秦亞浩　陳文波　王少亞　廖小剛

摘 要：本文主要介紹了整車開發(fā)周期（即造型，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，生產(chǎn)調(diào)試等階段），通過與各模塊專家進(jìn)行探討，以具體的方案進(jìn)行分析歸納總結(jié)，為整車沖壓材料利用率提升提供一種思路，對(duì)車身沖壓材料利用率提升具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：沖壓 材料利用率提升

1 引言

隨著中國新能源汽車的快速崛起，各個(gè)汽車廠家競(jìng)爭(zhēng)也逐漸激烈，如何使用相同的成本生產(chǎn)更高質(zhì)量的汽車成為重中之重，針對(duì)一臺(tái)整車，沖壓零件使用率高占60%以上，而原材料費(fèi)用占鈑金開發(fā)成本的70%左右，具統(tǒng)計(jì)整車材料利用率每提升1%，整車成本可以節(jié)約50元左右，因此材料體用率的提升對(duì)于如何在相同成本下開發(fā)更高質(zhì)量的汽車具有十分重要的意義。

本文從整車開發(fā)周期（即造型，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，同步工程SE與工藝設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，生產(chǎn)調(diào)試等階段）對(duì)材料利用率提升以具體的案例進(jìn)行分析。

2 整車開發(fā)周期材料利用率提升案例

2.1 造型階段方案

造型階段，在保證整車風(fēng)格的情況下，通過調(diào)整制件材料利用率決定點(diǎn)分縫來提升材料利用率，下面以側(cè)圍與后背門外板進(jìn)行闡述。（表１）

2.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段

1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段充分考慮材料利用率，模檢具工裝，焊裝夾具等，對(duì)產(chǎn)品制件進(jìn)行合理的拆分與合并。（表２）

2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)在不影響功能性的情況下對(duì)結(jié)構(gòu)件沖壓件邊界位置進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步提升材料利用率。（圖１）

以產(chǎn)品某結(jié)構(gòu)件為例。

2.3 同步工程階段以及工藝設(shè)計(jì)階段

2.3.1 生產(chǎn)鈑金板料改善提升材料利用率

1）設(shè)計(jì)初期階段需充分了解汽車生產(chǎn)基地開卷落料線設(shè)備，沖壓制件板料尺寸盡可能滿足開卷落料設(shè)備，原因如下；

普通板料相比開卷落料存在長度限制，因此產(chǎn)生廢料遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開卷落料，開卷落料可以極大提高鈑金的材料利用率。（圖２）

2）弧形料，梯形料以及鋸齒料片的使用提升材料利用率

同步SE分析階段依據(jù)制件形狀選擇合適的料片可以極大的提高制件的材料利用率；下面重點(diǎn)闡述有利于提升材料率的三種板料，即弧形料，梯形料以及鋸齒料；

2-1）弧形料

如機(jī)蓋外板，前后均存在弧度，可以考慮采用弧形料，在同等卷寬的情況下，極大的縮減了步距，從而提高了材料利用率，以某主機(jī)廠抽取10款車對(duì)比結(jié)果為例，材料利用率平均可以提升6%，單件節(jié)省5.57元，按主機(jī)廠年車100萬臺(tái)/年，進(jìn)行粗算僅機(jī)蓋外板單年節(jié)約557萬，10年節(jié)約成本約5000萬；（圖３）

2-2）梯形料

原理與弧形料一致，不再進(jìn)行特殊說明；一般門外板以及翼子板，后背門內(nèi)外板會(huì)采用梯形料。

2-3）鋸齒料片

依據(jù)成型CAE分析結(jié)果，在不影響成型的情況下，板料邊界設(shè)計(jì)鋸齒狀，相臨兩片板料的交接位置會(huì)節(jié)省材料，單件節(jié)約0.5%;鋸齒料片如圖４所示（頂蓋外板板料）

3）板料采購階段

常規(guī)板料卷寬最大偏差為10mm，把卷料邊緣變更為修邊邊緣（±1mm），可以很好的提高材料利用率；但需采購部門與供應(yīng)商協(xié)商卷料邊緣變更為修邊邊緣費(fèi)用；

卷料外圈以及內(nèi)圈包裝時(shí)表面質(zhì)量問題無可避免的會(huì)產(chǎn)生，同時(shí)開卷落料生產(chǎn)時(shí)為保證品質(zhì)頭尾需剪切15mm，整體損耗約1.5%左右，因此在滿足生產(chǎn)線以及運(yùn)輸?shù)那闆r下，合理的提升卷寬重量，可以很好的提升鈑金材料利用率。

4）板料排布階段

板料排樣時(shí)考慮錯(cuò)排工藝，不同零件混合等排布方法進(jìn)行排樣，有利于提升材料利用率；如下圖所示，采用錯(cuò)排工藝后，相比單排工藝材料利用率提升21.7%；（表3）

5）板料廢料收集再利用

充分結(jié)合整車結(jié)構(gòu)件，確認(rèn)結(jié)構(gòu)件零件板料尺寸，對(duì)于滿足車身結(jié)構(gòu)件板料尺寸的落料模廢料進(jìn)行收集，以側(cè)圍為例，如側(cè)圍圖示四處位置廢料用于生產(chǎn)車身結(jié)構(gòu)E類件（尾燈安裝板固定總成零件），預(yù)估可以節(jié)約材料6kg，單件節(jié)約48元；（圖5）

2.3.2 工藝設(shè)計(jì)階段改善

1）合模工藝

合模工藝即對(duì)稱零件或者特殊零件共用一張料片進(jìn)行生產(chǎn)，在提升材料利用率的同時(shí)可以降低模具工裝成本，提高設(shè)備效率；如下表4所示；

2）淺拉延工藝

工藝設(shè)計(jì)時(shí)，需充分考慮制件成型的可能性，在拉延設(shè)計(jì)階段采用淺拉延工藝可以很好提高材料利用率，下面以車門鎖加強(qiáng)板進(jìn)行說明（圖6）

方案說明：展開后，沒有立墻處，且成型相對(duì)容易，無需更多送料保證成型性，材料利用率提升29%

3）開口拉延的使用

開口拉延的出現(xiàn)是為提升材料率而出現(xiàn)的一種方法，工藝設(shè)計(jì)時(shí)，需充分對(duì)比制件出現(xiàn)的問題以及對(duì)產(chǎn)品功能性是否有影響，如無影響，優(yōu)先使用開口拉延工藝，常用的為機(jī)蓋內(nèi)板，熱成型件，以及梁類件等；開口拉延分為：半開口拉延以及全開口拉延，開口拉延主要節(jié)省開口位置廢料，如圖7所示。

2.4現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試階段

1）料片尺寸在設(shè)計(jì)階段因?yàn)樾杩紤]機(jī)床設(shè)備波動(dòng)，調(diào)試波動(dòng)等，因此設(shè)計(jì)時(shí)料片尺寸存在裕度，生產(chǎn)時(shí)結(jié)合制件精度，成型質(zhì)量，以及制件穩(wěn)定性等因素，綜合對(duì)比后對(duì)理論料片尺寸裕度進(jìn)行壓縮，可以進(jìn)一步提升材料利用率；

2）生產(chǎn)階段發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷，會(huì)導(dǎo)致制件報(bào)廢，降低材料利用率，設(shè)計(jì)研發(fā)部門需依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋問題建立平臺(tái)化數(shù)據(jù)庫，避免問題重復(fù)發(fā)生，進(jìn)而降低制件報(bào)廢率，從而提升材料率。

3 結(jié)束語

綜上所述，車身鈑金制件在整車制造過程，材料利用率均存在提升空間，伴隨著整車各個(gè)模塊人員能力提升以及設(shè)備功能性完善，材料利用率會(huì)進(jìn)一步提升；

沖壓工程師需在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段開始階段需將材料利用率作為一個(gè)重點(diǎn)工作，從源頭開始解決鈑金材料浪費(fèi)問題，同時(shí)不斷探索研究新的工藝，新設(shè)備，持續(xù)提升材料利用率，以相同的價(jià)格打造更高品質(zhì)的汽車。

參考文獻(xiàn)：

[1]材料利用率控制方法的探討.知網(wǎng)【引用日期2016-11-09】．

[2]06年《企業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)學(xué)》.最新筆記（五） 自考365．

[3]趙田英. 淺談提高原材料提升方法.裝備，制造技術(shù).2013．

[4]周理德. 機(jī)蓋內(nèi)外板材料利用率提升方案．