换模时间:因从事换模动作，而使机器或生产线停止生产的时间,即在前一批次最后一个合格零件与下一批次第一个合格零件之间的间隔时间.3.线内换模(内作业):指必须在机器停止生产状态下，才能进行的换模动作。又称为“内作业”或者是“内部准备”.4.线外作业(外作业):指机器在生产运转中，而仍然可以进行的换模动作，又称为“外作业”或者是“外部准备”.四、快速换模的境界: 境界一: No concept of Quick Changeover 没有快速换模观念

境界二 : Single Minutes Exchange Die 个位分钟（10分钟内）换模 境界三 : Zero Exchange Die 零换模 境界四 : One Touch Exchange Die 一触换模 境界五 : One Cycle Exchange Die 一周换模 境界六 : No Need Exchange Die 无需换模

五、快速换模的六个步骤: 快速切换的主要着眼点是减少切换是生产线停顿的时间，此种停顿的时间越短越好。至于切换时速耗用的人工时间是否能够减少，不是考虑的重点，当然如果切换的人工时间也能减少，那就最好不过了。为了减少切换的时间，必须依据下列的思想步骤，循序渐进、按部就班来进行。1.计算整个生产准备时间.2.内外作业分离.3.内作业转化为外作业.4.缩短内作业时间 5.改善外作业时间

6.标准化新的生产准备程序.六、换模技巧与法则: 掌握了前述快速切换的思想步骤之后，所碰到的最大困难就是如何缩短内作业机外作业的动作时间。以下几个技巧及法则若能确实做到，就能达到目的了。法则一：并行操作

所谓的平行作业就是指两个人以上共同从事切换动作。平行作业最容易马上获得缩短内作业时间的效果。又一个人慢条斯理地从事切换动作，也许需耗1小时才能完成。若能由两人共同作业，也许会在40分钟或20分钟就能完成。那么整个切换时间就由原先的1小时减为20分钟至40分钟之间。而在平行作业中所需的人工时间或许会增多、不变、减少，都不是所要考虑的重点。因为，缩短了切换的时间所获得的其他效果远大于人工成本的部分，此点是一般人较容易忽视的。在从事平行作业时，两人之间的配合动作必须演练熟练，尤需注意安全，不可因为疏忽而造成意外伤害。

法则二：双脚勿动

切换动作主要是依赖双手的动作完成，脚必须减少移动或走动的机会。所以切换时所必须使用到的道具、模具、清洁等等都必须放在专用的台车上，并且要有顺序地整理好，减少寻找的时间。模具或切换物品进出的动线也必须设计成很容易进出的方式，切换的动作顺序要合理化及标准化。

法则三：特殊道具

所谓工具就是一般用途的器具；道具则是为专门用途的而特制的器具。就像魔术师表演所用的扑克牌一样是经过特殊的设计的，如果到文具店买一般的扑克牌，那么魔术师要变出一些奇妙的魔术就会比较困难了。所以魔术师所用的器具就称为道具，而不是工具。

切换动作是要尽可能使用道具不要使用工具。因为道具可提高切换的效率，而缩短切换的时间。此外，测定的器具也要道具化，用块规或格条来替代用量尺或仪表的读取数值测定。最重要的一点就是要设法减少道具的种类，以减少寻找、取放到局的时间。

法则四：剔除螺丝

在切换动作时，螺丝是最常见到被用来固定模具的方法。使用螺丝当然有其必要性，但是装卸螺丝的动作通常占去了很多的切换时间。如果仔细观察，还会发现，滥用螺丝的地方真是太多了。比方，本来只用四个螺丝就够了，却用到六个，拧螺丝的圈数太多，也耗费时间。螺丝真正发挥上紧的功能只有最后一圈而已。因此，改善的最佳对策就是要消除使用螺丝的固定方式。要有与螺丝不共戴天、必欲去之而后快的心态。比方说可用插销、压杆、中介夹具、卡式插座、轴式凸轮锁定、定位板等等的方式，来取代使用螺丝固定。

法则五：一转即定

限于某些状况，仍然必须使用螺栓、螺丝时，也要设法努力减少上紧及取下螺丝的时间。要以能做到不取下螺栓、螺丝而又能达到锁定的功能为改善的目标。主要的方法可用只旋转一次即可拧紧或放松的方式。例如C字型开口垫圈，可垫在螺帽下，只需将螺帽旋松一圈之后，C型垫圈即可从开口处取下，达到完全放松的目的。上紧时反向行之，只需旋转一圈就可达到栓紧的目的。此外，如葫芦孔的方式也可达成此目的。

其次的方法就是使锁紧的部位高度固定化，过高的锁紧部位要削低至标准高度；过低的锁紧部位可加上垫块以达到标准的高度。每个模具锁紧部位的高度都标准化了之后，那么螺帽的上紧部位也不会改变，如此可减少锁紧放松的旋转次数，当然也就减少了切换时间。

法则六：标准化

切换动作是因为产品不同而必须更换不同之模具或工作条件。因此也必须作调整的动作，设定新的标准。调整的动作通常需要花费整个切换时间的50%-70%左右，而且调整的时间长短变异很大，运气好时，一下子就调整好了，运气不好时则需花费数十分钟，甚至数小时的情形，也常可看到。对于调整的动作，必须先有调整也是一种浪费，要以排除调整洞作为改善的目标。

要排除调整的浪费，在方法上要掌握住标准不动的法则，换句话说，在机器上已经设定好的标准，不要因为更换模具，而又变动。做法上可把内作业的调整动作移到外作业，并事先做好设定的动作；也可以勿拆卸整个模具，保留模座，只更换模穴的母子式构造方式来消除模具的设定动作；或可采用共用夹具的方式，以双组式的方式来做切换动作，即一组正在加工中，另外一组备材已经设定好了，切换时只需旋转过来即可立即达到切换的目的。模具的高度标准化，也可以节省调整冲程的动作。又如射出成形机必须根据多使用的模具，调整设定数个不同冲程或条件，调整时可设定一个样板，套上去用手一拨即可全部同时设定好。

更重要的是要取消以刻度式或仪表式读取数值的方式来认定工作条件，尽量改以块规、限位快等容易取放设定的方式来减少调整的时间，进而缩短切换时间。

法则七：事前准备

事前准备作业是属于外作业的工作。外作业如果做得不好，就会影响内作业的顺利进行，使切换时间变长。例如：外作业没有准备齐全，在内作业的时候，找不到所需的道具或者是模具错误、不良等，就必须临时停顿下来找寻道具或修整模具，造成内作业时间变长。

快速换模技术 篇3

关键词：快速换模技术,工作研究,换模时间

0 引言

当一台正在运转的机器或者生产线需要切换生产另一种产品时, 常常需要完成一些必要的换模或换线操作后, 才能加工新的产品, 由此产生的换模 (线) 时间及成本对产品本身不具有任何增值意义, 是一种浪费[1]。特别是对于多品种小批量方式而言, 因为换模次数多, 浪费更为严重。1995 年, 丰田公司顾问新乡重夫提出了快速换模技术[2] (Single Minute Exchange of Die, 简称SMED) , 经过六个月的改善将800T的机罩用冲压机的换模时间从最初的4 小时减少到1.5 小时, 再经过三个月, 降至3 分钟, 引起了学术界和企业界的广泛关注。换模 (线) 时间的减少, 有利于减少浪费, 提高器利用率和生产效率, 降低库存, 缩短对顾客多样化需求的响应时间, 提高顾客服务水平, 有着重要的现实意义。

快速换模技术包括五个基本步骤[3,4]:

第一步, 分析问题的现状, 找出造成换模时间长的原因;

第二步, 区分换模作业中的内外部作业, 外部作业是指在机器运行时可以在线外完成的作业, 内部作业是必须停止机器才能执行的作业, 内部作业时间决定了换模时间的长短;

第三步, 将内部作业尽可能转换成外部作业, 减少换模时间;

第四步, 通过对内部作业的改善进一步减少换模时间;

第五步, 通过对外部作业的改善减少浪费。

本文以某钢琴制造企业音源车间中用于将肋木和音板粘接的热压机为研究对象, 针对存在的换模时间长、压柱调节困难、劳动强度大、良率不高等问题, 基于上述五步骤, 结合工作研究, 在成本增加很少的情况下, 通过对压柱头的优化设计减少内部作业时间和推行3定5S、目视化管理减少了外部作业时间。改进后该热压机的换模时间从原来的3487秒减少到1927秒, 缩短了近45%, 设备利用率及效率得到显著提升。

1 现状分析

1.1 热压机工作原理

J公司是一家专业的钢琴研发制造企业, 除了拥有自主品牌外, 还为全球多家知名企业代工制造钢琴, 钢琴型号多达几百种, 是典型的多品种小批量生产。

利用热压机将多根肋木粘接到音板上是钢琴制造过程中的一道关键工序, 音肋粘接质量直接影响钢琴的音准、音质及演奏性能的好坏。热压机由液压升降平台、压柱、盖条、定位工装和上下极板组成。热压机工作时, 音板放置在附有下级板的底模上, 肋木放置在音板上, 肋木和音板的接触面涂胶, 定位工装确保肋木和音板的位置符合设计要求, 每根肋木上均盖有盖条, 压柱在液压力的作用下均匀施压于盖条、肋木和音板, 确保肋木和音板紧密接触, 上下极板通高频电后产生电磁发热, 温度达到60 度以上时, 胶产生作用将肋木和音板粘接。

1.2热压机换模流程

如表1所示是热压机今年1-6月份换模次数, 以换模次数最多的五月份为例, 热压机换模时间3487秒, 一个月内换模时间近30小时, 换模效率低。

如图2所示为热压机换模流程程序图, 其中, 加工15次, 耗时2794秒, 检查2次, 耗时170秒, 搬运6次, 耗时523秒, 移动48米, 没有等待和储存, 总时间3487秒。

分析造成换模时间长的主要原因如下:

(1) 没有区分内外部作业, 所有的换模作业均在停机后完成。

(2) 换模过程中需要反复调整压柱的高度, 垫木块, 调整时间长达980秒, 占总换模时间的28%, 占换模内部作业时间的35%。

(3) 换型时需要更换的底模和盖条等工装夹具堆放随意, 取放困难, 耗时较多。

2 热压机换模作业优化

2.1 内外部作业的分离及转化

外部作业是指在不停机的情况下也能执行的作业, 一些换模的准备工作例如材料的准备、工装夹具和模具的准备、工作区域的清洁和整理等, 属于外部作业。通过分析, 图2 所示的热压机换模流程中作业5、6、8、9、10、11、14 划分为外部作业, 耗时648 秒。

内部作业是指必须停机才能执行的作业, 例如刀具、工装夹具、模具、导轨等的拆装、更换、调整, 试车等属于内部作业, 内部作业的时间决定了换模时间的长短。通过分析, 作业1、2、3、4、7、12、13、15、16、17、18、19、20、21、22、23 划分为内部作业, 耗时2839 秒。实现内外部作业分离后, 换模时间从3487 秒减少到2839 秒。

2.2 内部作业的优化

通过2.2 节分析可知, 造成换模时间长的一个重要原因是需要反复调整压柱高度和垫木块, 为此利用5W1H及ECRS方法[5]讨论改善方法。

热压机是通过拧螺母来调整压柱的高度。压柱高度与施加在肋木和音板上的压力有关, 压柱过高, 施加在肋木和音板上的压力小, 肋木与音板之间会出现缝隙, 造成加热后粘接强度低而产生不合格品;压柱过低, 施加在肋木和音板上的压力大, 由于现有的压柱头是刚性的铁制作而成, 不能自动适应压力的变化, 而橡胶通过塑性变形具有适应压力变化的能力, 因此如果利用橡胶来制造压柱头可以降低生产时对压柱高度的精确要求。为此设计了新的压柱头, 采用新的压柱头后, 调整压柱高度的作业时间大大缩短。

改善后, 换模流程内部作业流程图如图3 所示, 其中, 加工减少到13 次, 耗时1829 秒, 检查2 次, 耗时98 秒, 总时间减少到1927 秒。

2.3 外部作业的优化

外部作业主要是换模的准备工作, 包括对材料及工装夹具的准备等, 通过对现场的观察可以看出, 造成外部作业时间长的原因主要是由于盖条、定位工装、底模、肋木、音板、工具等摆放无序, 多达三十多种型号的模具随意堆放在一起, 寻找取放均困难耗时。针对这一问题, 公司推行了3定5S和目视化管理[6], 根据物料、半成品、工装夹具、模具等物品的特点定制存储架, 分门别类定位放置, 设置醒目的标志牌, 方便寻找、归位和清点, 提高工作效率。

3 结束语

如表2 对比改善前和改善后的换模时间可以发现, 改善后换模时间减少了近45%。由于采用了新的橡胶压柱头, 能自动适应压力的变化, 从而降低了对压柱高度的调节要求, 操作人员的劳动强度大大降低, 产品合格率也从95%增加到99%。

本文基于快速换模五步法, 综合运用了工作研究中的程序分析、5W1H、ECRS等方法, 分析了造成换模时间长的主要原因, 提出了针对压柱头的优化设计方法, 在投入很小的情况下, 简化了内部作业程序, 减少了换模时间, 提高了机器利用率, 提高了产品质量, 为企业创造了经济效益。该方法可为多品种小批量生产方式下类似中小制造企业提高换模效率提供参考。

参考文献

[1]大野耐一.丰田生产方式[M].谢克俭, 等译.北京:中国铁道出版社, 2006.

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[3]王灵玲, 毛剑敏, 陈宇晓.基于六西格玛的电子企业产品切换过程管理与改进[J].工业工程, 2001 (10) :121-124.

[4]路士利, 鲁建厦.精益生产中的快速换模技术研究[J].轻工机械, 2006:24 (3) :496-499.

[5]易树平, 郭伏主编.基础工业工程[M].北京:机械工业出版社, 2007.