材料利用率提高幾個(gè)點(diǎn)，汽車模具成本都可能忽略不計(jì)！

汽車車身由各種各樣的鈑金件通過焊裝焊接而成，而這些零件基本都是通過沖壓生產(chǎn)的。在一臺(tái)汽車上，60%以上的零部件都是沖壓件。在沖壓件的成本中，材料費(fèi)用一般占到60%以上。因此，探討汽車沖壓方面的成本控制措施，選擇合適的沖壓工藝、不斷優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)、合理選擇模具材料和在模具開發(fā)上充分考慮材料利用率等，直接決定著汽車制造成本，對(duì)整車成本控制具有十分重要的意義。

我們在實(shí)際工作中，通常會(huì)從沖壓工藝選擇及模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)、材料利用率的控制、模具材料的合理選擇等方面尋找有效控制模具開發(fā)制造的成本、提高利潤水平的具體措施，這些方法對(duì)整車生產(chǎn)的成本控制有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。這里重點(diǎn)討論提高材料利用率。

對(duì)于大批量生產(chǎn)來說，提高板料的利用率是一件極有意義的事情——只要把材料利用率提高幾個(gè)百分點(diǎn)，模具的成本就可能忽略不計(jì)。

提高沖壓生產(chǎn)的材料利用率，要從工藝方案制定(DL)、模具圖紙會(huì)簽及模具的預(yù)驗(yàn)收等源頭抓起。在車型的開發(fā)中，應(yīng)把材料利用率指標(biāo)作為一項(xiàng)重要的參數(shù)提出來，從模具設(shè)計(jì)制造源頭上減少板材的消耗，避免或減少出現(xiàn)問題后再去補(bǔ)救的情況，這將有利于汽車制造成本的控制。

隨著全球鋼鐵價(jià)格的上漲，車身沖壓件制造成本已成為國內(nèi)各大汽車制造廠利潤增長的一個(gè)制約點(diǎn)，從原材料投入到成品件產(chǎn)出的整個(gè)過程或多或少都存在浪費(fèi)現(xiàn)象，有不小的改進(jìn)空間。

1.減小壓料面

在模具設(shè)計(jì)開發(fā)中，減小板材消耗的思路之一就是盡量減小拉伸壓料面的尺寸，盡量不布置模具的拉延筋或拉延檻;必須布置時(shí)，盡可能靠近零件的修邊線，以減小模具外廓尺寸，增加材料利用率。舉例說明：圖1中，左、右側(cè)圍上邊框主加強(qiáng)板拉延序拉伸筋所占余量多，導(dǎo)致后序修邊沖孔料邊很多，經(jīng)現(xiàn)場試模調(diào)整(板材尺寸寬度方向縮小30mm)，試制后料邊最小處為10mm，不影響該件的成形和修邊質(zhì)量。同時(shí)將材料規(guī)格由1.50mm×1500.00mm×300.00mm改為1.50mm×1500.00mm×270.00mm，拉延模寬度方向定位由300.00mm調(diào)整為270.00mm。更改前材料利用率是31.89%，更改后材料利用率為35.44%，兩個(gè)件更改后比更改前單臺(tái)節(jié)約用料1.06kg。

該零件現(xiàn)在材料寬度方向已經(jīng)更改到了極限，如果換一種思維，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，把左、右側(cè)圍上邊框主加強(qiáng)板左右共模生產(chǎn)，材料浪費(fèi)更少，材料利用率。

圖1 某車型左、右側(cè)圍上邊框主加強(qiáng)板

2.盡量實(shí)現(xiàn)左右件共模生產(chǎn)

采用左、右件共模生產(chǎn)不但更利于材料的成形，重要的是要比單件生產(chǎn)更能發(fā)揮節(jié)材效能。我公司在零件的沖壓工藝選擇上，最初某車型左右翼子板僅從成形性上選擇而沒有充分考慮到成本控制方面的因素，采用左、右件分別拉伸成形，材料利用率為26.8%，采用左、右件共模拉伸，材料利用率為33.5%，相比高出6.7%，每生產(chǎn)一件(左或右)要少消耗材料2.8kg，少開發(fā)五套模具，減少了工序數(shù)，降低了設(shè)備及人員的占用和資源消耗等。從成本控制的角度來看，兩種方案的優(yōu)劣比較明顯。我們在開發(fā)CE項(xiàng)目時(shí)，翼子板、車門外板就采用了左右件共模生產(chǎn)的方式。

圖2  左、右件單件生產(chǎn)與左、右件共模生產(chǎn)比較

3.合理設(shè)計(jì)零件落料的排樣方法

排樣是指零件或毛坯在條料、板料上的布置方法。在落料模設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到零件的排樣，排樣方法是否合理，不僅影響模具結(jié)構(gòu)，最重要的是影響材料利用率。舉例說明：圖3中，左、右A柱內(nèi)板下段板的落料模料片的排樣三種方案進(jìn)行比較。很明顯材料利用率上，方案A比不上方案B和方案C。而通過計(jì)算進(jìn)行比較，放大計(jì)算100個(gè)料片所需要的板材重量，可以得知方案C優(yōu)于方案B，方案C的材料利用率高于方案B。

圖3  左、右A柱內(nèi)板下段板的落料模料片的排樣三種方案

總之，設(shè)計(jì)出強(qiáng)度最好、工序最少、模具開發(fā)成本最低且生產(chǎn)出產(chǎn)品的材料利用率最高的模具結(jié)構(gòu)，是我們沖壓專業(yè)循序漸進(jìn)、不斷學(xué)習(xí)的方向。對(duì)于國內(nèi)汽車行業(yè)而言，要想在激烈的市場競爭中戰(zhàn)勝強(qiáng)大的對(duì)手，降低制造成本是必須的功課。