基于车身设计的材料利用率提升方法研究

张骥 史雪妍

(华晨汽车工程研究院)

国内自主品牌车身冲压件的材料利用率一般能够达到55%左右[1]。而日系品牌，其材料利用率通常能够达到70%以上。由此可见，自主品牌的材料利用率还存在较大的提升空间。通常，材料利用率是工艺部门关注的指标，因此行业内目前主要依靠工艺改进来提升材料利用率，如调整工艺补充、减小拉延深度、调整排样[2]、波浪刃口[3]、调整压边力[4]、开口拉延[5]等，而80%的产品成本都是在设计阶段确定下来[6]。基于以上问题，文章提出基于车身设计的材料利用率提升方法，突破传统利用率提升的局限性，实现设计层面的材料利用率优化。

1 利用率计算方式

材料利用率（MUL）是指零件本身的材料质量与生产零件所用坯料质量之比，表示材料被有效利用的程度，也是衡量材料有效利用的经济性指标。材料利用率越高，生产零件所使用的坯料就越少，成本就越低。单件材料利用率计算方法如下[7]：

多个产品材料利用率计算方法如下：

市面上主流白车身质量为350～450 kg[8]，如果按材料利用率为55%计算，那么整车需要消耗636～818 kg坯料。在此基础上，如果材料利用率提升1%，则单车坯料用量减少11～15 kg，收益约50～105元。如果年产达到10万辆，则年收益可达500万～1 050万元。因此，提高材料利用率对降低车身成本意义重大。

2 提高材料利用率方法

文章着重从产品、排样以及废料3个方面阐述车身零件设计过程中的材料利用率提升方法。

2.1 基于产品的设计优化

2.1.1 产品结构优化

在产品设计过程中，尽量设计为成型零件。……