汽车车身冲压件材料利用率提高研究

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1、汽车车身冲压件材料利用率提高研究曹力丰李正其陈晓磊(上汽集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】通过对数款车型白车身材料利用率的研究，分析材料利用率优化的可行性，提出了有效提高车身材料利用率的方案。【Abstract】ThroughthestudyoftheutilizationratioofBIWmaterial，thefeasibilityoftheim．provementoftheutilizationratioisanalyzed，andsomesolutionsareprovided．【主题词】材料利用率冲压汽车

2、针对此类零件根据不同模具制造商的具体情0引言况一般有两种排样方式，如图1所示。由于汽车市场竞争的日益加剧，怎样有效降低汽车成本成为企业着重考虑的内容。而汽车零件中有大量的钣金冲压零件，原材料成本又占了比较大的比重，一般一台白车身的钣金重量在350～450kg左右，按照50％的材料利用率，需要耗费700～900kg的材料。若能提高利用率一个百分点的话，则可以节约原材料将近15—20kg，这在当今汽车车型众多、竞争激烈的市场环境下，是一个相当可观的降本资源，所以怎样更好地优化和提高材料利用率，其意义就变得十分重大。图1制造商排样方式1车身

3、设计时的材料利用率优化由于有这些突出部分存在，零件无法更紧密地排样，导致利用率不够理想。优化方案如图2，在车身早期造型和零件设计时，零件的利用设计时可尽量避免零件有突出部分以及尽可能加率常常会被忽视。经过对现有车型的研究，我们大圆角。在新车型的设计中提出几点有效控制材料利用率1．2分离零件的优化方案。在车身设计时也会存在这样的零件，有突出1．1局部调整零件形状部分，但为了保证零件功能无法将其直接去掉。大部分产品工程师在设计零件时，往往使零对于这样的零件可以考虑将其拆成两个零件，如件有突出部分和一些比较尖锐的圆角。图3所示。收稿日期：2

4、010—03—12上海汽车2010．05·47·进行有效排样，利用率较高。所以我们在设计零件时，应尽量将零件设计成成型类零件，如图5。零件经过优化后，本来需要使用拉延工艺，现在完全可用成型工艺来实现，利用率将大幅提升。图2优化方案，图3零件拆分图5优化零件结构通过对两种方案零件排样方案的对比，我们1．4造型优化可以明显地看出分成两个零件后，废料较少，利用车身造型的优劣也直接影响到整车的利用率相对较高。率，车身几乎所有的大型覆盖件都在造型锁定的当然变成两个零件后，模具费用增加了，不过同时，外形轮廓也相应被锁定了。零件和零件之根据零件所用

5、的材料的单价不同，当汽车产量达间的分隔线决定了零件的形状，也决定了零件利到一定数值后，在材料上节省的费用就会显现出用率的高低。图6是翼子板、前盖、侧围之间分隔来，如图4所示。线的一个比较典型的案例，优化方案是通过调整分隔线将翼子板上面局部分离出来给侧围，这样翼子板不但利用率有大幅提高，而且工艺也相对A：材料成本B：模具制造成本简单多了，另对其他两个零件没有太大的影响。／BY造车数量图4费用节省图6优化方案1．3优化零件结构1．5零件合并制造根据模具工艺的设计原理，拉延工艺一般是在设计大型零件时，我们常常会发现有大片压料后成型，在拉延设

6、计时，需要增加大量的工艺材料浪费，如门板的窗框部分、顶盖和顶盖加强板补充面，废料较多，利用率相应较低，而成型工艺的天窗部分等，为了利用这些部分，可采用套材。是在落料后直接成型，不需要压料面，而且落料可如图7，在空白区域加上一个小型零件与大零件一·48·上海汽车2010．05起冲压制造，有效提高利用率。而这个方案必须必要的废料产生，利用率有较大提升。在前期产品工程师设计零件时就要得到重视，为第一种方式：将料片形状优化后可进行连续了配合大零件，不至于影响合做后的成型性，小零落料，灰色部分为每落一次料可节省的料片面积，件需要做一些成型性的调

7、整。如图9。图7小零件与大零件结合图9优化料片形状2冲压模具工艺设计优化第二种方式：一张板料出两件，和一张板料出单个零件相比较，阴影部分的废料将被节省下来，在零件设计完成后，就需要对零件进行模具如图10。工艺的设计，工艺制定的好坏也会对材料利用率产生较大的影响。经过对多款车身零件模具工艺的研究，提出以下几个方面的优化建议。2．1改变坯料形状以尾门外板为例，很多模具制造商为了方便，大多使用方形料片。但是如果将工艺进一步优化，将方形料片改为梯形，可将利用率提高约5％左右。图l0优化料片如图8，f-JJ'l"板两块大型的三角形废料将会省下来

8、，材料利用更合理。这些方案由于需要增加一套落料模具，故一般针对大中型零件，如前盖内外板等。2．3利用排样软件由于车身零件一般结构复杂，在坯料展开后形状千奇百怪。如果以传统的设计方法手工来排样的话，不仅效率低，误差大，而且