近幾年隨著人們生活水平的提高,汽車需求量也越來越大,各汽車廠的競爭日趨激烈,不斷投入具備成本競爭力的新車型搶占市場,與此同時(shí),用于生產(chǎn)汽車精密沖壓件所  需的鐵礦石與焦炭等自然資源卻日趨緊張。提高材料利用率,不僅能降低汽車的精密沖壓件制造成本,提高汽車品牌的競爭力,而且也符合節(jié)能降耗的環(huán)保理念井佑。

工藝優(yōu)化:

1糕珊、落料排樣優(yōu)化,減少廢料

針對一些異形的精密沖壓件,可以對開卷落料模具內(nèi)毛坯板料的排布方式進(jìn)行優(yōu)化,以減少廢料,盡可能多的開卷出毛坯板料,提高材料利用率。

T6車型的左右內(nèi)縱梁落料模內(nèi)毛坯板料的排樣優(yōu)化,將原先一步距產(chǎn)出一張板料,優(yōu)化為一步距產(chǎn)出兩張板料,減少了廢料的重量,使得左右內(nèi)縱梁的材料利用率從78.2%提升87.6%毅糟。

2、材料規(guī)格合并,減少廢料

為提高市場競爭力,豐富銷售產(chǎn)品陣線,每年汽車廠都會(huì)有新車型的投入,新車型精密沖壓件零件投入都會(huì)有新規(guī)格材料產(chǎn)生姆另。當(dāng)車型批量生產(chǎn)結(jié)束時(shí),對應(yīng)的專用鋼材都會(huì)因消耗緩慢而占用庫存,因此每增加一種新規(guī)格的鋼材就會(huì)造成庫存和管理成本的增加,汽車廠必須盡可能保證鋼材的通用性,減少鋼材的品種數(shù)量。

T6車型的機(jī)罩外板排樣優(yōu)化過程,T6車型的機(jī)罩外板卷寬為1330mm,開卷步距為1820mm,需要使用落料模;而X7車型的機(jī)罩外板的卷寬為1830mm,使用弧形擺剪剪切落料,無廢料蝶防。

由于T6機(jī)罩的開卷步距與X7機(jī)罩卷料的料寬相近,通過現(xiàn)場驗(yàn)證,可以使用X7機(jī)罩的卷料,按步距1170mm的參數(shù),用弧形擺剪生產(chǎn)T6機(jī)罩的板料甚侣。

通過工藝優(yōu)化,材料利用率提高3.7%,同時(shí)減少原T6機(jī)罩外板專用的鋼材規(guī)格,增加了材料的通用性,降低了庫存與管理成本叨斜。

3、模具設(shè)計(jì)優(yōu)化,一模多件

在一套模具上同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)精密沖壓件零件時(shí),利用大精密沖壓件零件孔洞處的廢料生產(chǎn)一個(gè)或多個(gè)小精密沖壓件零件,達(dá)到提高材料利用率的效果转隘。

B5車型機(jī)罩內(nèi)板和T7門內(nèi)板的模具,分別利用機(jī)罩內(nèi)板和門內(nèi)板精密沖壓件零件孔洞處廢料,沖壓出機(jī)罩加強(qiáng)板精密沖壓件零件和門鎖加強(qiáng)板,避免了單獨(dú)使用材料生產(chǎn)機(jī)罩加強(qiáng)板及門鎖加強(qiáng)板雨担。

4、模具設(shè)計(jì)優(yōu)化,板坯組合

模具設(shè)計(jì)時(shí),將左右對稱精密沖壓件精密沖壓件零件設(shè)計(jì)在一起沖壓成形,通過工藝優(yōu)化,將兩張板料沖壓出兩個(gè)精密沖壓件零件改為一張板料沖壓出兩個(gè)精密沖壓件零件,減少工藝補(bǔ)充面積,提高材料利用率暑苍。

為MX3車型的左右后門外板精密精密沖壓件零件模具設(shè)計(jì)與M44車型左右后門外板模具設(shè)計(jì)對比由颗。MX3車型的左右后門外板一張板料沖壓一個(gè)精密沖壓件零件,精密沖壓件零件的四個(gè)方向都需要工藝補(bǔ)充面;而M44車型左右后門外板為一張板料沖壓出兩個(gè)精密沖壓件零件,相當(dāng)于減少一個(gè)工藝補(bǔ)充面。通過對比,M44車型后門外板材料利用率比MX3后門外板材料利用率提高4.16%越稻。

5坛铭、材料尺寸優(yōu)化,減小毛坯尺寸

通過調(diào)整毛坯板料在拉延模內(nèi)的定位,減少拉延筋以外多余材料的工藝補(bǔ)充,從而減小精密沖壓件零件所需的毛坯板料尺寸,提高材料的利用率。

為T/B車型前風(fēng)窗下橫梁精密沖壓件零件,對拉延成形過渡件觀察發(fā)現(xiàn),拉延件的工藝補(bǔ)充區(qū)域還有很大一部分毛坯板料未被有效利用,通過測量,將此精密沖壓件零件的開卷步距從原來的590mm減少到560mm,并對拉延模進(jìn)行研合键瓢、對板料定位裝置進(jìn)行調(diào)整,經(jīng)過外觀檢查和三坐標(biāo)測量幾何尺寸后確認(rèn):在板料步距減小30mm的情況下,精密沖壓件零件 成形正常,質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)秤歼。

T/B車型前風(fēng)窗下橫梁精密沖壓件零件通過毛坯尺寸優(yōu)化后,材料利用率提高2.4%。

6订骂、控制卷料公差,增加毛坯數(shù)量

鋼廠在生產(chǎn)鋼卷和鋼板時(shí),對產(chǎn)品的厚度公差有一定的控制范圍,表1為卷料尺寸控制標(biāo)準(zhǔn)。如果鋼卷的厚度是按正公差交付到汽車廠,則開卷出來的毛坯板料厚度會(huì)在合格范圍內(nèi)偏厚,會(huì)造成毛坯板料和沖壓精密沖壓件零件的實(shí)際重量高于工藝定額重量,另一方面,會(huì)造成鋼卷開卷出的實(shí)際板料數(shù)量少于理論數(shù)量,造成成材率降低塔鳍。

例如R33頂蓋精密沖壓件零件,毛坯板料規(guī)格為0.8mm×1150mm×1680mm,材料牌號為DX54D+Z,其材料有三家供應(yīng)商,三家供應(yīng)商材料的公差尺寸均在合格范圍內(nèi),但通過跟蹤,其中一家材料每次開卷后的實(shí)際板料數(shù)量均少于理論數(shù)量,而另外兩家鋼卷材料開卷后的實(shí)際板料數(shù)量均略高于理論數(shù)量轮纫。

R33頂蓋精密沖壓件零件的工藝消耗定額為11.993kg焚鲜。一個(gè)10t重的鋼卷理論上可以開卷出R33頂蓋板料為10000kg/11.993kg=834張。按照表1標(biāo)準(zhǔn),R33頂蓋精密沖壓件零件使用的DX54D+Z材料的屈服強(qiáng)度小于280MPa,卷料寬度為1150mm,小于1200mm,因此最薄與最厚的板料厚度差異為0.06mm,則一個(gè)10t的鋼卷最多和最少可以開卷出的板料張數(shù)分別為996張和771張,差異為125張,在采用負(fù)公差交貨的情況下,相比正公差交貨提高了15%的材料利用率糯彬。因此要求鋼廠對鋼卷采用負(fù)公差交貨,可以顯著增加毛坯數(shù)量,提高材料利用率葱她。

7、廢料收集再利用

部分精密沖壓件零件在開卷落料時(shí),會(huì)產(chǎn)生未利用的面積較大的廢料,將這些廢料用于汽車車身上其他小精密沖壓件零件的生產(chǎn),可以避免小精密沖壓件零件所用材料的單獨(dú)采購,節(jié)約了成本,同時(shí)也提高了整車的材料利用率搓谆。

為R33后翼子板內(nèi)板板料,其卷料規(guī)格為0.7mm ×1275mm,開卷時(shí)存在廢料词羹。前圍上蓋板精密沖壓件零件的板料尺寸為0.7mm×445mm×1070mm,消耗定額為2.594kg,這兩個(gè)精密沖壓件零件的材料牌號一致,通過收集R33后翼子板開卷步距的廢料用于生產(chǎn)前圍上蓋板精密沖壓件零件,材料利用率提高13%笋据。

通過類似方法收集R33側(cè)圍外板廢料,其卷料規(guī)格為0.85mm×1450mm,材料牌號為DX56D+Z下碗。R33左右后輪罩前部精密沖壓件零件,尺寸為0.8mm×930mm×254mm,材料牌號為DX56D+Z举影。

通過收集R33側(cè)圍開卷時(shí)產(chǎn)生的廢料,并對廢料進(jìn)行人工修剪,得到的矩形板料可用于生產(chǎn)R33左右后輪罩精密沖壓件零件,材料利用率提高8%。

8皆墅、挺高卷料重量,減少頭尾浪費(fèi)

沖壓工藝流程為材料供應(yīng)商以帶包裝的卷料供貨,卷料拆包后通過開卷設(shè)備剪切成沖壓所需的各種形狀板料,然后沖壓出各種精密沖壓件零件廊珊。開卷時(shí)需要對卷料外圈栏荷、內(nèi)圈剪切處理,同時(shí)卷料頭尾需要穿過開卷設(shè)備,每卷材料頭尾約15米左右為生產(chǎn)正常損耗。因此開卷批量越大,卷料平均重量越重,開卷效率越高,卷料的平均損耗越少瘪撇。

某車型整體側(cè)圍外板材料單車消耗60kg左右,沖壓開卷線批量大,跟蹤其側(cè)圍材料卷料重量,卷重分布范圍為7t至15t,平均重量約10t,經(jīng)過測算分析,如果將卷料重量提高到18噸,開卷線每批次將少生產(chǎn)一個(gè)卷料,即少一個(gè)卷料的料頭料尾處理,側(cè)圍材料利用率可以提高約1%,開卷效率提高5%左右港庄。結(jié)合設(shè)備能力,運(yùn)輸條件,向鋼廠提出卷料重量要求,目前此側(cè)圍材料平均卷重18.5t,卷料轉(zhuǎn)化為板料的利用率由原來的98.2%提高至99.2%(板料轉(zhuǎn)化率=卷料凈重/消耗定額×100%)。

原材料

對精密沖壓件而言,同一精密沖壓件零件的材料利用率反映出工藝水平和技術(shù)水平的高低,本文結(jié)合沖壓現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用,從工藝優(yōu)化渤涌、材料尺寸優(yōu)化把还、廢料再利用、卷料重量提高等方面介紹了提高汽車精密沖壓件材料利用率的方法,通過上述方法的實(shí)際應(yīng)用,提高了工藝安皱、技術(shù)水平,為后續(xù)項(xiàng)目的工藝設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)艇炎。

提高材料利用率的方法很多,更多的方法需要通過實(shí)踐驗(yàn)證,例如沖壓覆蓋件下料時(shí),將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀,通過改變板坯的形狀,縮短板坯長度,從而提高材料利用率,此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關(guān)系吏辫。總之,提高材料利用率是為了降低整車的完全成本,在做提高材料利用率方案時(shí)需要結(jié)合車型產(chǎn)量,考慮投資成本與收益的關(guān)系操椰。

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