汽车冷冲压零件材料利用率提高方案解析

刘 磊

（柳州福臻车体实业有限公司，广西 柳州 545006）

前言

随着经济迅速发展，汽车产销量逐渐增高，行业竞争日益加剧，如何提高产品竞争力的问题日益凸显，制造成本是不可回避的一个关键因素，在汽车制造中，覆盖件、车身钢结构件一般采用冷冲压模具生产制造，为了降低覆盖件和车身钢结构件的制作成本，原材料板材的利用率提高至关重要，这也是汽车设计开发和模具开发者面临的一大问题。本文主要阐述如何在实际的模具设计中提高板材的利用率进行着重阐述，为汽车钣金件模具开发者提供参考，常用的零件材料利用率提高手段如下：

（1）模具开发：落料排样；

（2）模具开发：材料利用率决定点控制；

（3）模具开发：浅拉延成型技术；

（4）汽车开发、模具开发：废料区小零件利用，零件合并开发。

1 落料排样

落料排样是提供材料利用率的最常用和最直接手段，通过排样，将原本是废料的部分区域利用起来，起到提高材料利用率的效果。常见的排样方式有：

（1）梯形料（摆剪）

图1

采用摆剪落料优势：不需要额外开落料模具。常用的零件有：翼子板。

（2）弧形料

常用的零件有：机盖外板、机盖内板。汽车厂可以通过对自身车型分析，开发共用的弧形落料模具，节约成本。

图2

（3）嵌套式开卷排样

常用的零件：A柱内板、B柱内板等骨架件，借助CAE辅助软件进行初期排样，根据实际需要局部修改即可达成要求。

图4

（4）波浪切刀提高材料利用率

图5

2 材料利用率决定点控制

根据零件的特性找出零件材料利用率决定点，如下图机盖所示，以A，B，C点为材料利用率决定点来做拉延造形。

图6

常用的处理手段有：

（1）材料利用率决定点，局部补充面收小。

（2）材料利用率决定点，局部管理面尺寸减小至5mm，如下图所示：

图7

（3）合并件分离区域间距控制

零件合并拉延，中间分离部分间距控制。

推荐值：t≤1.2mm，分离间距≥8mm，t＞1.2mm，分离间距按照≥10mm。

设计时应尽量靠近下限，以充分提高材料利用率。

3 浅拉延成型技术

三动拉延模或多动拉延模，适用于零件成型深度落差大，通过整体增加或局部增加浮动压边圈改变压料接触板件顺序，实现降低零件拉延深度，如下图所示通过在上模增加整体压边圈降低零件拉延深度，拉延深度降低幅度大，材料利用率提高明显且有助于改善成型。

下图是背门内板的三动拉延模图示：

图9

4 废料区域小零件利用

（1）拉延件废料区域小零件利用，使用原则：小零件与大零件材质料厚相同，在零件设计开发阶段需要考虑；

图10

（2）两个零件合并拉延

包含两个情况：a、对称件合并拉延

b、一出二合并拉延

图11

不管是以上哪一种情况，合并拉延都是的零件的辅助拉延补充面部分在合并的一侧减少，从而提高材料利用率，常见的零件有：前门外板、后门外板以及一些对称性较高的骨架件。

5 结束语

通过这些手段，结合零件实际的状态和生产制造要求，根据需要选用不同的材料利用率提升方案，在确保质量的前提下，最大程度的降低材料的投入，提高企业收益，降低能源消耗。