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车身冲压件材料利用率提高方案
工艺。
6.结语 综上所述,提升车身材料利用率的方案主要包 括车身设计、模具工艺排布两个阶段。在车身设计 时就考虑优化材料利用率效果最明显。对于内板制 件来说,材料利用率的提升空间更大,外板制件必 须优先保证产品质量,其次考虑材料利用率。在模 具调试生产阶段同样要考虑材料使用的优化。只有 在车身生产的全生命周期里充分考虑成本的优化, 将节约省材的意识始终贯彻,才能最终达到提高材 料利用率的目的。MW (20130703)
图1
“T”形制件分离为两个制件
用。对于表面质量要求不高的一些内板件,可以采 用拉深槛,甚至将产品法兰面作为压料面的一部分 布置在压边圈上,节约拉深坯料。两端敞开的制件 可以考虑使用开口拉深,经过调试后可节约制件两 端的补充材料。 3.坯料剪裁 尺寸较小,在压力机上使用连续窄钢带为制件 坯料的冲压件,一般需要考虑制件排样。合理的排 样,如双排甚至三排排样,可减少工艺废料产生, 尽量减少搭边尺寸,最终经过面积计算得出最佳的 排样方案。
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万方数据
尺寸较大的冲压件,难以直接使用连续钢带作 为制件坯料,需要使用开卷线落料将购来的钢卷裁 开,裁成满足冲压成形尺寸和形状的制件坯料。在 开卷线上裁开的坯料,同样需要考虑排样方法,如 图3N示,尽可能减少坯料的浪费。形状比较规则 的制件,可以将制件剪成所需形状。形状比较复杂 的,可以使用落料模具。
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《金属加工(热加工)》为国家级期刊,发表论文 可用于技术职称评定。 《金属加工》编辑部
激光拼焊板是将不同表面处理、不同钢种、不 同厚度的多块钢板通过激光焊接拼接形成的毛坯板 材。与传统点焊工艺比,激光拼焊板可减少制件数 量,减轻制件重量,提高车身的耐蚀性,在保证车
身强度的前提下,提高材料利用率。现在激光拼焊 技术在车身设计、成形分析、模具加工制造、板材 供应生产等方面已经成熟,在汽车生产厂商中已经
得到了广泛应用。
柔性变截面辊轧板,即在轧制过程中,实时控 制轧辊间距,得到沿轧制方向板材预先定制的变厚 度形状钢板。变截面轧板表面没有焊缝连接,表面 质量好,可以应用于车身外板。通过提高板材的强 度,减少车身制件数量,从而提高材料利用率。目 前,变截面轧板已经应用于奔驰E级车身,在梁的 设计中可以减重20%~30%。 管件液压成形技术是通过模具管腔内施加液体
90%以上。
由于不同宽度的钢卷价格不同,对于钢卷的选 择,尽可能选择价格较低的卷宽。钢卷宽度尺寸可 以考虑选择与制件坯料相同的尺寸,取消开卷之后 再次剪切,减少工时,降低成本。材料厚度同样要 考虑使用市场上使用率较高的钢板厚度,减少采购
难度。
4.废料利用 侧围、天窗加强板、顶盖等制件都可能会产生 大片废料,合理利用这些废料,回收再利用到其他 制件的生产上,可以大幅节约成本。对于梯形料可 以采用切角拉深,提前留下角部废料。对于冲压工 序内部产生的废料,更改废料刀的位置和长度,增 加压料芯,取消顶料销,减小废料的变形,将小废 料变成较大的废料加以回收利用,避免制造专用的 落料模具。小件在满足产品性能的前提下,也要尽 可能使用与大件相同的材料,便于利用大件的废料 来生产。甚至可以使用套模技术,在大件模具的大 片废料位置直接布置一个小件,不仅可以提高材料 利用率,还可以节约一套模具的开发费用。 5.新工艺的应用 新工艺包括在车身开发中使用激光拼焊板、柔 性变截面辊轧板,封闭截面制件采用管件液压成形
尽可能使用成形工艺。由于拉深工艺需要压 料,还需要制作工艺补充部分,所以材料利用率较 低。在制件表面要求质量不高、成形深度浅、不影 响制件精度要求的情况下,多使用成形工艺,减少 拉深工艺的使用。成形工艺直接落料,还可以增加 排样工艺的使用,进一步节约材料。在进行同步工 程分析的时候,同样要尽可能减少制件形状的复杂 程度与深度,减少拉深工艺的使用。 2.模具工艺排布 车身制件中大多数件为对称件,如图2所示,
车身冲压件材料利用率提高方案
华晨汽车工程研究院
(辽宁沈阳
110141)
马占军
汽车制造过程中的成本控制对企业经济效益的 最终状况有着重要影响,随着钢材价格不断上涨, 以及汽车市场销量放缓,汽车行业整体都面临着成 本降低的压力,车身冲压件的生产过程中,冲压钢 板坯料的费用占整个生产成本70%~80%,所以提 高材料的利用率,是降低车身成本的关键所在。
图3排样落料
压力和轴向负荷,令管形坯料发生塑性变形,从而 得到所需形状的制件成形技术。在车身设计中应用 液压成形技术,可以减少制件的数量,减少搭接边 带来的额外重量和焊接量,梁类制件可减重l 5%~ 25%,空心轴类制件可减重20%~50%,同时提高 封闭截面制件的强度和刚度。液压成形所需的模具 数量少,可降低模具费用。由于补充型面的面积远 小于冷冲压制件,液压成形制件的材料利用率高达
图2两个前地板合并到一套模具
在进行冲压同步工程分析的时候要格外注意,发现 废料产生较多的制件及时反馈,与车身设计人员共 同考虑修改制件形状,如图l所示,将一件较大的 “T”形制件分离成两个制件,尽可能避免大量结
构废料的产生。
排布模具工艺时,综合考虑模具成本与材料利 用率之间的关系,如果生产批量很大,那么节约材 料省下的成本,可能要高于模具成本。这时就可以 考虑通过使用较复杂的模具结构,减少废料裁剪, 提高材料利用率。 利用CAE分析工具,加大拉深筋强度、压边 力,尽可能减小拉深模具的工艺补充面。采用侧 修边,将拉深分模线内移,可以减少拉深补充的使
将对称件或形状互补的件合并到一起,或采用一模 多件,可减少拉深补充及压料面的使用,能提高材 料利用率3%~8%。
1.车身设计阶段
在车身产品设计中要充分考虑材料利用率问 题。车身设计首次给出的制件,更多关心的是车身 功能实现,在材料利用方面考虑不够充分。对于
“回”形、 “之”形、 “L”形、
“T”形制件,
80}:2篡羞:臻茹麓警:黟蓐争磊加r热加工
万方数据
车身冲压件材料利用率提高方案
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 马占军 华晨汽车工程研究院 辽宁沈阳110141 金属加工(热加工) Metal Working 2013(17)
本文链接:/Periodical_jxgr-rjg201317041.aspx